Skema Bloking Capaian Lebih

6. SKEMA PROTEKSI RELE JARAK

6.4 Skema Bloking Capaian Lebih

PMT buka

-RT1 Pewaktu RT2 RT1 RR* RT1 RT2 RT1 RR Rangkaian Teleproteksi Sinyal PMT Open (Pasokan Lemah) RR* dari Gambar 7.9 +

Gambar 6.10: Rangkaian Kendali Gema Pantul Pasokan Lemah (Weak Infeed Echo) Untuk menghindari kejadian ini digunakan pewaktu T2 seperti pada Gambar 6.10 diatas dimana sesudah waktu tunda tertentu pengiriman sinyal (signal send) akan di blokir sehingga tidak akan terkirim secara terus menerus.

Cara lain untuk mengamankan saluran dengan pasokan lemah ini misalnya dapat dilakukan dengan berbagai varian rangkaian gema pasokan lemah yang pada prinsipnya dapat digunakan untuk memungkinkan tripping pada ujung remote terhadap gangguan lokal yang terjadi diujung saluran dengan pasokan lemah atau dalam posisi terbuka.

Skema dengan berbagai fasilitas tripping ini dikenal sebagai Weak Infeed Trip yang sekali lagi dapat berfungsi untk melakukan perintah trip pada kondisi pasokan lemah sehingga PMT-PMT pada kedua ujung saluran dapat trip secara bersamaan sesuai dengan skema yang diharapkan.

6.4 SKEMA BLOKING CAPAIAN LEBIH

Usaha-usaha yang sudah dilakukan sejauh ini adalah dengan mengirimkan sinyal perintah tripping dari satu rele ke rele lain pada ujung jauh saluran melalui saluran komunikasi. Padahal dalam kondisi dimana sinyal pasokan lemah tidak dapat dikirimkan misalnya karena gangguan komunikasi dapat berakibat penanggulangan gangguan hanya bisa dilakukan pada waktu yang lebih relatif lama.

Skema bloking dilakukan dengan lojik invers dimana pengiriman sinyal hanya dilakukan pada gangguan eksternal dan dilakukan melalui saluran yang sehat.

Dalam hal ini gangguan dapat ditanggulangi dengan cepat bila tidak menerima sinyal dari ujung remote dan elemen Zone 2 melihat saluran yang beroperasi. Sinyaling ini diaktifkan dari elemen penglihat kebelakang Zone 3 sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 6.11.

Perintah bloking harus dikirimkan melalui elemen penglihat kebelakang Zone 3 untuk menghindari tripping sesaat (instant) pada ujung remote akibat gangguan eksternal yang dilihat sebagai Zone 2. Untuk memungkinkan hal ini maka elemen penglihat kebelakang Zone 3 harus lebih cepat dari elemen penglihat kedepan Zone 2. Dalam prakteknya kejadian ini merupakan hal yang jarang terjadi oleh karena itu agar mampu

membedakan kondisi gangguan dalam waktu tunda yang sangat singkat biasanya terdapat fasilitas moda tripping. Gangguan yang terjadi dititik F1 yang dilihat oleh kedua rele A dan B pada Zone 1 sehingga gangguan ini akan ditanggulangi secara instan pada kedua ujung saluran. Karena sinyaling dikendalikan oleh elemen penglihat kebelakang Zone 3 tidak melihat gangguan maka tidak ada sinyal blok yang terkirim sehingga tripping dapat berlangsung dengan baik.

Pada gangguan di F2 yang akan dilihat rele A pada Zone 2 sedang rele A melihatnya pada Zone 1. Sama seperti sebelumnya disini elemen penglihat kebelakang Zone 3 juga tidak akan melihat gangguan ini sehingga pengiriman sinyal bloking juga tidak akan terjadi. Gangguan dapat diatasi oleh rele B dengan waktu Zone 1 dan sesaat kemudian oleh Zone 2 rele A.

Bila sinyal bloking diaktifkan pada masing-masing ujung daerah proteksi maka kanal tunggal frequency signaling akan bekerja pada kedua rele yaitu rele penerima lokal maupun rele penerima remote. Hal ini harus diperhatikan pada waktu disain dan penataan kanal komunikasi yang akan diterapkan.

