Proteksi Pelanggan (Pembatas Daya - Thermal)

39 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

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)

Denp

(2)

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 A

Allaammaatt : : 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

(3)

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 A

Allaammaatt : : 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

(4)

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

(5)
(6)
(7)

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

(8)
(9)
(10)

Ketentuan Trip :

MCB/MCCB/NT Fuse/NH Fuse/LBS daya < 197 kVA

(11)

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 

(12)

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

(13)

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

(14)

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 

(15)

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

(16)

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.

(17)

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

(18)

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”

(19)

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

(20)

Perangkat Pembatas dan Proteksi Beban

+ --RELAI PROTEKSI PMT CT PT TRIPPING COIL BATERE

(21)

S = √3 x V 

L

 x I

n

 Variabel

Tegangan

TM

(Teg Menengah)

TR 

(Teg Rendah)

 V 

L

20

kV

380

V

 V 

11.55

kV

220

V

S : Daya Kontrak (VA)

 V L : Teg line (teg fasa-fasa) (V)  V  : Teg fasa (teg fasa-netral) (V) In : Arus sesuai daya Kontrak (A)

S = 3 x V 

 x I

n

(22)

Contoh :

Menghitung Beban Nominal Plg

Daya kontrak 

1.110.000 VA

S

= √3 x V

L

x I

n

1.110.000

= √3 x 20.000 x I

n

I

n

= 1.110.000 / (√3 x 20.000)

(23)

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

(24)

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 

(25)

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)

(26)

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)

(27)

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%

(28)

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

(29)

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 

(30)

29

Pembatasan Pemakaian Daya Kontrak

Relay

Referensi Arus

In1=100%In

In2=20%In

In= Arus daya kontrak 

Pembatasan

Beban

(31)

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

(32)

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

(33)

32

GFR akan dibahas pada mata kuliah proteksi yang lain

(pada mata kuliah ini hanya membahas pembatasan daya

(34)

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

(35)

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

(36)

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)

(37)

Kondisi sebenarnya di lapangan

Parameter Seting OLR Besar

I1 ?

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

(38)

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

(39)

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

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :