BAB III
PENGENALAN RECLOSER
3.1. Gambaran Umum.
Recloser adalah rangkaian listrik yang terdiri pemutus tenaga yang dilengkapi kotak kontrol elektonik (Electronic Control Box) recloser, yaitu suatu peralatan elektronik sebagai kelengkapan recloser dimana peralatan ini tidak berhubungan dengan tegangan menengah dan pada peralatan ini recloser dapat dikendalikan cara pelepasannya. Dari dalam kotak kontrol inilah pengaturan (setting) recloser dapat ditentukan.
Alat pengaman ini bekerja secara otomatis guna mengamankan suatu sistem dari arus lebih yang diakibatkan adanya gangguan hubung singkat. Cara bekerjanya adalah untuk menutup balik dan membuka secara otomatis yang dapat diatur selang waktunya, dimana pada sebuah gangguan temporer, recloser tidak membuka tetap (lock out), kemudian recloser akan menutup kembali setelah gangguan itu hilang. Apabila gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka atau menutup balik sebanyak setting yang telah ditentukan kemudian recloser akan membuka tetap (lock out).
3.1.1. Jenis-jenis Reclosing relay.
Berdasarkan tipe perintahnya, reclosing relay dibedakan dalam dua jenis, yaitu : 1. Single-shot Reclosing Relay
Relai hanya dapat memberikan perintah reclosing ke PMT satu kali dan baru dapat melakukan reclosing setelah blocking time terakhir. Bila terjadi gangguan pada periode blocking time, PMT trip dan tidak bisa reclose lagi (lock – out ).CloseTripDead TimeBloking TimeWaktu Relai Lock Out
Gambar 3.1 Single-shot Reclosing Relay 2. Multi Shot Reclosing Relay.
Relai ini dapat memberikan perintah reclosing ke PMT lebih dari satu kali. Dead time antar reclosing dapat diatur sama atau berbeda.. Bila terjadi gangguan , relai OCR/GFR memberikan perintah trip ke PMT. Pada saat yang sama juga mengerjakan (mengenergizing) Reclosing relay. Setelah dead time t 1 yang sangat pendek ( kurang dari 0,6 detik), relai memberi perintah reclose ke PMT.
Jika gangguan masih ada , PMT akan trip kembali dan reclosing relai akan melakukan reclose yang kedua setelah dead time t 2 yang cukup lama (antara 15- 60 detik). Jika gangguan masih ada, maka PMT akan trip kembali dan reclosing relai akan melakukan reclose yang ke tiga setelah dead time t 3 .
Bila gangguannya juga masih ada dalam periode blocking tR, maka PMT akan trip dan lock out. Penggunaan multi shot reclosing harus disesuaikan dengan siklus kerja (duty cycle) dari PMT.
Gambar 3.2 Multi Shot Reclosing Relay Keterangan gambar :
t1 = dead time dari reclosing pertama t2 = dead time dari reclosing kedua t3 = dead time dari reclosing ketiga tR 1 = blocking time dari reclosing pertama tR 2 = blocking time dari reclosing kedua tR 3 = blocking time dari reclosing ketiga
3.1.2. Sifat-sifat PBO
PBO mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
1. Operasi cepat (fast tripping): untuk antisipasi gangguan temporer. 2. Operasi lambat (delayed tripping) : untuk koordinasi dengan pengaman di
hilir.
3. Bila gangguan telah hilang pada operasi cepat maka PBO akan reset kembali ke status awal. Bila muncul gangguan setelah waktu reset, PBO mulai menghitung dari awal
4. Repetitive : reset otomatis setelah recloser success
5. Non repetitive : memerlukan reset manual (bila terjadi gangguan permanen dan bila gangguan sudah dibebaskan).
3.1.3. Fungsi Recloser
Pada suatu gangguan permanen, recloser berfungsi memisahkan daerah atau jaringan yang terganggu sistemnya secara cepat sehingga dapat memperkecil daerah yang terganggu pada gangguan sesaat, recloser akan memisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan tersebut akan dianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuai settingannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis. Untuk lebih lengkapnya dibawah ini adalah beberapa setting waktu pada gangguan yang terjadi (PT.PLN (Persero) Cabang Surakarta : Recloser) :
1) Setting recloser terhadap gangguan prmanen Interval
1 st :5 detik 2 nd :10 detik
Lock out :3X trip (reclose 2X) Reset delay :90 detik
2) Setting recloser terhadp gangguan sesaat sama dengan gangguan permanen yang membedakan adalah tidak ada trip ke 3.
