45
2. Bahan
Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah buku serta jurnal yang terlampir pada daftar pustaka.
C. Skema Penelitian
Adapun garis besar dari rangkaian kelistrikan pada modul yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.1 berikut.
Gambar 3.1 Diagram Balok Skema Penelitian Sooftware
PSCAD/EMTDC
Indikator Luaran Sistem Proteksi: TRIP /
BLOK
Model Fungsi Lanjut/Tipikal (Komparator Arah dll.) dari
Relai Fase-A Model Sistem Daya
dan Gangguan
Model Fungsi Dasar dari Relai
Fase-A CT/VT dengan Rasio 1:1
Pengukuran:
Tegangan;
Arus;
Sudut Fase;
Akuisisi Data dengan On-line
Frequncy
Model Sistem RPPA
D. Data/ Variabel Penelitian
Gambar 3.2 Data/Pariabel Penelitian Normal = Tanpa gangguan
Fault = AB, ABC dan A-G Rf = 5, 10, 15 Ω
Keterangan :
F2 dan F3 = Gangguan Zona Eksterna F1 = Gangguan Zona Internal G1 dan G2 = Generator
P1 dan P2 = Relai Pilot
100 MVA
E. Langkah Penelitian
Secara garis besar tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini ditunjukkan pada bagan alir berikut.
Gambar 3.3 Bagan alur proses penelitian Mulai
Mengidentifikasi Masalah
1. Bagaimana model system transmisi, gangguan dan RPPA ? 2. Bagaimana performansi dari sistem daya, gangguan dan RPPA ?
Studi Pustaka
Mencari dan menganalisis jurnal dan buku terkait dengan system daya,gangguan dan relay, Sistem
Tenaga Listrik dan Simulasi PSCAD Pemodelan pada sistem daya,gangguan dan relai Menjalankan simulasi untuk Data
daya,gangguan dan relay dengan
Analisa dan melakukan penulisan laporan terhadap penelitian yang dilakukan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Mengukur Tegangan,Arus dan Sudut Fase
50 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemodelan sistem transmisi udara, rangkaian RPPA, sistem kondisi normal dan gangguan menggunakan software PSCAD
Dalam penelitian ini akan menganalisa bagaimana kinerja relai pilot perbandingan arah terhadap gangguan internal dan eksternal pada saluran transmisi secara tepat berdasarkan nilai-nilai yang diperoleh dari simulasi PSCAD.
Sistem tenaga listrik yang akan disimulasikan adalah sistem tenaga listrik berban terdiri dari satu sumber ekivalen 230 kV, 3 fase, 50 Hz, dengan beban reaktif sebesar 100 MVAR dengan menggunakan perangkat lunak PSCAD V 4.2.0 Student Version.
Simulasi yang akan dilakukan adalah pada saat kondisi normal, pada saat terjadi gangguan dalam sistem (internal) dan pada saat terjadi gangguan diluar sistem (eksternal). Setiap simulasi, dilakukan selama setengah detik. Dimana nilai arah tersebut akan dijadikan sebagai dasar setting-an untuk relai, sehingga kinerja dari relai pilot perbandingan arah dapat dengan jelas membedakan antara gangguan internal, eksternal dan kondisi normal. Berikut gambar rangkaian yang digunakan di bawah ini yaitu (a) Gambar kondisi normal, (b) Gambar gangguan internal dan (c) Gambar gangguan eksternal.
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.1 Rangkaian Simulasi PSCAD V 4.2.0 Student version (a) Kondisi normal (b) Gangguan internal (c) Gangguan eksternal.
Gambar 4.2 Model Relai 1 dan Relai 2
Pada Gambar 4.2 Model relai terdiri dari dua relai yang memiliki dua komponen utama. Yang terdiri dari Frekuensi scanner, vector interlance, output channel dan data signal lebel yang berfungsi untuk mengkonversi sinyal domain waktu ke domain fasor. Data signal lebel, differencing juncetions, signal data lebel, Ranger komperator dan output channel berfungsi untuk penentuan arah relai sedangkan Gerbang logika logika AND sebagai output respon proteksi Trip atau block.
