HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemodelan sistem saluran transmisi, gangguan serta relai dengan software PSCAD
2. Simulasi Gangguan Internal
Gangguan internal adalah gangguan pada saluran transmisi yang berada
pada zona yang di lindungi, Dikatakan sistem mengalami gangguan internal
apabila nilai differensial lebih besar dari nilai bias. Hasil simulasi berupa
gelombang keluaran pscad. Nilai yang diperoleh merupakan nilai maksimum pada
39 a. Gangguan internal satu-fase ke tanah (A-G)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan Rf (2,3 dan 10
ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.3 detik. Bentuk gelombang hasil
simulasi gangguan satu-fase ke tanah dengan nilai Rf sebesar 2 ohm keluaran dari
PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.5 sebagai berikut
Gambar 4.5 Gelombang Arus dan Tegangan Gangguan Internal Satu Fase ke Tanah Rf=2 Ohm
Gambar diatas adalah Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada kedua relai,
terlihat ketika terjadi gangguan pada detik 0.3 setelah simulasi dijalankan arus
mengalami lonjakan sebesar 18.8 kA dari arus normal 0.09 kA . sedangkan
keluaran gelombang tegangan pada kedua relai mengalami penurunan dari 187 kV
40 Gambar 4.6 Grafik Nilai Differensial, Fasor Arus, Dan Signal Trip Relai
Adan B pada saat gangguan internal satu fasa ke tanah Rf= 2 ohm
Gambar diatas menampilkan grafik arus bias pada setiap relai dan juga
arus diferensial dari kedua relai, arus bias relai A dan B masing-masing memiliki
nilai sebesar 0.0192kA dan arus diferensial sebesar 24.9kA. Pada grafik diatas
menunjukkan nilai arus diferensial lebih besar dari nilai arus bias pada setiap relai
yang mana pada setelan parameter relai apabila arus diferensial lebih besar dari
arus bias maka gangguan tersebut di kategorikan ke dalam gangguan internal dan
kedua relai akan trip, hal tersebut diperkuat dengan panel signal trip A dan B
menunjukkan perubahan nilai dari 0 menjadi 1 yang artinya kedua relai
mengirimkan signal trip untuk CB.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal satu-fasa ke
tanah (Ag) dengan fariasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada tabel 4.1 berikut:
Tabel 4.1 Performa relai terhadap gangguan internal satu fase ke tanah (A-G)
Res.
Arus Tegangan I bias
I.diff
Respon Relai
Relai A Relai B Relai A Relai B Relai A Relai B Relai A Relai Trip (1) Blok (0) Trip (1) Blo k (0) 3 ohm 18.8 kA 18.8 kA 179kV 179kV 0.0192 0.0192 24.9 - - 5 ohm 12.4 kA 12.4 kA 180.3kA 180.3kA 0.0192 0.0192 10ohm 12 kA 12 kA 180 kV 180kV 0.0192 0.0192 17.4 - -
41
Dari tabel 4.1 menampilkan data hasil simulasi dua varian Rf yaitu 2
ohm,5 ohm dan 10 ohm. Terlihat ketika gangguan internal arus gangguan terbesar
terjadi pada varian 10 ohm yaitu 12kA pada setiap relai, sedangkan nilai tegangan
gangguan terbesar terjadi pada varian Rf 10 ohm yaitu 180kV, respon relai pada
kedua varian sama sama mengalami trip. Hal di atas menunjukkan bahwa semakin
besar nilai tahanan gangguan maka semakin kecil arus gangguan yang terjadi,
akan tetapi nilai tahanan gangguan berbanding lurus dengan nilai tegangan saat
terjadi gangguan yaitu semakin besar nilai tahanan gangguan maka semakin besar
pula nilai tegangan saat gangguan.
