SUMBER SUMBER MA SUKA N RELE
5 2 PRIN SIP DIFEREN SIAL
Teknik dasar dari pro teksi diferensial diperlihatkan dalam Gam bar 5- 1 dan guna penyederhanaan hanya dua sirkit dari daerah pro teksi yang diperlihatkan dalam gam bar. Sirkit- sirkit ganda m ungkin saja digunakan, nam un prin sip dasarnya adalah sam a. Jum lah arus yang m enuju daerah pro teksi akan sam a dengan ju m lah arus yan g m eninggalkan daerah pro teksi pada saat o perasi no rm al. Dem ikian pula halnya bila digunakan sistem diferential tegangan.
Pada o perasi no rm al dan untuk sem ua gan ggu an eksternal, arus- arus sekunder pada Gam bar 5- 1a dalam rele pro teksi adalah perbedaan arus- arus eksitasi dari CT yang terhubung. Ip adalah arus prim er yang m enuju atau m eninggalkan zo na pro teksi. Ip – Ie adalah aru sekunder yang besarnya sam a dengan arus prim er dibagi dengan ratio CT dikurang aru s eksitasi. Meski digunakan CT dari tipe dan ratio yang sam a, arus rele Iop akan selalu ada m eskipun kecil dan tidak pernah no l. Hal ini karena adanya susut antara zo na pro teksi dan perbedaan kecil antara CTs. Dengan asum si bahwa tidak ada CT yang m engalam i kejenuhan berarti bila dilalui arus- arus ac sim etris m aksim u m . Dengan CT dan ratio yang berbeda, perbedaan yang cukup besar akan m uncul dan harus dim inim isasi dan atau pengaturan arus pick- up ( angkat) rele tidak akan bero perasi pada setiap ko ndisi.
Selam a gangguan eksternal unju k kerja transien dari beberapa CT akibat kenaikan arus yang tiba- tiba dan ko m po nen dc o ffset dapat m enghasilkan arus- arus o perasi transien yang besar. Oleh karena itu sukar dan tidak praktis digunakan rele instantaneo us. Rele- rele tim e- delay dapat digunakan dengan kehati- hatian yang tinggi.
Untuk gangguan internal, Gam bar 5- 1b m em perlihatkan bahwa arus o perasi rele diferensial esensinya adalah jum lah arus- arus m asukan yang m enuju gan gguan. Besaran ini m erupakan arus gan gguan to tal dengan basis arus sekunder. Kecuali untuk gangguan internal yang sangat kecil, pem indaian yang baik dapat digunakan untuk m endeteksi m asalah dalam zo na diferensial. Un tuk m em icu agar rele diferensial dapat bero perasi tidak m em erlukan sum bangan arus gangguan dari sem ua sirkit, terutam a untuk sirkit- sirkit yang tidak m engalam i ganggu an.
Gam bar 5- 1: Ilustrasi skem a diferensial arus untuk m em pro teksi sebuah zo na dengan dua sirkit : ( a) . Ko ndisi no rm al; ( b) . Gangguan internal
Untuk m em pero leh sensitivitas yang tinggi terhadap adanya gangguan internal ringan dengan sekuritas yang tinggi terhadap gangguan - gangguan eksternal, m aka kebanyakan digunakan rele diferensial tipe persentase. Gam bar 5- 2 m em perlihatkan skem a sederhana dari rele jenis ini. Sebagaim ana diperlihatkan dalam Gam bar 5- 1. Rangkaian sekunder dari CT dihubungkan dengan belitan penahan ® dari rele. Arus- arus yang m erintangi o perasi rele tersebut. Selain itu, yang berhubungan den gan ku m paran penahan adalah kum paran kerja. Arus pada kum paran ini yang akan m engo perasikan rele diferensial.Rele diferensial dapat berupa rele diferensial tetap atau variabel presentase. Tipikal karakteristik beberapa tipe rele jenis ini diperlihatkan pada Gam bar 5- 3. Absis dari kurva karakteristik tersebut adalah arus penahan, yang dapat berupa arus
sm aller I"R atau arus larger ' R
I tergantung desain. Ordinat dari kurva karakteristik adalah arus o perasi IOPyang dibutuhkan u ntuk m enggo perasikan / m en ggerakkan rele. Rele diferensial persentase tipe tetap yang ada, yaitu antara 10 dan 50 % dan m em iliki Tap untuk m erubah persentase.
Gam bar 5- 2: Rele Diferensial Persentage : ( a). Gangguan Eksternal; ( b) . Gangguan internal
Untuk rele diferensial persentase 50 %, arus gangguan ekesternal 10 A m embutuhkan selisih atau arus o perasi sebesar 5A atau lebih agar rele dapat bero perasi. Untuk tipe 10 %, diperlukan selisih atau arus o perasi sebesar 1A. Rele tipe persentase variabel tidak m em iliki Tap persentase. Pada arus yang rendah, persentase rendah pada tingkatan ini unjuk kerja CT berada pada tingkat terbaik. Pada arus- arus gangguan yan g besar, dim ana unjuk kerja rele tidak sebaik pada saat arus rendah, dibutuhkan persentase yang tinggi. Hal ini dapat m eningkatkan sensitivitas dan skuritas rele.
Gam bar 5- 3: Tipikal Karakteristik beberapa tipe Rele Diferensial
Perlu untuk dikenali bahwa karakteristik seperti yang diperlihatkan dalam Gam bar 5- 3 digunakan hanya untuk gan gguan eksternal atau aliran arus langsu ng. Rele diferensial sangat sensitif terhadapa gangguan internal dim ana arus- arus pada kum paran penahan dalam arah berlawanan atau salah satu arus N o l, seperti dalam Gam bar 5- 2. Rele- rele ini dikalibrasi dengan arus langsung satu kum paran penahan dan kum paran o perasi sedangkan kum paran lain tidak dialiri arus. Tipikal arus- arus angkat untuk rele- rel diferensial dalam o rde 0 .14A sam pai 3.0 A, tergantung dari tipe, Tap, dan aplikasi.
Seperti dapat dilihat, prinsip diferensial m em bandingkan keluaran- keluaran dari CTs pada sem ua sirkit yang m enuju atau m eninggalkan daerah pro teksi. Untuk perlatan-
peralatan seperti generato r, bus, transfo rm ato r, m o to r dan sebagainya, CT yang digunakan berada pada areal yang sam a, sehingga tidak sulit untuk m elakukan interko neksi antara sisi sekunder CT dengan rele. Untuk line ( jaringan) , dim ana term inal dan CTs terpisah o leh jarak tertentu, tidaklah praktis m enggunakan rele diferensial seperti yang dikem u kakan diatas. N am un rele diferensial m asih m un gkin digunakan secara luas terutam a pada tegangan tinggi. Penggunaan canel ko m u nikasi seperti pilo t wire, po wer line carrier, audio to ne o ver wire, atau gelo m bang m ikro dim ungkinkan untuk m em bandingkan sem ua in fo rm asi diterm inal- term inal tersebut.