BAB 3 HASIL DAN PEMBAHASA PEMBAHASAN N
3.8. SISTEM PROTEKSI SISTEM PROTEKSI 1
3.8. SISTEM PROTEKSISISTEM PROTEKSI 3.8.1.
3.8.1. Defenisi Sistem ProteksiDefenisi Sistem Proteksi
Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem peralatan yang dipasang pada suatau Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem peralatan yang dipasang pada suatau sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain
sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain – – lain. Peralatan lain. Peralatan tersebut akan berfungsi atau bekerja pada saat kondisi sistem tersebut abnormal.
tersebut akan berfungsi atau bekerja pada saat kondisi sistem tersebut abnormal.
Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain : hubungan singkat, tegangan lebih, Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain : hubungan singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekwensi sis
beban lebih, frekwensi sistem rendah, asinkron dan laintem rendah, asinkron dan lain – – lain. Semakin cepat reaksi prangkat lain. Semakin cepat reaksi prangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit peng
proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemuaruh gangguan kepada kemungkinanngkinan kerusakan alat, proteksi harus dapat bekerja
kerusakan alat, proteksi harus dapat bekerja yaitu :yaitu : 1.
1. Tepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan menjadi sekcil mungkinTepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan menjadi sekcil mungkin 2.
2. Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumenDapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dengan mutu listrik yang baik
dengan mutu listrik yang baik 3.
3. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan pada listrikMengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan pada listrik
Pengetahuan mengenai arus arus yang timbuil dari berbangai titik gangguan pada Pengetahuan mengenai arus arus yang timbuil dari berbangai titik gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator mendapatkan informasi gangguan efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator mendapatkan informasi gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan cirrcut
tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan cirrcut – – cirrcut breaker yang tepat untuk cirrcut breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan
terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan – – gangguan yang gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan cirrcuit breaker mana yang dioperasikan untuk megisolir mungkin terjadi dan menentukan cirrcuit breaker mana yang dioperasikan untuk megisolir gangguan tersebut secara manual.
gangguan tersebut secara manual.
Ringkasan proteksi dan tripping otomatik cirrcuit
Ringkasan proteksi dan tripping otomatik cirrcuit – – cirrcuit yang berhubungan, cirrcuit yang berhubungan, mempunyai dua fungsi pokok :
mempunyai dua fungsi pokok : 1.
1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagianMengisolir peralatan yang terganggu agar bagian – – bagian lainnya beroperasi seperti bagian lainnya beroperasi seperti biasa
biasa 2.
2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih ( over heating )Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih ( over heating )
Koordinasi antara rele dan cirrcuit breaker ( CB ) dalam mengamati dan memutuskan Koordinasi antara rele dan cirrcuit breaker ( CB ) dalam mengamati dan memutuskan gangguan disebut sebagai sistem proteksi. Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam gangguan disebut sebagai sistem proteksi. Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus mencapai batas aman yang mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus mencapai batas aman yang
mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang berlebihan mengakibatkan rugi mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang berlebihan mengakibatkan rugi – – tugi daya pada konduktor. Akan berlebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah tugi daya pada konduktor. Akan berlebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kuadrat dari arus :
sebanding dengan kuadrat dari arus : H = I . R . t
H = I . R . t Dimana : Dimana :
H = panas yang dihasilkan ( joule ) H = panas yang dihasilkan ( joule ) I = arus listrik ( ampere )
I = arus listrik ( ampere )
R = tahanan konduktor ( ohm ) R = tahanan konduktor ( ohm )
t = waktu lamanya arus yang mengalir t = waktu lamanya arus yang mengalir
Proteksi harus sanggup menghentikan arus tersebut naik mencapai harga yang Proteksi harus sanggup menghentikan arus tersebut naik mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan deng
berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan sekering atau cirrcuit breaker. Proteksi juga harusan sekering atau cirrcuit breaker. Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangg
sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan proteksi itu suan tanpa merusak peralatan proteksi itu sendiri. Untuk iniendiri. Untuk ini pemilihan peralatan harus sesuai dengan kapasitas arus hubung singkat : “breaking
pemilihan peralatan harus sesuai dengan kapasitas arus hubung singkat : “breaking capacity ”capacity ” atau repturing capacity.
atau repturing capacity.
Disamping itu, sistem proteksi harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : Disamping itu, sistem proteksi harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1.
