ANALISIS KINERJA RELE TEGANGAN LEBIH PADA GENERATOR 27MW UNIT 2 DI PLTA WLINGI
Izzul Bahrul Hisam Universitas Negeri Malang
e-mail : [email protected]
Abstrak : Generator memiliki peranan penting untuk menghasilkan sumber energi listrik. Sehingga trip-nya pemutus generator sangat tidak dikehendaki karena dapat mengganggu sistem yang ada. Oleh karena itu, untuk menjaga keandalan dari kerja generator, dibutuhkan peralatan-peralatan proteksi untuk mencegah kerusakan pada generator. Salah satunya yaitu rele tegangan lebih.
Seiring dengan bertambahnya usia dari rele tegangan lebih, terdapat kemungkinan semakin menurun kinerja dari rele tersebut. Oleh karena itu, diperlukan analisis mengenai kinerja dari rele tegangan lebih untuk mengetahui rele tersebut dalam kondisi baik atau tidak. Metode yang digunakan untuk mengetahui kinerja dari rele tegangan lebih yaitu penginjeksian tegangan pada rele tersebut. Hasilnya, rele bekerja selama 2.36 detik ketika tegangan injeksinya 115% dari tegangan PU, 1.82 detik ketika tegangan injeksinya 120% dari tegangan PU, dan 0.77 detik ketika tegangan injeksinya 150% dari tegangan PU. Oleh karenanya rele tegangan lebih pada generator unit 2 PLTA Wlingi masih dalam kondisi baik sesuai standar yang berlaku.
Kata Kunci:rele tegangan lebih, generator, PLTA
Abstract : Generators play an important role in generating electrical energy. So that the trip of the generator breaker is very undesirable because it can disrupt the existing system. Therefore, to maintain the reliability of the generator's work, protection equipment is needed to prevent damage to the generator. One of them is an overvoltage relay. As the age of the overvoltage relay increases, there is a possibility of decreasing the performance of the relay. Therefore, it is necessary to analyze the performance of the overvoltage relay to determine whether the relay is in good condition or not. The method used to determine the performance of the overvoltage relay is voltage injection on the relay. As a result, the relay works for 2.36 seconds when the injection voltage is 115% of the PU voltage, 1.82 seconds when the injection voltage is 120% of the PU voltage, and 0.77 seconds when the injection voltage is 150% of the PU voltage. Therefore, the overvoltage relay on the generator unit 2 of PLTA Wlingi is still in good condition according to applicable standards.
Keywords:overvoltage relay, generator, PLTA
PENDAHULUAN
Generator merupakan komponen vital pada sistem pembangkitan. Sebagai salah satu komponen vital pada sistem tenaga, generator memiliki peranan penting untuk menghasilkan sumber energi listrik. Sehingga trip-nya pemutus generator sangat tidak dikehendaki karena dapat mengganggu sistem yang ada, terutama generator yang berdaya besar. Oleh karena itu, untuk menjaga keandalan dari kerja generator, dibutuhkan peralatan-peralatan proteksi untuk mencegah kerusakan pada generator. Salah satunya yaitu rele tegangan lebih(over voltage relay).
Rele tegangan lebih adalah rele proteksi yang mendeteksi adanya tegangan yang melebihi tegangan nominal di PT(potential transformer) (Putri, 2022).
Tegangan lebih biasanya disebabkan oleh pelepasan beban secara mendadak atau kegagalan dari AVR(automatic voltage regulator) (IEEE Std C37.102™-2006).
Seiring dengan bertambahnya usia dari rele tegangan lebih, terdapat kemungkinan semakin menurun kinerja dari rele tersebut. Oleh karena itu, penulis akan melakukan analisis mengenai kinerja dari rele tegangan lebih untuk mengetahui rele tersebut dalam kondisi baik atau tidak.
