Proteksi sistem-tenaga-listrik 1. BAB IPENDAHULUAN
2. 1.1. LATAR BELAKANG DAN PENGERTIAN UMUM/DEFINISI Listrik memiliki peran vital dan strategis, ketersediannya harus memnuhi aspek andal, aman dan akrab lingkungan. Keandalan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem dan konstruksi instalasi listrik yang memenuhi ketentuan dan persyaratan yang berlaku. Keamanan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem pengaman (protection system) yang baik, benar, andal atau tepat sesuai dengan kebutuhan sistemyang ada. Pengertian/ defnisi : Proteksi : perlindungan/ pengaman. Sistem tenaga listrik : suatu sistem yang terdiri dari dari beberapa sub sistem, yaitu : pembangkitan (pembangkit tenaga listrik), penyaluran (transmisi),
pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan. Proteksi sistem tenaga listrik : perlindungan/ pengaman pembangkitan (pembangkit tenaga listrik), penyaluran (transmisi), pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan.
1
3. 1.1. LATAR BELAKANG DAN PENGERTIAN UMUM/DEFINISI Dua fungsi utama proteksi, adalah : Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya pada bagian sistem yang diamankannya. Melepaskan bagian sistem yang terganggu, sehingga bagian sistem lainnya yang tidak mengalami
gangguan dapat terus beroperasi. Contoh komponen (alat) proteksi yang paling sederhana, adalah PengamanLebur (Fuse). Jika dalam memilih Fuse, tepat sesuai kebutuhan, maka keduafungsi tersebut di atas dapat dipenuhi. Untuk
pengaman sistem yang lebih kompleks, diperlukan komponen (alat)pengaman yang lebih lengkap (terdiri dari berbagai jenis alat pengaman),misalnya : Relay pengaman, berfungsi sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya gangguan. Pemutus Tenaga (PMT), berfungsi untuk pemutus arus dalam rangkaian listrik, untuk melepas bagian sistem yang terganggu. Trafo arus dan/ atau trafo tegangan, berfungsi untuk meneruskan arus dan/ atau tegangan pada sirkit tenaga (sirkit primer) ke sirkit rele (sirkit sekunder). Battery (Accu), berfungsi sebagai sumber tenaga untuk men-trip PMT atau catu daya untuk rele (static relay) dan rele bantu.
2
4. Sistem tenaga listrik terdiri dari seksi-seksi (sub sistem), yang satu dengan yang lainnya dapat dihubungkan dan diputuskan dengan menggunakan alat pemutus tenaga (PMT). Masing-masing seksi (sub sistem) diamankan ole rele pengaman dan setiap rele mempunyai kasawan pengamanan, yang berupa bagian dari sistem. Jika terjadi gangguan di dalamnnya, rele akan mendeteksi dan dengan bantuan PMT melepaskan seksi yang terganggu dari bagian sistem lainnya. Gambar kawasan pengamanan (zone of protection) : 3
5. Lanjutan 1.3. Diferential Relay, berfungsi sebagai pengaman utama Generator pada pembangkit tenaga listrik, dan lain-lain. Distance Relay,
Over Current Relay Trafo sisi 150 KV, sebagai pengaman cadangan lokal Trafo pengaman cadangan jauh Bus B. Over Current Relay dan Ground Fault Relay Trafo sisi 20 KV pengaman utama Bus B1 pengaman cadangan jauh saluran BC. Over Current Relay dan Ground Fault Relay pengaman utama saluranBC
pengaman cadangan jauh saluran CD. Over Current Relay dan Ground Fault Relay di C pengaman utama saluran CD pengaman jauh seksi berikutnya. 4
6. 1.4. PENGAMAN UTAMA DAN PENGAMAN CADANGAN Pada saat sistem tenaga listrik beroperasi dan mengalami gangguan, ada kemungkinan komponen (alat) proteksi gagal bekerja. Untuk mengantisipasi timbulnya kemungkinan tersebut, disamping sistem tenaga listrik harus dipasang pengaman utama, maka juga dilengkapi pengaman cadangan. Pengaman cadangan diharapkan akan bekerja, apabila pengaman utama gagal bekerja. Oleh karenanya pengaman cadangan selalu disertai dengan waktu tunda (time delay), untuk memberi kesempatan pada pengaman utama bekerja lebih dahulu. Jenis pengaman cadangan : Pengaman cadangan lokal (local back up). Pengaman cadangan jauh (remote back up). Letak (penempatan) : Pengaman cadangan lokal terletak di tempat yang sama dengan pengaman utamanya. Pengaman cadangan jauh terletak di seksi sebelah hulunya.
5
7. 1.5. KRITERIA SISTEM PROTEKSI Kepekaan (sensitivity) : Peralatan
proteksi (rele) harus cukup peka dan mampu mendeteksi gangguan di kawasan pengamannya. Meskipun gangguan yang terjadi hanya memberikan
rangsangan yang sangat minim, peralatan pengaman (rele) harus mampu
mendeteksi secara baik. Keandalan (reliability) : Dependability : • Peralatan proteksi (rele) harus memiliki tingkat kepastian bekerja (dependability) yang tinggi. • Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki keandalan tinggi (dapat mendeteksi dan melepaskan bagian yang terganggu), tidak boleh gagal bekerja.
Security : • Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki tingkat kepastian
untuk tidak salah kerja atau tingkat security (keamanannya) harus tinggi. • Yang dimasksud salah kerja adalah kerja yang semestinya tidak kerja, misal : karena lokasi gangguan di luar kawasan pengamannya atau sama sekali tidak ada gangguan. • Salah kerja bisa mengakibatkan terjadinya pemadaman, yang semestinya tidak perlu terjadi
6
8. Lanjutan 1.5. Selektiftas (selectivity) : Peralatan proteksi (pengaman) harus cukup selektif dalam mengamankan sistem. Dapat memisahkan bagian sistem yang terganggu sekecil mungkin, yaitu hanya sub sistem yang terganggu saja yang memang menjadi kawasan pengaman utamanya. Rele harus mampu membedakan, apakah gangguan terletak di kawasan pengaman utamanya, dimana rele harus bekerja cepat, atau terletak di sub sistem berikutnya, dimana rele harus bekerja dengan waktu tunda atau tidak bekerja sama sekali.
tunda (time delay), tetapi waktu tunda tersebut harus secepat mungkin. Dengan tingkat kecepatan yang baik, maka terjadinya kerusakan/ kerugian, dapat
diperkecil.
