Gambaran Umum
Secara umum, recloser terdiri dari Recloser tegangan menengah, dimana kontinuitas dari suplai merupakan prinsip utama, dan Recloser tegangan tinggi, dimana fungsi utamanya adalah untuk stabilitas dan sinkronisasi.
Tujuan utama penggunaan Recloser adalah untuk mengatasi gangguan temporer yang terjadi pada saluran udara tegangan menengah. Sedangkan pemakaian Recloser tidak dapat dilakukan pada kabel tanah karena ketidak tahanannya terhadap hubung singkat yang terjadi.
Konstruksi Recloser
Secara fisik, Recloser adalah semacam PMT, yang mempunyai kemampuan sebagai pemutus arus gangguan hubung singkat, yang diperlengkapi dengan alat pengindera arus gangguan, dan peralatan pengaturan kerja membuka dan menutup rangkaian secara otomatis sesuai waktu urutan kerja yang telah ditentukan, dan membuka terkunci bila menghadapi gangguan permanent pada rangkaian langsung sudah Recloser.
Jadi Recloser harus peka terhadap arus lebih dan bila hal ini terjadi, maka Recloser akan memutus arus yang mengalir selang beberapa saat, kemudian secara otomatis Recloser akan menutup kembali rangkaian (biasanya dengan operasi menutup 3 atau 4 kali).
Tipe Recloser yang sering dipergunakan adalah Tipe Pole Mounted Recloser.
Untuk konstruksi dari tipe ini dapat terlihat pada gambar 3.1 dibawah ini :
Klasifikasi Recloser
Menurut jumlah phasanya
a. Recloser phasa tunggal
Biasanya dipasang pada masing-masing phasa pada sistem jaringan 3 phasa. Jika terjadi gangguan 1 phasa ke tanah maka hanya Recloser pada phasa yang terganggu saja yang bekerja. Untuk itu perlu diperhatikan bahwa penutupan harus dilakukan secepat mungkin sesudah isolasinya kembali kepada keadaan semula seperti pada waktu sebelum terjadi gangguan.
b. Recloser phasa tiga
Dipakai apabila ketiga phasa harus terkunci (lockout) untuk setiap gangguan permanent, misalnya untuk melindungi motor-motor 3 phasa yang bekerja hanya dengan 1 phasa. Penutupan disini dilakukan hanya sesudah pembukaan 3 phasa tanpa memperhatikan phasa mana yang terganggu.
Menurut Peralatan Pengaturnya
a. Recloser pengaturan hidrolis
Bentuk pengaturan hidrolis sebagaimana bagian integral dari Recloser adalah digunakan dalam Recloser ohasa tunggal dan phasa tiga. Tipe dari pengaturan ini mendeteksi adanya arus lebih atau arus gangguan melalui kumparan kerja (trip coil) yang dihubungkan seri dengan line. Bila arus yang
mengalir melewati kump0aran kerja yang seri ini melebihi arus kerja minimum pengenalnya, plungernya akan tertarik kebawah yang disebabkan karena bekerjanya kumparan sehingga membuka kontak-kontak dari Recloser. Waktu dan urutan kerjanya diatur oleh pemompaan minyak melalui ruang hidrolis yang terpisah.
Pada Recloser phasa tunggal rating lebih kecil atau sama dengan 280 A dan Recloser phasa tiga rating lebih kecil atau sama dengan 200 A, kontak – kontaknya ditutup oleh beban pegas melalui gerakan dari plunger kumparan kerja selama operasi menghilangkan arus gangguan. Pada Recloser phasa tunggal 560 A, kekuatan untuk menutup diperlengkapi dengan energi solenoid penutup (closing solenoid energized) tersendiri dari line tenaga pada sisi sumber dari Recloser. Recloser dengan pengaturan hidrolis untuk phasa tunggaln dan phasa tiga dapat dilihat pada gambar 3.2 dan gambar 3.3.
b. Recloser pengaturan elektronis
Recloser dengan pengaturan elektronis lebih luwes, mudah diatur dalam hal membuka atau menutup kontak-kontak, mudah diperagakan urutan kerjanya dan lebih akurat dibandingkan dengan Recloser pengaturan hidrolis. Alat pengaturan elektronik mempunyai kontak sendiri (kabinet) yang terpisah dari Reclosernya. Pada pengturan elektronik ini, karakteristik waktu arus dapat dengan mudah diubah dengan mengubah tingkat arus kerja kumparan serinya dan urutan kerja recloser tanpa harus melepas Recloser dari rangkaiannya atau mengeluarkan dari tangkinya. Operasi dari Recloser pengaturan elektronis digambarkan pada gambar 3.4.
