1 1
Pr
Pr
ot
ot
ek
ek
si
si
Pe
Pe
la
la
ng
ng
ga
ga
n
n
(T
(T
he
he
rm
rm
al
al
&
&
Pr
Pr
ot
ot
ek
ek
si
si
Ar
Ar
us
us
Le
Le
bi
bi
h)
h)
Denp2
2
Nama
Nama : Gesmulyadi Q: Gesmulyadi Q NIP
NIP : 8208451 Z: 8208451 Z Kuliah
Kuliah : : S1 S1 TTeknik eknik ElektrElektro o UniversitUniversitas as BrawijayBrawijayaa Agustus 2000
Agustus 2000
–
–
Maret 2005Maret 2005 AAllaammaatt : : JJl l BBaaddaak k AAgguunng g XXI I NNo o 1166 T
Tuuggaass : P: PLLN N DDiissttrriibbuussi i BBaallii Bidang Distribusi Bidang Distribusi
Pengendalian Sistem Meter Pengendalian Sistem Meter Email
2
2
Nama
Nama : Gesmulyadi Q: Gesmulyadi Q NIP
NIP : 8208451 Z: 8208451 Z Kuliah
Kuliah : : S1 S1 TTeknik eknik ElektrElektro o UniversitUniversitas as BrawijayBrawijayaa Agustus 2000
Agustus 2000
–
–
Maret 2005Maret 2005 AAllaammaatt : : JJl l BBaaddaak k AAgguunng g XXI I NNo o 1166 T
Tuuggaass : P: PLLN N DDiissttrriibbuussi i BBaallii Bidang Distribusi Bidang Distribusi
Pengendalian Sistem Meter Pengendalian Sistem Meter Email
Diagram Penyaluran Tenaga Listrik
Diagram Penyaluran Tenaga Listrik
Gardu Hubung Gardu Hubung > 200 kVA > 200 kVA JTM JTM 20 20 kV kV ( ( + + / / -- 5 5 % % )) PUSAT PUSAT PEMBANGKIT PEMBANGKIT LISTRIK LISTRIK < 200 kVA < 200 kVA TRANSMISI TRANSMISI 500 kV / 150 kV 500 kV / 150 kV JTR 2 JTR 220/380 20/380 V ( + 5V ( + 5% / -% / - 10 % )10 % ) Trafo 20 kV / 400 V Trafo 20 kV / 400 V Gardu Induk Gardu Induk G G
Fungsi :
Membatasi beban pemakaian pelanggan sesuai :
1. Daya Kontrak Langganan (dalam SPJBTL)
2. Jika terjadi defisit daya saat beban puncak
(permintaan PLN)
- WBP
18.00
–
22.00
- LWBP
22.00
–
18.00
Dipasang pada pelanggan daya Kontrak TM
O
Ketentuan Trip :
MCB/MCCB/NT Fuse/NH Fuse/LBS daya < 197 kVA
MENGACU PADA RUMUS COLD START
DARI KARAKTERISTIK THERMIS RELE BEBAN LEBIH
.t =
σ
x [ I ] 2 -Dimana : ln [ I ]2 [ k x Is]2.t = Waktu dalam menit
σ = konstanta thermis (menit) ln = logaritma bilangan natural
I = Arus beban
.k = Konstanta 1,05
Is = Arus nominal kontrak
KARAKTERISTIK OLR
11
NILAI σ DAN Is DIPILIH SEHINGGA MENDAPATKAN
KARAKTERISTIK TRIPPING Berdasarkan TDL 2003 sbb:
PADA ARUS WAKTU JATUH
1,05 x In TIDAK TRIP SEBELUM 60 MENIT TRIP SEBELUM 20 MENIT
TRIP SEBELUM 10 MENIT