7
9. BAB IIPENGAMAN GENERATOR
10. 2.1. SKEMA GENERATOR GENERATOR KECIL (sistem isolated) Daya: 500 s/d 1000 kVA tegangan 600 volt (maksimum) 1- 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1-51G, backup ground time overcurrent relay GENERATOR SEDANG (sistem isolated/ paralel) Daya: 500 s/d 12 500 kVA tegangan 600 volt (maksimum) 3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1 -51G, backup ground time overcurrent relay 1 - 87, diferential relay 1 - 32, reserve power relay untuk pengendalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan
8
11. Lanjutan 2.1. 3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1 - 51G, backup ground time overcurrent relay 1 - 87,
diferential relay 1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan 1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced
9
12. Lanjutan 2.1. 3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1 -51G, backup ground time overcurrent relay 1 - 87,
diferential relay 1 – 87G, ground diferential relay 1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan 1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced. 1 – 49, temp relay untuk monitor belitan temp stator 1 – 64F, generator feld relay, hanya untuk mesin yg mempunyai medan supply slip rings 1 – 60, voltage balance relay
10
13. 2.2. PENGAMAN HUBUNG SINGKAT BUS GEN. CB CT Beban GEN. OCR MCCB Relai ini mengamankan generator dari beban lebih atau gangguan hubung singkat . PENGAMAN : OCR (51) -- untuk generator sedang dan besar MCCB - - untuk generator kecil 11
kerusakan Gangguan hubung singkat di sistem AKIBAT: Dapat merusak belitan rotor PENGAMAN : UNDER VOLTAGE RELAY (27) 12
15. 2.4. PENGAMAN TEGANGAN LEBIH (OVER LOAD) BUS GEN. CB Beban GEN. PT OVR PENYEBAB: Lepas nya beban (Ppemb > P beban) AKIBAT: Generator mengalami kapasitif. AVR generator mengalami kerusakan bila berlanjut, merusak instalasi alat bantu di generator bisa rusak. Frekwensi naik > 50 Hz . PENGAMANDEVICE NUMBER OVER VOLTAGE RELAY : 59 : 13
16. 2.5. PENGAMAN STATOR KE TANAH BUS GEN. TRF CB Beban Rn GEN. CT OCR 51N PENYEBAB: Terjadi kebocoran isolasi di stator, sehingga terjadi gangguan hubung Singkat fasa ketanah antara stator dan tanah AKIBAT: Kerusakan pada belitan stator PENGAMAN ARUS LEBIH (51N) PENGAMAN: 14
17. 2.6. PENGAMAN DAYA (BALIK) PENGGERAK MULA BUS GEN. CT SISTEM GEN. PT 32 40 PENYEBAB: PRIME-MOVER DARI SALAH SATU GENERATOR
RUSAK ,MENGAKIBATKAN GENERATOR TIDAK BERPUTAR. AKIBAT: ADA PASOKAN LISTRIK DARI GENERATOR LAIN ATAU SISTEM SEHINGGA GENERATOR MENJADI MOTOR. PENGAMAN -- REVERSE POWER (32) 15
18. 2.7. PENGAMAN HILANG MEDAN (LOSS OF EXCITATION) BUS GEN. CT SISTEM GEN. PT 32 40 PENYEBAB: Hilangnya eksitasi AKIBAT: Daya reaktif balik dari sistem masuk ke generator, atau generator menyerap var sistem Memanaskan ujung belitan generator PENGAMAN -- LOSS OF EXCITATION (40) 16
19. 2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR GEN. CB RTD 26 PENYEBAB: pembebanan melebihi kapasitas generator kerusakan sistem pendingin
AKIBAT: belitan generator bisa panas bisa merusak konduktor stator dan isolasi antara belitan ke inti PENGAMAN -- PENGAMAN TEMPERATUR (26) 17
20. 2.9. PENGAMAN OVER SPEED BUS GEN. MESIN. CB GEN. TRANSDUCER SPEED SENSOR PENYEBAB: gangguan pada sistem sehingga lepas beban governor tidak mampu kembalikan put. normal AKIBAT: over speed bisa terjadi vibrasi
balancing pada put. tertentu bisa rusakkan bearing dan shaft frekwensi
naik PENGAMAN : UNDER SPEED (81 – U) OVER SPEED (81- O) 18
21. 2.10. PENGAMAN DIFFERENSIAL GENERATOR GEN. CB SET DIFERENSIAL GENERATOR PENYEBAB: GANGGUAN PADA BELITAN GENERATOR AKIBAT: KERUSAKAN ISOLASI BELITAN GENERATOR PENGAMAN: DIFFRENTIAL RELAY (87 G). 19
22. 2.11. PENGAMAN BEBEAN LEBIH (OVER LOAD RELAY) BUS GEN. CB CT BEBAN GEN. OLR PENYEBAB: Arus beban melebihi nominal dan bertahan lama AKIBAT: Memanaskan belitan generator. merusak konduktor dan isolasi belitan
PENGAMAN : DEVICE NUMBER OVER LOAD RELAY : 49 20
ROTOR GENERATOR BILA BERTAHAN LAMA PENGAMAN : NEGATIVE SEQUENCE RELAY ( 46) 21
24. BAB III PENGAMANTRANSFORMATOR TENAGA
25. 3.1. JENIS PENGAMAN Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam gangguan, diantaranya dengan peralatan proteksi (sesuai SPLN 52-1:1983) Bagian Satu, C) : Relai Buchollz Relai Jansen Relai tangki tanah Relai suhu Relai difrential Relai beban lebih Relai gangguan tanah terbatas
Rele arus hubung tanah 22
26. 3.2. RELAY BUCHHOLZ KE CONSERVATOR KRAN TRIP PELAMPUNG 1 TUAS TRIP ALARM 2 TUAS ALARM TANGKI TRAFO Relai buchholz dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun dari OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah di kedua pipa tersebut dipasang relai bucholz. Gunanya: untuk mengamankan trafo dari gangguan internal trafo yang
menimbulkan gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung singkat di dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo. Cara kerja: yaitu gas yang timbul di dalam trafo akan mengalir melalui pipa dan besarnya tekanan gas ini akan mengerjakan relai dalam 2 tahap yaitu: Mengerjakan alarm (Bucholz 1st) pada kontak bagian atas 1. Mengerjakan perintah trip ke PMT pada kontak bagian bawah 2. 23
27. Lanjutan 3.2. Analisa gas yang terkumpul di dalam relai Bucholz H2 dan C2H2 menunjukkan adanya busur api pada minyak antara bagian-bagian
konstruksi. H2, C2H2 dan CH4 menunjukkan adanya busur api sehingga isolasi phenol terurai, misalnya terjadi gangguan pada sadapan. H2, C2H4 dan C2H2 menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti. H2, C2H, CO2 dan C3H4 menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti. 24
28. 3.3. RELAY JANSEN Relai Jansen adalah relai untuk mengamankan transformator dari gangguan di dalam tap changer yang menimbulkan gas. Dipasang pada pipa yang menuju conservator. Cara Kerja Sama seperti relai bucholz tetapi hanya mempunyai satu kontak untuk tripping. 25
29. 3.4. RELAY SUDDEN PRESSURE Relai Sudden Pressure. Relai Pressure untuk tangki utama Trafobekerja apabila di dalam tangki Trafo terjadi kenaikan
tekanan udara akibatterjadinya gangguan di dalam Trafo. Tipe Membran Plat tipis yang didisain sedemikian rupa yang akan pecah bila menerimatekanan melebihi disainnya. Membran ini hanya sekali pakai sehingga bilapecah harus diganti baru. Indikator Pressure Relief Valve trip Suatu katup yang ditekan oleh sebuah pegas yang didisain sedemikian rupa sehingga apabila terjadi tekanan di dalam transformator melebihi tekanan Reset Mekanis pegas maka akan
membuka dan membuang tekanan keluar bersama-sama sebagian minyak.Katup akan menutup kembali apabila tekanan di dalam transformator turun ataulebih kecil dari tekanan pegas. 26
30. 3.5. RELAY HV/ LV WINDING TEMPERATURE Relai HV/LV Winding
Temperature bekerja apabila Suhu kumparan Trafo melebihi seting dari pada relai HV/LV Winding, besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar Trafo. Urutan kerja relai suhu kumparan / winding ini dibagi 2 tahap: Mengerjakan alarm (Winding Temperature Alarm)
Mengerjakan perintah trip ke PMT (Winding Temperature Trip) Relai HV/LV
Oil Temperature bekerja apabila suhu minyak Trafo melebihiseting dari pada relai HV/LV oil. Besarnya kenaikan suhu adalah sebanding denganfaktor
pembebanan dan suhu udara luar Trafo. Urutan kerja relai suhu minyak / oil ini dibagi 2 tahap: Mengerjakan alarm (Oil Temperature Alarm). Mengerjakan perintah trip ke PMT (Oil Temperature Trip). 27
31. 3.6. PENGAMAN PANJAT TRAFO 28
32. 3.7. RELAY ARUS LEBIH (OVER CURRENT RELAY) indikator Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguanhubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengamantransformator. Diharapkan Relai ini mempunyai sifat komplementer dengan Relai bebanlebih. Relai ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi bagianinstalasi lainnya. 29
33. 3.8. RELAY TANGKI TANAH Berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan. F51G Relai 51 G yang terpasang, mendeteksi arus gangguan dari tangki trafo ketanah, kalau terjadi kebocoran isolasi dari belitan tarafo ke tangki, arus yang mengalir ke tanah akan dideteksi relai arus lebih melalui CT. Relai akan mentripkan PMT di kedua sisi (TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali kesistem melalui pembumian trafo. 30
34. 3.9. RESTRICTED EARTH FAULT (REF) Relai gangguan tanah terbatas atau Restricted Earth Fault (REF) untuk mengamankan transformator bila ada
gangguan satu satu fasa ke tanah di dekat titik netral transformator yang tidak dirasakan oleh relediferensial. Y 87N 87N 31
35. 3.10. PENGAMAN DIFFERENSIAL PRINSIPNYA : membandingkan arus yang masuk ke peralatan dengan arus yang keluar dari peralatan tersebut Fungsi: untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman transformator. PERALATAN I IN I OUT Cara Kerja: Membandingkan antara arus yang masuk dengan arus yang keluar 32 36. Lanjutan 3.10. DIFFERENSIAL SEBAGAI PENGAMAN TRAFO (lanjutan) TRAFO TENAGA IP CT P IS CT S BEBAN iS DIFF. RY DOT POLARITY iP DALAM KEADAAN NORMAL ARAH IP DAN IS SEPERTI PADA GAMBAR DISISI SEKUNDER
MASING-MASING CT, ARUS KELUAR DARI TERMINAL DOT, SEHINGGA ARAH ARUSNYA : KARENA IP SAMA BESAR IS TAPI ARAH BERLAWANAN MAKA DIFFERENSIAL RELAI TIDAK DILALIRI ARUS 33
37. Lanjutan 3.10. DIFFERENSIAL SEBAGAI PENGAMAN TRAFO (lanjutan) TRAFO TENAGA IP CT P CT S BEBAN DIFF. RY DOT POLARITY iP DALAM KEADAAN
GANGGUAN ARAH IP SEPERTI PADA GAMBAR DAN HANYA IP DISISI
SEKUNDER CTP, ARUS iP KELUAR DARI TERMINAL DOT, DAN MENGERJAKAN DIFF RY PERHATIKAN :TERMINAL SEKUNDER CTP DAN CTS TERHUBUNG KE DIFF. RY DI FASA YANG BERLAWANAN ATAU BEDA SUDUT 180o 34
Current Relay & Earth Fault OCR & EF CT DIFF : Difrencial Relay Meter REF : Restricted Earth Fault Meter : Alat Ukur Amper, kWh, kVarh, MW, MVar dll. PENYULANG 20 kV 35
39. BAB IV CURRENTTRANSFORMER & POTENTIAL TRANSFORMER
