5. PERHITUNGAN SETTING RELAI PROTEKSI TRAFO TENAGA

(1)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 75

5. PERHITUNGAN SETTING RELAI PROTEKSI TRAFO TENAGA

5.1. Setting Relai Differensial Dan REF

5.1.1. Perhitungan Setting Proteksi Trafo Tenaga 150/20 kV GI Data Parameter yang diperlukan

a) Trafo Tenaga

Merupakan data spesifikasi teknis trafo tenaga yang akan diproteksi. Sebagai contoh ;

Lokasi GI. DIKPRO

Merek trafo /type : Unindo / TTHRV

Kapasitas trafo tenaga : S = 60 MVA

Rasio tegangan : 150/20 kV

Impedansi hubung singkat : Z% = 12.5 % pada tap 9 (tengah)

Vektor group : YnYo (d)

Hubungan belitan Trafo : Shell type atau Core type Impedansi Trafo dan imp urutan (komponen simetris)

Impedansi trafo

Imp Urutan positif

Imp Urutan negatif

Imp Urutan nol

Arus nominal Trafo sisi primer 150 kV adalah ;

In 150 = S (MVA) 150 3 .kV 1000 A In 150 = 60 150 3 .kV 1000 = 240 A

(2)

Arus nominal Trafo sisi sekunder 20 kV adalah ; b) Trafo Arus (CT) Sisi primer (150 kV) : CT150 = 150-300 / 5 A Sisi netral 150 kV : CTN150 = 150-300 / 5 A Sisi sekunder 20 kV) : CT20 = 1000-2000 / 5 A Sisi netral 20 kV : CTN20 = 1000-2000 / 5 A Sisi NGR : CTNGR = 150-300 / 5 A c) Sistem Pentanahan

Sisi 150 kV (solidy grounded) : RNGRP = 0 Ω

Sisi 20 kV dengan NGR : RNGR = 40 Ω

Arus maksimum NGR : I maks NGR = 300 A

Arsu kontinuNGR : INGR = 30 A

Batas waktu (ketahanan) NGR : t NGR = 10 detik, pada I

maks

Arus nominal NGR pada sistem 20 kV :

In NGR = 288.675 A

d) Impedansi sumber pada busbar di lokasi/GI yang dipasang trafo Data ini didapatkan hasil perhitungan dari bidang operasi sistem atau hasil perhitungan berdasarkan konfigurasi dan komposisi unit pembangkitan saat itu.

Impedansi urutan positif (pu ) : Zs1 = Rs1 + j Xs1 = 0.0194+j 0.0976 Impedansi urutan negatif (pu) : Zs2 = Rs2 + j Xs2 = 0.0194+j 0.0976 Impedansi urutan nol (pu) : Zso = Rso + j Xso = 0.1887+j 0.3346 In NGR = 20 kV 3 . RNGR In 20 = S (MVA) 20 3 .kV 1000 A In 20 = 60 20 3 . 1000 = 1786 A

(3)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 77 e) Data penyulang 20 kV

- SUTM

Jenis dan kapasitas konduktor (ccc) Panjang (km)

Impedansi saluran (Ω / km ) Arus beban maksimum (A ) Arus kapasitif ( Ic ) dalam A/km

Impedansi urutan Positif ZL1 = RL1 + j XL1 Impedansi urutan Negatif ZL2 = RL2 + j XL2 Impedansi urutan Nol ZLo = RLo + j XLo

Asumsi konduktor AAAC 90mm² ZL1 = RL1 + j XL1

ZL2 = RL2 + j XL2 ZLo = RLo + j XLo

- Saluran Kabel Tegangan Menengah SKTM Jenis dan kapasitas konduktor (ccc)  XLPE Panjang (km)

Impedansi saluran (Ω / km ) Arus beban maksimum (A ) Arus kapasitif ( Ic ) dalam A/km

Impedansi urutan Positif Zk1 = Rk1 + j Xk1 Impedansi urutan Negatif Zk2 = Rk2 + j Xk2 Impedansi urutan Nol Zko = Rko + j Xko

Asumsi konduktor kabel XLPE 150mm² Zk1 = Rk1 + j Xk1

Zk2 = Rk2 + j Xk2 Zko = Rko + j Xko

(4)

