3.4. PERALATAN DAN PERLENGKAPAN GARDU INDUK
3.4.12 Relai Proteksi
Rele menurut definisi dari IEEE (The Institute of Electrical and Elektronic Engineers) merupakan suatu peralatan elektrik yang didesain untuk menginterpretasikan kondisi masukan dalam kondisi tertentu dan memberikan respon dengan mengoperasikan kontak-kontak bila masukan yang diterima telah memenuhi kondisi tertentu.
Syarat-syarat Rele Proteksi :
Rele merupakan kunci kelangsungan kerja untuk menjaga kontinuitas penyaluran tenaga listrik, maka untuk menjaga keandalan dari sistem tenaga listrik, rele harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut:
1. Kehandalan
Yang menjamin bahwa sistem proteksi akan bekerja secara benar, dimana sistem tidak akan beroperasi pada kondisi normal atau gangguan diluar zona operasinya.
2. Selektif
Dimana sistem dapat menjamin untuk kelangsungan pelayanan maksimum daerah yang tetap dilayani, dengan meminimumkan daerah yang diisolir. 3. Waktu kerja rele cepat
Sistem dengan cepat akan mengamankan apabila kondisi dalam keadaan tidak normal dengan mengisolir area yang mengalami gangguan secepat mungkin untuk meminimumkan lama gangguan dan kerusakan peralatan. 4. Kesederhanaan
Peralatan dan sirkit yang dibutuhkan dalam sistem proteksi disusun sesederhana mungkin tetapi tetap mampu bekerja sesuai dengan tujuan dasar proteksi.
5. Ekonomis
Yaitu sistem proteksi yang memilki perlindungan maksimum dengan biaya minimum.
Fungsi Rele Proteksi
Rele proteksi berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik dari kondisi kerja yang kurang normal atau kondisi gangguan. Jika terjadi kondisi tidak normal pada peralatan yang diproteksi maka sistem rele proteksi yang digunakan akan merasakan kondisi tadi dan kemudian memberi tanda bahaya atau mengerjakan pemutus CB (Circuit Breaker).
Pemutus beban atau (circuit breaker) merupakan satu rangkaian dengan peralatan rele pengaman. Oleh sebab itu pemutus beban harus mempunyai kemampuan memutuskan arus hubung singkat sesaat maksimum, yang dapat mengalir melaluinya. Pemutus beban harus mampu juga terhadap penutup pada “kondisi hubung singkat” yang kemudian diputuskan sesuai dengan sinyal yang diterima rele.
Fungsi lain dari rele pengaman adalah untuk mengetahui letak dan jenis gangguan. Sehingga data-data tersebut dapat dipakai untuk pedoman perbaikan peralatan yang rusak dengan membandingkan data-data yang diperoleh dari pengamatan orang dan hasil pengukuran otomatis. Biasanya semua data tersebut dianalisa secara efektif guna langkah pencegahan gangguan dan juga mengetahui apa kekurangan-kekurangan yang terjadi pada sistem pengaman termasuk rele itu sendiri.
Jika dirumuskan maka fungsi rele proteksi adalah sebagai berikut: 1. Membunyikan alarm sebagai tanda adanya gangguan dan memberikan informasi mengenai jenis gangguan yang terjadi pada sistem.
2. Membuat seminimum mungkin bahaya kerusakan pada peralatan-peralatan lain.
3. Memblok rele-rele lain agar tidak bekerja untuk suatu kondisi tertentu. Dengan demikian suatu sistem rele proteksi mempunyai peranan yang penting didalam mengurangi pengaruh kesalahan dan mengurangi kerusakan pada saat terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik.
Tabel 4-1. Kebutuhan Fungsi Relai Proteksi Terhadap Berbagai Gangguan
Tabel 4.2 Kebutuhan peralatan proteksi trafo berdasarkan kapasitas trafo
Klasifikasi relay pengaman
Relay-relay yang digunakan dalam system tenaga listrik dapat diklasifikasikan sebagai berikut.
A. Berdasarkan prinsip kerjanya
Berdasarkan prinsip kerjanya relay pengaman dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu :
Jenis elektromagnetis
Relay pengaman jenis ini bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetis dan dapat bekerja menggunakan arus AC maupun DC sebagai penginduksi kumparan yang fungsinya untuk menggerakan anak kontak yang memutuskan rangakaian.