Z3A Z1A A Z1B B C Z2A Z2B Z3B F1 F2 F3

(a) Karakteristik jarak-waktu + Z1 Z2T Z3T Z2 TR

-Kumparan Trip Z2 Z2T Rele Pewaktu Z3 Z3T RR Z3 _Rangkaian Teleproteksi Ke GI Lawan +

Sinyal Kirim Sinyal Terima Sinyal Kirim Sinyal Terima R e le J a ra k R e le J a ra k Perangkat Persinyalan Ujung A Perangkat Persinyalan Ujung B Pemancar (f1) Pemancar (f2) Pemancar (f2) Pemancar (f1) (c) Penataan Pensinyalan

Gambar 6.11 Skema Kendali Bloking Proteksi Jarak Ideal 6.4.1 Praktek Skema Bloking

Pada gangguan di titik F₃ akan dilihat oleh elemen penglihat kebelakang rele B Zone 3 sedang rele A akan melihat gangguan sebagai Zone 2. Pada prinsipnya gangguan akan ditanggulangi oleh rele-rele jarak terkait pada saluran B-C. Untuk mencegah elemen Zone 2 rele jarak A kerja mentrip PMT A maka elemen penglihat kebelakang rele B akan mengirim sinyal bloking ke A. Namun kalau gangguan gagal ditanggulangi oleh rele-rele B dan C terkait pada saluran B-C maka tripping PMT A akan tetap terjadi setelah waktu Zone 2 berlalu. Untuk menghidarkan kegagalan bloking maka setelan elemen rele penglihat kebelakang Zone 3 harus lebih besar dari elemen Zone 2 rele remote A sedemikian sehingga tripping karena elemen Zone 2 rele A dapat dicegah sebagaimana mestinya terhadap arus gangguan eksternal.

Untuk mencegah kegagalan bloking maka kanal komunikasi yang biasa digunakan adalah dengan menggunakan kawat yang sehat misalnya dengan menggunakan kopling inter fasa atau inter sirkit. Pada kopling interfasa maka gangguan komunikasi pada kawat yang terganggu masih dapat diatasi melalui fasa lain yang sehat. Dalam prakteknya skema tripping ditentukan juga oleh kondisi kanal komunikasi, misalnya bila sinyal komunikasi gagal maka dengan segera skema proteksi bisa langsung dikembalikan pada skema dasar.

Proteksi Bloking Capaian Lebih Dengan Menggunakan Elemen Zone 2

Sebagaimana sudah dibahas diatas, dalam skema proteksi bloking capaian lebih dengan menggunakan elemen Zone 2 (blocking over-reaching protection scheme) yang sering disingkat dengan BOP Z2 didasarkan pada skema proteksi bloking ideal seperti pada Gambar 6.11. Tetapi dalam prakteknya dilengkapi dengan elemen STL dan perangkat pemantau kondisi kanal komunikasi sebagaimana dapt dilihat pada rangkaian kendali sinyal tripping seperti terlihat pada Gambar 6.12. Metoda ini sering juga dikenal sebagai skema perbandingan bloking direksional (directional comparation blocking scheme) atau Skema Bloking Proteksi Capaian Lebih Proteksi Jarak (blocking over-reach distance protection scheme).

Cara kerja skema proteksi ini dapat dipahami dengan memperhatikan gangguan-gangguan sperti terlihat pada F1, F2 dan F3 pada Gambar 6.11 bersama-sama dengan sinyal lojik seperti pada Gambar 6.12. Seperti sudah dijelaskan bahwa gangguan pada F₁ dilihat oleh elemen rele Zone 1 pada titik ujung A dan B sehingga dengan demikian gangguan ini akan di clear secara instan pada ke dua ujung proteksi saluran.

Signalling di control oleh elemen Z3 rele A tidak melihat gangguan sehingga tidak akan ada pengiriman sinyal bloking sehingga kedua rele Zone 1 rela A dan B dapat bekerja dengan baik. Demikian juga gangguan pada F2 dilihat oleh elemen penglihat kedepan Zone 2 pada ujung A dan ujung B dan oleh elemen Zone 1 pada ujung B. Disinipun pengiriman sinyal tidak terjadi, karena gangguan tidak terlihat oleh elemen penglihat kebelakang Zone 3.

Gangguan pada titik F3 dilihat oleh elemen Zone 3 pada ujung B dan elemen penglihat kedepan Zone 2 pada titik ujung A. Elemen rele Zone 1 pada titik ujung B yang terkait dengan seksi saluran B-C normalnya akan mengatasi gangguan pada titik F3. Untuk mencegah elemen Zone 2 pada titik ujung A melakukan tripping, maka elemen penglihat kebelakang Zone 3 pada titik B akan mengirim sinyal bloking ke titik A.