40. 4.1. TRAFO INSTRUMEN (INTRUMENT TRANSFORMER) Adalah trafo yang mana dipergunakan bersama dengan peralatan lain seperti: relai proteksi, alat ukur atau rangkaian kontrol, yang dihubungkan ke arus bolak balik Trafo instrumen: current transformers dan voltage transformers. PERALATAN
PENGUKURAN LISTRIK kWh meter : untuk mengukur pemakaian energi listrik kVAr meter : untuk mengukur pemakaian daya reaktif Ampere meter :
untuk mengukur arus Volt meter : untuk mengukur tegangan Watt meter : untuk mengukur pemakaian daya aktif Cosϕ meter : untuk mengukur power factor PERALATAN PROTEKSI Over Current Relay Ground Fault Relay Diferential Relay Distance Relay 36
41. 4.2. TRAFO ARUS DEMI KEAMANAN & KETELITIAN, TRAFO ARUS UNTUK : PENGUKURAN • HARUS PUNYA KETELITIAN TINGGI PADA DAERAH ARUS
PENGUKURAN BEBAN NOMINAL • HARUS JENUH PADA ARUS GANGGUAN YANG BESAR, UNTUK KEAMANAN ALAT UKUR PROTEKSI • HARUS PUNYA KETELITIAN / ERROR KECIL PADA DAERAH ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT BESAR • TIDAK JENUH PADA ARUS GANGGUAN YANG BESAR, UNTUK KEANDALAN ALAT PROTEKSI 37
42. Lanjutan 4.2. RANGKAIAN EKIVALEN CT IP P 1 /K P 2 /L S 1 /k S 2 /l IS A P1/K masuknya arus primer & P2/L keluaran arus primer S1/k masuknya arus sekunder dari primer dan S2/l keluaran arus sekunder Pembumian : pada S2/l -- sudut IP dan IS = 00 pada S1/k -- sudut IP dan IS = 1800 38
43. 4.3. KESALAHAN CURRENT TRANSFORMER Kesalahan arus Perbedaan arus yang masuk disisi primer dengan arus disisi sekunder ε % = [(Kn Is - Ip)/Ip] x 100% Kesalahan fasa Akibat pergeseran fasa antara arus sisi primer dengan arus sisi sekunder Composite Error εc = 100/ Ip √ 100/T ∫ (Knis – ip)2 dt is dan ip merupakan nilai arus sesaat sisi sekunder dan sisi primer. 39
44. 4.4. SPESIFIKASI CLASS CT Sesuai IEC 60044-1 spesifkasi class untuk CT: Kelas +/- % kesalahan ratio arus +/- % pergeseran fase pada % dari ketelitian pada % dari arus pengenal arus pengenal , menit (centiradians) 5 20 100 120 5 20 100 120 0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5 0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10 0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30 1,0 3,0 1,5 1,0 1,0 180 90 60 60 Kelas +/- % kesalahan ratio arus +/- % pergeseran fase pada % dariketelitian pada % dari arus
pengenal arus pengenal , menit (centiradians) 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120 0,2S 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 10 0,5S 1,5 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30 30 Kelas +/- % kesalahan ratio arus pada % dari arus pengenal ketelitian 50 100 3 3 3 5 5 5 40
46. 4.6. KURVA MAGNETISASI Kurva maknetisasi CTCT Metering ES Kurva CT untuk proteksi Knee point Kurva CT untuk pengukuranCT Proteksi I eX ct 42 47. 4.7. BEBERAPA KONSTRUKSI CT Sisi primer batang Sisi primer lilitan A 43 48. Lanjutan 4.7. Inti besi Trafo arus dengan inti besi Trafo arus tanpa inti besi Rogowski coil 44
49. Lanjutan 4.7. Type lingkaran/Wound primary Conventional Dead Tank CT 45 50. Lanjutan 4.7. Type batang /Bar primary Inverted CT 46
51. Lanjutan 4.7. Teriminal primer 1 belitan Pola (mould) Pola (mould) Resin ResinBelitan Belitansekunder sekunder Belitan sekunder Belitan sekunderUntuk Untuk Untuk Proteksi Untuk Proteksipengukuran pengukuran Teriminal sekunder Teriminal sekunder P1(C1) P2(C2) Gambar 8: dua belitan sekunder 1S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2 4S1 4S2 4 Teriminal sekunder BILA PRIMER 2 BELITAN -- DIPILIH PADA LOWER RATIO 47
52. 4.8. TRAFO TEGANGAN Trafo tegangan: Instrumen trafo yang dipergunakan untuk memperkecil tegangantinggi ke tegangan rendah , dipergunakan untuk pengukuran atauproteksiAccuracy classes sesuai IEC 60044-2 Range Limit of Errors Class Burden Voltage Ratio Phase Application (%) (%) (%) displacement (min) 0,1 25 - 100 80 - 120 0,1 5 laboratory 0,2 25 - 100 80 - 120 0,2 10
Precision and revenue metering 0,5 25 - 100 80 - 120 0,5 20 standard revenue metering industrial 1,0 25 100 80 120 1,0 40 grade meters intruments 3,0 25 -100 80 - 120 3 - 3P 25 - -100 5-Vf 3,0 120 Protection 6P 25 - -100 5-Vf 6,0 240 Protection 48
53. Lanjutan 4.8. Rangkaian ekivalen R S T Primer 20.000/√3 Sekunder 100/√3 r s t Tegangan pengenal primer : kV (150 kV, 20 kV atau 150 kV/√3 , 20 kV/√3) Tegangan pengenal sekunder: volt (110 V , 110 V atau 110 V/√3 , 100 V/√3) Untuk pengukuran tegangan jatuh disisi sekunder ≤ 0,05 % s/d 0,1 % x tegangan pengenal sekunder PT Tipe trafo tegangan: Inductive voltage transformers
Capacitive voltage transformers 49
54. 4.9. KLASIFIKASI TRAFO TEGANGAN Jenis INDUKTIF (PT) Terdiri dari belitan Primer dan belitan sekunder, Belitan primer akan menginduksikannya ke belitan sekunder melalui core. Jenis KAPASITIF (CVT) Terdiri dari rangkaian kondensor yang berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi dari trafo pada tegangan menengah yang menginduksikan tegangan ke belitan sekunder melalui media capasitor. 50
55. 4.10. JENIS INDUKTIF TRAFO TEGANGAN Keterangan gambar: 1.