b. Gangguan internal dua fase ke tanah (AB-G)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan Rf (2,5 dan
10 ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.3 detik. Bentuk gelombang
hasil simulasi gangguan satu-fase ke tanah dengan nilai Rf sebesar 2 ohm keluaran
dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.7 sebagai berikut:
Gambar 4.7 Gelombang Arus Dan Tegangan Gangguan Internal Dua Fase Ke Tanah Rf=2ohm
42
Gambar diatas adalah Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada kedua relai,
terlihat ketika terjadi gangguan pada detik 0.3 setelah simulasi dijalankan arus
mengalami lonjakan sebesar 21.2 kA dari arus normal 0.09 kA . sedangkan
keluaran gelombang tegangan pada kedua relai mengalami penurunan dari 187 kV
menjadi 175 kV. Gambar 4.8Grafik Nilai Differensial, Fasor Arus, Dan Signal Trip
Relai Adan B pada saat gangguan internal satu fasa ke tanah Rf 0.2 ohm
Gambar 4.8 Grafik Nilai Differensial, Fasor Arus, Dan Signal Trip Relai A dan B pada Saat Gangguan Internal Dua Fasa ke Tanah Rf= 2 ohm
Gambar diatas menampilkan grafik arus bias pada setiap relay dan juga
arus diferensial dari kedua relai, arus bias relai A dan B masing-masing memiliki
nilai sebesar 0.0192 dan arus diferensial sebesar 28.2kA. Pada grafik diatas
menunjukkan nilai arus diferensial lebih besar dari nilai arus bias pada setiap relai
yang mana pada setelan parameter relai apabila arus diferensial lebih besar dari
arus bias maka gangguan tersebut di kategorikan ke dalam gangguan internal dan
kedua relai akan trip, hal tersebut diperkuat dengan panel signal trip A dan B
menunjukkan perubahan nilai dari 0 menjadi 1 yang artinya kedua relai
mengirimkan signal trip untuk CB.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal dua-fasa ke
43 Tabel 4.2 Performa relai terhadap gangguan internal dua-fase ke tanah(AB-G)
Dari tabel 4.2 menampilkan data hasil simulasi dua varian Rf yaitu 2,5
ohm dan 10 ohm. Terlihat ketika gangguan internal arus gangguan terbesar terjadi
pada varian 2 ohm yaitu 21.2kA pada setiap relai, sedangkan nilai tegangan
gangguan terbesar terjadi pada varian Rf 10 ohm yaitu 180kV, respon relai pada
kedua varian sama sama mengalami trip. Hal di atas menunjukkan bahwa semakin
besar nilai tahanan gangguan maka semakin kecil arus gangguan yang terjadi,
akan tetapi nilai tahanan gangguan berbanding lurus dengan nilai tegangan saat
terjadi gangguan yaitu semakin besar nilai tahanan gangguan maka semakin besar
pula nilai tegangan saat gangguan
c. Gangguan internal dua fase (AB)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan Rf (3 dan 5
ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.3 detik. Bentuk gelombang hasil
simulasi gangguan satu-fase ke tanah dengan nilai Rf sebesar 3 ohm keluaran dari
PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.9 sebagai berikut:
Res.
Arus Tegangan I bias
I.diff
Respon Relai
Relai A Relai B Relai A Relai B Relai A Relai B Relai A Relai Trip (1) Blok (0) Trip (1) Blok (0) 2 ohm 21.2 kA 21.2 kA 175kV 175 kV 0.0192 0.0192 28.2 - - 5 ohm 12.8 kA 12.8 kA 177 kV 177kV 0.0192 0.0192 17.9 - - 10 ohm 7.9kA 7.9kA 180 kV 180 kV 0.0192 0.0192 10.7 - -
44 Gambar 4.9 Gelombang Arus dan Tegangan Gangguan Internal Dua Fase
Rf=2 Ohm
Gambar diatas adalah Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada kedua
relai, terlihat ketika terjadi gangguan pada detik 0.3 setelah simulasi dijalankan
arus mengalami lonjakan sebesar 24.5 kA dari arus normal 0.0192 kA . sedangkan
keluaran gelombang tegangan pada kedua relai mengalami penurunan dari 187 kV
menjadi 171 kV.
