Sistem Proteksi Pada Generator

1 1 BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1

1.1 Latar Latar BelakangBelakang

Semakin meningkatnya dan semakin majunya teknologi yang ada saat ini tidak  Semakin meningkatnya dan semakin majunya teknologi yang ada saat ini tidak  akan lepas dari ke

akan lepas dari keutu!an akan tenaga utu!an akan tenaga listrik. "e!andalan sistem tenaga listrik. "e!andalan sistem tenaga listrik listrik untuk untuk  dapat

dapat menyalurkan menyalurkan listrik listrik kepada kepada konsumen mempunyai konsumen mempunyai peranan peranan yang yang sangatsangat  penting sekali.

 penting sekali.

"e!andalan suatu sistem tenaga listrik dapat terli!at ketika terjadinya gangguan "e!andalan suatu sistem tenaga listrik dapat terli!at ketika terjadinya gangguan yang dapat menyeakan terganggunya penyaluran energi listrik ke konsumen. Dalam yang dapat menyeakan terganggunya penyaluran energi listrik ke konsumen. Dalam suatu sistem tenaga listrik tidak akan mungkin eas dari gangguan. #angguan yang suatu sistem tenaga listrik tidak akan mungkin eas dari gangguan. #angguan yang terjad

terjadi i isa isa pada pada pemapemangkitangkitan$ n$ transmitransmisi$ si$ maupumaupun n distridistriusi. usi. Sala! Sala! satu satu %onto%onto!! adala!

adala! gangggangguan uan yang yang terjadterjadi i pada pada terminterminal al generatogenerator. r. #enera#enerator tor adala! adala! kompkomponenonen yang sangat

yang sangat pentipenting ng dalam pemangdalam pemangkitan energi listrik. &ika kitan energi listrik. &ika terjadterjadi i ganggangguan padaguan pada terminal generator maka akan menyeakan terganggunya proses penyediaan energi terminal generator maka akan menyeakan terganggunya proses penyediaan energi listrik dan dapat menyeakan kerusakan pada generator itu sendiri.

listrik dan dapat menyeakan kerusakan pada generator itu sendiri. Perkem

Perkemangaangan n ilmu ilmu pengpengeta!uan eta!uan dan dan teknoteknologi logi de'asa de'asa ini ini mema'mema'a a dampak dampak  yang

yang sangat sangat luas luas dierdieragai agai idanidang g ke!idke!idupan. upan. PenerapPenerapan an ilmu ilmu pengepengeta!uan ta!uan dandan teknologi akan memuda!kan akti(itas manusia dari eragai segmen

teknologi akan memuda!kan akti(itas manusia dari eragai segmen ke!idupan.ke!idupan. Sekto

Sektor r industindustri ri merupmerupakan sektor akan sektor yang sangat penting dalam yang sangat penting dalam memasumemasuki ki era era pasar pasar   eas.

 eas. Pemangunan Pemangunan di di sektor sektor industri industri menjadi menjadi indikator indikator kamajuan kamajuan dan dan kesiapan kesiapan suatusuatu dalam ersaing di era kompetiti) ini.

dalam ersaing di era kompetiti) ini. Pari

Parik k #ula #ula *ammin*amming g seagaseagai i sala! sala! satu satu industri industri esar esar yang yang erasierasiss agroin

agroindustrdustri i dalam menjalankan akti(itas dalam menjalankan akti(itas senantiasenantiasa sa didukdidukung ole! ung ole! terseditersedianya anya sumesumer r  tenaga listrik. Sumer tenaga listrik untuk produksi menggunakan generator set +genset,. tenaga listrik. Sumer tenaga listrik untuk produksi menggunakan generator set +genset,. Su

Summer er tentenagaga a lilistrstrik ik ununtutuk k pepenerneranangan gan dan dan yayang ng memenununjnjanang g prprososes es prprododukuksisi menggunakan tegangan dari Perusa!aan Listrik Negara +PLN,.

menggunakan tegangan dari Perusa!aan Listrik Negara +PLN,.