3.1.4. Selang Waktu Penutup Balik Reclose
Ada bermacam-macam selang penutup kembali atau recloser interval dari recloser adalah sebagai berikut terjadi (PT.PLN (Persero) Cabang Surakarta : Recloser) :
1. Menutup balik seketika atau instantaneous reclosing
Membuaka kontak paling singkat, agar tidak mengganggu daerah-daerah beban yang terdiri dari motor industri,irigasi,dan daerah yang tidak boleh padam terlalu lama. Ini sering dikerjakan untuk reclosering pertama dari urutan reclosering. Kerugian dari penutup pertama adalah cukup waktu untuk menghilangkan gangguan transient, seperti gangguan akibat cabang pohon yang mengenai penghantar, benang layang-layang, ionisasi gas dari bunga api yang timbul waktu gangguan dan belum hilang dalam waktu-waktu yang relatif singkat.
2. Waktu tunda (time delay)
a. Menutup kembali 2 detik
Diharapkan dalam selang waktu ini telah cukup waktu untuk menghilangkan gangguan, transient dan menghilangkan ionisasi gas. Bila digunakan diantara fuse trip operational, maka waktu 2 detik ini cukup untuk mendinginkan di fuse beban.
b. Menutup kembali 5 detik.
Selang waktu ini sering digunakan diantara operasi penjatuh tunda dari recloser substantion untuk memberikan kesempatan guna pendingin fuse disisi sumber, maka waktu 5 detik ini cukup untuk mendinginkan fuse disisi beban. c. Waktu reclosing yang lebih lama (longer reclosing interval)
Yaitu selang 10 detik, 15 detik dan seterusnya, biasanya digunakan bila pengaman cadangan terdiri dari breaker yang terkontrol rele. Ini memungkinkan timing disc pada rele lebih mempunyai cukup waktu untuk reset.
3.1.5. Prinsip Kerja Recloser
Recloser hampir sama dengan circuit bracker, hanya recloser dapat diseting untuk bekerja membuka dan menutup kembali beberapa kali secara otomatis. Apabila feeder mendapat gangguan sementara, bila circuit bracker yang digunakan untuk feeder yang mendapat gangguan sementara, akanmenyebabkan hubungan feeder terputus. Tetapi jika recloser yang digunakan diharapkan gangguan sementara tersebut membuat feeder terputus, maka recloser bekerja beberapa kali sampai akhirnya recloser membuka.
3.1.6. Cara Kerja Recloser
Waktu membuka dan menutup pada recloser dapat diatur pada kurva karakteristiknya. Secara garis besarnya adalah sebagai berikut (PLN (Persero) 1997 : PBO) :
1. Arus yang mengalir normal bila tidak terjadi gangguan.
2. Ketika terjadi sebuah gangguan, arus yang mengalir melalui recloser membuka dengan operasi “fast”.
3. Kontak recloser akan menutup kembali setelah beberapa detik, sesuai setting yang ditentukan. Tujuan memberikan selang waktu adalah memberi kesempatan agar gangguan tersebut hilang dari sistem, terutama gangguan yang bersifat temporer.
4. Apabila yang terjadi adalah gangguan permanen, maka recloser akan membuka dan menutup balik sesuai setting yang ditentukan dan kemudian lock out.