Recloser
Gambar 3.4 Blok Diagram Recloser Pengaturan Elektronis
Detektor Gangguan Phasa Relai Urutan Kerja Pengatur Tripping Penutupan Kembali Trip CT Detektor Gangguan Tanah Pengatur Tripping Reset
Urutan kerja :
Arus yang mengalir pada hantaran dideteksi oleh transformator yang ditempatkan dalam Recloser. Selanjutnya arus sekunder dari transformator arus ini dialirkan kesuatu detector gangguan phasa dan detector gangguan tanah. Apabila terjadi gangguan pada saluran sehingga arus melebihi tingkatan tertentu yang sesuai sengan arus trip minimum yang dikehendaki, maka rangkaian pengatur tripping akan bekerja. Setelah melalui perlambatan waktu yang sesuai dengan yang diinginkan (sesuai dengan karakteristik waktu-arus penyetelan) rangkaian tripping akan memberikan isyarat berupa sinyal trip pada Recloser. Sementara itu relay urutan kerja akan diseret kembali pada posisi siap untuk mengatur penutupan kembali berikutnya.
Jika gangguan ternyata belum hilang setelah diadakan penutupan kembali, maka rangkaian pengatur tripping akan bekerja kembali. Demikianlah selanjutnya jika gangguan ternyata permanent, sementara setelah dilakukan beberapa penutupan kembali, maka kontak Recloser akan terus terbuka (lock out).
Cara kerja Recloser
Urutan atau cara kerja yang lebih terperinci dari Recloser dapat dijelaskan berdasarkan gambar 3.5
Gambar 3.5 Bagan sederhana dari rangkaian kerja recloser
Keterangan :
A = Relai pengatur tripping
B = Relai urutan kerja
C = Relai penutupan kembali
D = Relai untuk posisi awal
E = Roda gigi untuk mengatur serial penutupan
F = Gangguan pada saluran
G = Tuas penahan roda gigi
H = Tuas pendorong/penggerak kontak utama
J = Detektor gangguan phasa/gangguan tanah
GI Kontak utama CT F C R S S1 G D A S3 pegas S E H B
Jika terjadi gangguan pada line di F, maka arus gangguan dideteksi oleh detector gangguan tanah atau detector gangguan phasa, selanjutnya arus mengalir kekumparan relai A sehingga relai A bekerja. Dengan bekerjanya relai A dalam waktu yang singkat (instantaneous time), maka setelah selang waktu tertentu (sesuai penyetelan karakteristik waktu-arus) relai B akan bekerja untuk membuka kontak utama Recloser melalui perantara tuas H. bersamaan dengan bekerjanya relai B, kumparan kerja relai C akan bekerja menutup kembali kontak utama Recloser sehingga line dapat menyalurkan tenaga listrik kembali. Apabila ternyata gangguan masih belum hilang setelah tertutupnya kontak utama, maka proses kerja seperti diatas akan terusberulang sampai kontak utama berada pada posisi terbuka terus (lock out).
Serial penutupan kembali dapat diatur melalui penyetelan pada roda gigi E. dimana pada saat relai A bekerja, roda gigi E berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam. Misalkan serial penutupan kembali dipilih pada operasi 1 kali cepat dan 3 kali lambat, setelah terjadi 1 kali penutupan cepat maka dengan digerakkan oleh relai A, roda gigi E akan mendorong kontak S1 pada posisi tertutup.
Tertutupnya kontak S1 mengakibatkan besar arus yang mengalir pada kumparan kerja relai B berkurang, dimana hal ini akan memperlambat waktu kerja relai B. apabila gangguan berlum dapat dihilangkan, akan terjadi 3 kali penutupan yang waktunya lebih lama daripada 1 kali penutupan yang sebelumnya. Operasi penutupan yang terakhir akan menyebabkan roda gigi E bekerja mendorong
kontak S2 pada posisi terbuka. Terbukanya kontak S2 mengakibatkan relai B tidak bekerja menutup kontak utama karena sumber tenaga penggeraknya terputus.
Pada saat relai B bekerja untuk operasi yang terakhir, relai C akan terlepas pula dari sumber tenaga penggeraknya sehingga kontak utama tidak dapat tertutup kembali yang menyebabkan Recloser berada pada keadaan terus terbuka.
Relai D berfungsi untuk menggerakkan tuas G agar terlepas dari roda gigi E, sehingga roda gigi E berputar searah putaran jarum jam (akibat adanya pegas penahan), sampai penutup kembali siap pada posisi seperti sebelum adanya gangguan. Hal ini perlu dilakukan pada gangguan yang sifatnya dimana Recloser bekerja tidak sampai pada posisi tetbuka, sehingga Recloser siap untuk melakukan operasi penutupan berikutnya apabila terjadi gangguan lagi pada saluran.
