Rele jarak (Distance Relay) - Macam-Macam Rele Proteksi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

E. Macam-Macam Rele Proteksi

5. Rele jarak (Distance Relay)

Rele Jarak (Distance Relay) merupakan jenis pengaman terhadap gangguan – gangguan yang timbul didalam daerah perlindungan atau jarak yang telah ditentukan.

F. Distance Relay (Relai Jarak) 1. Pengertian Relai Jarak

Pada proteksi saluran udara tegangan tinggi, rele jarak digunakan sebagai pengaman utama sekaligus sebagai pengaman cadangan untuk saluran transmisi yang berdekatan. Hal ini didasarkan bahwa impedansi saluran transmisi berbanding lurus dengan jaraknya sehingga memungkinkan dilakukan pengukuran impedansi berdasrkan panjang salurannya.

Rele jarak merupakan salah satu bagian dari sistem proteksi yang digunakan pada gardu induk untuk melindungi penghantar sistem transmisi tenaga

listrik. Rele jarak telah digunakan selama bertahun-tahun sebagai perlindungan yang paling umum pada sistem tenaga listrik (Vaidya & Prasad, 2012). Prinsip dasar dari distance relay atau relai jarak ialah berdasarkan ganguan arus terukur dilokasi relay terpasang (appaent impedance) serta perbandingan tegangan rasio.

Keunggulan dari rele tersebut perlu adanya sinkronisasi yang lebih baik untuk meningkatkan kinerja pengamanan itu sendiri, mengingat ketidak stabilan sistem transmisi terhadap seberapa besar nilai gangguan yang muncul, maka strategi pengamanan harus disesuaikan dengan perubahan dinamis dalam penyetetelan peralatan yang ada. Relai jarak berfungsi sebagai pengaman bagi sistem transmisi dimana penyetelannya yang relatif mudah dan mampu dengan cepat untuk menghilangkan gangguan (fault clearing) (Syafar,2010). Gangguan pada saluran udara biasanya yang sering terjadi adalah hubung singkat, petir, beban lebih, dan lain-lain (Bandri,2016).

Rele jarak bekerja dengan membaca impedansi pada saluran yang di amankan. Impedansi saluran yang harus diamankan oleh rele didapatkan dengan cara pengukuran arus dan tegangan agar mendapatkan impedansi saluran transmisi yang akan diamankan. Apabila impedansi yang di dapatkan dari pengukuran tersebut masih dalam zona pengaturannya maka rele akan aktif. Impedansi pada saluran transmisi nilainya sama atau sebanding dengan panjang saluran. Rele jarak tidak tergantung pada nilai arus gangguan yang terjadi, akan tetapi pada jarak gangguan yang terjadi pada rele proteksi. Wilayah cakupan kerja rele jarak dibagi beberapa zona, yaitu zona 1, zona 2, dan zona 3.

Gambar .2.6. Zona Proteksi Rele Jarak

Zona 1 = 0,8 x ZL1 Zona 2 = 1,2 X ZL1

Zona 3 = 1,2 ( Z12 + 0,8 Z21 ) 2. Prinsip Kerja Relai Jarak

Prinsip kerja rele jarak adalah mengukur tegangan pada titik rele dan arus gangguan yang terlihat dari rele kemudian membagi tegangan dan arus untuk mencari nilai impedansi, hal tersebut menunjukan bahwa zona perlindungan perlu diatur secara akurat untuk mengetahui seberapa luas jangkauan untuk menjamin keandalan dan selektivitas dari alat saat beroprasi (Sivakumar, 2014). Masalah pengukuran impedansi sistem transmisi dibagi menjadi beberapa daerah cakupan pengamanan yaitu zone -1, zone -2, zone -3 (lihat Gambar 2.6) karena dalam skema perlindungan ukuran impedansi rele jarak hanya bergantung pada panjang garis penghantar yang terkena gangguan pada titik rele.

Gambar 2.7 merupakan prinsip kerja relai jarak yang bekerja dengan berdasarkan perhitungan besaran tegangan yang terdapat pada relai jarak kemudian dibagi dengan besaran arus yang terdapat pada gangguan yang terdeteksi oleh relai jarak. Hasil persamaan tersebut dapa ditemukan impedansi yang terdapat pada daerah gangguan kemudian hasil impedansi tersebut dibandingkan dengan pengaturan nilai nominal pada relai jarak (Semuel et al.