Gambar 4.3 Monitor arus dengan tegangan relai
Pada ambar 4.3 Monitor menampilkan gelombang sinus 3 fase arus dan teganganrelai berdasarkan waktu 0,00 sampai 0,50 sekon
Gambar 4.4 Monitor Fault
Gambar 4.4 adalah monitor fault yang berfungsi menampilkan gelombang arus gangguan 3 fase dengan signal name masing-masing fase dengan berdasarkan waktu dan tinggi gelombang dan waktu 0.00 sampai 0.50 sekon.
Gambar 4.5 Monitor Fasor arus dan tegangan dan respon arah relai
Gambar 4.5 Monitor menampilkan Fasor arus dan tegangan juga menampilkan Arah relai dan respon relai terhadap gangguan trip(1) atau block (0) B. Hasil Simulasi
1. Simulasi Kondisi Normal
Simulasi kondisi normal adalah simulasi keadaan sistem yang dimana tidak terjadi gangguan. Hasil simulasi berupa gelombang keluaran PSCAD, nilai yang diperoleh merupakan nilai maksimum pada keadaan steady state dari gelombang keluaran tersebut.
Bentuk gelombang hasil simulasi kondisi normal dapat dilihat pada gambar berikut:
(a)
(b)
Gambar 4.6 Gelombang arus dan tegangan kondisi normal; (a) Relai 1; (b) Relai 2
Bentuk gelombang arus kondisi normal keluaran PSCAD pada gambar 4.6 (a) dan (b), tidak terjadi lonjakan arus yang menandakan adanya gangguan. Nilai maksimum arus yang terlihat pada relai 1 dan relai 2 di waktu 0,2 s masing- masing sekitar 0,027 kA, sedangkan nilai tegangan yang terlihat sekitar 172,341 kV.
Berikut ini adalah tegangan Fase B dan Fase C:
(a)
(b)
Gambar 4.7 Tegangan (kV) Fase B dan Fase C; (a) Relai 1; (b) Relai 2.
Pada gambar 4.7 di tampilkannya tegangan Fase B dan C dikarenakan sesuai karateristik dan koneksi relai arah pada gambar 4.7 (b), merupakan input untuk
komponen On-line Frequency Scanner (FFT), dimana FFT dapat menghasilkan nilai magnitude dan sudut fase pada sistem tersebut, nilai fasor dari masing masing relai 1 dan relai 2 akan saling di pertukarkan, hasil dari pertukran tersebut akan menjadi argument untuk menentukan arah relai kedepan (1) atau kebelakang (0), Trip atau Block.
2. Simulasi Gangguan Internal
Gangguan internal adalah gangguan pada saluran transmisi yang berada pada zona yang di lindungi, hasil simulasi berupa gelombang keluaran pscad. Nilai yang di peroleh merupakan nilai maksimum pada keadaan steady state dari gelombang keluranan tersebut,berikut rangkiannya :
a. Gangguan satu-fase ke tanah (A-G)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi reaktif gangguan (Rr) dari 5, 10 dan 15 Ohm. Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.2 detik. Bentuk gelombang hasil simulasi gangguan dua-fase dengan nilai Rf sebesar 5 Ohm keluaran dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.8 dan 4.9 sebagai berikut:
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.8 Gelombang arus dan tegangan relai-1 gangguan internal satu-fase ke tanah, Rf = 5 ohm; (a) tampilan arus tiga-fase; (b) tampilan arus fase A; (c)
Tegangan saluran
6,431 kA 5,037 kA
174,501 kV
Ib = 0,013 kA Ic = 0,005 kA
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.9 Gelombang arus dan tegangan relai-2 gangguan internal satu-fase ke tanah, Rf = 5 ohm; (a) tampilan arus tiga-fase; (b) tampilan arus fase A; (c)
Tegangan saluran
Ib = -176,838 kA Ic = 44,568 kA
5,197 kA
130,739 kV
Gambar 4.10 Monitor fault gangguan internal satu-fase ke tanah
Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada relai-1 dapat dilihat pada gambar 4.8 (a) dan (b), dari hasil simulasi terlihat kenaikan arus pada saat terjadi gangguan. Awal kenaikan arus (fase-A) yang terjadi adalah nilai puncak transien yang terjadi bernilai sekitar 6,431 kA, nilai harus maksimun pada keadaan steady state sekitar 5,037 kA.