Kertas/Isolasi Minyak Mineral/Quartz flling. 7 6 2. Belitan Primer: vernis ganda-isolasi kawat tembaga, tahan pada suhu tinggi. 5 3. Inti: bukan orientasi listrik baja memperkecil 1 resiko resonansi besi 4. Belitan Sekunder4 2 5. Isolator Keramik 38 6. Dehydrating Breather 7. Terminal Primer 8. Terminal Sekunder 51 56. 4.11. JENIS KAPASITIF TRAFO TEGANGAN 1 1). HV.T adalah terminal tegangan tinggi 2) kapasitor C1 & C2 pembagi tegangan (capacitive voltage divider) yang 5 berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untuk diubah oleh trafo tegangan menjadi tegangan pengukuran yang lebih rendah2 3). L0 adalah induktor
mengatur/menyesuaikan supaya tidak terjadi pergeseran fasa antara tegangan masukan (vi) dengan3 7 tegangan keluaran (vo) pada frekuensi dasar. 4) Belitan primer 5) Isolator keramik4 7) Terminal sekunder 52
57. 4.12. KESALAHAN TRAFO TEGANGAN Kesalahan rasio trafo tegangan Kesalahan besaran tegangan karena perbedaan rasio name plate dengan rasio sebenarnya dinyatakan dalam % = 100 (Kn Vs - Vp)/Vp Composite Error εc = 100/ Vp √ 100/T ∫ (Knvs – vp)2 dt vs dan vp merupakan nilai tegangan sesaat sisi sekunder dan sisi primer. 53
58. BAB V SISTEM PEMBUMIANPERALATAN & SISTEM
59. 5.1. PENGERTIAN UMUM Pembumian sistem adalah hubungan secara Elektris antara sistem dengan tanah melalui transformator yang mempunyai belitan Y. Kegunaan: (pada sistem 3 fasa) Pengaman Sistem dari gangguan tanah Pengaman Isolasi Peralatan Instalasi akibat tegangan lebih sewaktu gangguan fasa-tanah Pembumian Peralatan adalah hubungan antara peralatan listrik dengan tanah/bumi Kegunaan: Sebagai pengaman bagi manusia dan peralatan instalasi jika terjadi kebocoran listrik pada peralatan. 54
60. 5.2. MACAM / JENIS PEMBUMIAN SISTEM Pentanahan melalui tahanan ( resistance grounding ). Pentanahan melalui reaktor ( reactor grounding ). Pentanahan langsung ( efective grounding ). Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah ( resonant grounding ) atau pentanahan dengan kumparan Petersen ( Petersen Coil ). 55
61. 5.3. PEMBUMIAN NETRAL LANGSUNG (SOLID GROUNDED) Netral Sistem dari transformator 3 fasa dengan hubungan Y yang dihubungkan langsung dengan tanah melaluielektroda cu. Tahanan pembumian harus rendah 0,5 – 3 ohm . Transformator tenaga Netral ditanahkan langsung 56
62. Lanjutan 5.3. Pemasangannya: Pada transformator tenaga yang dipasok dari sistem tegangan menengah (GI) atau PLTD kecil. Keuntungan : Tegangan lebih pada phasa-phasa yang tidak terganggu relatif kecil. Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui. Sederhana dan murah dari segi pemasangan Kerugian : Setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan terputusnya daya. Arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan listrik yang dilaluinya. 57
63. Lanjutan 5.3. ZL XT I GF Arus gangguan tanah dihitung dengan
memasukkan Reaktansi X T dan Impedansi Z L Arus gangguan tanah dipakai untuk penyetelan RelaiArus Lebih gangguan tanah. 58
64. Lanjutan 5.3. Pembebanan pada transformator tenaga di GI atau PLTD yang memasok kebeban: Bisa single phase (Transformator 1 fasa) Bisa three phase (Transformator 3 fasa) Beban tidak seimbang, kawat netral dialiri arus beban 59
65. 5.4. PEMBUMIAN NETRAL MELALUI TAHANAN Netral Sistem dari
66. Lanjutan 5.4. Pemasangannya : Pada transformator tenaga yang dipasok pada sistem tegangan 70 atau 150 kV (GI) atau pada sistem PLTD kecil Tahanan pembumian (netral grounding resistance) yang terpasang di GI atau sistem PLTD : NGR dengan tahanan 12 ohm. NGR dengan tahanan 40 ohm. NGR dengan tahanan 500 ohm. Catatan: Nilai tahanan perlu dihitung yang didasarkan pada besarnya arus gangguan 1 fasa ketanah 61
67. Lanjutan 5.4. Contoh NGR yang terpasang di Gardu Induk 40 ohm NGR (Neutral Grounding Resistance) Adalah tahanan yang dipasang antara titik neutral trafo dengan tanah dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan tanah yang terjadi sehinggadiperlukan proteksi yang praktis dan tidak terlalu mahal karena karakteristik rele dipengaruhi oleh sistem pentanahan titik neutral. 62
68. Lanjutan 5.4. ZL XTRn I GF Arus gangguan tanah dihitung dengan
memasuk- kan Tahanan 3R N , Reaktansi X T dan Impedansi Z L Arus gangguan tanah dipakai untuk penyetelan Relai Arus Lebih gangguan tanah. 63
69. Lanjutan 5.4. Keuntungan : Besar arus gangguan tanah dapat
diperkecil Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah kecil. Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya. Kerugian : Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah. Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan relai pengaman menjadi berkurang . 64
70. 5.5. PEMBUMIAN NETRAL MENGAMBANG (FLOATING) Titik Netral
Transformator hubungan Y tidak dihubungkan ke tanah Untuk sistem kecil, arus gangguan- tanah tidak membuat kejutan power Guna : pada pembangkit
Untuk sistem kecil, arus gangguan- tanah temporer bisa self clearing
Transformator tenaga Netral tidak ditanahkan 65
71. Lanjutan 5.5. ZL XT I Ce I GF Saat terjadi Arus gangguan tanahtimbul: kapasitif jaringan Arus Tidak tergantung lokasi gangguan, besarnya tetap Karenanya Relai gangguan tanah tidak selektif Arus Kapasitif gangguan tanah besar ? Arcing 66
72. Lanjutan 5.5. Gangguan Fasa - tanah Tegangan Fasa sehat naik 3 kali. Gang. Permanen, Tegangan sentuh tdk bahaya. Kawat putus yang tidak
