BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
B. Hasil simulasi
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.