Sedangkan nilai tegangan yang terlihat pada gambar 4.8 (c) adalah sekitar 174,501 kV. Nilai tersebut menunjukan tidak terjadi jatuh tegangan yang signifikan, hal tersebut disebabkan oleh jatuh tegangan yang tidak besar pada sumber, hanya ada pada generator dan nilainya kecil.
Gelombang arus pada relai-2 diperlihatkan pada gambar 4.9 (a) dan (b), hasil simulasi terlihat nilai arus maksimum pada keadaan steady state sekitar 5,197 kA, yang nilainya tidak terlalu berbeda dengan arus maksimum pada relai-2, sedangkan fase yang tidak terganggu (Fase B dan C) juga mengalami kenaikan arus tetapi tidak signifikan.
A = 6,370 B = -0 C = -0
Sedangkan nilai tegangan dapat dilihat pada gambar 4.9 (c) sekitar 130,739 kV, tidak terlihat besar perbedaan nilai tegangan pada relai-1 dan -2, maka pada relai -1 dan -2 jatuh tegangan tidak signifikan.
Untuk Gambar gangguan dengan variasi Rf 10, dan 15 ohm di sajikan pada lampiran.
Berikut ini nilai relai dan fasor RPPA , serta respon relai-1 dan relai-2 terhadap gangguan.
Gambar 4.11 Monitor keluaran nilai relai, dan respon relai
Gambar 4.11 adalah yang menunjukkan monitor fasor relai 1 dan relai 2, arah dari relai 1 dan relai 2 dan respon relai terhadap gangguan dari hasil simulasi RPPA kondisi gangguan internal dengan resistansi gangguan 5 ohm dan hasilnya relai 1 dan 2 saling bertukar informasi dengan arah yang di lihat masing masing
relai yaitu arah depan dengan demikian respon relai melalui gerbang logika dengan input arah relai 1 dan 2 mengahasilakan CB trip.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal satu-fase ke tanah (A- G) dengan fariasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada tabel 4.1 berikut:
Tabel 4.1 Performa relai terhadap gangguan internal satu-fase ke tanah (A-G)
Dari tabel 4.1 terlihat ke-tiga varian Rf menghasilkan nilai arus yang sangat tinggi dari arus normal sekitar 6,370 kA, sedangkan tegangan normal tidak ada jatuh tegangan yang signifikan di tinjau dari tegangan normal sekitar 174,501kV dan pengukuran ke tiga resistansi gangguan 5,10,15 ohm masing-masing relai merespon dengan perintah 1=trip.
b. Gangguan dua-fase (AB)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi reaktif gangguan (Rr) dari 5, 10 dan 15 Ohm. Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.2 detik. Bentuk gelombang hasil simulasi gangguan dua-fase dengan nilai Rf sebesar 5 Ohm keluaran dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.8 dan 4.9 sebagai berikut :
Rf. Ω Arus (kA) Gangguan Argumen Tegangan (kV) Respon Relai
Fase A Fase B Fase C Relai- 1 Relai- 2 Relai- 1 Relai- 2 Relai- 1 Relai- 2
5 6,370 -0 -0 36,45 26,56 174,501 130,739 Trip Trip
10 9,609 0 -0 37,76 37,91 -148,293 51,742 Trip Trip
15 7,772 -0 -0 45,78 45,97 -79,910 -79,679 Trip Trip
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.12 Gelombang arus dan tegangan relai-1 gangguan internal dua-fase, Rf = 5 ohm; (a) tampilan arus tiga-fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan saluran.
Ib = 7,966 kA
Ic = -0,002 kA
7,963 kA 6,916 kA
-131,730 kV
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.13 Gelombang arus dan tegangan relai-2 gangguan internal dua-fase , Rf
=5 ohm; (a) tampilan arus tiga-fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan saluran Ib = 7,969 kA
Ic = -0,016 kA
6,911kA
131,971 kV
Gambar 4.14 Monitor fault gangguan internal dua-fase
Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada relai-1 dapat dilihat pada gambar 4.12 (a) dan (b), dari hasil simulasi terlihat kenaikan arus pada saat terjadi gangguan untuk kedua fase yang terganggu. Awal kenaikan arus (fase-A) yang terjadi adalah nilai puncak transien yang terjadi bernilai sekitar 7,963 kA, nilai harus maksimun pada keadaan steady statesekitar 6,916 kA.