Pemangkit listrik yang digunakan pada Parik #ula *amming adala! Pemangkit Pemangkit listrik yang digunakan pada Parik #ula *amming adala! Pemangkit Listri

Listrik -k -enaenaga Lga Listrik istrik +PL-D+PL-D, dan , dan PemanPemangkit gkit Listrik Listrik --enagenaga a Uap Uap +PL-U+PL-U,. ,. PL-DPL-D digunakan

digunakan seagai start a'al$ pada seagai start a'al$ pada saat alternator turin usaat alternator turin uap suda! ap suda! ekerja PL-D tidak ekerja PL-D tidak   ekerja

 ekerja lagi. lagi. #enerator #enerator seagai seagai sala! sala! satu satu peralatan peralatan listrik listrik !arus !arus menggunakan menggunakan sistemsistem  pengaman

 pengaman yang standar. yang standar. Baik Baik pengamanan pengamanan ter!adap ter!adap manusia$ !e'an manusia$ !e'an dan peralatdan peralatanan  jika

 jika terjadi terjadi gangguan. Sistem gangguan. Sistem pengamanan pengamanan diperlukan diperlukan untuk untuk melindungi generator melindungi generator daridari kondisikondisi anormal.

kondisikondisi anormal. #ang

#angguan yang dapat guan yang dapat menyemenyeakan kerusakaakan kerusakan n yang )atal yang )atal pada peralatan listrik pada peralatan listrik  adala! !uung

/ generator adala! !uung singkat antar )asa$ !uung singkat antar lilitan$ !uung singkat dengan tana! pada elitan rotor dan !uung singkat antar lilitan pada elitan rotor. #angguan ini akan menimulkan kondisi anormal$ se!ingga dapat menggunakan proses  produksi dari industri ini. "ondisi anormal ini !arus ditanggulangi dan diperaiki dengan %epat seelum menimulkan kerusakan yang erat pada generator dan sistem disekitar generator. Untuk meng!indari kondisi seperti ini digunakan sistem proteksi yang !andal$ se!ingga di!arapkan gangguangangguan yang terjadi tidak akan mengganggu atau merusak generator dan sistem lain yang ada disekitarnya.

1./ 0umusan asala!

1. Bagaimana %ara kerja sistem proteksi pada generator2

/. Bagaimana sistem proteksi yang digunakan pada parik #ula *amming2 3. Bagaimana ke!andalan sistem proteksi generator pada generator parik gula

%amming2

1.3 -ujuan

1. engeta!ui *ara kerja sistem proteksi pada generator 

/. engeta!ui sistem proteksi yang digunakan pada parik gula %amming 3. engeta!ui ke!andalan sistem proteksi generator di parik gula %amming

1.4 Batasan asala!

Batasan masala! makala! adala!5

1. Hanya mema!as sistem proteksi pada generator dengan merk SHIN"6. /.

3

BAB II PEBAHASAN /.1 Sistem Proteksi #enerator 

Bagian !ulu dari sistem tenaga listrik adala! generator yang terdapat dipusat listrik  dan digerakkan ole! mesin penggerak mula + prime mover ,. esin penggerak dalam pusat listrik erkaitan erat dengan instalasi mekanis dan instalasi listrik dari pusat listrik  +7io'o$ /813,. #enerator seagai sumer energi listrik dalam sistem perlu diamankan  jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan generator akan sangat menggangu  jalannya operasi sistem tenaga listrik. 6le! karenanya generator sedapat mungkin !arus dilindungi ter!adap semua gangguan yang dapat merusak generator. -etapi dilain pi!ak  dari segi selekti)itas pengaman sistem di!arapkan agar P- generator tidak muda! trip ter!adap gangguan dalam system$ karena lepasnya generator dari sistem akan mempersulit jalannya operasi sistem tenaga listrik. P- generator !anya ole! ekerja apaila ada gangguan yang tepat ada didepan generator$ didalam generator atau pada mesin penggerak generator. &uga apaila terjadi kegagalan dari P- yang ada di depan P- generator$ aru P- generator ole! ekerja. engingat generator merupakan  peralatan yang penting dan nilainya juga %ukup ma!al$ maka diusa!akan pengaru!

gangguan diatasi sampai seke%il mungkin. Antara lain dengan mendeteksi keadaan gangguan se%ara tepat dan mengisolasikan mesin ter!adap sistem yang se!at se%ara %epat. #angguan pada generator antara lain dapat diseakan ole!5

/.1.1 #angguan Pada Stator 

#angguan pada stator meliputi gangguan !uung singkat )asatana!$ gangguan !uung singkat antar)asa$ dan gangguan !uung singkat antar elitan.