Waktu kerja relai D harus sedikit lebih lama daripada jumlah waktu kerja penutup kembali dari saat kontak utama pertama kali terbuka dengan posisi terus terbuka. Bersamaan dengan bekerjanya relai D, maka kontak S3 akan terbuka kembali (posisi 0) demikian juga relai B kembali pada posisi awal (posisi 0).
Selang waktu penutupan kembali (Interval Reclosing)
Pada dasarnya serial penutupa kembali mempunyai dua macam operasi penutupan, yaitu :
¾ Penutupan lambat (5 s/d 15 detik)
Waktu diantara 2 penutupan disebut selang waktu penutupan (Reclosing Interval). Ada dua macam operasi penutupan, yaitu :
¾ Selang waktu singkat (sampai dengan 2 detik) ¾ Selang waktu panjang (5 s/d 45 detik)
Pada Recloser pengaturan hidrolis phasa tunggal dan phasa tiga (tipe 3H, 6H dan V6H) selang waktu penutupan kembali ilai nya tetap untuk setiap Recloser. Sebagai contoh, dapat diperlihatkan nilai selang waktu dari Recloser pengaturan hidrolis pada table 3.1.
Tabel 3.1 Nilai Selang Waktu Dari Recloser Hidrolis
NO TIPE RECLOSER SELANG WAKTU PENUTUPAN (detik)
1 2 3 4 5 H dan 3 H 4H, V4H, 6H, V6H L D dan DV E dan 4E 1 1,5 1,5 2 1,5
Untuk Recloser pengaturan hidrolis phasa tiga yang besar missal untuk tipe RW, maka selang waktu penutupan staandartnya adalah 2 detik. Pada
Recloser pengaturan elektronis, selang waktu penutupan yang lebih lama dapat deprogram dalam rangkaian pengaturannya.
Fungsi daripada selang waktu penutupan :
a. Selang waktu penutupan = 2 detik
adalah untuk menghilangkan gangguan sementara. Bila dipakai pada operasi cepat, maka selang waktu penutupan sebesar 2 detik ini memberikan waktu untuk pendinginan yang cukup bagi fuse/sikring sisi beban.
b. Selang waktu penutupan > 2 detik
Selang waktu penutupan ini akan meninggalkan kesempatan bagi beban seperti motor-motor untuk lepas dari jaringan.
c. Selang waktu penutupan = 5 detik
Dipakai untuk selang waktu penutupan operasi lambat pada Recloser di GI untuk pendinginan sikring sisi tegangan tinggi.
d. Selang waktu penutupan yang lebih lama = 10 s/d 15 detik
Dipergunakan bila pengaman pada sisi sumber adalah PMT yang dilengkapi dengan relai.Waktu ini dipergunakan untuk kembalinya piringan relai keposisinya semula setelah terjadinya suatu operasi pada PMT tersebut.
Untuk Recloser yang di pasang ditengah saluran dengan pengaman sisi sumbernya juga Recloser. Maka selang waktu penutupan yang digunakan adalah dengan urutan : 2 detik, 2 detik, 2 detik.
Recloser dapat disetel dengan sejumlah urutan kerja yang berbeda-beda, seperti :
2 kali operasi cepat 2 kali operasi lambat 1 kali operasi cepat 3 kali operasi lambat kali operasi cepat 1 kali operasi lambat kali operasi lambat
Pemilihan beberapa kali operasi cepat dan lambat tergantung pada koordinasi dengan alat pengaman lainnya. Salah satu contoh kerja buka tutup dari recloser bila ada gangguan dapat dilihat pada gambar 3.6 berikut ini :
Kerja “Tunda Waktu” (Kontak-kontak Tertutup) Kerja “Cepat” (Kontak-kontak Tertutup) Arus Gangguan Arus Beban Penutup Balik Terkunci (Kontak-kontak Tertutup) Waktu (Kontak-kontak Terbuka) Gangguan Dimulai
Interval Penutupan Balik (Kontak-kontak Terbuka)
Gambar 3.6 Urutan Kerja Recloser yang Khas
Urutan kerja ada 2 kali buka cepat dan 2 kali buka lambat ( 2A 2B ). Selain itu dapat pula disetel 1A, 3B, dan 4B. Fungsi buka cepat adalah untuk menghilangkan gangguan sementara, sedangkan buka lambat untuk koordinasi dengan alat pengaman lainnya ( pelebur, recloser, dsb ).