Sedangkan nilai tegangan yang terlihat pada gambar 4.12 (c) adalah sekitar - 131,730 kV. Nilai tersebut menunjukan tidak terjadi jatuh tegangan yang signifikan, hal tersebut disebabkan oleh jatuh tegangan yang tidak besar pada sumber, hanya ada pada generator dan nilainya kecil.
Gelombang arus pada relai-2 diperlihatkan pada gambar 4.13 (a) dan (b), hasil simulasi terlihat nilai arus maksimum pada keadaan steady state sekitar 6,911 kA, yang nilainya tidak terlalu berbeda dengan arus maksimum pada relai-2, sedangkan fase yang tidak terganggu (Fase B dan C) juga mengalami kenaikan arus tetapi tidak signifikan.
Sedangkan nilai tegangan dapat dilihat pada gambar 4.13 (c) sekitar 131,971 kV, tidak terlihat besar perbedaan nilai tegangan pada relai-1 dan -2, maka pada relai -1 dan -2 jatuh tegangan tidak signifikan.
A = -15,378 B = 15,379 C = 0
Untuk Gambar gangguan dengan variasi Rf 10, dan 15 ohm di sajikan pada lampiran.
Berikut ini nilai relai dan fasor RPPA , serta respon relai-1 dan relai-2 terhadap gangguan.
Gambar 4.15 Monitor keluaran nilai relai, dan respon relai
Gambar 4.15 adalah yang menunjukkan monitor fasor relai 1 dan relai 2, arah dari relai 1 dan relai 2 dan respon relai terhadap gangguan dari hasil simulasi RPPA kondisi gangguan internal dengan resistansi gangguan 5 ohm dan hasilnya relai 1 dan 2 saling bertukar informasi dengan arah yang di lihat masing masing relai yaitu arah depan dengan demikian respon relai melalui gerbang logika dengan input arah relai 1 dan 2 mengahasilakan CB trip.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal dua-fase (AB) dengan fariasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada tabel 4.2 berikut:
Tabel 4.2 Performa relai terhadap gangguan internal dua-fase (AB)
Dari tabel 4.2 terlihat ke-tiga varian Rf menghasilkan nilai arus yang sangat tinggi dari arus normal sekitar 15,379 kA, sedangkan tegangan normal tidak ada jatuh tegangan yang signifikan di tinjau dari tegangan normal sekitar 131,730 kV dan pengukuran ke tiga resistansi gangguan 5,10,15 ohm masing-masing relai merespon dengan perintah 1= trip.
c. Gangguan tiga-fase (ABC)
Pada gangguan divariasikan tiga variasi resistansi gangguan (Rf) dari 5, 10, dan 15 Ohm. Gangguan pada sistem diberikan waktu 0,2 detik dan berlangsung selama 0,5 detik. Bentuk gelombang hasil simulasi gangguan tiga-fase dengan nilai Rf sebesar 5 Ohm keluaran dari PSCAD diperhatikan pada Gambar 4.16 dan 4.17 sebagai berikut:
Rf. Ω Arus (kA) Gangguan Argumen Tegangan (kV) Respon Relai
Fase A Fase B Fase C Relai- 1 Relai- 2 Relai- 1 Relai- 2 Relai- 1 Relai- 2
5 -15,378 15,379 0 46,42 46,52 -131,730 -131,911 Trip Trip
10 -12,585 12,586 0 55,87 55,98 -51,671 -51,932 Trip Trip
15 -12,215 12,215 0 63,63 63,77 -129,508 -129,692 Trip Trip
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.16 Gelombang arus dan tegangan relai-1 gangguan internal tiga-fase, Rf
=5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan saluran.
Ib = 6,982 kA
Ic = -0,014 kA
7,171 kA 6,916 kA
123,035 kV
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.17 Gelombang arus dan tegangan relai-2 gangguan internal tiga-fase, Rf
=5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan saluran.