Ba!aya teresar dari gangguan terseut adala! kerusakan pada isolasi inti stator dan lilitan stator akiat panas yang diangkitkan pada pusat gangguan. Dari ketiga jenis gangguan terseut gangguan yang sering terjadi dalam elitan stator dan !uungannya adala! gangguan )asatana!.

/.1./ #angguan Pada 0otor 

#angguan pada rotor dapat erupa gangguan ke tana! atau gangguan antar elitan. Hal ini diseakan karena adanya tekanan termis atau mekanik yang kuat pada isolasi elitan rotor.

Belitan rotor ini merupakan elitan eksitasi dan pada umumnya dalam keadaan normal mempunyai ta!anan isolasi yang sangat tinggi. #angguan ke tana! satu tempat yang terjadi pada sirkuit eksitasi tidak akan segera menimulkan kerusakan ila

4 arus gangguan ke tana! diatasi. #angguan ke tana! ini akan menimulkan )luks yang tidak seimang. Akiat langsung yang segera dirasakan adala! adanya gaya yang tidak  seimang pada masingmasing kutu dan akan menimulkan getaran pada rotor serta dapat merusak antalan generator yang ak!irnya dapat menyeakan kerusakan pada stator ataupun rotor karena terjadinya pergeseran. Dengan demikian adanya gangguan satu )asa ke tana! disatu tempat !arus segera dideteksi ole! rele.

/.1.3 "ondisi 6perasi Anormal

"ondisi operasi anormal ini meliputi antara lain 5 1. Hilangnya penguatan (loss of excitation)

/. #angguan ean lei! (overload)

3. #angguan tegangan lei! (overvoltage)

4. Hilangnya penggerak mula (loss of primemover)

9. #angguan arus lei! urutan negati) (negatif phase sequence) :. Putaran lei! (overspeed)

;. -emperatur lei!(overtemperature)

/.1.3.1 Hilangnya Penguatan edan (Loss of Field)

Hilangnya penguatan medan menyeakan putaran generator akan ertama! %epat dan akan menyerap daya reakti) dari sistem. Induksi arus pada rotor$ aji (wedge) akan menimulkan torsi pada poros (shaft) seagai !asil kondisi ini menyeakan  pemanasan lei! yang mema!ayakan rotor.

/.1.3./ #angguan Bean Lei! (Overload)

#angguan ean lei! terjadi karena generator tidak mampu memikul ean yang melei!i atas nominalnya. Bean lei! terseut dapat mengakiatkan penurunan )rekuensi dan tegangan keluaran generator. Untuk mengatasi !al ini pengaturan tegangan +A<0, menaikkan arus penguatan namun kenaikan arus penguatan ini ila erlei!an dapat menimulkan pemanasan lei! pada rotor dan stator.

/.1.3.3 #angguan -egangan Lei! (Overvoltage)

#angguan tegangan lei! terjadi karena putaran generator melei!i atas nominalnya yang diseakan ole! !ilangnya ean atau gangguan pada penggerak mula. Putaran yang meningkat dapat meningkatkan )rekuensi meningkat pula$ !al ini dapat mengganggu sinkronisasi pada jaringan dan dapat pula mengakiatkan terjadinya kerusakan pada generator.

9 #angguan kegagalan penggerak mula pada generator akan mengakiatkan generator   erua! menjadi motor. Hal ini terjadi karena generator mendapat suplai daya

dari jaringan. Seelum ke!ilangan penggerak mula se%ara keseluru!an$ iasanya terjadi penurunan putaran pada turin se%ara erta!ap. Untuk turin uap kemungkinan uap yang diutu!kan untuk menggerakkan turin tidak %ukup untuk memutar turin  pada ke%epatan nominalnya. Dengan demikian tegangan yang di!asilkan generator juga

menurun. Pada saat terjadi peredaan tegangan terseut maka arus listrik akan mengalir  ke generator.

