BAB IV LANDASAN TEORI
4.1 Sistem Proteksi Sistem Tenaga Listrik
4.1.4 Perangkat Sistem Proteksi
Adapun susunan perangkat atau komponen sistem proteksi seperti gambar berikut ini
1. Relay
Relay adalah perangkat yang memantau kondisi rangkaian dan memberikan instruksi untuk membuka rangkaian pada kondisi yang bermasalah. Parameter dasar dari sistem listrik tiga fasa adalah tegangan, arus, frekuensi dan daya. Semua ini memiliki nilai dan urutan yang telah ditentukan sebelumnya dalam kondisi yang normal. Pergeseran apa pun dari perilaku normal ini bisa menjadi hasil dari kondisi gangguan baik di ujung sumber atau di ujung beban.
Jenis-jenis relay berdasarkan prinsip kerjanya diantaranya sebagai berikut :
Gambar 4.1 Komponen Sistem Proteksi (Sumber: https://slideplayer.info/slide/2889874)
a) Relay Arus Lebih
Reley arus lebih itu reley yang berfungsi untuk melindungi sistem dari gangguan arus leib, misalnya arus hubung singkat. Rele baru bekerja setelah arus yang mengalir melebihi setting relenya. Relay arus lebih diset lebih tinggi supaya tidak melebihi arus beban lebih (over load).
Penyetelan (setting) waktunya untuk dikoordinasikan dengan reley lebih pada bagian yang lain, misalnya rele arus lebih pada feeder. Rele arus lebih dapat dipasang pada sisi tegangan tinggi, sisi tegangan rendah atau pada keduanya sekaligus. Rele arus lebih mempunyai bermacam - macam karakteritik kerja arus waktu.
b) Rele Tegangan Kurang
Rele ini berfungsi untuk melindungi sistem serta mendeteksi turunnya sistem tegangan sampai dibawah harga yang di izinkan (relay ini bekerja apabila sebelum rele loss of field bekerja).
c) Rele tegangan lebih
Rele tegangan lebih adalah salah satu jenis proteksi yang digunakan pada motor listrik. Proteksi ini berfungsi untuk
Gambar 4.2 Komponen Rele Arus Lebih (Sumber: dokumentasi lapangan)
memutuskan aliran listrik pada motor ketika tegangan listrik yang diterima oleh motor melebihi batas yang ditentukan.
Hal ini dilakukan untuk mencegah kerusakan pada motor akibat tegangan listrik yang terlalu tinggi. Rele tegangan lebih bekerja berdasarkan kenaikan tegangan yang melebihi settingan relay yang digunakan.
d) Rele Differensial
Rele ini bekerja berdasarkan perbandingan antara arus masuk dan arus keluar pada daerah yang dilindunginya. Rele ini digunakan untuk mengamankan peralatan listrik seperti generator, transformator daya, penghantar atau feeder yang pendek, dan busbar terhadap gangguan hubung singkat antara fasa. Untuk sistem dimana arus hubung singkat satu fasa ke tanah cukup besar dapat juga diamankan oleh rele differensial.
e) Rele Jarak
Relai jarak atau distance relay digunakan sebagai pengaman utama (main protection) pada suatu sistem transmisi, baik SUTT maupun SUTET, dan sebagai cadangan ataupun backup untuk seksi didepan. Relai jarak bekerja dengan mengukur besaran impedansi (Z), dan transmisi dibagi menjadi beberapa daerah cakupan pengaman yaitu Zone-1, Zone-2, dan Zone-3, serta dilengkapi juga dengan teleproteksi (TP) sebagai upaya atau agar proteksi bekerja selalu cepat dan selektif didalam daerah pengamanya.
Rele jarak ini terdiri dari tiga zone yaitu zone 1, zone 2 dan zone 3. Zone - zone ini mencakup :
1) Zone 1 mecakuip 80% pertama dari panjang saluran.
2) Zone 2 mecakup 20% dari panjang Zone 1. Waktu tundanya setelah 0,5 sampai 1 detik.
f) Rele Bucholz
Rele ini dipasang diantara transformator dan konsevator.
Rele ini memberikan indikasi alarm kalau terjadi gangguan didalam transformator yang relatif kecil dan akan memberikan sinyal tripping kalau gangguan yang terjadi didalam transformator cukup serius. Rele ini terdiri dua elemen pada ruang kecil yang terletak dipipa hubung antara konsevator dan tangki transfonnator. Pada saat terjadi gangguan, maka timbul panas yang diakibatkan oleh arus gangguan. Sebagian minyak transformator pada tangki menguap dan menghasilkan gas. Gas tersebut kemudian berkumpul diruang bagian atas dan mengalir ke konsenvator.