Ib = 7,134 kA
Ic = -0,005 kA
5,848kA
-177,221 kV
Gambar 4.18Monitor Fault gangguan internal tiga-fase
Keluaran gelombang arus pada relai-1 dapat dilihat pada gambar 4.16 (a) dan (b), terlihat kenaikan arus pada saat terjadi gangguan untuk kedua fase yang terganggu. Awal kenaikan arus (fase-A) yang terjadi adalah nilai puncak transien yang terjadi bernilai sekitar 7,171 kA, nilai harus maksimun pada keadaan steady state sekitar 6,916 kA.
Nilai tegangan yang terlihat pada gambar 4.16 (c) adalah sekitar 123,035 kV.Sama halnya pada tipe gangguan sebelumnya tidak terjadi jatuh tegangan yang besar pada fase yang terganggu.
Sedangkan hasil gelombang keluaran arus pada relai-2 dapat dilihat pada gambar 4.17 (a) dan (b), hasil simulasi menunjukkan kedua fase yang terganggu nilai arusnya mengalami kenaikan pada saat terjadi gangguan. Nilai arus maksimun fase A pada keadaan steady statese kita 5,848 kA yang nilainya tidak berbeda jauh dengan fase B, sedangkan fase C tidak mengalami perubahan.
Sedangkan nilai tegangan dapat dilihat pada gambar 4.17 (c) sekitar -177,221 kV, tidak terlihat besar perbedaan nilai tegangan pada relai-1 dan-2, maka pada
A = -16,597 B = -7,969 C = 24,566
relai-1 dan -2 jatuh tegangan tidak signifikan. Untuk Gambar gangguan dengan variasi Rf 10, dan 15 ohm di sajikan pada lampiran.
Berikut ini nilai relai dan fasor arus RPPA, serta respon nilai-1 dan relai-2 terhadap gangguan
Gambar 4.19 Monitor keluaran nilai relai dan respon relai
Gambar 4.15 Monitor, yaitu monitor fasor meter arus dari hasil simulasi RPPA, dengan nilai yang didapat yaitu sekitar Relai-1 = 2,387 Relai-2 = 2,493 dengan selisih fase 0. Dimana nilai tersebut sama dengan setelan relai gangguan internal diberikan oleh relai bernilai 1 (kondisi Trip). Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan internal tiga-fase (ABC) dengan variasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada tabel 4.3 berikut:
Tabel 4.3 Performa relai terhadap gangguan internal tiga-fase (ABC)
Dari table 4.3 terlihat ke-tiga varian Rf menghasilkan nilai arus yang sangat tinggi dari arus normal sekitar -16,597 kA, sedangkan tegangan normal tidak ada jatuh tegangan yang signifikan di tinjau dari tegangan normal sekitar 122,915 kV dan pengukuran ke tiga resistansi gangguan 5, 10, 15 ohm masing-masing relai merespon dengan perintah 1 =trip.
3. Simulasi Gangguan Eksternal
Gangguan eksternal adalah gangguan pada saluran transmisi yang berada di luar zona atau saluaran yang di lindungi,.hasil simulasi berupa gelombang keluaran PSCAD. Nilai yang di peroleh merupakan nilai maksimum pada keadaan steady state dari gelombang keluranan tersebut,berikut rangkainnya:
a. Gangguan satu-fase ke tanah (A-G)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan (Rf dari 5, 10, dan 15 ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.2 detik dan berlangsung selama 0.5 detik. Bentuk gelombang hasil simulasi gangguan dua-fase dengan nilai Rf sebesar 5 ohm keluaran dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.20 dan 4.21 sebagai berikut:
Rf. Ω Arus (kA) Gangguan Argumen Tegangan (kV) Respon
Relai
Fase A Fase B Fase C R-1 R-2 R-1 R-2 R-1 R-2
5 -16,597 -7,969 24,566 13,7 13,7 122,915 122,701 Trip Trip 10 -9,522 -11,788 21,310 22 22 -127,001 -127,187 Trip Trip 15 -2,719 -14,040 16,760 29,13 29,2 123,035 -177,221 Trip Trip
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.20 Gelombang arus dan tegangan relai-1 gangguan eksternal satu-fase ke tanah, Rf=5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan
Ib = 0,155 kA Ic = 0,127 kA
0,598 kA 0,336 kA
14,030 kV
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.21 Gelombang arus dan tegangan relai-2 gangguan eksternal satu-fase ke tanah, Rf =5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan
Ib = 0,155 kA Ic = 0,127 kA
0,571 kA
164,475 kV
Gambar 4.22 Monitor Fault gangguan eksternal satu-fase ke tanah
Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada relai-1 dapat dilihat pada gambar 4.20 (a) dan (b), terlihat kenaikan arus pada saat terjadi gangguan. Awal kenaikan arus (fase-A) yang terjadi adalah nilai puncak transien yang terjadi bernilai sekitar 0,598 kA, nilai harus maksimun pada keadaan steady state sekitar 0,598 kA.