/.1.3.9 #angguan Arus Lei! Urutan Negati) (Negative Phase Sequence)

Dalam keadaan normal$ arus pada generator tiga )asa seimang. -etapi jika terjadi gangguan pada jaringan maka keseimangan terseut akan terganggu. #angguan ini dapat erupa gangguan )asatana!$ gangguan )asa)asa$ pemeanan tidak simetris$ dan  putusnya sala! satu )asa saluran.

Arus urutan negati) ini akan memangkitkan )luks pada stator yang mempunyai ke%epatan yang sama dengan rotor$ tetapi erputar dengan ara! yang erla'anan. Dengan demikian ke%epatan relati) putaran )luks ini ter!adap rotor akan erputar pada dua kali dari )rekuensi sistem. Hal ini terjadi karena rotor erputar ke kanan sedangkan )luks stator akiat )asa urutan negati) erputar ke kiri. "ejadian ini dapat mengakiatkan arus pusar pada rotor.

Arus pusar dengan )rekuensi tinggi menyeakan agian luar dari rotor dan lilitan  pada rotor menjadi panas. Selanjutnya arus pusar ini mengalir pada atangatang  peredam$ gigi alur rotor dan dinding alur rotor yang akan mengua! si)at

mengua! mekanis dan si)at listrik agian yang dialirinya.

/.1.3.: Putaran Lei! (Overspeed)

Bila suatu generator ekerja sendiri menanggung ean$ tiatia melepas eannya karena suatu gangguan dan ila generator yang ekerja pararel terlepas dari sistem$ akiatnya akan ada putaran lei!. Bila generator yang ekerja sendiri akiat !al ini menyeakan kenaikan )rekuensi dan ila tidak dilengkapi dengan A<0$ maka putaran lei! akan menaikkan tegangan generator. Bila kenaikan

tegangan mendadak ini terjadi akan mema!ayakan isolasi elitan generator dan juga  pada sistem ean.

/.1.3.; -emperatur Lei! (Overtemperature)

-imulnya panas yang erlei!an dalam stator umumnya diseakan ole! ean lei! atau terjadinya !uung singkat di luar atau di dalam generator serta dapat pula diseakan ole! kegagalan dari sistem pendinginan. Bila !al ini terjadi akan mengakiatkan perua!an si)at mekanis dan elektris dari a!an isolasi.

/./ 0ele Proteksi Pada #enerator 

0ele proteksi yang digunakan pada generator antara lain5 1. 0ele arus lei! denganvoltage restrained (device 5!) /. 0ele di)erensial stator(device "#$)

3. 0ele arus lei! urutan negati)(device %&) 4. 0ele antimotoring (device ')

9. 0ele di)erensial statortana!(device "#$$) :. 0ele ke!ilangan medan(device %)

;. 0ele tegangan seimang dantime dela* (device & + &) =. 0ele arus lei! netral generator(device 5$N)

>. 0ele tegangan lei!(device 5,) 18. 0ele thermal overload (device %,)

/./.1 0ele Arus Lei! dengan !oltage -estrained (device 5!)

0ele ini ekerja erdasarkan tegangan dan arus$ tidak seperti rele arus lei! standar  yang ekerja erdasarkan arus saja. 0ele arus lei! dengan voltage. restrained  normalnya diset 1/91;9? dari arus ean penu!. Pada tegangan tertentu di lokasi rele$ arus yang diutu!kan untuk memuat rele  pic/up memiliki nilai tertentu yang ditunjukkan pada gamar /.1.

Berdasarkan gamar /.1 apaila  setting tap arus adala! 1888 A$ maka untuk  tegangan di lokasi rele _! ra ted $ maka diutu!kan arus minimal seesar 1888

A untuk memuat rele pic/up. Sedangkan untuk tegangan 8$ diutu!kan arus minimal seesar /98 A untuk memuat rele pic/up.

/././ 0ele Di)erensial Stator (device "#$)

0ele di)erensial merupakan rele pengaman generator utama$ untuk mengatasi gangguan internal yang merupakan gangguan stator satu )asa ke tana!$ )asa)asa ke tana! dan gangguan tiga )asa yang mengakiatkan arus gangguan yang %ukup esar. Berdasarkan standard +ANSI %ode =;#, direkomendasikan menggunakan 0igh Speed   1ifferential -ela* t*pe 21F.