2013). Parameter kerja relai jarak apabila impedansi tersebut melebihi pengaturan nilai nominal relai jarak maka pemutus daya tidak akan bekerja, tetapi apabila impedansi kurang dari pengaturan nilai nominal relai jarak maka pemutus daya akan bekerja (Sanusi 2017).

Gambar 2.7. Prinsip kerja relai jarak (Mohajeri et al 2015).

Rele jarak mengukur tegangan pada titik rele dan arus gangguan yang terlihat dari rele, dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat ditentukan (David,2017). Rumus yang digunakan untuk menghitung impedansi adalah sebagai berikut:

...(2.6.) Ketentuan dari rumus diatas :

Zf = Impedansi gangguan (ohm) Vf = Tegangan gangguan (Volt) If = Arus gangguan (Ampere)

Rele jarak akan bekerja apabila nilai impedansi gangguan tidak lebih dari nilai impedansi yang ada pada setting rele jarak dan apabila nilai impedansi gangguan lebih besar dari nilai setting-nya rele tidak akan bekerja.

Gambar.2.8 Blok Diagram Relai Jarak

3. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak

Menurut jenis gangguan pada sistem tenaga listrik, terdiri dari gangguan hubung singkat tiga fasa, dua fasa, dua fasa ke tanah dan satu fasa ke tanah. Relai jarak sebagai pengaman utama harus dapat mendeteksi semua jenis gangguan dan kemudian memisahkan sistem yang terganggu dengan sistem yang tidak terganggu.

a. Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa

Pada saat terjadi gangguan tiga fasa yang simetris maka amplitudo tegangan fasa VR,VS,VT turun dan beda fasa tetap 120 derajat. Impedansi yang diukur relai jarak pada saat terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa adalah sebagai berikut :

Vrelai = VR Irelai = IR ZR = VR /IR

Dimana, ZR = impedansi terbaca oleh relai VR = Tegangan fasa ke netral IR = Arus fasa

b. Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa

Untuk mengukur impedansi pada saat terjadi gangguan hubung singkat dua fasa, tegangan yang masuk ke komparator relai adalah tegangan fasa yang terganggu, sedangkan arusnya adalah selisih (secara vektoris) arus-arus yang terganggu. Maka pengukuran impedansi untuk hubung singkat antara fasa S dan T adalah sebagai berikut : V relai = VS – VT

I relai = IS – IT Sehingga, ZR = = ( VS – VT ) / ( IS – IT )

Tabel 2.1. Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat dua fasa

Fasa yang

Terganggu Tegangan Arus

R-S VR-VS IR-IS

S-T VS-VT IS-IT

T-R VT-VR IR-IT

c. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah

Untuk mengukur impedansi pada saat hubung singkat satu fasa ke tanah, tegangan yang dimasukkan ke relai adalah tegangan yang terganggu, sedangkan arus fasa terganggu di tambah arus sisa dikali factor kompensasi. Misalnya terjadi gangguan hubung singkat satu fasa R ke tanah, maka pengukuran impedansi dilakukan dengan cara sebagai berikut :

Tegangan pada relai : Vrelai = VR Arus pada relai : Irelai = IR+K0.In Arus netral : In=IR+IS+IT

Kompensasi urutan nol : K0=1/3(Z0-Z1/Z1) Z1=VR/(IR+K0.In)

Tabel 2.2. Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah

Fasa yang

Terganggu Tegangan Arus

R-N VR IR+K0.In

S-N VS IS+K0.In

T-N VT IS+K0.In

Impedansi urutan nol akan timbul pada gangguan tanah. Adanya K0 adalah untuk mengkompensasi adanya impedansi urutan nol tersebut. Sehingga impedansi yang terukur menjadi benar.

4. Karakteristik Relai Jarak

Karakteristik relai jarak merupakan penerapan langsung dari prinsip dasar relai jarak, karakteristik ini biasa digambarkan didalam diagram R-X.

a. Karakteristik impedansi Ciri-ciri nya :

1) Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya ditengah-tengah, sehingga mempunyai sifat non directional. Untuk diaplikasikan sebagai pengaman SUTT perlu ditambahkan relai directional.

2) Mempunyai keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high resistance.

3) Karakteristik impedan sensitive oleh perubahan beban, terutama untuk SUTT yang panjang sehingga jangkauan lingkaran impedansi dekat dengan daerah beban.