+ Z1 Z2T Z3T Z2 STL ^RRX Z2 Z2T STL Z3T RRX Z3 RR TR

-Kumparan Trip Kontak Terima Reset Dengan Waktu Tunda Kontak Kanal Dalam Keadaan Sehat

Z3 _Rangkaian

Teleproteksi ^{Ke GI Lawan}

+

Gambar 6.12: Rangkaian Urutan Sinyal Tripping Skema Bloking Pada Proteksi Capaian Lebih

Bila alat proteksi seksi B-C tidak mengatasi gangguan secara instantaneous maka setelah waktu tunda Z3 sinyal trip akan diberikan pada titik B seksi protkesi A-B. Setelan elemen penglihat kebelakang Zone 3 arus lebih besar dari elemen zone 2 pada ujung saluran, dengan kata lain terdapat kemungkinan elemen Zone 2 gagal melihat gangguan eksternal.

Keakhlian dalam mengoperasikan berbagai jenis rele khususnya dalam mengolah waktu kerja rele adalah suatu seni dalam mengoperasikan sistim tenaga yang sangat penting dalam kordinasi rele. Selang waktu yang cukup harus selalu tersedia untuk memungkinkan penerimaan sinyal bloking dari ujung saluran. Kalau hal ini tidak diperhatikan dengan baik dan cermat, maka skema proteksi yang mau diterapkan bisa jadi menimbulkan trip diluar daerah proteksi yang diinginkan atau tripping yang diinginkan pada ujung lain menjadi tertunda terlalu lama dari waktu trip yang diharapkan.

Z3G Z2G Z1G Z1H Z2H Z3H H G

(a) Karakteristik Jarak – Waktu

Z3 Z2

+

Rangkaian

Teleproteksi Sinyal Kirim

(b) Lojik Rangkaian Pengirim

Gambar 6.13: Skema Bloking Dengan Menggunakan Ofset Rele Penglihat Kedepan Dalam praktek aplikasi, elemen penglihat kebelakang dapat di setel pada karakteristik offset maju (forward offset characteristic) yang akan bertindak sebagai proteksi cadangan untuk gangguan bus-bar sesudah waktu tunda Zone. Untuk menghentikan sinyal bloking yang terkirim pada waktu gangguan internal dapat dilaksanakan dengan membuat rangkaian kondisional sinyal (signal send) tidak bekerja pada elemen penglihat Zone 2 seperti terlihat pada Gambar 6.13.

Skema bloking seperti halnya pada skema capaian lebih permisif dapat juga dipengaruhi oleh arus terbalik yang mengalir pada saluran yang sehat sistim saluran ganda yang mengalami gangguan pada sirkit lainnya.

Bila kondisi arus berbalik terjadi maka seperti diuraikan pada bab-bab terdahulu ada kemungkinan terjadinya kesalahan operasi trip pada bagian saluran yang sehat. Untuk mengatasi hal ini, maka penyetelan ulang rangkaian elemen sinyal terima yang tersedia pada skema bloking dilakukan dengan waktu tunda tertentu.

Pewaktu dengan penyetelan ulang waktu tunda (td) di setel untuk mencakup perbedaan waktu antara waktu penyetelan ulang maksimum dari elemen penglihat kebelakang Zone 3 dan kanal signaling.

Dengan demikian kalau ada sinyal bloking hilang sesaat pada waktu terjadinya arus berbalik, pewaktu dalam rangkaian moda trip tidak mempunyai waktu untuk melakukan setel ulang (reset) sehingga kemungkinan terjadinya kesalahan kerja dapat dihindarkan.

Proteksi Bloking Capaian Lebih Dengan Menggunakan Elemen Zone 1

Sama seperti pada skema BOP Z2 yang telah dijelaskan diatas, disini elemen yang digunakan dalam skema proteksi bloking capaian lebih adalah elemen Zone 1. Metoda skema proteksi cara ini dikenal juga sebagai skema proteksi BOP Z1. Pada skema proteksi dimana elemen Zone 3 disetel sebagai elemen penglihat kedepan (maju) maka skema bloking tentunya tidak dapat dilakukan.

6.4.2 Gardu Pasokan Lemah

Tidak sebagaimana terminal dengan pasokan kuat, terminal masukan yang mempunyai pasokan lemah tidak mampu menyumbang arus gangguan internal yang cukup dan dapat digunakan untuk menggerakkan rele jarak pada terminal tersebut. Namun meskipun demikian pasokan lemah ini dapat mempertahankan gangguan berlangsung secara terus menerus sehingga harus dicarikan solusi agar PMT pada pasokan lemah tersebut dapat ditrip.

Sebagaimana sudah pernah disinggung pada Bab 6.3.5 rele yang terpasang pada gardu pasokan kuat tetap tidak akan mampu membantu melakukan transfer tripping permisif selama rele yang terpasang pada gardu lawan dengan pasokan lemah tidak mampu melihat arus gangguan. Oleh karena itu harus dicarikan cara-cara yang sesuai dimana kedua PMT baik pada terminal dengan pasokan kuat maupun yang berada pada pasokan lemah dapat tripping secara serentak sehingga tidak mengganggu stabilitas sistim.