0ele jenis ini merupakan pengaman generator yang sangat sensiti) dan %epat kerjanya. Daera! pengamannya diatasi ole! pasangan trans)ormator arus +*-, dimana rele terseut dipasang.

Prinsip kerja rele ini akan memandingkan / esaran antara / titik pada atas  atas daera! pengaman. &ika generator yang diamankan tidak terjadi gangguan atau gangguan erada di luar daera! yang diamankan$ maka arus yang mengalir pada trans)ormator arus *-1 dan *-/ adala! sama. Atau mempunyai perandingan arus yang seimang$ se!ingga rele tidak ekerja. &ika pada daera! yang diamankan terjadi gangguan$ akan terjadi peredaan arus yang dapat menyeakan rele ekerja. Untuk  lei! jelas dapat dili!at dalam uraian erikut 5

a. "eadaan normal atau gangguan diluar daera! pengaman.

#amar /./ #angguan di Luar @ona Proteksi 0ele Di)erensial

Arus yang mengalir pada rele 5

id  i1  i/  8 +/.1,

dimana 5

i1  arus sekunder yang mengalir pada *-1 i/  arus sekunder yang mengalir pada *-/

Pada keadaan normal +tidak ada gangguan, atau gangguan erada di luar daera! yang diamankan. Arus i1 dan i/ mempunyai nilai yang sama$ tetapi dengan ara! (ektor  yang erla'anan se!ingga diperole! id  8. Dalam !al ini rele tidak ekerja karena tidak ada arus mengalir melalui rele.

 . "eadaan gangguan di daera! pengaman

&ika terjadi gangguan !uung singkat di daera! pengaman$ maka arus yang mengalir pada *-1 dan *-/ tidak sama +esar dan ara!,$ se!ingga ada selisi! antara arus i1 dan i/. Adanya selisi! yang menyeakan rele ekerja.

id  i1  i/ C 8 +/./,

#amar /.3 #angguan di Dalam @ona Proteksi 0ele Di)erensial

/./.3 0ele Arus Lei! Urutan Negati) (device %&)

0ele arus lei! urutan negati) tersedia pada generator untuk melindungi generator dari e)ek arus urutan negati) (un3alanced current) yang melampaui kapailitasnya. Implementasi dari rele ini adala! untuk mentrip 3rea/er dari generator  saja. Hal ini untuk memper%epat resinkronisasi generator apaila kondisi asimetris teratasi.

0ele arus lei! urutannegati) tersedia dalam model elektromekanik dan

elektronik dengan karakteristik 'aktuarus yang dapat diatur untuk disesuaikan dengan kapailitas  4

/ t 

dari generator. 0ele elektronik memiliki sensiti(itas yang

lei! aik. Pada rele elektromekanik arus pic/up  4 / minimum sekitar :8? dari

arus nominal generator. Sensiti(itas yang kurang aik menyeakan rele elektromekanik digunakan !anya untuk proteksi 3ac/updari arus asimetris.

#amar /.4 "ur(a "arakteristik 0ele Arus Lei! UrutanNegati) 

0ele ini !anya akan mengirim sinyal trip apaila akumulator mulai

 atas setting  dari rele maka rele akan mengirim sinyal trip yang dinyatakan seagai erikut5 t op /  4 / dt  5  settin g  8 +/.3, dengan _t op adala! 'aktu operasi rele. Apaila persamaan +/.3, tidak terpenu!i$ maka rele akan mengirimkan sinyal tripdalam 'aktu settingmaksimum.

#amar /.4 adala! kur(a karakteristik rele arus lei! urutan negati). 0ele memiliki 'aktu tunda maksimum yang dapat diatur dari 18 sampai >>8 detik. "etika  4 / men%apai setting threshold $ rele akan mulai

mengakumulasi  4

/ t 

dan

akan mengirimkan sinyal trip. 6rip akan terjadi apaila akumulator men%apai

 5  setting  dan ila kondisi ini tidak terpenu!i rele tetap akan mengirimkan sinyal trip dalam 'aktu tunda setting maksimum.