Perhitungan Arus hubung singkat

a. Hubung singkat 3-fasa dan 2-fasa

sisi 20 kV

sisi 150 kV

b. Untuk menghitung arus gangguan 2-fasa : IF2f150 = 0.86 x

IF3f150 TD=1 150/20 KV 60 MVA Z% = 12.5 % Zs SUTM IF3f 20 = E Zs1+ jXtp1 + jXts1+ ZL1 Ibase20 A IF3f 150 = E Zs1+ jXt1 + ZL1 Ibase150 A Zs1 jXtp1+ jXts1 ZL1 - + E I hs 3Ф

(5)

c. Hubung singkat 1-fasa

Imp Urut Pos Neg Nol

sisi 20 kV

sisi 150 kV

5.2. Setting Relai Differensial

a) Data relai

- Merek/type, karakteristik kerja, arus nominal

b) Setelan arus kerja minimum

Relai differential sebagai pengaman utama trafo tenaga harus sensitif terhadap gangguan internal sekecil mungkin, tetapi harus lebih besar

IF1f 20 = E Z1+ Z2 + Zo+ 3.Rf x Ibase20 A Z1 = Zs1+ jXt1 + ZL1 Zo = Z2 = Zs2+ jXt2 + ZL2

(Zso+ RNGR + j.Xtpo). j.Xtto

(Zso+ RNGR + j.Xtpo) + j.Xtto + j.Xtso+ R

NGR + ZLo

IF1f 150 =

E

Z1+ Z2 + Zo+ 3.Rf x Ibase150 A Gbr 5.1.1b: Rangkaian ekivalen dalam perht I hs 1-fasa

Zs1 jXt1 ZL1 Zs2 jXt2 ZL2 Zso jXtpo ZLo jXtto jXtso + - E

(6)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 80 dari arus magnetisasi serta pertimbangan adanya missmath akibat kesalahan ratio CT-CT utama baik disisi primer maupun sisi sekunder serta auxirary CT yang terpasang.

Beberapa vendor merekomendasikan Id > 4*Imag, dimana Imag adalah arus magnetisasi pada transformer yang mengalir tanpa beban (5 %)

Maka arus kerja minimum ditentukan :

Id = (0.2 – 0.3) x In

c) Setting Slope

Relai Differensial harus memastikan bahwa tidak boleh bekerja pada beban maksimum atau adanya kontribusi arus yang besar akibat gangguan eksternal. Oleh karena itu perlu diperhatikan hal-hal sbb : 1 . Selektifitas relai terhadap gangguan eksternal.

 Kedua sisi trafo arus yang digunakan harus mempunyai rasio dan karakteristik yang tipikal.

 Polaritas trafo arus harus betul.

2. Pengaruh kejenuhan CT utama dan ACT akan mengakibatkan arus sekunder yang melalui relai tidak sama.

3. Pengaruh tap ACT dapat mengakibatkan selisih arus antara primer dan sekunder trafo.

4. Pengaruh adanya OLTC ( On Load Tap Changer ) pada trafo daya dimana pada waktu operasi perbandingan transformasinya berubah–ubah mengikuti tegangan yang masuk sementara tap CT / ACT tidak mengalami perubahan.

5. Pengaruh kesalahan (error) yang harus dikompensasi dalam menentukan setelan kecuraman (slope) yaitu :

 Kesalahan sadapan : 10 %

 Kesalahan trafo arus CT : 10 %

 Mismatch : 4 %

 Arus eksitasi : 1 %

(7)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 81 Maka penyetelan slope adalah sebagai berikut :

Untuk Trafo tenaga  Slope-1 = (25 – 35) %

 Slope-2 = (50 – 80) %

Untuk Trafo Pembangkit yang menggunakan off load tap changer  Slope-1 = (15 - 20) %

 Slope-2 = (50 – 80) %

d) Arus momen

Setting arus momen / instanteneouse trip untuk mengamankan trafo terhadap gangguan besar yang sangat memungkinkan trafo rusak.

Imomen = 4 x Inom trf

Atau :

Im batas = 0.8 x [ 0.5 x In trafo x ( 1 / Xt ) ]

Nilai 0.8 adalah pertimbangan untuk faktor kesalahan relay, CT dan wiring sebesar 20%. Sedangkan nilai 0.5 adalah nilai arus gangguan tertinggi yang dapat terjadi, yang dipakai sebagai batas atas dalam menentukan setelan arusuntuk relay moment

(I1+I2)/2 Ih Id Idm Slope 1 Slope 2 Operate area block area Slope = Id Ih 100 %

(8)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 82 Pada relay-relay differential jenis numerik setelan arus momen pada dinotasikan sebagai high set Id>> atau Id>>>.