Sedangkan nilai tegangan yang terlihat pada gambar 4.20 (c) adalah sekitar 14,030 kV.
Keluaran bentuk gelombang Pada pada relai-2 di perlihatkan pada gambar 4.21 (a) dan (b), hasil simulasi menunjukan nilai arus maksimum (fase-A) pada keadaan steadi state sekitar 0,571 kA.
Nilai tegangan dapat di lihat pada gambar 4.21 (c) sekitar 164,475 kV, seperti ke gangguan sebelumnya terlihat perbedaan tegangan yang signifikan anatar relai- 1 dan relai-2.
Untuk Gambar gangguan dengan variasi Rf 10, dan 15 ohm di sajikan pada lampiran.
A = 28,703 B = -7,841
Berikut ini nilai relai dan fasor arus teknik RPPA, serta respon nilai-1 dan relai-2 terhadap gangguan :
Gambar 4.23 Monitor keluaran nilai relai dan respon relai
Gambar 4.23 Monitor yaitu monitor fasor meter arus dari hasil simulasi RPPA, dengan nilai yang didapat yaitu sekitar Relai- 1= 62,28, Relai-2 = -117.1 (kondisi None Trip). Respon relai pada relai 1 melihat arah gangguan belakang, sedangkan relai 2 melihat arah gangguan depan, dari hasil pertukaran informasi dari relai 1 dan 2 dimasukkan di program gerbang logika AND maka hasil respon relai adalah block atau CB tidak trip
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan eksternal satu-fase ke tanah (A-G) dengan fariasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada tabel 4.4 berikut:
Tabel 4.4 Performa relai terhadap gangguan eksternal satu-fase ke tanagh (A-G)
Dari tabel 4.4 terlihat ke-tiga varian Rf menghasilkan nilai arus gangguan yang berbeda beda dan tegangan di tinjau dari fase A relai 1 dan 2 juga mempunyai tegangan yang berbeda dari ke tiga Rf relai 1 = 14,030; relai 2 = 164,475: sedangkan sudut fasor relai 1 sekitar 188,02 derajat dan sudut fasor relai 2 sekitar -9,3 derajat. Output relai 1 dan 2 yaitu (0)block
b. Gangguan dua-fase (AB)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan (Rf dari 5, 10, dan 15 ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.2 detik dan berlangsung selama 0.5 detik. Bentuk gelombang hasil simulasi gangguan dua-fase dengan nilai Rf sebesar 5 ohm keluaran dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.24 dan 4.25 sebagai berikut:
Rf. Ω Arus (kA) Gangguan Argumen Tegangan (kV) Respon Relai
Fase A Fase B Fase C Relai-1 Relai-2 Relai-1 Relai-2 Relai-1 Relai-2
5 14,584 0 -0 187,98 8,6 14,030 164,475 Blok Blok
10 7,915 0 -0 188,02 9,3 -65,941 96,888 Blok Blok
15 10,734 0 -0 188,01 9,9 87,484 96,888 Blok Blok
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.24 Gelombang arus dan tegangan relai-1 gangguan eksternal dua-fase, Rf=5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan
saluran Ib = 1,838 kA
Ic = -0,001 kA
1,083kA 1,126kA
161,820 kV
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.25 Gelombang arus dan tegangan relai-2 gangguan eksternal dua-fase, Rf=5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan
saluran.