DIKOORDINASIKAN DENGAN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT(OCR)
1,20 x In 1,50 x In 4,00 x In
12
PLN membeli kelonggaran pada pelanggan untuk memakai
• 5% (1.05 In) > 1 jam lebih sedikit • 20 % (1.20 In) < 20 menit
• 50% (1.50 In) < 10 menit
• Pada kondisi 400% (4 In) bukan Arus beban tapi Arus gangguan yang berpotensi untuk merusak peralatan, maka element yang bekerja Elemen Proteksi Arus Lebih (OCR)
Dari tabel di atas dapat dijabarkan
Saat ini hampir semua Relay Overload juga tersedia elemen OC & GF sehingga tidak perlu memasang 2 unit relay
13
Kurva Operasi Relay Over Load & Over Current
I (x In = daya kontrak) t (menit) 1.05In 1.2In 1.5In 1.8In 4.00In 61.9 18.2 9.3 Time inverse F50/51 OVER CURRENT Thermal Over load F49 60.0 20.0 10.0 0.9 Instant = 0.15 detik
14
Dari kurva di atas…
Element Thermal Over Load bekerja mulai kisaran Arus 1.05 In, maka
1.05 x In Trip pada 61.9 menit 1.20 x In Trip pada 18.2 menit 1.50 x In Trip pada 9.3 menit
4.0 x In Trip pada 0.9 menit
Pada Arus sebesar 4 x In dengan waktu trip 54 detik, akan sangat berpotensi merusak peralatan (terbakar) sehingga diperlukan Pengaman ke-2 yaitu Over Current Relay (OCR) yang direkomendasikan mulai “menjaga’ dari 1.8 In
1
15
1.05 - 1.8 In (Arus Beban lebih) Relay Over Load (F49)
1.8 In - dst.. (Arus Gangguan) OCR(F50/51)
Sehingga pada besar arus 4 In, waktu trip tidak lagi di 54 detik namun dapat di atur secepat mungkin mendekati instant (0.15 det) sesuai dengan setting yang dimasukan.
16
Aktivasi Fitur OLR
Agar fungsi Thermal pada OLR bisa berfungsi
optimal, maka fitur berikut harus diaktifkan :
- Cold Start
seting lama trip mengikuti TDL 2003
- Hot Start
seting kecepatan cooling down
secara
17
Hot Start Thermal Overload
Bila Pelanggan tetap menarik kuantitas arus yang sama setelah Trip-1, maka Trip-2 akan berlangsung lebih cepat karena Thermal Element masih menyimpan Persentase Thermal
Trip-1 Trip-2 Trip-3
Dari Tabel di atas, trip-2 lebih cepat dari trip-1 dst..
Fungsi ini berfungsi untuk memberikan kesempatan pada peralatan seperti Trafo, kabel, Connector untuk “Cooling Down”
18
CB Blocking/Latching
Setelah trip-1, Overload Relay akan memblokir CB(latching) sehingga Pelanggan tidak bisa
memasukan CB sampai dengan waktu yang dapat diprogram.