High set-1 Id>>, daerah kerjanya dalam internal differential (internal fault), sedangkan highset-2 Id>>>, daerah kerjanya internal dan ekternal differential (external faut) dan kerjanya tidak mem-blokir jika terjadi inrush current yang besar atau harmonic ke-5. (over fluksi). Oleh karena itu nilai settingnya harus dibedakan sesuai dengan kebutuhan. Karena relai differential bekerja tanpa waktu tunda, maka setting high set biasanya tidak diaktifkan (block)

e) Harmonic

Pada relai-relai jenis digital biasanya dilengkapi fasilitas setting harmonic ke-2 dan ke-5. Harmonic tersebut muncul disebabkan adanya gangguan sistem, switching dan kenaikan arus pada saat energize trafo (inrush current). Oleh karena itu dalam perhitungan setting harmonic harus dapat membedakan antara gangguan internal atau gangguan eksternal (gangguan sistem).

Pertimbangan dalam setting harmonic :

o Fasilitas setting relai adalah harmonic ke-2 blocking (harmonic restrain)

o Relai harus trip bila terjadi gangguan internal dan relai harus blok (tidak kerja) bila terjadi gangguan ekternal

o Berdasarkan pengalaman, besaran harmonic ke-2 sekitar 9 % – 13 %, pada saat terjadi gangguan Trafo

maka setting harmonic ke-2 :

I harmonic ke-2 = 0.15 (15 %)

(9)

CONTOH -1 : Perhitungan Differential Trafo 150/20 kV Trafo 60 MVA

Data Relai

- Merek / type : GEC-Alsthom/ MBCH-12

- Arus nominal : In = 1 A

- Jenis Karakteristik : bias

- Burden relai : VA = 1.2

Data CT

- Rasio CT 150 kV : 300 / 5 A - Ratio CT20 kV : 2000/5 A

- Aux. CT : 5 / 1 A

- Data ratio auxirally CT :

Tap kumparan primer

Jumlah Kumparan (primer) Ratio 1/1 A Ratio 5/1 A Ratio 5/5 A

1 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 5 5 – 6 X – 7 7– 8 8 – 9 S1 – S2 S3 – S4 5 5 5 5 125 25 25 25 125 90 1 1 1 1 25 5 5 5 125 90 1 1 1 1 25 5 5 5 125 90 - Arus nominal Sisi 150 kV : In150 = 230 A Sisi 20 kV : In20 = 1732 A

- Data arus hubungsingkat 1-fasa

(10)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 84 a) Setting Tap aux CT

Sisi primer 150 kV,

Interposing CT menggunakan CT star-delta dengan connection 215 kumparan ( S1-S2 dan S3-S4) Tap1 1 3 In150 215  CT150 

Tap1 = 32, posisi tap terdekat adalah 3-P1, 6-X1, 7 – P2

Sisi sekunderr 20 kV Tap2 1 3 In20 215  CT20 

Tap2 = 29, posisi tap terdekat adalah P1-1, P2 - 6

b) Setting arus kerja minimum (Id)

Id = (0.3) x In = 0.3 x 5 = 1.5 A (nilai sekunder) c) Slope

Trafo daya  Slope-1 = 30 %  Slope-2 = 80 %

5.3.Setting Ref Sisi Primer Dan Sekunder

a) Data relai

- Merek / type , Inominal - Jenis Karakteristik

- Data CT Tahanan dalam CT sisi Netral (Rct N ), CT (Rct  ) dan tahanan dalam aux CT (Ract )

- Tahanan kabel kontrol antara CT fasa dengan relai (RL1) dan CT netral sampai dengan relai (RL2)

(11)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 85 b) Tegangan kerja

REF sisi primer (87NP) :

Tegangan jepit pada relai dari sisi CT Netral adalah

VrN = ( RCTN + 2.RL2 ) x Ihs/CTN volt

Tegangan jepit pada relai dari sisi CT fasa adalah

Vr = ( RCT150 + 2.RL1 ) x Ihs/CT150 volt

Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar

Seting tegangan harus lebih besar dari Vr Vset = k. Vr

dimana, k adalah faktor keamanan k = 1.5 - 3

REF sisi sekunder (87NS) :