5. Setelah gangguan permanen dibebaskan oleh petugas, baru dapat dikembalikan pada keadaan normal.m
3.1.7. Klasifikasi Recloser
Recloser dapat diklasifikasiakan sebagai berikut :
a) Menurut jumlah fasanya recloser dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Fasa tunggal
Recloser ini dipergunakan sebagai pengaman saluran fasa tunggal, misalnya saluran cabang fasa tunggal dari saluran utama fasa tiga.
2. Fasa tiga
Fasa tiga umumnya untuk mengamankan saluran tiga fasa terutama pada saluran utama. Biasanya digunakan pada gardu induk atau percabangan jaringan distribusi primer. Recloser tiga fasa mempunyai 2 cara kerja, yaitu : a. satu fasa membuka tiga fasa mengunci
Jika salah satu fasa mengalami gangguan, maka recloser pada fasa itu saja yang bekerja sesuai dengan urutan kerjanya untuk melakukan operasi buka tutup. Sampai waktu kerjanya berhenti.
b. tiga fasa membuka tiga fasa mengunci
Umumnya digunakan pada jaringan distribusi tiga fasa. Untuk gangguan yang bersifat temporer maupun yang bersifat permanen akan menyebabkan kontak fasanya dapat membuka dan menutup kembali serta mengunci secara serentak. Dilengkapi dengan peralatan pendeteksi gangguan fasa-fasa maupun gangguan fasa ke tanah.
b) Menurut media redam busbar apinya adalah : 1. Media minyak (Bulb Oil)
Dalam hal ini minyak dipergunakan untuk melindungi isolasi dari tegangan impuls frekuensi rendah.
2. Media hampa udara (Vaccum)
Pada recloser jenis ini udara digunakan sebagai media redam terhadap busbar api. Di sini masalah pemaliharaan dapat dikurangi.
3. Media gas (SF 6)
Gas juga dimanfaatkan sebagai media redam busbar api. c) Menurut peralatan pengendalinya adalah :
1. Recloser terkendali hidraulik
Recloser ini mengguanakan kumparan penjatuh yang dipasang seri terhadap beban (seri trip coil). Bila arus yang mengalir pada recloser 200% dari arus setting-nya, maka kumparan penjatuh akan menarik tuas yang secara mekanik membuka kontak utama recloser.
2. Recloser terkontrol elektronis
Cara kontrol elektronis lebih fleksibel, lebih mudah diatur dan diuji secara lebih teliti dibanding recloser terkontrol hidrolis. Perlengkapan elektrolis diletakkan dalam kotak yang terpisah. Pengubah karakteristik, tingkat arus penjatuh, urutan operasi dari recloser terkontrol elektronis dapat dilakukan dengan mudah tanpa mematikan dan mengeluarkan dari tangki recloser.
3.1.8. Cara Pengoperasian Recloser
Dalam pendeteksian gangguan recloser tipe VWVE menggunakan kotak kontrol elektronik sebagai pengaturannya maka dari itu kita perlu mengetahui tentang kotak kontrol elektroniknya.
Di bawah ini adalah gambar rangkaian kotak kontrol elektronis pada recloser.Cubiclharerl
indungan terhadap iklim tropis.