Apabila besamya gas mecapai suatu harga tertentu, maka gas menekan pengapung rele sehingga kontak air raksa bagian atas akan terhubung. Akibatnya alarm akan berbunyi memberikan tanda bahwa didal.am transfonnator terjadi gangguan.
g) Rele Suhu
Rele suhu digunakan untuk mengamankan transformator dari kerusakan akibat adanya suhu yang berlebihan. Ada dua macam rele suhu pads transfornmator, yaitu :
1) Rele Suhu Minyak
Rele ini dilengkapi dengan sensor yang dipasang pada minyak isolasi transformator. Pada saat transforrnator bekerja mernindahkan daya dari sisi primer ke sisi sekunder, rnaka akan tirnbul panas pada minyak isolasi, akibat rugi daya maupun danya gangguan pada transformator. Rele ini mendeteksi adanya panas tersebut dan apabila panas yang ditimbulkan mencapai harga tertentu, maka rele akan rnernberi sinyal operasi pada sistem pendingin.
2) Rele Suhu Kumparan
Rele ini hampir sama dengan rele suhu minyak.
Perbedaanya terletak pada sensornya. Sensor rele suhu yang dipasang pada kumparan - kumparan transformator.
h) Reley Penutup Balik (Auto Recloser)
Recloser mulai bekerja saat mendapat tegangan positif dari rele, yaitu ketika rele bekerja memberikah perintah trip ke CB. Elemen yang start adalah DT (Dead Time Delay Elemen). Setelah beberapa waktu elemen DT menutup kontaknya dan memberi perintah mauk ke CB dan menggerakkan elemen BT (Blocking Time Delay Relay).
Elemen BT segera rnernbuka rangkain kurnparan penutup CB coil bias recluse. Setelah beberapa waktu sesuai dengan settingnya elemen BT akan reset yang berarti DT dapat bekerja kembali siap untuk melakukan reclosing kembali.
2. Pemutus Tenaga (PMT)
Relay proteksi dan pemutus rangkaian digunakan dalam kombinasi untuk mendeteksi dan mengisolasi kesalahan. Sakelar pemutus tenaga adalah peralatan utama yang ada dalam rangkaian listrik untuk mencegah aliran listrik dari sumber ke beban. Dalam kondisi normal circuit breaker harus bisa menyalurkan daya secara terus menerus tanpa ada gangguan.
Dalam kondisi gangguan, pemutus harus dapat membuka dengan instruksi dari perangkat pemantauan seperti relay. Kontak relay digunakan dalam pembuatan dan memutus rangkaian kontrol pemutus sirkuit, untuk mencegah pemutus tertutup atau ke trip breaker dalam kondisi gangguan serta untuk beberapa interlock lainnya.
3. Sumber Catu Daya Relay (Baterai)
Pengoperasian perangkat pemantauan seperti relay dan mekanisme tripping pemutus memerlukan sumber daya independen, yang tidak berbeda dengan sumber utama yang dipantau. Maka dari itu Baterai memiliki peran penting untuk menyuplai daya pada sebuah sistem proteksi.
Keberhasilan kombinasi relay dan circuit breaker sepenuhnya bergantung pada baterai. Tanpa ini, relay dan circuit breaker tidak akan beroperasi. Oleh karena itu perlu untuk memastikan bahwa baterai dan pengisi daya secara teratur diperiksa dan dipelihara pada tingkat efisiensi setinggi mungkin setiap saat untuk memungkinkan pengoperasian relay yang benar pada waktu yang tepat.
4. Trafo Arus (CT)
Trafo arus, atau biasa disebut juga sebagai current transformer (CT), adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengurangi arus tegangan bolak-balik (AC) dari ratusan ampere menjadi nilai yang lebih kecil dan aman untuk diukur. Trafo arus umumnya digunakan dalam pengukuran arus listrik pada instalasi tenaga listrik dan sistem proteksi.
Trafo arus bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, di mana arus primer yang besar menghasilkan medan magnet yang kemudian menginduksi arus sekunder yang lebih kecil, sesuai dengan rasio putaran trafo. Trafo arus umumnya memiliki rasio arus masukan terhadap arus keluaran yang tetap, dan umumnya dilengkapi dengan berbagai macam rasio, seperti 100/5A, 200/5A, dan sebagainya.
5. Trafo Tegangan (PT)
Trafo tegangan adalah peralatan yang digunakan untuk mentransformasi tegangan sistem yang lebih tinggi ke suatu tegangan yang lebih rendah. Trafo tegangan umumnya digunakan dalam pengukuran tegangan listrik pada instalasi tenaga listrik dan sistem proteksi.
Trafo tegangan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, di mana tegangan primer yang besar menghasilkan medan magnet yang kemudian menginduksi tegangan sekunder yang lebih kecil, sesuai dengan rasio putaran trafo. Trafo tegangan umumnya memiliki rasio tegangan masukan terhadap tegangan keluaran yang tetap, dan umumnya dilengkapi dengan berbagai macam rasio, seperti 100/√3, 110/√3, dan sebagainya.