Gambar 2.9. Karakteristik Impedansi

b. Karakteristik Mho Ciri-ciri :

1) Titik pusatnya bergeser sehingga mempunyai sifat directional.

2) Mempunyai keterbatasan untuk mengantisipasi gangguan tanah high resistance.

3) Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone-3 dengan karakteristik Mho lensa Geser

Gambar 2.10. Karakteristik Mho

Z1,Z2 partial Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser

Gambar 2.11. Karakteristik Mho

Z1,Z2 parsial Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser

c. Karakteristik Reaktance Ciri-ciri :

1) Karateristik reaktance mempunyai sifat non directional. Untuk aplikasi di SUTT perlu ditambah relai directional.

2) Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka relai reactance dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi.

Gambar 2.12. Karakteristik Reaktance Dengan Starting Mho

d. Karakteristik Quadrilateral Ciri-ciri :

1) Karateristik quadrilateral merupakan kombinasi dari 3 macam komponen yaitu : reactance, berarah dan resistif.

2) Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka karakteristik relai quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi.

3) Umumnya kecepatan relai lebih lambat dari jenis mho.

Gambar 2.13. Karakteristik Quadrilateral

34 BAB III

METODELOGI PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan cara metode experimen semu, Objek pada penelitian ini berkaitan dengan hal-hal yang terkait dengan masalah relai proteksi (rele jarak) pada sistem saluran transmisi 150 kV GI ULTG Panakkukang dengan mengumpulkan data secara primer dan sekunder.

Pengumpulan data primer dilakukan dengan cara mengambil data secara langsung sesuai dengan data yang ada di lapangan,dan pengumpulan data sekunder dilakukan dengan cara melakukan diskusi dan konsultasi terhadap karyawan di PT. PLN bagian pemeliharaan (HAR) transmisi dan pemeliharaan (HAR) proteksi, atau dengan cara studi literatur menggunakan rekapitulisasi pembukuan GI ULTG Panakkukang, jurnal terkait dengan judul, dan buku ,serta rekan mahasiswa yang paham mengenai relai proteksi saluran transmisi agar data yang didapatkan pada penelitian tersebut merupakan data kuantitatif dan kualitatif.

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu : 13 Juli 2020 – 14 Agustus 2020

Lokasi : PT. PLN (PERSERO) Unit Pelayanan Transmisi SULSELRABAR yaitu bertempat di Jln. Hertasning Blok B Makassar, Kec.

Panakkukang Kota Makassar, Sulawesi Selatan.

Gambar 3.1 Lokasi PT PLN Unit Pelayanan Transmisi SULSELRABAR

B. Alat dan Bahan 1. Alat

Pada penelitian ini, peneliti menggunakan alat:

a). Note Book ACER ES1-132-C4BM dengan spesifikasi:

Sistem Operasi : Windows 10 Pro

Prosesor Grafis : Intel® HD Graphics

Prosesor : Intel® Celeron® Processor N3350

Memori RAM : 2GB DDR3 L Memory

Memori Harddisk : 500GB HDD

b). Applikasi sofware schneider electric easergy studio V8.0.0 2. Bahan

Jurnal dan buku adalah bahan yang digunakan pada penelitian ini sebagaimana terlampir pada daftar pustaka.

C. Data Penelitian

Adapun data yang digunakan pada penilitian ini yaitu : 1. Gambar single line sistem transmisi GI ULTG Panakkukang.

Singgle line ini bertujuan untuk menjelaskan sistem transmisi gardu induk secara sederhana agar kita mudah memahami sistem transmisi pada gardu induk tersebut.

2. Rasio Potensio Transformer (PT) atau CVT (150000:110 V), Rasio Current Transformer (CT) (800:5 A), dan nilai arus serta nilai tegangan.

3. Kabel penghantar, sumber tenaga dan data parameter trafo.

4. Data setting relai atau penyetelan impedansi GI ULTG Panakkukang.

D. Langkah Penelitian

Pada gambar bagan alir berikut ini ditunjukkan secara garis besar tahapan- tahapan yang dilaksanakan pada penelitian ini:

Tidak

Gambar 3.2 Langkah penelitian

Star

Penelitian Pustaka Penelitian Lapangan Dokumentasi

Pengolahan Data

Hasil

Laporan

Finish Perhitungan Impedansi Saluran dan Impedansi Zona 1, 2 dan 3 Rele Jarak

E. Perlindungan Pada Zona Pengaman Rele Jarak a) Perlindungan Zona 1

Pada zona 1 relai distance bekerja hingga mencakup 80% dari panjang saluran yang diamankan, dan bekerja secara instantaneous ( = 0 s).