CTN150 CT150 RL2 RL1 Vr R

(12)

VrN = ( RCTN + 2.RL2 ) x Ihs/CTN volt

Vr = ( RCT20 + 2.RL1 ) x Ihs/CT20 volt

Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar

Seting tegangan harus lebih besar dari Vr Vset = k. Vr

dimana, k adalah faktor keamanan k = 1.5 - 3

c) Arus kerja

Setting arus harus sensitif untuk gangguan dipilih Dimana, In adalah arus nominal relai.

Arus kerja minimum relai juga dipengaruhi oleh jumlah core CT (n) dan arus magnetisasi CT (imag) itu sendiri, sehingga arus operasi minimum menjadi CTN20 CT20 RL1 RL2 _Vr R NGR

Gbr 5.1.4b : Rangkaian relai sisi sekunder

Iop = ( Iset + n. Imag )

(13)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 87 dimana, n adalah jumlah core CT dan Imag adalah arus

magnetisasi CT pada tegangan Vr

Dengan demikian, maka sensitifitas pengamanan (s) menjadi

d) Stabilitas Resistor (Rs)

Setting resistor ( tahanan muka )

Ω

CONTOH -2 :

Perhitungan REF sisi 150 kV Trafo 60 MVA Data Relai

- Merek / type : GEC-Alsthom

- Arus nominal : In = 5 A

- Jenis Karakteristik : high impedance

- Burden relai : VA = 1

Data CT

- Klass CT : Class X

- Jumlah core CT : n = 4

- arus magnetisasi : imag = 0.030 A - Tahanan dalam CT

sisi Netral : Rct N = 0.3 Ω

sisi fasa : Rct  = 0.4 Ω

aux CT : Ract = 1 Ω

- Tahanan kabel kontrol antara

CT fasa dgn relai : RL1 = 0.32 Ω CT netral dgn relai : RL2 = 0.32 Ω s = ( Iop / In ) x 100 % Rs = Vs - Iset VA Iset 1

(14)

Data arus hubungsingkat 1-fasa

Sisi 150 kV : Ihs = 1730 A

a) Setting Tegangan kerja

VrN = ( 0.3 + 2 x 0.31 ) x 1730/CTN = 27.15 volt

Vr = ( 0.4 + 2x 0.31 ) x 1730 /CT150 = 58.9 volt

Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar Vr = 60 volt

Seting tegangan harus lebih besar dari Vr Vset = k. Vr dimana, k adalah faktor keamanan k = 1.5 - 3, maka

Vset = 1.5 x Vr = 90 volt

b) Arus kerja

Setting arus harus sensitif untuk gangguan dipilih Dimana, In adalah arus nominal relai.

Arus kerja minimum relai juga dipengaruhi oleh jumlah core CT (n) dan arus magnetisasi CT (imag) itu sendiri, sehingga arus operasi minimum menjadi

Iop = ( Iset + n. Imag ) = 0.5 + 4 x 0.030 = 0.62 A

c) sensitifitas pengamanan (s) menjadi

s = ( Iop / In ) x 100 % = 0.62 / 5 x 100 = 12.4 %

d). Stabilitas Resistor (Rs)

Setting resistor ( tahanan muka )

= 176 Ω Iset = (0.1 ) . In = 0.1 x 5 = 0.5 A Rs = 90 - 0.5 1 0.5 1

(15)

5.4. Koordinasi Setting (OCR,GFR& SBEF) Trafo Dan Penyulang

5.4.1. Setting OCR sisi sekunder trafo (Incoming – 50/51)

a) Arus kerja minimum

Fungsi OCR incoming adalah sebagai pengaman cadangan Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat fasa-fasa ekternal yaitu gangguan pada jaringan TM, namum demikian untuk gangguan-gangguan yang besar (gangguan di Busbar sisi TM) atau dekat sekali dengan trafo tenaga harus secepat mungkin dieliminir sehingga tidak berdampak yang lebih serius pada trafo tenaga.

Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo :

Setting arus kerja berdasarkan kemampuan peralatan terkecil (CT, Kabel, PMT)

Is1 = 1.2 x Inom trf

Is2 = 1.2 x In peralatan terkecil

OCR/GFR 50/51/51N REL 20 OCR/GFR 50/51P/51NP OCR/GFR 50/51S/51NS SBEF 51NS CTP 300/5 CT2 2000/5 CT1 300/5 CTNP 300/5 CTNS 300/5 150/20 KV 60 MVA 12.5 %

(16)

Dipilih nilai terkecil (A

primer)

Dalam besaran sekunder

A (sekunder)

Tap value setting sesuai range yang ada pada relai

b) Waktu dan Karakteristik kerja

Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan trafo terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi. untuk menjamin trafo tahan terhadap gangguan maksimum, maka waktu kerja dipilih antara 0.7 – 1 detik untuk gangguan maksimum. Gangguan maksimum dipilih untuk gangguan fasa-fasa yang terjadi pada busbar TM.

Untuk fleksibilitas dalam mengkoordinasikan dengan relai penyulang di GI dan GH, maka dipilih karakteristik waktu kerja jenis Normal/Standar inverse, maka setting time dial dapat dipilih sesuai kurva yang dipilih :

Untuk kurva standar inverse (SI) ;

Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum 2-fasa di busbar TM

Is adalah setting arus kerja dalam A primer

t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara 0.7 – 1 detik.

Is = { Is1 .( Is1< Is2) + Is2. (Is2 < Is1) }

Iset = Is x In CT tap = Iset In t Td = 0.14 Ihs Is - 1 0.02

(17)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 91 c) Arus momen (high set)

Setting arus moment pada hakekatnya untuk mengantisipasi bila terjadi gangguan yang sangat besar pada busbar TM dan dikhawatirkan trafo tenaga tidak tahan terlalu lama sesuai setting kurva waktunya, maka pada kondisi seperti itu gangguan harus segera dieliminir seketika atau lebih cepat yaitu dengan high set . Setelan arus high set di incoming dapat diaktifkan bila setelan waktunya dapat diatur, tetapi bila setelan waktu high set tersebut tidak dapat diatur maka tidak diaktifkan

Arus kerja moment maksimum

Setting waktu kerja

5.4.2. Setting GFR sisi sekunder ( Incoming TM )

a) Arus kerja minimum gangguan tanah

Fungsi GFR incoming adalah sebagai pengaman cadangan Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat 1-fasa ketanah ekternal yaitu gangguan pada jaringan TM

Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo :

Setting arus kerja berdasarkan kemampuan peralatan terkecil (CT, PMT, NGR dan kabel), adalah ;

Dipilih nilai terkecil

Imomen = 0.8 x 0.5 x (In trafo x (1/Zt(pu))

Tmom = 0.3 - 0.5 detik (definite)

Isg1 = (0.2 – 0.3) x Inom trf MV

Isg2 = (0.2 – 0.3) x In Peralatan terkecil

Igs = { Isg1 .( Isg1< Isg2) + Isg2. (Isg2 < Isg1) }

Iset g = Isg x In CT20

(18)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 92 Tap value setting sesuai range yang ada pada relai

b) Setting waktu dan Karakteristik kerja

Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan NGR terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi. Untuk menjamin NGR dengan tahanan 40Ω, dalam waktu 5 detik , maka waktu kerja dipilih antara 1 – 4 detik untuk gangguan maksimum.

Untuk fleksibilitas dalam mengkoordinasikan dengan relai penyulang di GI dan GH, maka diplih karakteristik waktu kerja jenis inverse atau definite time,

Tahanan Rendah, NGR 40 Ohm, 300 A, 10 detik.

Jenis : relai gangguan tanah

Karakteristik : Long Time Inverse Setelan arus : 0.2 – 0.3 x In NGR

Setelan waktu :  40 % x ketahanan termis NGR, pada If=300 A Setelan arus high-set : : tidak diaktifkan

Jenis relai : relai gangguan tanah Karakteristik : standard inverse Setelan arus : (0.2 – 0.3) x In Trafo

Setelan waktu : 1 detik untuk Ihs maks. = 1000 A Setelan arus highset : tidak diaktifkan

Pentanahan langsung (solid)

Jenis relai : relai gangguan tanah tidak berarah Karakteristik : standard inverse

Setelan arus : maksimum 0.4 X arus nominal trafo

Setelan waktu : maks 0.7 detik untuk gangguan di bus 20 kV Setelan arus highset : maks 4 x In trafo