Hal ini bertujuan untuk memberikan kesempatan kepada peralatan : trafo, kabel & connector untuk Cooling down
Perangkat Pembatas dan Proteksi Beban
+ --RELAI PROTEKSI PMT CT PT TRIPPING COIL BATERES = √3 x V
Lx I
nVariabel
Tegangan
TM
(Teg Menengah)
TR
(Teg Rendah)
V
L20
kV
380
V
V
f11.55
kV
220
V
S : Daya Kontrak (VA)
V L : Teg line (teg fasa-fasa) (V) V f : Teg fasa (teg fasa-netral) (V) In : Arus sesuai daya Kontrak (A)
S = 3 x V
fx I
nContoh :
Menghitung Beban Nominal Plg
Daya kontrak
1.110.000 VA
S
= √3 x V
Lx I
n1.110.000
= √3 x 20.000 x I
nI
n= 1.110.000 / (√3 x 20.000)
Waktu Kerja Pembatas Daya
Daya kontrak
1.110.000 VA
In
32 A
1.05 In = 7.35 A
trip dlm waktu > 60 menit
1.20 In = 8.40 A
trip dlm waktu < 20 menit
1.50 In = 10.5 A
trip dlm waktu < 10 menit
4.00 In = 28.0 A
gangguan
Fungsi Thermal
23
Contoh Setting Pembatasan Beban
A 32 kV 20 . 3 kVA 1110 Sistem Tegangan . 3 Kontrak Daya A 3.20 A 5 x 50 32
Daya Kontrak Pelanggan = 1110 kVA Tegangan Sistem = 20 kV
Arus Daya Kontrak per phasa
Arus Daya tersambung sekunder
Ratio CT yang dipilih = 50/5 A Arus CT primer = 50 A Arus CT sekunder = 5 A
Contoh Setting OLR
(entry dgn parameter primer CT)
Parameter Setelan I1 50 A I2 5 A In 32 A Freq. 50 Hz σ 13 menit
System Setting untuk Pelanggan TM 1110 kVA
Arus nominal primer CT yang digunakan
Arus nominal Sekunder CT yang digunakan
Arus Kontrak Pelanggan Frekwensi Sistem
Konstanta Thermis untuk kurva Thermal shg Persentase Arus Trip/Arus Kontak mencapai kriteria TDL (trip di 1.05 % In)
Contoh Setting OLR
(entry dgn parameter sekunder CT)
Parameter Setelan In 3.2 A Freq. 50 Hz
σ 13 menit
System Setting untuk Pelanggan TM 1110 kVA
Arus Kontrak Pelanggan Frekwensi Sistem
Konstanta Thermis untuk kurva Thermal shg Persentase Arus Trip/Arus Kontak mencapai kriteria TDL (trip di 1.05 % In)
Pemilihan Rasio CT TM
26 Contoh : Daya 1.110 kVA In = 32 A 1.05 In 33.6 A Pilih CT shg (1.05 In / Ip CT)* 100% Mendekati 120% tetapi tdk melebihi 120 %Pilihan jatuh pada CT 30/5
In 32 A
Rasio CT TM Evaluasi % beban 1.05 In % beban 10 / 5 33,6 336% 15 / 5 33,6 224% 20 / 5 33,6 168% 25 / 5 33,6 134% 30 / 5 33,6 112% 40 / 5 33,6 84% 50 / 5 33,6 67% 75 / 5 33,6 45% 100 / 5 33,6 34% 150 / 5 33,6 22% 200 / 5 33,6 17% 400 / 5 33 6 8%
27
Pembatasan Pemakaian
Daya Kontrak Pelanggan
Dikarenakan keterbatasan supply listrik di beberapa
daerah…
PLN memberikan pembatasan pemakaian listrik
pelanggan hingga sekian persen dari daya kontrak
Contoh :
•
Pelanggan dengan Daya Kotrak 1110 kVA
•
Hanya dapat memakai 20 % dari daya kontrak pada
waktu beban puncak 18.00
–
22.00
28 A 32 kV 20 . 3 kVA 1110 Sistem Tegangan . 3 Kontrak Daya
Daya Kontrak Pelanggan = 1110 kVA Tegangan Sistem = 20 kV
Arus Daya Kontrak per phasa
Referensi Arus :
Pembatasan Pemakaian Daya Kontrak
Pemakaian daya listrik yang diizinkan pada WBP = 20 % daya Kontrak
= 20 % . 32 A = 6.4 A
In1 = 32 A pada Luar Beban Puncak In2 = 6.4 A
29
Pembatasan Pemakaian Daya Kontrak
Relay
Referensi Arus
In1=100%In
In2=20%In
In= Arus daya kontrak
Pembatasan
Beban
Pembatasan Pemakaian Daya Kontrak
Parameter Setelan I1 50 A I2 5 A In1 32 A In2 6.4 A Freq. 50 Hz TW 13 menit Parameter Setelan In1 3.20 A In2 1.28 A Freq. 50 Hz TW 13 menit
TUGAS 1
Pelanggan Mengajukan Pasang Baru ke PLN Distribusi Bali dengan Daya Kontrak 2.180.000 VA. Tugas anda sebagai Engineer PLN menentukan :
1. Rasio CT yang harus dipasang
2. Seting OLR (entry dengan parameter sekunder CT)
Untuk memastikan bahwa seting OLR anda benar, maka lakukan perhitungan lama trip relay apakah sudah sesuai dengan aturan
32
GFR akan dibahas pada mata kuliah proteksi yang lain
(pada mata kuliah ini hanya membahas pembatasan daya
33
Proteksi Overcurrent
Selain Overload, perlu difungsikan element Overcurrent untuk memproteksi pelanggan dari arus-arus gangguan.