Zona 1 = 0,8 *

: Nilai impedansi saluran yang diamankan.

b) Perlindungan Zona 2

Pada zona 2 relai distance bekerja untuk melindungi 15-20% dari panjang saluran yang tidak diamankan oleh proteksi zona 1 sampai 50% pada saluran berikutnya yang bekerja dalam waktu yang lebih lambat dari waktu proteksi zona 1, yakni ( = 0,4 – 0,8 s ).

Rumus digunakan untuk menghitung zona 2 adalah sebagai berikut:

Zona 2 minimum : 1,2 *

Zona 2 Maksimum : 0,8 ( + 0,5 * )

: Nilai impedansi saluran yang diamankan.

c) Perlindungan Zona 3

Pada zona 3 relai distance bekerja untuk mem back up zona 1 dan zona 2 apabila gagal dalam bekerja, dan bekerja dalam waktu yang lebih lambat dari waktu proteksi zona 1 dan 2, yakni ( = 1,2 – 1,6 s ).

Rumus digunakan untuk menghitung zona 3 adalah sebagai berikut:

Zona 3 minimum : 1,2 * ( + ) Zona 3 Maksimum : 0,8 ( + ( 1,2 * ))

: Nilai impedansi saluran yang diamankan.

38 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Gardu Induk ULTG Panakkukang

Gambar 4.1 Kantor Unit Layanan Transmisi GI (ULTG) Panakkukang

PT.PLN (Persero) GI ULTG Panakkukang merupakan salah satu bagian dari PLN (Persero) yang bergerak dalam bidang Unit Pelaksana Transmisi (UPT) SULSELRABAR yang bergerak dalam bidang pemeliharaan dan pengoperasian peralatan yang ada di sistem saluran transmisi dan gardu induk.

Saluran transmisi yang menghubungkan GI Panakkukan ke GI Tello sejauh 4,2 Km merupakan sistem saluran transmisi tegangan 150 kV dengan sirkuit ganda dengan jumlah tower 12 tiang yang merupakan sistem saluran transmisi jarak pendek .

B. Data Penelitian

1. Singgle line GI Panakkukang

Gambar 4.2. Single Line GI Panakkukang

2. Singgle line sistem transmisi GI Panakkukang ke GI Tello

Gambar 4.3. Singgle line sistem transmisi GI Panakkukang ke GI Tello

3. Tabel 4.1 Rasio CT dan PT/CVT

ITEM BY LINE DATA RASIO

PRIMER SEKUNDER RATIO

LINE 1 800 5 160

LINE 2 800 5 160

PT/CVT LINE 1 150 0,11 1363,64

LINE 2 150 0,11 1363,64

Dari data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa data rasio Curren Transformator (CT) serta data Potential Transformator atau Capacitive Voltage Transformer (CVT) pada tabel diatas yang terpasang pada penghantar adalah:

Rasio CT = 800 : 5 A = 160 A Rasio CVT = 150000 : 110 V =1364 V Sehinnga didapatkan n Ratio = 160 : 1364 = 0,1173 >> 0,12

Maksud dari rasio CT 800 : 5 yaitu sekunder CT akan mengeluarkan arus 5 Ampere jika sisi primer dilalui arus 800 Ampere, dengan nilai konversi menjadi 160 Ampere dimana setiap arus yang terukur 160 A maka CT akan mengubahnya menjadi arus 1 A.

Maksud dari rasio CVT 150000 : 110 yaitu sekunder CVT akan mengeluarkan tegangan 110 Volt jika sisi primer dilalui tegangan 150000 Volt, dengan nilai konversi menjadi 1364 Volt dimana setiap tegangan yang terukur 1364 V maka CVT akan mengubahnya menjadi tegangan 1 V.