Jenis thermis
Relay thermis bekerja atas dasar yang ditimbulakan oleh arus yang melewatinya, dengan mendeteksi panas yang terjadi akaibat arus lebih, releini sering digunakan untuk pengaman terhadap arus lebih dan dapat beroperasi dengan sumber arus searah maupun arus sumber bolak-balik.
Jenis statis
Relay statis dengan menggunakan komonen-komponen elektromagnetis, seperti transistor, dioda, intergreted circuit, dan lain-lain guna mendapatkan karekteristik yang diinginkan.
Dalam penggunaan relay pengaaman harulah ditentukan tepat persoalan pengaman yang akan dihadapi. Informasi yeng diperlukan untuk menentukan persoalan proteksi yang akan dihadapi dalam sistem tenaga listrik adalah :
1. Konfigursi system
2. Tinkatan pengaman yang dibutuhkan 3. Studi gangguan
4. Beban maksimum dari data transformator dan impendansi
Tempat Pengaman Relay Pengaman
Relay pengaman yang terpasang di gardu induk, secara umum dapat dibagi menjadi 5 golongan yaitu :
1. Peangaman Jaringan 2. Pengaman Ril
3. Pengaman Transformator 4. Pengaman Alat Pengubah fasa
5. Pengaman alat-alat pembantu dari rangkaian transformator tegangan dan transformator arus
Relay Arus Lebih
Relay Arus Lebih adalah relay yang akan bekerja apa bila terjadi gangguan hubung singkat antara fasa. Relay ini juga digunakan untuk pengaman terhadap beban lebih. Pada jaringan lisrik relay yang paling banyak digunakan adalah relay arus lebih dengan pembatas waktu (Definite Time Current Relay). Oleh karena itusetting arus yang digunakan untuk relay arus lebih ini adalah arus yang kecil
maka akan diperoleh arus tersebut digunakanlah trafo arus. menurut karakteristik waktu kerjanya relay pengaman arus lebih terbagi atas beberapa jenis yaitu : 1. Relay (moment) / Instantanous
Relay ini bekerja secara seketika atau tanpa ada waktu tunda. Apabila arus yang mengalir melebihi dari nilai setingnya, maka relay akan bekerja dalam waktu yang sangat cepat.
Gambar 3.7 Karakteristik Relai Arus Sesaat
2. Relay arus lebih dengan waktu terbalik/Inverse Time Over Current Relay Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda sesuai dengan karakteristik inverse yang dipilih. Cara kerjarelay ini adalah semakin besar arus gangguan makin cepat waktu kerja relay tersebut.
Jika Jangka waktu mulainya relay bekerja samapai selesainya relay bekerja mempunyai sifat-sifat waktu terbalik untuk nilai arus yang kecil setelah relay pick–up, dan kemudian sifat-sifat waktu tertentu untuk nilai arus yang lebih besar
.
Relay arus lebih biasanya dihubungakan ke sistem melalui trafo arus. Relay arus lebih mempunyai beberapa tipe yaitu :
Pengaman arus lebih kecepatan tinggi (Hight Speed Over CurrentProtection)
Pengaman arus lebih waktu inverse minimum (Inverse minimum time over current protection)
Pengaman arus lebih searah(direktonal over current protection) Pengaman arus lebih sudah termasuk pengaman arus hubung singkat. Hubung singkat dapat terjadi antara fasa dengan fasa ketanah. Hubung singkat pada umunya 5 sampai 20 kali arus beban penuh. Oleh karena itu kecepatan mengatasi suatu gangguan sangatlah dibutuhkan dalam suatu sisten pengaman. Setting Relay Arus Lebih
Untuk menentukan setting relay arus lebih perlu diketahui terlebih dahulu besar arus hubung singkat yang terjadi pada rel baik itu arus hubung singkat 3Ø maupun arus hubung singkat 2Ø, arus hubung singkat 1Ø dan arus hubung singkat yang sering terjadi pada sisi sekunder transformator arus.
Untuk dapat menentukan besarnya arus hubung singkat 3Ø yang sering terjadi pada rel daya dapat menggunakan persamaan (2-) dan untuk menetukan besarnya arus hubung singkat 2Ø yang terjadi dapat dilihat pada persamaan (2-),
sedangkan untuk menentukan besarnya arus gangguan hubung singkat 1Ø. Sedangkan untuk menentukan arus setting rele dapat di tentukan dengan rumus sebagai berikut:
BAB IV