Setelan waktu highset : - waktu tunda 300ms untuk pola kaskade - instant untuk pola non-kaskade

tapg =

Isetg In

(19)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 93 Untuk kurva standar inverse (SI) ;

Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum 1fasa di busbar 20 kV Isg adalah setting arus kerja GFR dalam A primer

t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara 0.7 – 1.2 detik

c) Setting Arus momen (high set)

Setelan moment hanya dipakai pada sistem pentanahan langsung (solid grounded), sedangkan dalam sistem pentanahan dengan tahanan tinggi / rendah, setting momen tidak diperlukan (di blok) karena arus hubung singkat 1-fasa relatif lebih kecil dan aman terhadap ketahanan trafo tenaga

5.4.3. Setting OCR sisi primer 150 kV

a)Arus kerja minimum

Fungsi OCR incoming adalah sebagai pengaman cadangan ke-dua Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat fasa-fasa ekternal yaitu gangguan pada jaringan TM

OCR/GFR 50/51/51N REL 20 OCR/GFR 50/51P/51NP OCR/GFR 50/51S/51NS SBEF 51NS CTP 300/5 CT2 2000/5 CT1 300/5 CTNP 300/5 CTNS 300/5 150/20 KV 60 MVA 12.5 % tg Tdg = 0.14 Ihs Isg - 1 0.02

(20)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 94 Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo :

A (sekunder)

f) Waktu dan Karakteristik kerja

Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan trafo terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi. untuk menjamin trafo tahan terhadap gangguan maksimum (standar 2 detik), maka waktu kerja dipilih antara 1.2 – 1.5 detik untuk gangguan maksimum. Gangguan maksimum dipilih untuk gangguan fasa-fasa yang terjadi pada busbar 20 kV.

Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum 2-fasa di busbar 20 kV Is adalah setting arus kerja dalam A primer

c) Arus momen (high set)

Setting arus moment pada hakekatnya untuk mengantisipasi bila terjadi gangguan yang sangat besar pada bagian primer trafo (sisi 150kV), walaupun ada pengaman utama trafo, tetapi high set ini dapat membantu mengamankan trafo tsb.

Arus kerja moment harus mempertimbangan prediksi hubung singkat maks berdasarkan impedansi trafo, yaitu :

Is1 = 1.2 x Inom trf 150 Iset = Is x In CT150 tap = Iset In t Td = 0.14 Ihs Is - 1 0.02

(21)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 95 dimana, K1 adalah konstanta waktu untuk priode 1/12 cycle K1 = 1.5 Xt adalah impedansi hubung singkat trafo

In150 adalah arus nominal trafo sisi 150 kV

Tipikal setting momen trafo sisi 150 kV adalah Im = 8 x Iset atau

diblok.

5.4.4. Setting GFR sisi primer 150 kV

a)Arus kerja minimum

Fungsi GFR netral adalah sebagai pengaman cadangan ke-dua Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat 1-fasa internal maupun gangguan ekternal

Kontribusi arus hubung singkat 1 fasa kepada konfigurasi kumparan delta (tersiery winding) karena akan mengalir kontribusi arus urutan nol pada saat terjadi hubungsingkat 1-fasa di sisi 150 kV yang besarnya tergantung kepada jarak lokasi gangguan dengan posisi trafo.

Im = K1 x

In150 Xt.CT150

Gbr 5.1.7 : Kurva koordinasi waktu kerja OCR sisi 150 kV, Incoming dan penyulang

(22)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 96 Oleh karena, dalam penentuan waktu kerja GFR sisi primer trafo harus dikoordinasikan dengan waktu kerja zone-2 distance relay di penghantar.

