BAB V PEMBAHASAN
5.2 Over Current Relay/Rele Arus Lebih
Rele arus lebih adalah rele yang bekerja terhadap arus lebih, ia akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai setting, baik yang disebabkan adanya gangguan hubung singkat atau kelebihan beban untuk kemudian memberikan perintah trip ke PMT sesuai karakter waktunya. Rele arus lebih saat ini memiliki 2 kemampuan yaitu sebagai rele arus lebih (Over Current Relay) dan rele gangguan tanah (Ground Fault Relay). Rele arus lebih dapat berkoordinasi dengan rele lain atau dengan GFR dengan memberikan tunda waktu sesuai setting karakternya.
Rele arus lebih dikategorikan menjadi 3, yaitu
1. Rele arus lebih seketika (instantaneous over-current relay),
2. Rele arus lebih dengan karakteristik tundaan waktu yang tidak tergantung pada besarnya arus gangguan (definite time over current relay), dan
Gambar 5.1 Kompresor Chiller
3. Rele arus lebih dengan karakteristik tundaan waktu terbalik (inverse time over current relay).
5.2.2 Prinsip Kerja Over Current Relay/Rele Arus Lebih
Gambar 5.2 Prinsip Kerja dari OCR (Sumber: scribd.com)
Relay arus lebih (OCR) menggunakan Trafo Arus (CT) sebagai alat pembacaannya. CT akan mendeteksi arus berlebih yang disebabkan oleh hubung singkat yang terjadi. Dengan menggunakan rasio sisi primer dan sekunder trafo CT, didapatkan arus yang lebih kecil pada sisi sekunder CT.
Dimana arus pada sisi sekunder tersebut dihubungkan dengan relay. Apabila arus yang melewati relay telah melebihi nilai arus setting (pick up) yang telah ditentukan, relay akan bekerja dengan mengubah sumber DC yang semula rangkaian terbuka (open-circuti) menjadi rangkaian tertutup (close- circuit). Ketika sumber DC telah menjadi rangakaian tertutup, arus DC akan mengalir dan menghidupkan alarm atau penanda yang ada dan juga akan mengaliri tripping coil (TC), yang mana TC nantinya akan membuat PMT (Circuit Breaker) melakukan trip. Sehingga aliran arus terputus dan kondisi hubung singkat yang terjadi berakhir.
Relay arus lebih (OCR) memproteksi instalasi listrik terhadap gangguan antar fasa. Gangguan antar fasa tersebut adalah 3-phase fault dan line-to-line fault. Dimana 3-phase fault adalah gangguan yang terjadi ketika ketiga konduktor terhubung singkat dan line-to-line fault adalah gangguan yang terjadi ketika dua konduktor terhubung singkat.
5.2.3 Jenis-Jenis Rele Arus Lebih 1. Rele Arus Lebih Seketika
Rele arus lebih seketika adalah rele arus lebih yang bekerja tanpa penundaan waktu (jangka waktu rele) mulai saat arusnya pick- up sampai selesai sangat singkat (sekitar 20 – 100 ms). Salah satu contoh rangkaian sederhana dari rele arus lebih seketika dapat dilihat pada Gambar 5.2. Sedangkan sistem kerja rangkaian tersebut adalah sebagai berikut.
Arus masukan dari CT (trafo arus) diumpankan ke suatu CT bantu dengan beberapa sadapan pada belitan sekundernya. Arus sekunder kemudian diumpankan ke suatu penyearah jembatan gelombang penuh yang dilindungi terhadap tegangan lebih transient oleh filter R1-C1 . Keluaran penyearah kemudian mengalir ke basis transistor T1. Keluaran tadi yang terdapat pada resistor R2 diratakan oleh kapasitor C2. Transistor T1 (npn) dan transistor T2 (pnp) dalam
Gambar 5.3 Rele Arus Lebih Seketika (Sumber: Diktat Dept.Teknik Elektro USU)
keadaan off. Apabila tegangan basis T1 melebihi nilai pickup yang telah diset melalui potensiometer Pe, maka T1 akan bekerja sehingga menyebabkan T2 dan rele output AR akan bekerja pula.
Thermistor Th pada kolektor T1 dimaksudkan sebagai kompensasi suhu, sedangkan diode D sebagai pengaman rele output Tr. Besarnya arus pickup dapat diatur melalui tap-tap transformator bantu dan potensiometer Pe.
Pada rele diatas ada kemungkinan terjadi sensitivitas yang berlebihan (oversensitivity) pada saat terjadi arus gangguan transient dengan komponen-komponen arus searah. Hal ini dapat dicegah dengan membuat transformator bantu (auxiliary transformer) menjadi jenuh diatas nilai pick-up. Juga filter transient R1C1 diatas akan mengurangi terjadinya oversensitivity.
2. Rele Arus Lebih Dengan Tundaan
Waktu Ada beberapa jenis rele arus lebih dengan tundaan waktu, hal ini tergantung pada karakteristik waktu tundanya.
Berdasarkan tundaan waktu kerjanya rele arus lebih dapat dibedakan menjadi :
a. Waktu tertentu (definite time)
b. Waktu minimal tertentu terbalik (inverse definite minimum time/IDMT)
c. Sangat berbanding terbalik (very inverse)
d. Sangat berbanding terbalik sekali (extremely inverse).
Gambar 5.3 merupakan diagram karakteristik rele arus lebih dengan tundaan waktu.
3. Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik (inverse)
Waktu kerja (operating time) dari rele ini adalah berbanding terbalik dengan besarnya arus masukan atau arus gangguan. Rele Arus Lebih Waktu Terbalik memiliki waktu kerja yang bergantung pada arus gangguannya. Rele ini akan memberikan perintah kepada CB (Pemutus Tenaga) pada saat terjadi gangguan bila besar gangguannya melampaui arus penyetelannya (setting) dan jangka waktu relay ini mulai pick-up sampai kerja waktunya diperpanjang berbanding terbailk dengan besarnya arus.
Sifat atau karakteristik dari relay inverse adalah relay baru akan bekerja apabila yang mengalir pada relai tersebut melebihi besarnya arus setting (Is) yang telah ditentukan. Dan lamanya waktu relay bekerja untuk memberikan komando trupping adalah paling lambat sesuai dengan waktu setting (Ts) yang dipilih. Pada relay ini waktu kerjanya (Ttrip) tidak sama dengan waktu setting (Ts) karena sangat tergantung dengan besarnya arus yang mengalir pada relay tersebut. Sehingga, semakin besar arus yang mengalir pada relay Gambar 5.4 Karakteristik Rele Arus Lebih dengan Tundaan Waktu
(Sumber: Diktat DTE USU)
tersebut maka semakin cepat juga waktu kerja (Ttrip) dari relay tersebut. Dan semakin kecil arus yang mengalir pada relay tersebut maka semakin lama juga waktu kerja (Ttrip) dari relay tersebut.