/./.4 0ele Anti 7otoring  -everse Power -ela* (device ')

0ele ini digunakan untuk mengamankan generator dari gangguan !ilangnya penggerak mula +turin uap, yang mengakiatkan generator dapat erua! menjadi motor. Pengaliran daya alik pada generator diseakan ole! input penggerak  mula yang kurang. Bila input tidak isa mengatasi rugirugi$ kekurangannya akan dierikan ole! daya nyata yang diserap dari sistem$ dengan demikian generator tela!  ertindak seagai motor. Akiatnya !al ini akan sangat esar pengaru!nya ter!adap

turin diandingkan generator.

 -everse power rela* adala! jenis directional rela* +unit terara!, atau dengan kata lain !anya mendeteksi aliran daya ke ara! tertentu. Besaran penggerak rele ini adala! arus dan tegangan. &ika ara! arus erla'anan dengan ara! setting$ maka torsi yang ditimulkan adala! negati)$ erarti rele tidak ekerja. Dalam !al ini rele akan pi%k up untuk pengaliran daya dalam satu ara! dan akan reset untuk pengaliran daya yang  erla'anan dengan ara! setting yang mana !al ini juga tergantung dari jenis turin  penggeraknya.

-ael /.1 Data 7otoring Power Beragai -ipe Prime 7over 

-ype o) prime mo(er otoring po'er in

 per%ent o) unit relay

#as turine single s!a)t 188

#as turine doule s!a)t 1819

our%y%le diesel 19

-'o%y%le diesel /9

Hidrauli% turine /188

Steam turine +%on(entional, 14

Steam turine +%ond.%ooled, 8$91$8

Data sample5

ull load <A  19$:/9

-egangan dasar  13$= k< 0asio

*-  18889

0asio P-  144881/8

inimum pi%k up relay  8$81 A$ 1/8 <

Pada generator  sample$ erdasarkan tael /.1 daya motoring yang masuk ke generator dipili! setenga! persen dari rated voltage rela*$ yaitu 5 8$9? F 1/$9 7  8$8: 7.

Se!ingga arus motoring 5

I +sisi primer,  8$8: x18 :

8  3.13$=/! .8$= 9

 3$14 A +pada p)  8$=,

I +sisi sekunder,   x

1888 3$14 9 8$819; A

"arena rele ##P93*3A mempunyai arus kerja minimum 8$81 A pada tegangan 1/814488 < sedangkan tegangan generator adala! 13$= k<$ maka tegangan yang diterima rele5

13=88

<sekunder  14488 x1/8 ! 

 119 <

&adi rele akan pic/.up pada arus 5 1/8

I0   x

Dengan demikian rele akan ekerja$ sea arus motoring minimum lei! esar  dari kerja minimum rele +8$819; G 8$8184,. enurut standar IEEE *.3;.18/1>=; rele jenis ini dieri time dela* maksimum sampai 38 detik untuk memerikan 'aktu  pada saat generator mengalami gon%angan ean atau pada saat dilakukan kerja  pararel. Untuk generator  sample apaila dipili! time dial / maka terjadi penundaan

selama 9 detik.

/./.9 0ele Di)erensial Stator-ana!(device "#$$)

0ele ini digunakan untuk mengamankan stator dari gangguan )asa ke tana! dan )asa)asa tana!. 0ele ini merupakan 3ac/.up rele =;#. Pada generator sample menurut standar +ANSI de(.%ode =;##, digunakan time overcurrent rela* tipe IA*93A=81A. Prinsip kerja pengaman di)erensial tana! !ampir sama dengan pengaman di)erensial utama$ dimana dalam keadaan normal arus yang menuju ke netral tra)o dan netral generator akan sama dengan nol.

Untuk keperluan pengamanan ini digunakan tra)o arus pemantu

(auxiliar* 26) karena rasio pada netral dan pada elitan tidak sama. 0asio *- pemantu diperole! dari5

188 D 9

1888 D 9118.

Dengan adanya *- ini maka akan menjaga ke!andalan operasi rele di)erensial tana!. 0ele ini ekerja ila gangguan ada di dalam daera! proteksi generator saja (restricted) dan ekerja tanpa memakai peredaan polaritas arus tetapi memakai kelei!an arus saja.