menyentuh tanah bahaya bila disentuh manusia. Sistem kecil, gangguan tanah tidak dirasakan konsumen TR. Uraian vektor V dan I saat gangguan tanah
Segitiga tegangan sistem tidak berubah . Magnitude & sudut tegangan
fasa sehat berubah . Magnitude I Ce besar gejala Arcing Ground . 67 73. Lanjutan 5.5. Akibatnya : Udara yang belum kembali menjadi isolator kembali breakdown karena teg. fasa R yang naik s/d 3xEph Kejadian ini berulang pada setiap cycle darigelombang sinusoidal, dan disebut
ArcingGround Kenaikan tegangan pada peristiwa ArcingGround berbahaya bagi isolator diseluruhinstalasi. I CE yang terlalu besar penyebab Arcing Ground harus dihindari agar tidak merusak peralatan 68
75. 5.6. PEMBUMIAN NETRAL MELALUI PETERSON COIL Netral Sistem dari
transformator 3 fasa denganhubungan Y yang dihubungkan dengan tanahmelalui reaktor induktif - Peterson coil Nilai reaktansi Induktansi disesuaikan
dengan nilai reaktansi kapasitansi jaringan Arus kapasitif gangguan tanah yang besar dikecilkan agar tidak terjadi Guna : Arcing Ground yang berbahaya
Arus gangguan tanah temporer men- jadi bisa self clearing kembali Dapat
mengkompensir arus kapasitif 70
76. Lanjutan 5.6. Transformator tenaga Netral ditanahkan Melalui Reaktor Tegangan Fasa- tanah Kondisi Normal Masih dapat terjaga seimbang , bila Ce seimbang . Kondisi gangguan tanah Teg. Netral-tanah naik, teg. Fasa-tanah naik √3. 71
77. Lanjutan 5.6. I Ce ZL XT IL I Ce IL Bila terjadi arus gangguan tanah Arus kapasitif jaringan dikompensir oleh arus I L Tidak tergantung lokasi
gangguan, besarnya tetap Relai gangguan tanah tidak selektif Arus gangguan tanah tidak membuat Arcing 72
78. Lanjutan 5.6. Keuntungan : Arus gangguan dapat dibuat kecil sehingga tidak berbahaya bagi mahluk hidup. Kerusakan peralatan sistem dimana arus gangguan mengalir dapat dihindari. Sistem dapat terus beroperasi meskipun terjadi gangguan fasa ke tanah. Gejala busur api dapat dihilangkan. Kerugian : Rele gangguan tanah (ground fault relay) sukar dilaksanakan karena arus
gangguan tanah relatif kecil. Tidak dapat menghilangkan gangguan fasa ke tanah yang menetap (permanen) pada sistem. Operasi kumparan Petersen harus selalu diawasi karena bila ada perubahan pada sistem, kumparan Petersen harus disetel (tuning) kembali. 73
79. 5.7. GROUNDING EQUIPMENT (PEMBUMIAN PERALATAN) Pengertian Pembumian Peralatan Pembumian peralatan adalah pentanahan yang menghubungkan kerangka/ bagian dari peralatan listrik terhadap ground (tanah). Pembumian ini pada kerja normal tidak dilalui arus. 74
80. 5.8. PEMBUMIAN PERALATAN Tujuan pembumian peralatan adalah sebagai berikut : Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia bila pada peralatan listrik terjadi kebocoran listrik. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya
pentanahan : Tahanan jenis tanah. Panjang elektroda pentanahan. Luas penampang elektroda pentanahan. 75
81. Lanjutan 5.8. Tahanan Jenis Tanah JENIS TANAH TAHANAN JENIS TANAH (OHM M)TANAH RAWA 30TANAH LIAT DAN TANAH LADANG 100PASIR BASAH 200KERIKIL BASAH 500PASIR DAN KERIKIL KERING 1,000TANAH BERBATU 3,000 R = Tahanan elektroda pentanahan (ohm) ρ = Tahanan jenis tanah ,ohm-cm besarnya sesuai tabel R= ρ 4.L . ln − 1 (karena tabel diatas dalam ohm-meter dirubah dahulu 2.π L r dalam ohm-cm) r = jari-jari elektroda pentanahan ( cm ) L = panjang elektroda pentanahan ( cm ) 76
83. Lanjutan 5.8. Titik terjadi gangguan phasa - tanah Tegangan sentuh
Tegangan langkah Bumi 20 m 20 mBentuk tegangan antara tegangan elektroda danreferensi bumi, tegangan elektroda-bumi, tegangan-langkah, tegangan sentuh. 78
84. Lanjutan 5.8.Sistem pembumian peralatan di gardu induk
denganmenghubungkan elektroda membujur dan melintang dibawahtanah yang disebut sistem mesh dengan tujuan untukmemperoleh tahanan tanah kecil (< 1 ohm). 79
85. BAB VIPENGAMAN TRANSMISI
86. 6.1. DISTANCE RELAY Relai penghantar yang prinsip kerjanya berdasarkan pengukuran impedansi penghantar. Relai ini mempunyai ketergantungan terhadap besarnya SIR dan keterbatasan sensitivitas untuk gangguan satu fasa ke tanah. Relai ini mempunyai beberapa karaktristik seperti mho, quadralateral, reaktans, adaptive mho dll. Sebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan pola teleproteksi seperti putt, pott dan blocking. Jika tidak terdapat teleproteksi maka relai ini berupa step distance saja. 80
87. 6.2. SETTING DISTANCE RELAY Dapat menentukan arah letak gangguan Gangguan didepan relai harus bekerja Gangguan dibelakang relai tidak boleh bekerja Dapat menentukan letak gangguan Gangguan di dalam daerahnya relai harus bekerja Gangguan diluar derahnya relai tidak boleh bekerja Beban maksimum tidak boleh masuk jangkauanrelai Dapat membedakan gangguan dan ayunan daya 81
88. 6.3. SETTING RELAY JARAK Zone 1 Karena adanya kesalahan pengukuran jarak akibat kesalahan CT, PT dan relainya sendiri, tidak mungkin menset relai sampai ujung saluran yang diamankan, yang lazim disebut Zone 1 . A Zone 1= 80% ZAB B F F 21 21 Zone - 1 = 80% x Z AB 82
89. Lanjutan 6.3. Zone 2 Untuk mengamankan sisa yang tidak diamankan Zone 1, diaman- kan oleh Zone 2 dengan perlambatan waktu. Zone 2 juga sebagai pengaman rel ujung seksi yang diamankan bila tidak mempunyai proteksi rel. A B C Zone 1= 80% ZAB F F 21 21 Zone - 2 = 80% x (Z AB + 80% x Z BC ) 83 90. Lanjutan 6.3. Zone 3 Sebagai pengamanan cadangan ditambah relai yang lazim disebut Zene 3, dalam hal ini harus dapat menjangkau ujung seksi