Dan mengingat transfer trip permisif capaian rendah tidak bisa digunakan pada sistim pasokan lemah, maka salah satu cara yang bisa dilakukan adalah dengan transfer trip permisif capaian lebih dengan menggunakan Zone2.

Elemen capaian lebih Zone 2 rele jarak pada terminal yang dipasok kuat akan bekerja dan akan menginisiasi sinyal pada gangguan-gangguan yang terjadi dekat terminal pasokan lemah. Karena rele di terminal pasokan lemah tidak bekerja, maka rele pada terminal pasokan kuat tidak menerima sinyal permisif dari rele terminal lemah. Oleh karena itu skema intertripping capaian lebih permisif standar tidak dapat digunakan untuk melaksanakan tripping instan khususnya terhadap gangguan yang terjadi dekat terminal dengan pasokan lemah. Untuk memungkinkan tripping secara serentak terhadap PMT pada pasokan kuat dan pada pasokan lemah dibuat rangkaian tambahan terhadap rangkaian rele jarak konvensional.

Disini elemen Zone 3 rele yang terpasang pada terminal pasokan kuat dibuat untuk melihat terbalik hingga mempunyai capaian elemen Zone 2 rele jarak pada terminal pasokan kuat. Kemudian elemen pengukur tegangan pada rangkaian lojik pada sisi terminal pasokan lemah ditambahkan sebagaimana terlihat pada Gambar 6.14. Disini sinyal yang diterima dari terminal pasokan kuat dipantulkan kembali ke terminal pasokan lemah sekaligus dapat digunakan untuk melaksanakan tripping PMT pada terminal pasokan lemah tersebut. Namun untuk mengindarkan salah kerja dan skema proteksi berfungsi dengan baik bila memenuhi dua kondisi berikut.

1. Pada gangguan-gangguan dibelakang terminal pasokan lemah arus gangguan di catu dari terminal pasokan kuat dimana elemen penglihat kebelakang Zone 3 (tiga) pasokan lemah akan bekerja untuk menonaktifkan (inhibit) rangkaian pasokan lemah sehingga tidak kerja.

2. Paling tidak satu elemen pengukur tegangan yang terhubung antar fasa dengan netral tidak aktif (reset). Indikasi ini digunakan untuk memberi konfirmasi bahwa memang ada gangguan yang terjadi.

Implemetasi skema proteksi diatas pada saluran paralel dimana salah satu terminal mendapat pasokan lemah perlu ditelaah lebih lanjut khususnya gejala terjadinya

pembalikan arah arus pada waktu PMT A sudah di trip oleh Zone 1. Pada saluran paralel ini setelan rele perlu dievaluasi sehingga pengaruh terbaliknya arah arus gangguan dapat dikompensir dengan tepat. Hal ini bisa dilakukan dengan skema rele unbloking dan pembanding arah yang tidak dibahas lebih lanjut.

Pada skema bloking, proteksi pada sisi terminal pasokam kuat dapat bekerja pada semua gangguan yang terjadi didepan rele. Hal ini karena tidak adanya sinyal bloking dari sisi terminal pasokan lemah.

Dalam hal gangguan eksternal dibelakang terminal pasokan lemah maka elemen penglihat kebelakang Zone 3 pada ujung saluran akan melihat gangguan yang dipasok dari terminal pasokan kuat sehingga dapat bekerja dan langsung bisa mengirim sinyal bloking ke PMT A diterminal pasokan kuat, sehingga tidak perlu kerja tanpa perlu perangkat tambahan lainnya. Pada terminal pasokan lemah yang tidak dapat trip pada gangguan internal bisa diatasi dengan melakukan tripping langsung dari rele pada terminal pasokan kuat sebagaimana pada skema proteksi PMT gagal standar.

Z3G Z2G Z1G G H Z1H Z2H Z3H GI Pasokan Kuat GI Pasokan Lemah

(a) Karakteristik Jarak / Waktu

+ -RR RRX1 RRX1 RRX3 Z3 RRX2 RRX3 RT TR Kumparan Trip RRX2 RT RRX4 RRX4 _Rangkaian Teleproteksi Sinyal Kirim Sinyal Kirim Dari

Skema „POR‟ Standar Va Vb Vc RT 0 T1 T2 0 Rele Tegangan T3 0 T4 0

Ke Skema „POR‟ Standar

0 T1 T2

0

On Langsung, Off Dengan Waktu Tunda On Dengan Waktu Tunda, Off Langsung

(b) Skema Lojik rele Jarak Pada GI Pasokan Lemah

Gambar 6.14: Skema Intertripping Capaian Lebih Permisif Pada Sistim Dengan Pasokan Lemah