/./.: 0ele "e!ilangan edan  Lost of Field -ela* (device %)

Penguatan medan akan !ilang pada suatu generator sinkron$ jika terjadi gangguan pada rangkaian kumparan medannya misalnya teruka atau ter!uung singkat. "etika generator ke!ilangan arus penguatan$ generator akan ekerja seagai generator  induksi. #enerator juga akan erputar diatas ke%epatan normal dan selanjutnya juga akan mengurangi daya semu +<A, dan menyerap daya reakti) dari sistem. Bila sistem dapat memenu!i keutu!an daya reakti) yang diperlukan$ maka tegangan tidak  akan terganggu$ tetapi apaila tidak maka tegangan akan turun dan kestailan generator yang ter!uung pararel akan

terganggu. Bila generator tetap eroperasi pada keadaan seperti ini$ maka akan menimulkan arus tidak normal melalui tuu! rotor dan meng!asilkan torsi osilasi yang tinggi pada poros rotor.

Untuk mengamankan gangguan !ilangnya penguatan maka pada generator   sample erdasarkan standar ANSI dipakai rele loss of excitation tipe *EH91A3A. 0ele

ini ekerja erdasarkan esarnya daya reakti) yang diserap sistem$ diukur dari  esarnya impedansi kapasiti) yang timul. 0ele ini juga ekerja erdasarkan sudut antara arus dan tegangan dari daya reakti) terseut. Semakin esar daya reakti) yang diserap$ maka akan semakin esar pula impedansi yang timul.

Besarnya impedansi dinyatakan dengan esarnya jarijari lingkaran.

0adius  ! / _ 1 1       +/.4, / dimana 5 <  tegangan )asa  : L  : d 

L  total equivalent impedance

d  s*nchronous unsaturated impedance

Untuk per!itungan setting rele ini %ukup menggunakan konstanta mesin +reaktansi transientdan su3transient , serta tegangan sistem. Data

rele sample5

ull load <A  19$:/9

-egangan dasar _{ 13$= k< Jd}  8$/: d  1$= 0asio *-  18889 0asio P-  144881/8  /! / 26 - 13$=/  ;   x   x 1888 D 9  /8$39 o!m 3ase  7!9 P6- 19$: 14488 D1/8 Jd +sekunder,  Jd . @ ase  8$/: F /8$39  9$3 d +sekunder,  d . @ ase  1$= F /8$39  3:$: 6))set tap  8$9.Jd +sekunder,  8$9 F 9$3  /$:9 Pili! o))set tap  3

Bila terjadi gangguan maka rele ini akan memerinta!kan memuka generator  3rea/erdan field 3rea/eruntuk meminimalkan kerusakan dalam medan rotor jika terjadi !uung singkat dalam medan rotor.

/./.; 0ele -egangan Seimang dan 6ime 1ela* (device &dan &)

0ele ini ukan pengaman utama maupun pengaman %adangan dari suatu generator$ melainkan !anya memantau tra)o tegangan untuk eerapa rele pengaman yang lain seperti +91<$ 48$ 3/, yang menggunakan tegangan kontrol untuk rele terseut$ serta untuk sensing voltage regulator .

0ele ini ekerja ila ada kegagalan dari sala! satu tra)o tegangan seperti  pengaman leur (fuse) putus atau rangkaian kontrol rusak dan seagainya. Pada saat

operasi normal A<0 yang ekerja adala! A<01$ yang mendapat tegangan pengindera +sensing (oltage, dari !oltage -egulator Potential 6ransformer +<0 P-,. Bila tegangan  pengindera untuk A<01 terjadi gangguan$ maka rele ini akan mendeteksi perua!an tegangan serta ekerja dan memerinta!kan transfer switch+-0S, untuk mengua! posisi kontak$ se!ingga A<0/ mengamil ali! se%ara otomatis seagai pengontrol tegangan yang mendapat tegangan pengindera dari 7etering Potential 6ransformer+P-,.

-etapi sealiknya ila tegangan pengindera untuk A<0/ terjadi gangguan pada saat A<01 sedang eroperasi$ maka rele ini tidak ekerja. Hal ini dimaksudkan agar   jangan sampai generator ke!ilangan medan penguat.