Setting arus kerja GFR untuk trafo dengan delta winding

Setting arus kerja GFR yang tidak dilengkapi delta winding

Untuk mendapatkan arus dalam besaran sekunder , dibagi ratio CT

A (sekunder)

g) Setting waktu dan Karakteristik kerja

waktu kerja harus memperhatikan ketahanan trafo terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi dan juga harus dikoorinasikan dengan relain GFR / zone-2 Distance relai gangguan tanah, maka untuk mendapatkan selektifitas harus memenuhi persyaratnya sbb :

TGFR > Tzone-2  untuk gangguan di penghantar

TGFR < Tzone-2  untuk gangguan di bay trafo

Is = ( 0.5 - 0.7 ) x Inom trf 150 Is = 0.2 x Inom trf150 Iset = Is x In CT150 tap = Iset In t Tdg = 0.14 Ihs Isg - 1 0.02

(23)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 97 Dimana, hs adalah hubung singkat maksimum 1-fasa di busbar 150 kV Isg adalah setting arus kerja dalam A primer

Dengan pentanahan langsung/solid, tanpa belitan delta/Yy Tipe Core

Setelan arus : 0.2 x arus nominal trafo

Setelan waktu : t = 0.3 – 0.5 detik dari tincoming (direkomendasikan t = 0.5 detik ) untuk gangguan di bus 20 kV Setelan arus highset : tidak diaktifkan

Setelan waktu highset : tidak diaktifkan

Dengan pentanahan langsung/solid, dilengkapi belitan delta/ Yy Tipe Shell:

Setelan arus : (0.5 - 0.7) x arus nominal trafo

Setelan waktu : 1.2 detik (untuk yang pentanahan di sisi 20 KV solid) dan 1.5 detik (untuk yang pentanahan di sisi 20 KV dengan NGR) untuk gangguan di bus 20 kV

Setelan arus highset : tidak diaktifkan Setelan waktu highset : tidak diaktifkan

Setelan arus moment untuk GFR sisi primer tidak diperlukan (blok).

5.4.5. Setting Stand By Earth Fault (SBEF) 20 kV

a) Arus kerja minimum gangguan tanah

Fungsi SBEF (stand by Earth Fault) sisi netral 20 kV , pada dasarnya merupakan pengaman NGR akibat gangguan 1-fasa ketanah pada jaringan SUTM.

(24)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 98 Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo :

Dipilih nilai terkecil

b) Setting waktu dan Karakteristik kerja

Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan NGR terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi, ssesuai kurva ketahanan thermisnya

Untuk NGR dengan tahanan 40Ω, ketahanan NGR mampu 5 detik pada rating nominalnya (300 A), maka waktu kerja dipilih antara 2 – 5 detik untuk gangguan maksimum.

Pada gangguan 1-fasa yang relatif kecil disarankan NGR dapat mendeteksi gangguan, tetapi waktu kerjanya lama. Untuk itu maka kurva karakteristik waktunya dipilih long time inverse.

Tahanan Tinggi, NGR 500 Ohm, 30 detik.

Jenis : relai gangguan tanah tak berarah Karakteristik : long time inverse (LTI)/ definite Setelan arus : (0.2 – 0.3) x In NGR

Setelan waktu : 1.  8 detik (LTI) trip sisi incoming dan 10 detik untuk sisi 150 KV pada If=25 A untuk NGR yang mempunyai t = 30 detik

ISE1F = ( 0.2) x Inom NGR

Iset SEF = ISEF x In CTN20

tapg =

ISEF

In

(25)

2. Apabila belum ada relai dengan karakteristik LTI maka menggunakan definite, t1=10 detik (trip sisi 20 kV) dan t2 = 13 detik (trip sisi 150 kV).

Jenis : relai gangguan tanah (SBEF, simbol 51NS)

Karakteristik : Long Time Inverse Setelan arus : (0.3 – 0.4) x In NGR

Setelan waktu :  50 % x ketahanan termis NGR, pada If=300 A Setelan arus high-set : : tidak diaktifkan

Jenis relai : relai gangguan tanah tak berarah (SBEF, 51NS) Karakteristik : long time inverse

Setelan arus : (0.1 – 0.2) x In NGR

Setelan waktu :  50% x ketahanan termis NGR, pada If=1000 A Setelan arus highset : tidak diaktifkan

Formula kurva LTI

Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum 1fasa di busbar 20 kV

Isg adalah setting arus kerja GFR dalam A primer t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan

maks yaitu antara 3 – 5 detik

c) Arus momen (high set)

Setelan moment hanya dipakai pada sistem pentanahan langsung (solid grounded), sedangkan dalam sistem pentanahan dengan tahanan tinggi / rendah, setting momen tidak diperlukan (di blok) karena arus hubung singkat 1-fasa relatif lebih kecil dan aman terhadap ketahanan trafo tenaga

tg Tdg = 120 Ihs Isg - 1