Ib = -1,772 kA Ic = -0,013 kA
1,130kA
146,357 kA
Gambar 4.26 Monitor Fault gangguan eksternal dua-fase
Hasil simulasi keluaran gelombang arus pada relai-1 dapat dilihat pada gambar 4.24 (a) dan (b), terlihat kenaikan arus pada saat terjadi gangguan untuk kedua fase yang terganggu. Awal kenaikan arus (fase-A) yang terjadi adalah nilai puncak transien yang terjadi bernilai sekitar 1,083 kA, nilai harus maksimun pada keadaan steady state sekitar 1,126 kA, sedangkan fase yang tidak terganggu (fase C).
Sedangkan nilai tegangan yang terlihat pada gambar 4.24 (c) adalah sekitar 161,820 kV. Sama halnya pada gangguan sebelumnya tidak terjadi jatuh tegangan yang besar. Keluaran bentuk gelombang Pada pada relai-2 di perlihatkan pada gambar 4.25 (a) dan (b),hasil simulasi menunjukan nilai arus maksimum (fase-A) pada keadaan steadi state sekitar 1,130 kA.
Nilai tegangan dapat di lihat pada gambar 4.25 (c) sekitar 146,357 kV, seperti pada gangguan sebelumnya terlihat perbedaan tegangan yang signifikan anatar relai-1 dan relai-2.
Untuk Gambar gangguan dengan variasi Rf 10, dan 15 ohm di sajikan pada lampiran.
Berikut ini nilai relai dan fasor arus teknik RPPA, serta respon nilai-1 dan relai-2 terhadap gangguan.
A = 45,665 B = -45,665 C = 6,717
Gambar 4.27 Monitor keluaran nilai relai dan respon relai
Gambar 4.27 Monitor yaitu monitor fasor meter arus dari hasil simulasi RPPA, dengan nilai yang didapat yaitu sekitar Relai-1 =89,59, Relai-2 = -89,15 (kondisi None Trip). Respon relai pada relai 1 melihat arah gangguan belakang, sedangkan relai 2 melihat arah gangguan depan, dari hasil pertukaran informasi dari relai 1 dan 2 dimasukkan di program gerbang logika AND maka hasil respon relai adalah block atau CB tidak trip.
Nilai arus, tegangan, relai dan respon relai gangguan eksternal dua-fase (AB) dengan fariasi Rf dapat dilihat selengkapnya pada table 4.5 berikut:
Tabel 4.5 Performa relai terhadap gangguan eksternal dua-fase (AB)
Dari table 4.5 terlihat ke-tiga varian Rf menghasilkan nilai arus fase A dan B
= 45,665 ,26,579 dan 14,203 Ka serta fase C = 0, sedangkan terlihat ke-tiga varian Rf menghasilkan nilai tegangan ditinjau dari fase A relai 1 bervariatif 145,181, 157,000, dan 161,820 sedangkan tegangan relai 2 konstan di tegangan sekitar 146,357, dengan sudut fasor yang relatif sama sekitar 89,32. Output relai 1 dan 2 yaitu (0)block.
c. Gangguan tiga-fase (ABC)
Gangguan divariasikan dengan dua variasi resistansi gangguan Rf (5, 10 dan 15 ohm). Gangguan pada sistem terjadi di waktu 0.2 detik sampai 0,5 detik.
Bentuk gelombang hasil simulasi gangguan tiga fase dengan nilai Rf sebesar 5 ohm keluaran dari PSCAD di perlihatkan pada gambar 4.20 dan 4.21 sebagai berikut.
Rf.Ω Arus (kA) Gangguan Argumen Tegangan (kV) Respon Relai
Fase A Fase B Fase C Relai-1 Relai-2 Relai-1 Relai-2 Relai-1 Relai-2 5 45,665 -45,665 0 207.2 36.37 145,181 145,299 Blok Blok 10 26,579 -26,579 0 210,59 37,33 157,000 146,050 Blok Blok 15 14,203 -14,203 0 211,81 38,12 161,820 146,357 Blok Blok
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.28 Gelombang arus dan tegangan relai-1 gangguan eksterrnal tiga-fase, Rf=5 ohm; (a) tampilan arus tiga fase; (b) tampilan arus fase A; (c) Tegangan
saluran
Ib = 2,302 Ic = -0,154 kA
1,684kA 1,537kA
109,629 kV