/./.= 0ele Arus Lei! Netral #enerator (device 5$N)

0ele ini merupakan rele arus lei! standar yang diaplikasikan pada netral generator untuk mendeteksi arus gangguan tana!. 0ele ini memiliki  setting tap dan time dial . Setting tap rele er(ariasi dari 8$9 sampai 4$ dan pemili!annya erdasarkan  atasan esar arus gangguan tana! ketika rele mulai pic/up. Pada gamar /.19$ dengan rasio *- 1889 dan tap1 maka rele mulai pic/up untuk arus gangguan tana! seesar /8 A. Setting time dialdipili! erdasarkan 'aktu operasi rele yang diinginkan.

#amar /.9 Skema 0ele Arus Lei! Netral #enerator 

Skema aplikasi rele ini ditunjukkan pada gamar /.9. 0ele arus lei! ini akan mengirimkan sinyal trip apaila ada arus yang mengalir ke netral generator dan memenu!i persamaan +3.9:,.

/./.> 0ele -egangan Lei!  Overvoltage -ela* (device 5,)

0ele ini er)ungsi memproteksi stator generator dari penguatan lei! yang dapat meng!asilkan )luks jenu! pada inti esi stator yang mengakiatkan panas erlei!an di sekitar stator.

Untuk mengamankan gangguan terseut pada generator  sample dipakai rele

overvoltage tipe IA<9/A4A yang mempunyai voltage range 99 K 148 <. 0ele ini  ekerja erdasarkan kenaikan tegangan yang diakiatkan ole! penguatan lei!. Semakin  esar arus penguatan yang masuk ke stator$ semakin esar pula tegangan keluaran generator. -egangan keluaran generator yang naik dari atas nominal dapat menaikkan keluaran generator. -egangan keluaran generator yang naik dari aras nominal dapat menaikkan keluaran potential transformer +P-,

144881/8.

-egangan kerja rele  1/8

14488

 x 13$=/!  119 <

Dari tael Instru%tion Book <oltage 0elay IA<9/A dipili! setting tap +tegangan minimum pic/ up,  1/8 dengan time dial setting 4. Dengan 6ime 1ial Setting  4$ maka rele akan ekerja dalam 'aktu 1/$9 detik.

-imulnya panas yang erlei!an dalam stator pada umumnya diseakan ole!  ean lei! atau terjadinya !uung singkat di luar atau di dalam generator$ serta dapat  pula diseakan ole! kegagalan dari sistem pendingin.

Untuk men%ega! !al terseut$ maka pada elitan stator digunakan -esistance

6emperature 1etector +0-D,. Penempatan 0-D ini dapat dili!at dalam gamar 

 erikut 5

#amar /.: Pengaman temperatur lei! pada stator erdasar kan perua!an ta!anan

Pada keadaan normal dari gamar di atas erlaku !uungan 5 0 a F 0  _{  0 % F 0 t}

dimana 0 t adala! ta!anan yang erua! esarnya sesuai dengan temperaturnya.

Selama temperatur elitan stator erada dalam atas yang diiinkan$ maka nilai

0 t normal dan arus yang melalui operating coil masi! ke%il$ se!ingga rele tidak 

 ekerja. Sealiknya ila temperatur elitan stator naik lagi men%apai nilai tertentu maka

rele akan ekerja menutup kontaknya$ memunyikan alarm serta mentrip circuit 

3rea/er .

0-D ekerja (trip) erdasarkan kelas isolasi dari suatu elitan. Hal ini dapat dili!at dari tael erikut +NEA #.1/8.48,.

-ael /./ -emperatur -rip 0-D

otor HP<olt "elas Isolasi

A B  H

"urang dari 1988 HP 118M* 138M* 199M* 1=8M* 1988 HP ke atas5

Lei! ke%il dari ; k< Lei! esar dari ; k<

189M* 188M* 1/9M* 1/8M* 198M* 149M* 1;9M* 1:9M*

"arena kelas isolasi untuk elitan pada  sample yang digunakan adala! kelas $ demi keamanan maka rele ini diset trip pada 139M* dan alarm pada

1/9M*. Dari tael juga terli!at a!'a untuk isolasi yang sama semakin esar tegangan yang dipakai maka su!u untuk trip akan semakin ke%il.