4. Tabel 4.2 Data kabel penghantar saluran transmisi GI Panakkukang ke GI Tello.

ITEM URAIAN SATUAN

Tipe Konduktor OHL-150kV-ACCC-1X -

Jenis Konduktor BRUSSELS 415 -

Luas Penampang 477,2 mm²

Diameter 25,14 Mm

Panjang Penghantar 4,2 Km

Impedansi 1,6061 Ohm

Kapasitas Arus 1515 A

DATA PENGHANTAR

R 0,3900 Ω

X 1,5580 Ω

Z 1,6061 Ω

DATA PENGHANTAR

R 0,58 Ω

X 2,39 Ω

Z 2,459 Ω

DATA PENGHANTAR

R 5,57 Ω

X 17,98 Ω

Z 18,823 Ω

5. Tabel 4.3 Data rele jarak yang digunakan pada saluran transmisi GI Panakkukang ke GI Tello.

NAMA ITEM URAIAN SATUAN

Merek MICOM -

Tipe P543 -

Arus Nominal 1 A

Tegangan Nominal 100 V

Tegangan DC 48-110 Vdc

Frekuensi 50 Hz

Karakteristik Mho -

6. Tabel 4.4 Data penyetelan impedansi rele jarak saluran transmisi GI Panakkukang ke GI Tello dan GI Tello ke GI Panakkukang.

Gardu Induk Zona 1 Zona 2 Zona 3 GI Panakkukang - GI Tello 0,151 Ω 0,271 Ω 1,853 Ω GI Tello - GI Panakkukang 0,154 Ω 0,23 Ω 0,46 Ω

C. Perhitungan Impedansi Saluran Transmisi GI Panakkukang - GI Tello dan GI Tello – GI Panakkukang.

Gambar 4.4. Skema saluran transmisi GI Panakkukang ke GI Tello

1) Impedansi saluran GI Panakkukang – GI Tello.

Untuk menghitung penyetelan impedansi pada distance relai terlebih dahulu kita menghitung impedansi sepanjang saluran GI Panakkukang – GI Tello.

Untuk menghitung impedansi saluran GI Panakkukang – GI Tello maka kita menggunakan rumus dari :

= √

KET = : Nilai impedansi saluran untuk zona 1

R1 : Resistansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello X1 : Reaktansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello Dari rumus diatas kita dapat menghitung impedansi saluran sebagai berikut:

= √ = √ = √

= 1,61 Ω

| |= 1,61 Ω ( Impedansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello).

= √

KET= : Nilai impedansi saluran untuk zona 2

R1 : Resistansi saluran transmisi GI Tello – GI Tallo lama X1 : Reaktansi saluran transmisi GI Tello – GI Tallo lama Dari rumus diatas kita dapat menghitung impedansi saluran sebagai berikut:

= √ = √

= √ = 2,459 Ω

| |= 2,459 Ω ( Impedansi saluran transmisi GI Tello – GI Tallo lama ).

= √

KET= : Nilai impedansi saluran untuk zona 3

R1 : Resistansi saluran transmisi GI Tello – GI Pangkep X1 : Reaktansi saluran transmisi GI Tello – GI Pangkep Dari rumus diatas kita dapat menghitung impedansi saluran sebagai berikut:

= √

= √ = √

= 18,823 Ω

| |= 18,823 Ω ( Impedansi saluran transmisi GI Tello – GI Pangkep ).

2) Impedansi saluran GI Tello – GI Panakkukang.

Untuk menghitung penyetelan impedansi pada distance relai terlebih dahulu kita menghitung impedansi sepanjang saluran GI Tello – GI Panakkukang.

Untuk menghitung impedansi saluran GI Tello– GI Panakkukang maka kita menggunakan rumus dari :

= √

KET= : Nilai impedansi saluran untuk zona 1

R1 : Resistansi saluran transmisi GI Tello– GI Panakkukang

X1 : Reaktansi saluran transmisi GI Tello –GI Panakkukang Dari rumus diatas kita dapat menghitung impedansi saluran sebagai berikut:

= √ = √ = √

= 1,61 Ω

| |= 1,61 Ω ( Impedansi saluran transmisi GI Tello – GI Panakkukang )

= √

KET= : Nilai impedansi saluran untuk zona 2

R1 : Resistansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello X1 : Reaktansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello

= √ = √ = √

= 1,61 Ω

| |= 1,61 Ω ( Impedansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello )

= √

KET= : Nilai impedansi saluran untuk zona 3

R1 : Resistansi saluran transmisi GI Panakkukang– GI Tello X1 : Reaktansi saluran transmisi GI Panakkukang –GI Tello Dari rumus diatas kita dapat menghitung impedansi saluran sebagai berikut:

= √ = √ = √

= 1,61

| |= 1,61 Ω ( Impedansi saluran transmisi GI Panakkukang – GI Tello ) D. Perhitungan Setting Relay Distance

Gambar 4.5. Waktu kerja relai tiap zona.