berikutnya, waktunya diperlambat terhadap Zone 2 seksi berikutnya A B C D Zone 1= 80% ZAB F F 21 21 Zone - 3 = 80% x (Z AB + 80% ( Z BC + 80% Z CD ) 84
91. 6.4. KARAKTERISTIK DISTANCE RELAY X ZL Karakteristik mho Z1 Z2 Z3 R X ZL Z3 Karakteristik Quadrilateral Z2 R Z1 85
92. 6.5. RELAY DIFFERENTIAL SEBAGAI PENGAMAN SALURAN DISTRIBUSI ATAU TRANSMISI (KAWT PILOT) Prinsip kerja pengaman diferential arus untuk saluran distribusi dan transmisi mengadapsidifrential arus, yang membedakan ialah daerah ygdiamankan cukup panjang. I1 Daerah pengamanan I2 Saluran distribusi/transmisi CT1 CT2 86
93. Lanjutan 6.5. PRINSIP DASAR PROTEKSI RELAI DIFFERENTIAL Relai
titik, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut. I1 I2 I1 = I2 Yang
dimaksud titik pada proteksi diferential ialah daerah pengamannan, dalam hal ini dibatasi oleh 2 buah trafo arus. Daerah pengamanan I1 I2 CT 1 CT 2 87 94. 6.6. RELAI DIFFERENTIAL ARUS Relai Difrential arus membandingkan arus yangmelalui daerah pengamanan. Relai ini harus bekerja kalau terjadi
gangguandidaerah pengamanan, dan tidak boleh bekerjadalam keadaan normal atau gangguan diluar daerahpengamanan. Relai ini merupakan unit
pengamanan danmempunyai selektiftas mutlak. 88
95. Lanjutan 6.6. I1 I2 PMT Saluran yg diproteksi PMTA B CT1 CT2 F 87 F 87 Gelombang arus yang saling dikirim 89
96. Lanjutan 6.6. Difrential untuk saluran diperlukan : Sarana komunikasi antara ujung saluran yg lazim disebut kawat pilot, dapat berupa : - Kawat tembaga. - Serat optik - Mikro wave Relai sejenis disetiap ujung saluran. Untuk ketiga fase hanya sebuah relai, supaya saluran komunikasi yg cukup sepasang cukup 1 pasang. Supervisi untuk mengontrol bahwa saluran komunikasi (pilot) baik/tidak terganggu. 90
97. Lanjutan 6.6. Trafo isolasi, karena kemungkinan terjadi induksi tegangan dari saluran yang diamankan (khususnya pilot dengan kawat tembaga) Yg membatasi panjang saluran yang diamankan : - Saluran komunikasi dengan kawat dibatasi oleh adanya arus kapasitansi dan resistans kawat. - Saluran komunikasi dengan serat optik, sampai batas tidak perlu adanya penguat (repeater). 91
98. Lanjutan 6.6. Prinsip operasi yang digunakan. Circulating current
Prinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalir melalui CT di kedua ujung, kumparan penahan dan kawat pilot, kumparan kerja tidak dilalui arus. Opose Voltage Prinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalirhanya disetiap CT dan kumparan penahan disetiap sisinya, pada kawat pilot dan kumparan kerja tidak dilalui arus. 92
99. Lanjutan 6.6. I1 I2 PMT Saluran yg diproteksi PMTA B CT1 CT2 s2 p2 p2 s2 Trafo Trafo penjumlah id id penjumlah s1 p1 p1 s1 F 87 F 87 5 kV untuk JTM Trafo isolasi 15 kV untuk JTT 93
100. 6.7. CIRCULATING CURRENTCIRCULATING CURRENT. Keadaan normal I1 I2 B A PMT Saluran yg diproteksi PMT CT1 Kumparan kerja i2 CT1 i1 id Kawat pilot id i2 Kumparan penahan F 87 F 87 Pada keadaan normal kawat pilot dilaluiarus dan kumparan kerja tidak dilalui arus. 94
101. 6.8. DIRECTIONAL COMPARISON RELAY Relai penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar merasakan gangguan di depannya maka relai akan bekerja. Cara kerjanya ada yang menggunakan directional impedans, directional current dan superimposed. A B ∼ ≥ DIR DIR ≥ 1 1 T T & R R & Si gnal ling channel Directional comparison relay 95
102. 6.9. PENGAMAN CADANGAN TRANSMISI DENGAN RELAI ARUS LEBIH A B C F 51 F 51 t A B C Jangkauan relai sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya
103. BAB VIIPENGAMAN DISTRIBUSI 20 KV
104. 7.1. PENYEBAB GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Pada SUTM AWAN AWAN RANTING PETIR POHONI (DARI SUMBER) 97
105. 7.2. PENGARUH ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TERHADAP SISTEM TENAGA LISTRIK TRAFO DAYA 51 51 3 FASA 51G 51G 1 FASA-TANAH 51N TEGANGAN DI BUS 20 KV TURUN PENGARUH TEGANGAN TURUN DIRASAKAN OLEH SEMUA FEEDER YANG TERSAMBUNG PADA BUS BERSAMA. SAAT TERJADI GANGGUAN HS BERPENGARUH PADA TRAFO TENAGA DAN GEN SAAT PMT TERBUKA TEGANGAN NAIK. GANGGUAN HS 1 FASA KETANAH DAPAT MENAIKAN TEG PADA FASA YANG SEHAT. 98
106. 7.3. HUBUNGAN PARALEL ANTAR PUSAT LISTRIK V < 20 kV V<20 kV 2 4 PLTD A PLTD B 1 6 3 5 SAAT TERJADI GANGGUAN DI SALAH SATU FEEDER, ADA SUMBANGAN ARUS DARI PLTD A DAN PLTD B KETITIK GANGGUAN. RELAI DI 3 DAN 5 AKAN TRIP RELAI DI 1 & 6 AKAN PICK UP JIKA SETELAN RELAI ANTARA KEDUA PUSAT LISTRIK TIDAK SESUAI, AKAN TERJADI BLACK OUT (SELURUH PUSAT LISTRIK PADAM) 99
107. 7.4. GANGGUAN HUBUNG SINGKATPLTD A IF IF>> FCO Gangguan HS 20 kV Saat terjadi gangguan hubung singkat dijaringan 20 kV di salah satu feeder, Yang mempunyai FCO--- FCO trip. Saat FCO trip dalam tabung terjadi arcing yang waktunya melebihi waktu setting Yang dapat tripkan Rele di outgoing. 100 108. Lanjutan 7.4. GANGGUAN YANG TERJADI: GANGGUAN 3 : bisa terjadi pada fasa R , S dan T terhubung singkat GANGGUAN 2 FASA : bisa terjadi antara • fasa R & S, • fasa T & S atau • R & T terhubung singkat GANGGUAN 2 FASA KE TANAH: bisa terjadi antara • fasa R & S, • fasa T & S ke tanah atau • fasa R & T ke tanah GANGGUAN 1 FASA KE TANAH: bisa terjadi antara • fasa R – ke tanah • fasa S - ke tanah atau • fasa T - ke tanah 101
109. 7.5. SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI A B C D 1 2 1 2 3 4 5 6Diferential Relay Pengaman Utama Gen dll.Diferential Relay Pengaman Utama Trafo dll.Over Current Relay Trafo sisi 150 KV Pengaman Cadangan Lokal