1. Sekring atau cirrcut breaker harus sanggup dilalau arus nominal secara terus menerusSekring atau cirrcut breaker harus sanggup dilalau arus nominal secara terus menerus tanpa pemanasan pemanasan yang berlebihan ( over heating ).
tanpa pemanasan pemanasan yang berlebihan ( over heating ). 2.
2. Over load yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkanOver load yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan peralatan bekerja.
peralatan bekerja. 3.
3. Sistem proteksi bekerja walaupun pada ovel load yang kecil tetapai cukup lamaSistem proteksi bekerja walaupun pada ovel load yang kecil tetapai cukup lama sehingga dapat menyebabkan over heating pada r
sehingga dapat menyebabkan over heating pada ranggakain penghantaranggakain penghantar 4.
4. Sistem proteksi harus membuka rangkain sebelum kerusakan yang disebabkan olehSistem proteksi harus membuka rangkain sebelum kerusakan yang disebabkan oleh araus gagguan yang dapat terjadi
araus gagguan yang dapat terjadi 5.
5. Proteksi harusProteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (diskriminatife) hanya pada rangkaiandapat melakukan “pemisahan” (diskriminatife) hanya pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang dapat beroperasi.
3.8.2.
3.8.2. DasarDasar – – dasar sistem proteksi dasar sistem proteksi
Keandalan dan kemammpuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen Keandalan dan kemammpuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perancangan sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perancangan sistem tenaga listrik, perlu dipertimbanggkan kondisi
sistem tenaga listrik, perlu dipertimbanggkan kondisi – – kondisi ganggua yang mungkin terjadi kondisi ganggua yang mungkin terjadi pada sistem, melalui analisa gangguan.
pada sistem, melalui analisa gangguan.
Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan, Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan, seperti : spesifikasi switchgear, rating circuit breaker ( CB ) serta penetapan besaran besaran seperti : spesifikasi switchgear, rating circuit breaker ( CB ) serta penetapan besaran besaran yang menentukan bekerjanya suatu rele ( setting rele ) untuk keperluan proteksi.
yang menentukan bekerjanya suatu rele ( setting rele ) untuk keperluan proteksi. 3.8.3.
3.8.3. Proteksi generatorProteksi generator
Generator merupakan sumber energi listrik didalam sistem tenaga listrik, maka perlu Generator merupakan sumber energi listrik didalam sistem tenaga listrik, maka perlu diproteksi dari semua gangguan jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan diproteksi dari semua gangguan jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan generator akan sangan mengganggu penyediaan tenaga listrik.
generator akan sangan mengganggu penyediaan tenaga listrik. Tetapi dilain p
Tetapi dilain pihak dari segihak dari segi selektifitas pengamanna sistem i selektifitas pengamanna sistem diharapkan agar diharapkan agar PMT PMT generatorgenerator tidak mudah trip terhadap gangguan dalam sistem, karena lepasnya genertor dari sistem akan tidak mudah trip terhadap gangguan dalam sistem, karena lepasnya genertor dari sistem akan mempersulit jalannya operasi sistem tenaga listrik.
mempersulit jalannya operasi sistem tenaga listrik.
Generator adalah sebuah peralatan yang mengubah energi mekanik menjadi energi Generator adalah sebuah peralatan yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Energi mekanik diperoleh dari primemover seperti mesin diesel, turbin dan lain
listrik. Energi mekanik diperoleh dari primemover seperti mesin diesel, turbin dan lain – – lain. lain. Secara umum fungsi generator adalah untuk mensuplay tegangan pada sistem kelistrikan. Secara umum fungsi generator adalah untuk mensuplay tegangan pada sistem kelistrikan. Proses pembangkitan listrik pada generator menggunakan prinsip induksi iyaitu apabila Proses pembangkitan listrik pada generator menggunakan prinsip induksi iyaitu apabila terjadi pemotongan medan magnet dengan penghantar, makan pada penghatntar akan timbul terjadi pemotongan medan magnet dengan penghantar, makan pada penghatntar akan timbul gaya gerak listrik.
gaya gerak listrik.