Overcurrent mulai “menjaga” dari 1.8 x In (arus kontrak) Karena di atas 1.8 In tidak lagi dianggap sebagai Arus beban lebih namun sebagai Arus Gangguan
Rumus Overcurrent mengacu standard IEC & IEEE t(I) = xtms B I I A C s ga ng g 1 dengan :
t(I) = lama waktu trip pada saat terjadi arus gangguan Is = Arus Seting (pick up awal)
Tms = Time multiple Seting (konstanta pengali kurva) Ig = Arus gangguan
Nama Kurva A B C IEC A Standard Inverse 0.14 0 0.02 IEC B Very Inverse 13.5 0 1 IEC C Extr. Inverse 80 0 2 IEEE Moderate Inverse 0.0104 0.0226 0.02 IEEE Short Inverse 0.00342 0.00262 0.02 IEEE Very Inverse 3.88 0.0963 2 IEEE Inverse 5.95 0.18 2 IEEEExtremely Inverse 5.67 0.0352 2
Parameter
Seting Besar
Is atau I> 57.6
Tms 0.05
Kurva IEC A Standard Inverse
Ip 100 Is 5 A 32 kV 20 . 3 kVA 1110 Sistem Teg. . 3 Kontrak Daya Arus Daya Kontrak
PROTEKSI OVERCURRENT
Is = 1.8 x In =57.6 A ; tms = 0.05 Kurva Arus-waktu = IEC A Standard Inverse
CT = 100/5
Waktu trip overcurrent yang didapat sbb:
Seting Proteksi Overcurrent
Lakukan cek
mengguanakan rumus OverCurrent IEC dan IEEE apakah di arus gangguan 4 In
waktu tripnya < waktu trip di 1.5 In (thermal)
Kondisi sebenarnya di lapangan
Parameter Seting OLR BesarI1 ?
I2 ?
In1 ?
In2 ?
Konstanta thermis (σ) ?
Cold start Aktif/tdk Hot start thermal Aktif/tdk
Frekuensi ?
Parameter Seting Proteksi Besar Is atau I> ? Kurva ? tms ? I>> ? t ? Io> ? Kurva ? Tms ? Aturan TDL 2003 kurva tdk boleh berimpit dg kurva proteksi Aturan OC IEC&IEEE kurva tdk boleh berimpit dg kurva thermal
Seting harus tahan : * In rush Current trafo
TUGAS 2
Pelanggan Mengajukan Pasang Baru ke PLN Distribusi Bali dengan Daya Kontrak 2.180.000 VA. Tugas anda sebagai Engineer PLN menentukan :
1. Seting Proteksi yang harud dimasukkan ke relay menggunakan CT 200/5
Untuk memastikan bahwa seting OLR anda benar, maka lakukan perhitungan lama trip relay apakah sudah sesuai dengan aturan
TUGAS 2
1. Apa dampak yang bisa anda analisa jika kurva thermal diseting menggunakan kurva proteksi
2. Apa dampak jika kurva proteksi beririsan dengan kurva proteksi pada range daerah thermal bekerja