Gambar 3.3. Rangkaian Kotak Kontrol Elektronik
Gambar 3.4. Diagram Satu Garis Current Transformer Pada Recloser Mengingat
Pada gambar 3.3 diatas arus jaringan yang dirasakan oleh ke3 buah bushing pada bagian recloser circuit yang telah diturunkan oleh current transformer terlebih
dahulu dengan perbandingan 1000/1A (gambar 4.2.) akan dikirim ke kotak kontrol pada bagian sensing circuit (melalui control cable) yang secara terus menerus memonitor kondisi arus. Bila arus yang mengalir melewati harga dari
minimum trip resistor maka level detection and timming circuit akan bekerja dengan mengirim sinyal ke trip circuit sesuai dengan kurva arus waktu yang ditentukan dalam time current plug dan trip circuit ini akan mengirim perintah ke
recloser trip coil untuk bekerja. Setelah recloser trip coil bekerja maka sequence relay mulai bekerja sesuai dengan urutan waktu yang telah ditentukan dari waktu kerja (trip) pertama, setelah waktu yang ditentukan selesai maka sequence relay akan mengirim sinyal ke reclosing circuit yang selanjutnya mengirim perintah ke
reloser close initiating solenoid untuk bekerja. Jika gangguan tersebut adalah gangguan permanen maka kotak kontrol elektronik tersebut akan bekerja sebanyak tiga kali dan pada trip yang ke tiga sequence relay pada trip circuit akan
membuka sehingga recloser akan lock out. Jika gangguan yang terjadi bersifat sesaat maka setelah reloser close initiating solenoid bekerja kembali dan sensing
circuit tidak merasakan adanya arus yang melewati dari harga minimum trp resistor waktu yang telah ditentukan dalam reset delay plug maka reset akan
gangguan).bahwa bicle ini dalam wadah yang tertutup,erlu
Gambar 3.5. Elektronic Control Box Keterangan gambar :
1. Phase trip sequence selector
Untuk memilih jumlah trip cepat pada gangguan fasa yang kurva arus waktunya diprogram seperti pada pase trip timming socket 1.
2. lock out selector
Untuk memilih jumlah total operasi sampai lock out (mengunci). 3. Ground trip sequence selector
Untuk memilih jumlah operasi trip cepat pada gangguan tanah yang kurva arusnya diprogram seperti pada ground trip timming socket 1.
4. Minimum Trip Resistor
Untuk menyetel level arus trip minimum untuk ground dan masing-masing fasa. Tahanan catrige ini ditandai dengan arus primer.
5. Operation counter
Menunjukkan jumlah total trip. 6. Sequence Relay.
langkah-langkah kontrol melalui uirutan operasinya 7. Ground Trip Blok/Normal Operation Switch
Memblok semua trip gangguan tanah dalam posisi keatas menengah operasi tanpa sengaja.
8. Manual Control Switch Ada 2 Posisi
Posisi trip :
Penutup balik mengunci, memberikan urutan rele sampai urutan mengunci dan memutus baterai.
Posisi close :
Penutup balik menutup mengembalikan rele urutan (sequence relay) keposisi start dan menghubungkan kembali batterai. Dipertahankan dalam posisi close menolak cold load inrush dengan memblok operasi trip cepat. Tetapi akan mengunci dalam posisi close, untuk gangguan permanen.
9. Control fuse
Memproteksi terhadap aliran battere jika sumber rangkaian tegangan demikian rendah untuk menutup balik (recloser)
Menyetel kotrol untuk sekali buka tutup dan lock out (mengunci) dalam posisi non reclosing tanpa mengganggu penyetelan operasi to lock out selector.
11. Lamp test / lock out indicating switch.
Menguji kondisi lampu signal dan mengecek untuk lock out (mengunci). 12. Lock out indikator signal lamp
Memberi indikasi secara visual untuk kontrol lock out bila lock out test switch dioperasikan.
13. Batery test terminals
Memberikan jalan untuk test tegangan battery dan laju pengisian.. 14. Reset Delay Plug
Menentukan interval tunda waktu sebelum kontol reset setelah penutupan berhasil selama urutan operasi. Nilai penundaan ditentukan oleh posisi dari plug dalam socket.
15. Pase Trip Timming Plugs
Memberikan suatu variasi kurva arus yang diintegrasikan pada individu plug, untuk mengkoordinasi operasi trip fasa terhadap pengaman cadangan dan pengaman disisi hilir.
16. Ground Trip Timming Plug
Memberikan suatu variasi kurva arus waktu yang diintegrasikan pada individu plug untuk mengkoordinasi operasi trip ground terhadap pengaman cadangan dan pengaman disisi hilir.
17. Reclosing Interval Plug
Menentukan interval tunda untuk masing - masing operasi penutup balik. Harga tunda waktu ini ditentukan oleh posisi dari plug soket. Instant plug hanya untuk interval reclose (penutup balik) pertama.