Gambar 4.10 Grafik Nilai Bias, Nilai Differensial, Fasor Arus, Dan Signal Trip Relai A dan B pada saat gangguan internal dua fase Rf=2 ohm
45
Gambar diatas menampilkan grafik arus bias pada setiap relai dan juga
arus diferensial dari kedua relai, arus bias relai A dan B masing-masing memiliki
nilai sebesar 0.0192 kA dan arus diferensial sebesar 31.3kA. Pada grafik diatas
menunjukkan nilai arus diferensial lebih besar dari nilai arus bias pada setiap relai
yang mana pada setelan parameter relai apabila arus diferensial lebih besar dari
arus bias maka gangguan tersebut di kategorikan ke dalam gangguan internal dan
kedua relai akan trip, hal tersebut diperkuat dengan panel signal trip A dan B
menunjukkan perubahan nilai dari 0 menjadi 1 yang artinya kedua relai
mengirimkan signal trip untuk CB.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal dua-fasa ke
tanah (Ag) dengan fariasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada tabel 4.3 berikut:
Tabel 4.3 Performa relai terhadap gangguan internal dua-fase AB
Dari tabel 4.3 menampilkan data hasil simulasi dua varian Rf yaitu 2 ohm,
5 ohm dan10 ohm. Terlihat ketika gangguan internal arus gangguan terbesar
terjadi pada varian 2 ohm yaitu 24.5kA pada setiap relai, sedangkan nilai tegangan
gangguan terbesar terjadi pada varian Rf 10 ohm yaitu 175kV, respon relai pada
kedua varian sama sama mengalami trip. Hal di atas menunjukkan bahwa semakin
besar nilai tahanan gangguan maka semakin kecil arus gangguan yang terjadi,
Res.
Arus Tegangan I bias
I.diff
Respon Relai
Relai A Relai B Relai A Relai B Relai A Relai B Relai A Relai Trip (1) Blok (0) Trip (1) Blok (0) 2 ohm 24.5 kA 24.5 kA 171kV 171 kV 0.0192 0.0192 31.3 - - 5 ohm 17.8 kA 17.8 kA 172 kV 172kV 0.0192 0.0192 24.6 - - 10 ohm 12kA 12kA 175 kV 175 kV 0.0192 0.0192 17 - -
46
akan tetapi nilai tahanan gangguan berbanding lurus dengan nilai tegangan saat
terjadi gangguan yaitu semakin besar nilai tahanan gangguan maka semakin besar
pula nilai tegangan saat gangguan
d. Gangguan internal tiga fase (ABC)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan Rf (2 ,5 dan
10 ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.3 detik. Bentuk gelombang
hasil simulasi gangguan satu-fase ke tanah dengan nilai Rf sebesar 2 ohm keluaran
dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.11 sebagai berikut:
Gambar 4.11 Gelombang Arus dan Tegangan Gangguan Internal Tiga Fase Rf=2 Ohm
Gambar diatas adalah Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada kedua
relai, terlihat ketika terjadi gangguan pada detik 0.3 setelah simulasi dijalankan
47
keluaran gelombang tegangan pada kedua relai mengalami penurunan dari 187 kV
menjadi 180 kV. Gambar 4.12 Nilai Differensial, Fasor Arus, Dan Signal Trip
Relai Adan B pada saat gangguan internal satu fasa ke tanah Rf 0.3 ohm
Gambar 4.12 Nilai Differensial, Fasor Arus, Dan Signal Trip Relai A dan B pada saat gangguan internal dua fasa Rf=2 ohm
Gambar diatas menampilkan grafik arus bias pada setiap relai dan juga
arus diferensial dari kedua relai, arus bias relai A dan B masing-masing memiliki
nilai sebesar 0.0192 kA dan arus diferensial sebesar 38.7 kA. Pada grafik diatas
menunjukkan nilai arus diferensial lebih besar dari nilai arus bias pada setiap relai
yang mana pada setelan parameter relai apabila arus diferensial lebih besar dari
arus bias maka gangguan tersebut di kategorikan ke dalam gangguan internal dan
kedua relai akan trip, hal tersebut diperkuat dengan panel signal trip A dan B
menunjukkan perubahan nilai dari 0 menjadi 1 yang artinya kedua relai
mengirimkan signal trip untuk CB.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal tiga-fase ke
48
Tabel 4.4 Performa relai terhadap gangguan internal tiga-fase ABC
Dari tabel 4.4 menampilkan data hasil simulasi dua varian Rf yaitu 2 ohm,
5 ohm dan 10 ohm. Terlihat ketika gangguan internal arus gangguan terbesar
terjadi pada varian 2 ohm yaitu 32.3kA pada setiap relai, sedangkan nilai tegangan
gangguan terbesar terjadi pada varian Rf 10 ohm yaitu 170 kV, respon relai pada
kedua varian sama sama mengalami trip. Hal di atas menunjukkan bahwa semakin
besar nilai tahanan gangguan maka semakin kecil arus gangguan yang terjadi,
akan tetapi nilai tahanan gangguan berbanding lurus dengan nilai tegangan saat
terjadi gangguan yaitu semakin besar nilai tahanan gangguan maka semakin besar
pula nilai tegangan saat gangguan