Karakteristik operasi cepat dan lambat atau karakteristik waktu arus dari recloser, merupakan fungsi dari arus pengenalnya seperti terlihat pada gambar 3.7.
Pada gambar 3.7 terdapat 3 kurva karakteristik waktu arus untuk buka cepat (lengukung A) dan buka lambat (lengkung B dan C), dimana kurva C waktu tundanya lebih lama dari kurva B.
Fungsi buka cepat adalah untuk menghilangkan gangguan temporer ( buka cepat pertama menghilangkan ± 80 % dan kedua ± 10 % dari gangguan temporer ), sedangkan buka lambat untuk koordinasi dengan alat pengaman lebur dan recloser kedua.
Jadi recloser mempunyai 2 karakteristik waktu arus, cepat dan lambat. Ini berarti secara otomatis kerjanya berpindah dari kurva operasi cepat ke kurva operasi lambat setelah berlangsungnya beberapa kali operasi cepat (sesuai kebutuhan).
Kurva waktu arus dengan waktu tunda ( diperlambat ) dapat dipilih kurva B atau kurva C. kurva-kurva ini dibuat berdasarkan waktu pemutusan rata-ratanya, dengan toleransi 10 %. Toleransi ini dapat pula pada waktu ataupun arusnya, tergantung yang mana yang akan memberikan variasi terbesar dari nilai rata-ratanya.
Urutan kerja recloser ini dapat diatur sesuai dengan macam urutan kerja yang telah disebutkan sebelumnya, misalnya membuka 2 kali, 3 kali, 4 kali sebelum terkunci terbuka ( lockout ). Bias juga sekali bekerja langsung terkunci terbuka, bila recloser tidak dilengkapi dengan peralatan penutup otomatis.
Gambar 3.8. Siklus Operasi Recloser
Setelah setiap opersi menutup langsung, kontak-kontak. Recloser terbuka selama kurang lebih 1,5 detik, ini disebut “selang waktu penutupan”, dimana kontak-kontak dari recloser terbuka. Pada gambar 3.10 terlihat secara diagram urutan kerja membuka dan menutup dari recloser tersebut.
Karakteristik operasi cepat dan lambat dari recloser, merupakan fungsi dari arus pengenalnya. Besar arus kerja minimum dari kumparan kerja, untuk operasi cepat biasanya disetel 2 kali ( 200 % ) dari arus pengenal recloser dan ini berlaku untuk setiap arus pengenal (current rating ) dari reclosernya. Recloser harus mampu memutus arus asimetri yang ada hubungannya denagan arus simetri. Arus simetri pengenal dapat ditentukan dengan mengalihkan besar arus simetrinya
Kontak membuka Kontak menutup 1000 A 0,04 dt 0,14 dt Awal gangguan 0,14 dt 1,5 dt 1,5 dt 1,5 dt Terkunci terbuka 50 A
Interval waktu penutupan (kontak-kontak membuka)
denagn suatu factor, dimana factor tersebut adalah perbandingan X/R dari sirkitnya.
Factor asimetri ( X/R ) dapat dilihat pada table 3.2 untuk penyulang distribusi umumnya angka ini lebih dari 5, sehingga factor asimetrinya ialah 1,25.
Table 3.2 Faktor asimetri sebagai fungsi dari perbandingan X/R
X/R FAKTOR ASIMETRI 2 4 8 10 12 14 25 1,06 1,20 1,39 1,44 1,48 1,51 1,60
Karakteristik Waktu Arus
Dalam penyaluran, relai erat hubungannya dengan pengaturan operasi trip suatu recloser. Pada umumnya, peralatan deteksi gangguan ( fault sensing device ) pada suatu penutup kembali adalah jenis relai arus lebih. Jenis karakteristik waktu arus suatu relai terlihat pada gambar 3.9. Karakteristik tersebut adalah sifat dari
beberapa relai, sedang pemilihan karakteristiknya disesuaikan dengan kebutuhan. Hal ini mempermudah dalam koordinasi system, sehingga apabila terjadi gangguan, relai-relai tersebut dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
Beberapa macam karakteristik relai dapat diperoleh dengan mengatur pemilih waktu ( timing selector ). Jadi kerja trip dari recloser dapat diatur dari operasi waktu seketika ( instantaneous time ), samapai ke operasi waktu berlawanan ( inverse time ) bahkan waktu amat berlawanan ( extremely inverse time ). t (detik) defenite time Inverse time Instantaneous time I (A)
BAB IV
PENGGUNAAN RECLOSER PADA JARINGAN TEGANGAN