Pada recloser tipe VWVE merek cooper, busur api yang ditimbilkan pada saat pelepasan maupun pemasukannya di padamkan dengan menggunakan media minyak. Sarana pemasukannya digerakkan oleh selenoid closing oil yang mendapat sumber tegangan 20kV pada sisi sumber, sedang pengendaliannya menggunakan remot melalui elektronik control box dengan tegangan 24 volt yang diperoleh dari batere yang diisi terus menerus.
Syarat pemasuakan recloser tipe VWVE merek cooper :
1. Recloser tipe VWVE merek cooper pemasukannya sepenuhnya dilakukan oleh selenoid closing oil, di mana alat ini terpasang didalam recloser dan
tersambung dengan tegangan 20 kV maka syarat umumnya adalah harus ada tegangan 20 kV.
2. Sumber tegangan DC 24 volt dari battery cadmium. 3. DC fuse 0,38 A, dalam keadaan baik.
4. Reset trip manual stik, yang ada diujung samping atas recloser harus selalu pada posisi reset.
3.2. Recloser Tipe VWVE (Vaccum Withstand Voltage Electronical) Merk Cooper
Recloser adalah sebuah alat proteksi atau pengaman pada jaringan tegangan menengah 20 kV. Cara kerja recloser mengamankan dan melindungi manusia atau komponen listrik yang vital yaitu dengan memutus aliran listrk pada daerah yang terjadi gangguan secara otomatis secepat mungkin sehingga tidak mengganggu
Gambar 3.6 di bawah ini adalah sebuah recloser tipeVWVE merek cooper, sedang pada gambar 3.5 ,8, dan 9 menunjukkan ukuran fisik dari recloser. Pada gambar 3.10 menunjukkan bagian - bagian recloser tipe VWVE merek cooper.
Gambar 3.6. Recloser Tipe VWVE Merek Cooper
Gambar 3.8.Tampak Samping
Gambar 3.10. Bagian-bagian Dari Recloser Tipe VWVE Merek Cooper. Keterangan gambar :
1. Closing tool untuk memasukkan tongkat yang digunakan untuk mereclose recloser secara manual.
2. Closing selenoid contactor sebagai tenaga untuk mereclose recloser secara otomatis setelah mendapat sinyal dari kotak kontrol.
3. Fuse berfungsi untuk melindungi sistem ketika closing selenoid gagal bekerja.
4. Insulating support sebagai penopang vaccum interrupter yang terbuat dari fiberglass.
5. Sleet hold tempat operasi manual dan sebagi petunjuk indicator posisi.
6. Current exchange terbuat dari beryllium-cooper untuk hambatan yang rendah dan ketahanan yang tinggi.
7. Vaccum interrupter sebagai tenaga recloser untuk trip dan sebagai media peredam bunga api.
3.3. Pemasangan Recloser Pada Jaringan
Gambar 3.11. Pemasangan Recloser Pada Tiang Jaringan
Recloser dipasang pada jarak 8 Km (PLN, Recloser 1999). Jarak tersebut dipasang antara PMT pada gardu induk dengan recloser yang pertama (terdekat). Sedangkan untuk memasang recloser yang kedua tetap sama dengan pemasangan recloser yang kesatu atau juga dengan mempertimbangkan kondisi yng dilewati jaringan.
Tujuan dari dipasang recloser tersebut adalah (PLN,Recloser 1999) :
1. Melindungi suatu peralatan listrik yang relative nilai harganya lebih mahal atau penting, agar tidak terjadi kerusakan yang total.
2. Sebagai pengaman terhadap keselamatan pekerja atau mesyarakat terhadap bahaya listrik.
Pemasangan recloser sebagai sistem proteksi pada jaringan distribusi tegangan menengah 20 KV sederhana, sepanjang jaringan tersebut beroperasi secara radial atau satu arah (gambar 13).
Gambar 3.12. Pemasangan Recloser Pada Jaringan Operasi RadialGeografis : Daerah Ekuator