TrafoPengaman Cadangan Jauh Bus B.OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman Utama Bus B1 PengamanCadangan JAuh saluran BC.OCR dan GFR di B2
Pengaman Utama saluran BC Pengaman CadanganJauh saluran CD.OCR dan GFR di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman CadanganJauh seksi berikut. 102 110. 7.6. WIRING DIAGRAM OVER CURRENT RELAY & GROUND FAULT RELAY TRAFO 6,3/20 KV PMT CT Jaringan distribusi NGR OCR/GFR TRAFO 6,3/20 KV PMT CT ON NGR OCR OCR OCR RELAY GFR 103
111. 7.7. CARA KERJA OCR PADA SAAT HUBUNG SINGKAT 3 FASA PMT HUBUNG TRAFO 6,3/20 KV CT SINGKAT 3 FASA ON OFF NGR OCR OCR OCR GFR
Gangguan terjadi pada fasa R,S dan T. Arus gangguan hubung singkat mengalir di jaringan. Karena arus tersebut > dari ratio CT pada sekunder CT mengalir arus. Masuk ke OCR -- OCR memasok arus ke PMT-- PMT trip. 104
113. 7.8. PERALATAN PENGAMAN PADA JARINGAN 20 kV Pengaman Gangguan Antar Fasa (OCR) Pengaman Gangguan Satu Fasa Ketanah (GFR) Cara kerja: CT Penyulang Gangguan CT mentransfer besaran primer ke besaran sekunder Rele detektor hanya bekerja- dengan arus kecil akurat + Perlu sumber Volt DC untuk - - tripping PMT Karakteristik bisa dipilih Defnite, Inverse, Very-Inverse atau Extreemely Inverse. 106
114. 7.9. RELE ARUS LEBIH SEKUNDER Elektromekanis Sederhana
Defnite, (instant) • Rele defnite hanya menyetel waktu • Saat terjadi gangguan hubung singkat arus dari CT masuk ke kumparan Rele . Setelan • Selenoid yang dililit kumparan akan menjadi waktu magnit dan kontak akan ditarik kebawah . • lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya 107
115. Lanjutan7.9. Karakteristik Inverse • Rele inverse menyetel waktu & arus • Saat terjadi gangguan hubung singkat arus Φ dari CT masuk ke kumparan Rele • Selenoid yang dililit kumparan akan mem bentuk Φ, fuks terpotong oleh piringan, piringan berputar. • Lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya 108
116. Lanjutan7.9. Elektrostatik CT Rect Kontak Φ I Set timer Output Comp C Set I (arus) Arus gangguan hubung singkat masuk ke CT . Arus ini di searah kan di Rectifer dan arus searah di teruskan ke comp. Kapasitor digunakan
menambah arus yang masuk coil tripping . 109
117. 7.10. KARAKTERISTIK RELAY Karakteristik Relay : - Defnite - Invers - Instant t (detik) KARAKTERISTIK TUNDA WAKTU TERTENTU ( DEFINITE TIME ) t SET I (ampere) I SET Karakteristik defnite time: bisa di setting arus besar setting waktu kecil 110
118. 7.11. KARAKTERISTIK KOMBINASI INSTANT DENGAN TUNDA WAKTU INVERSE t (detik) I SET I SET MOMENT I (ampere) Digunakan untuk setting inverse dan moment 111
119. 7.12. KARAKTERISTIK INSTANT = MOMENT T (detik) t SET I (ampere) I SET MOMENT PADA KARAKTERISTIK INSTANT MEMPUNYAI WAKTU MINIMUM: 40 s/d 80 milisecond DENGAN ARUS YANG BESAR Digunakan: untuk back up pada pengaman distribusi 112
120. 7.13. PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT JARINGAN RADIAL SINGLE KOORDINASI DENGAN O.C INVERSESUMBER TRAFO UNIT/ KIT TRAFO DAYA 51 51 51 51 51G 51G 51G 51G 51N PERHITUNGAN KOORDINASI SELALU DIMULAI DARI RELAI PALING HILIR, DAN BERGERAK KE HULU 113
121. Lanjutan7.13. UNTUK : GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA KETANAH GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH HUKUM
OHM RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAH I = ARUS GANGGUAN H.S V I = Z V = TEGANGAN SUMBER Z = IMPEDANSI DARI SUMBER KETITIK GANGGUAN, IMPEDANSI EKIVALENT BIASANYANILAI IMPEDANSI EKIVALENT INI YANG MEMBINGUNGKAN PARA PEMULA. 114
122. Lanjutan7.13. DARI KETIGA JENIS GANGGUAN, PERBEDAANNYA ADA PADA UNTUK GANGGUAN 3 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH
A UNTUK GANGGUAN 2 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. NILAI EKIVALEN Z 1 + Z 2 UNTUK GANGGUAN 2 FASA KETANAH : TEGANGANNYA ADALAH E FA S A -FAS A
IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. + URUTAN NOL NILAI EKIVALEN Z 1 + Z2 * Z0 Z2 + Z0 UNTUK GANGGUAN 1 FASA KETANAH : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. + URUTAN NOL NILAI EKIVALEN Z1 + Z2 + Z0 TEGANGANNYA ADALAH E FA S A 115
123. Lanjutan7.13. PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN : GANGGUAN TIGA FASA V RUMUSNYA : : I = Z V = TEGANGAN FASA - NETRAL Z = IMPEDANSI Z 1
ekivalen V GANGGUAN DUA FASA : RUMUSNYA : I = Z V = TEGANGAN FASA - FASA Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 ) ekivalen 116
124. 2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR GANGGUAN DUA FASA - KETANAH : V = TEGANGAN FASA - FASA V RUMUSNYA : I = Z Z = IMPEDANSI Z 1 + Z 2 * Z 0 ekivalen Z2 + Z0 GANGGUAN SATU FASA KETANAH : V V = 3 x TEGANGAN FASA RUMUSNYA : I = Z Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 + Z0 ) eki 117
125. 7.14. SETELAN Tms DAN WAKTU PADA RELAY INVERS I k Faktor k tergantung pada kurva arus waktu, sebagai berikut: t x fault − 1
ISET Nama kurva k Tms = IEC standard Inverse 0,02 0,14
IEC very Inverse 1 IEC Extremely Inverse 2 0,14 × Tms IEEE standard Inverse 0.02 t= k detik IEEE Short Inverse 0.02 IFAULT IEEE Very Inverse 2 −1 I EEE inverse 2 SET IEEE Extremely Inverse 2t = Waktu trip (detik).Tms = Time multiple setting.I fault = Besarnya arus gangguan Hub Singkat (amp) Setelan over current relay (inverse) diambil arus g g hub singkat terbesar. Setelan ground fault relay (inverse) diambil arus