Generator AC disebut juga alternator. Alternator dapat mensuplay arus bukan hanya Generator AC disebut juga alternator. Alternator dapat mensuplay arus bukan hanya pada
pada kecepatan kecepatan tinggi tinggi tetapi tetapi juga juga pada pada putaran putaran midle. midle. Kerja Kerja sebuah sebuah alternator alternator persis persis sepertiseperti generator DC, yang membedakan keduanya adalah konstruksi. Pada alternator medan magnet generator DC, yang membedakan keduanya adalah konstruksi. Pada alternator medan magnet berputar, penghantar diam, sedangkan pada generatoe medan diam, penghantar berputar. Pada berputar, penghantar diam, sedangkan pada generatoe medan diam, penghantar berputar. Pada alternator, kumparan penghantar dipasang pada rangka yang sisebut stator. Stator terdiri dari alternator, kumparan penghantar dipasang pada rangka yang sisebut stator. Stator terdiri dari konduktor yang dililitkan dengan jumlah yang banyak, hal ini memungkinkan diperoleh konduktor yang dililitkan dengan jumlah yang banyak, hal ini memungkinkan diperoleh induksi listrik yang lebih besar ( dapat menghasilkan tegangan yang mencukupi pada putaran induksi listrik yang lebih besar ( dapat menghasilkan tegangan yang mencukupi pada putaran rendah ).
Generator adalah sebuah peralatan yang sangat pital didalam se
Generator adalah sebuah peralatan yang sangat pital didalam se buah pembangkit,buah pembangkit, untuk itu dibutuhkan perhatian lebih dalam hal proteksi. Potensi bahaya / masalah dalam untuk itu dibutuhkan perhatian lebih dalam hal proteksi. Potensi bahaya / masalah dalam generator dapat dikelompakkan dalam dua kategori iyaitu :
generator dapat dikelompakkan dalam dua kategori iyaitu : 1.
1. Gangguan internal dalam daerah proteksi.Gangguan internal dalam daerah proteksi. 2.
2. Kondisi sistem tidak normal atau abnormalKondisi sistem tidak normal atau abnormal
Pada dasrnya proteksi generator akan sama, baim untuk generatir dengan penggerak mula Pada dasrnya proteksi generator akan sama, baim untuk generatir dengan penggerak mula hidro, batu bara gas atau nuklir. Ukuran generator sangat berfariasi dan lokasi generat hidro, batu bara gas atau nuklir. Ukuran generator sangat berfariasi dan lokasi generat oror pada gardu atau pusat pembangkit um
pada gardu atau pusat pembangkit umumnyadekat atau pada supplay penggumnyadekat atau pada supplay penggerak mulanyaerak mulanya dan sedekat mungkin dengan masalah dan proteksi
dan sedekat mungkin dengan masalah dan proteksi bahanya yang dikemukakkan antarabahanya yang dikemukakkan antara lain :
lain : 1.
1. Ganggaun internalGanggaun internal a.
a. Gangguan phasa dan atau gangguan tanah pada satator dan daerah proteksi yangGangguan phasa dan atau gangguan tanah pada satator dan daerah proteksi yang berhubungan.
berhubungan. b.
b. Gangguan tanah pada rotor ( belitan medan )Gangguan tanah pada rotor ( belitan medan ) 2.
2. Kondisi sistem dan operasi tidak normal.Kondisi sistem dan operasi tidak normal. a.
a. Kehilangan eksitasi ( arus medan )Kehilangan eksitasi ( arus medan ) b.
b. Beban lebihBeban lebih c.
c. Tegangan lebihTegangan lebih d.
d. Frekwnsi kurang / lebihFrekwnsi kurang / lebih e.
e. Arus tidak seimbangArus tidak seimbang – – fasa tunggal. fasa tunggal. f.
f. Kehilangn penggerak mulaKehilangn penggerak mula g.
g. Out-off step ( kehilangan sinkronisai )Out-off step ( kehilangan sinkronisai ) h.
h. Osilasi sub sinkronisasiOsilasi sub sinkronisasi
3.8.4.
3.8.4. PersyarPersyaratan kualitas atan kualitas sistem proteksisistem proteksi
Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif iya iyu :
sistem proteksi yang efektif iya iyu : 1.
1. Selektifitas dan DiskriminasiSelektifitas dan Diskriminasi
Efektifitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesangguapan sistem dalam Efektifitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesangguapan sistem dalam mengisolir bagain yang mengalami gangguan saja.
mengisolir bagain yang mengalami gangguan saja. 2.
Sifat yang tetap inoperative apabila gangguan
Sifat yang tetap inoperative apabila gangguan – – gangguan terjadi diluar zone yang gangguan terjadi diluar zone yang melindungi ( gangguan luar ).
melindungi ( gangguan luar ).