Gambar 4.6. Jangkauan perlindungan zona.

Gambar 4.7. Jangkauan perlindungan zona dan back up nya.

1) Setting distance GI Panakkukang – GI Tello a) Setting zona 1

Pada zona 1 relai distance bekerja hingga mencakup 80% dari panjang saluran yang diamankan, dan bekerja dengan waktu ( = ≈ 0,001 detik).

Zona 1 = 0,8 * = 0,8 * 1,61

=1,288 Ω (Impedansi primer) = ZIP * N1

= 1,288 * 0,117

= 0.151 Ω (Impedansi sekunder)

Dari hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa relai distance akan bekerja pada jika impedansi yang terukur lebih kecil dari 0.151 Ω, dan dengan jarak yang dapat dijangkau oleh relai yaitu 80%*4.2 km :

0.8 * 4.2 = 3.36 km (jarak yang dapat dijangkau oleh zona 1).

b) Setting zona 2

Pada zona 2 relai distance bekerja untuk melindungi 15-20% dari panjang saluran yang tidak diamankan oleh proteksi zona 1 sampai 50% pada saluran berikutnya. Artinya zona 2 bekerja sebagai back up zona 1 dan bekerja dalam waktu yang lebih lambat dari waktu proteksi zona 1, yakni ( = 0,4 – 0,8 detik ).

Rumus digunakan untuk menghitung zona 2 adalah sebagai berikut:

Zona 2 minimum : 1,2 *

Zona 2 Maksimum : 0,8 ( + 0,5 * ) Zona 2 minimum = 1,2 *

= 1,2 * 1,61

=1.932 Ω

Zona 2 Maksimum = 0,8 (1,61 + 0,5 * 2,459)

= 0,8 * 2,8395

= 2,2716 Ω

Dari kedua hasil perhitungan diatas, kita memilih impedansi zona 2 maksimum dengan nilai 2,2716 Ω. (Impedansi primer)

Berikut ini adalah rumus untuk menghitung impedansi zona 2:

= ZIP * N1

= 2,2716 * 0,117

= 0,26578 Ω (Impedansi sekunder)

Dari hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa relai distance akan bekerja pada jika impedansi yang terukur lebih kecil dari 0.26578 Ω. Dengan panjang jangkauan saluran proteksi zona 2 yaitu:

0,8 * ( 4,2 + ( 0,8 * 6,4 ) = 7,456 km ( jarak yang dapat dijangkau oleh zona 2 ).

c) Setting zona 3

Rumus digunakan untuk menghitung zona 3 adalah sebagai berikut:

Zona 3 minimum : 1,2 * ( + ) Zona 3 Maksimum : 0,8 ( + ( 1,2 * )) Zona 3 minimum = 1,2 * ( 1,61 + 18,823 )

=1,2 * 20,433

= 24,519 Ω

Zona 3 Maksimum = 0,8 ( 1,61 + ( 1,2 * 18,823 ))

= 0,8 * 24,1976

= 19,35808 Ω

Dari kedua hasil perhitungan diatas, kita memilih impedansi zona 3 minimum dengan nilai impedansi tertinggi 24,519 Ω. (Impedansi primer) Berikut ini adalah rumus untuk menghitung impedansi zona 3:

= ZIP * N1

= 24,519 * 0,117

= 2,868723 Ω (Impedansi sekunder)

Dari hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa relai distance akan bekerja pada jika impedansi yang terukur lebih kecil dari 2,868723 Ω, Dengan panjang jangkauan saluran proteksi zona 3 yaitu:

1,2 * ( 4,2 + 6,4 ) = 12,72 km ( jarak yang dapat dijangkau oleh zona 3 ).

2) Setting distance GI Tello – GI Panakkukang a) Setting zona 1

Pada zona 1 relai distance bekerja hingga mencakup 80% dari panjang saluran yang diamankan, dan bekerja dengan waktu ( = ≈ 0,001 detik).

Zona 1 = 0,8 * = 0,8 * 1,61

=1,288 Ω (Impedansi primer) = ZIP * N1

= 1,288 * 0,117

= 0.151 Ω (Impedansi sekunder)

Dari hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa relai distance akan bekerja jika impedansi yang terukur lebih kecil dari 0.151 Ω, dan dengan jarak yang dapat dijangkau oleh relai yaitu 80%*4.2 km :

0.8 * 4.2 = 3.36 km ( jarak yang dapat dijangkau oleh zona 1 ).

b) Setting zona 2

Pada zona 2 relai distance bekerja untuk melindungi 15-20% dari panjang saluran yang tidak diamankan oleh proteksi zona 1. Artinya zona 2 bekerja sebagai back up zona 1 dan bekerja dalam waktu yang lebih lambat dari waktu proteksi zona 1, yakni ( = 0,4 – 0,8 detik ).

Rumus digunakan untuk menghitung zona 2 adalah sebagai berikut:

Zona 2 minimum : 1,2 *

Zona 2 Maksimum : 0,8 ( + 0,5 * )

Zona 2 minimum = 1,2 *

= 1,2 * 1,61

=1.932 Ω

Zona 2 Maksimum = 0,8 (1,61 + 0,5 * 1,61)

= 0,8 * 2,415

= 1,932 Ω

Dari kedua hasil perhitungan diatas, kita memilih diantanya karena nilainya sama yakni 1,932 Ω. (Impedansi primer)

Berikut ini adalah rumus untuk menghitung impedansi zona 2:

= ZIP * N1

= 1,932 * 0,117

= 0,226044 Ω (Impedansi sekunder)

Dari hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa relai distance akan bekerja pada jika impedansi yang terukur lebih kecil dari 0.22604Ω.

c) Setting zona 3

Rumus digunakan untuk menghitung zona 3 adalah sebagai berikut:

Zona 3 minimum : 1,2 * ( + )

Zona 3 Maksimum : 0,8 ( + ( 1,2 * )) Zona 3 minimum = 1,2 * ( 1,61 + 1,61 )

=1,2 * 3,22

= 3,864 Ω

Zona 3 Maksimum = 0,8 ( 1,61 + ( 1,2 * 1,61 ))

= 0,8 * 3,542

= 2,8336 Ω

Dari kedua hasil perhitungan diatas, kita memilih impedansi zona 3 minimum dengan nilai impedansi tertinggi 3,864 Ω. (Impedansi primer) Berikut ini adalah rumus untuk menghitung impedansi zona 3:

= ZIP * N1

= 3,864 * 0,117

= 0,452088 Ω (Impedansi sekunder)

Dari hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa relai distance akan bekerja pada jika impedansi yang terukur lebih kecil dari 0,452088 Ω, E. Perbandingan Hasil Perhitungan Setelan Relai Distance Secara Teori Tabel 4.5. Hasil perhitungan setelan relai secara teori

Gardu Induk Zona 1 Zona 2 Zona 3 GI Panakkukang - GI Tello 0,151 Ω 0,26578 Ω 2,868723 Ω GI Tello - GI Panakkukang 0,151 Ω 0,226044 Ω 0,452088 Ω

Tabel 4.6. Setting relai distance pada GI Panakkukang dan GI Tello Gardu Induk Zona 1 Zona 2 Zona 3 GI Panakkukang - GI Tello 0,151 Ω 0,271 Ω 1,853 Ω GI Tello - GI Panakkukang 0,154 Ω 0,23 Ω 0,46 Ω

Dari tabel 4.5 dapat kita lihat hasil perhitungan untuk settingan zona proteksi dari GI Panakkukang – GI Tello untuk zona 1 dengan menggunakan waktu ≈ 0,001 detik didapatkan 0,151 Ω sesuai dengan settingan yang ada pada relai distance, dan untuk zona 2 pada perhitungan didapatkan nilai impedansi sebesar 0,26578 Ω yang jika dibulatkan hingga menjadi 0,27 Ω juga masih sesuai dengan settingan relai distance dengan waktu kerja 0,4 s sampai 0,8 s disesuaikan kebutuhannya, sedangkan untuk zona 3 yang bekerja pada waktu 1,2 s – 1,6 s didapatkan hasil perhitungan 2,8 Ω, dimana memiliki selisih 1 Ω dari settingan distance relai yakni 1,8 Ω.

Sedangkan pada hasil perhitungan pada GI Tello – GI Panakkukang untuk zona 1 hasilnya sama dengan settingan relai distance yakni 0,15 Ω, dan untuk hasil perhitungan zona 2 dengan settingan relai distance juga sama yakni 0,2 Ω, serta pada perhitungan relai distance zona 3 juga masih sama dengan hasil perhitungan yakni 0,4 Ω.

Dalam dokumen UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR (Halaman 43-53)