Menurut Putri dan Hikmat (2022), Overvoltage merupakan kenaikan nilai tegangan AC melebihi 110% dengan waktu gangguan diatas 1 menit (long duration). Penyebab dari overvoltage disebabkan oleh sistem terlalu lemah terhadap sistem jaringan yang lebih dan regulasi tegangan. Tegangan lebih pada generator dapat terjadi akibat mesin putaran lebih (overspeed) pada prime mover, kerusakan pada pengatur tegangan otomatis (AVR), dan pelepasan beban secara mendadak. Adapun besar persentase regulasi tegangan maksimum yang diizinkan menurut IEEE Std C37.102-2006 adalah 205% dari tegangan nominal pada saat beban dan frekuensi berjalan. Sehingga hal ini akan menentukan se ing rele yang dipakai, apabila tipe rele instantaneous yaitu 130% sampai 150%
tegangan terminal generator atau tegangan yang ada pada Potential Transformator sedangkan untuk inverstime yaitu sekitar 110% dari tegangan terminal.
METODE
Metode yang digunakan untuk mengetahui kinerja dari rele tegangan lebih yaitu penginjeksian tegangan pada rele tersebut. Sementara itu, untuk mengetahui data penginjeksian dan data-data lainnya digunakan beberapa metode yaitu wawancara, observasi, dan studi kepustakaan. Sumber data utama pada penelitian ini yaitu para teknisi yang ada di PLTA Wlingi, Kabupaten Blitar.
Adapun tahapan analisis data pada penelitian ini antara lain, pengumpulan data, validasi data, memahami data, menganalisis data dan membuat kesimpulan.
Sedangkan pengecekan keabsahan data dilakukan wawancara dengan para
HASIL & PEMBAHASAN
Tabel 1.Hasil Pengukuran Tegangan Kerja Over Voltage Relay Tegangan
se ing
Tegangan (VAC)
Tegangan reset (VAC)
Waktu kerja (detik)
Control (DC)
Terminal tegangan
Terminal kontak
PU 132.00 129 20.100 1 - 2 P1 - P2 3 - 4
Sumber PLTA Wlingi
Tabel 2.Hasil Pengujian Over Voltage Relay
Teganga nse ing
Teganga n (VAC)
Waktu kerja (detik)
Control (DC)
Terminal tegangan
Terminal kontak
Keterang an (115%×P
U) 151.80 2.360
1 - 2 P1 - P2 3 - 4 Relay baik (120%×P
U) 158.40 1.820
(150%×P
U) 198.00 0.770
Sumber PLTA Wlingi
Over voltage relay di PLTA Wlingi memiliki karakteristik inverse time. Oleh karena itu, berdasarkan standar IEEE C37.102™-2006, penyetingan over voltage relay diatur sekitar 110% dari tegangan terminal. Maka,
(1) 𝑉𝑠𝑒𝑡 = 110% 𝑥 𝑉𝑛𝑜𝑚
𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝑃𝑇 = 110% 𝑥 11000 𝑉
11000/110𝑉 = 121 𝑉 Dimana,
Vset = Tegangan se ing over voltage relay Vnom = Tegangan nominal generator
Maka se ing-an over voltage relay harus diatur di 121V. Namun, karena tidak terdapat se ing-an 121V di over voltage relay, maka dialihkan ke se ing-an
yang terdekat yakni 130V. Sedangkan time delay-nya diatur 2 detik sesuai kebutuhan dari perusahaan.
Untuk mengetahui besar tegangan terminal generator yang sebenarnya pada saat mencapai nilai se ing yaitu mengalikan tegangan se ing relay yang terbaca dengan rasio PT yang digunakan. Maka,
(2) 𝑉 = 𝑉𝑠𝑒𝑡 × 𝑃𝑇 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜 = 130 × 11000110 = 13000 𝑉
Jadi tegangan terminal generator yang sebenarnya pada saat mencapai nilai se ing sebesar 13000V.
Selanjutnya yaitu mengukur tegangan kerja (PU). Tegangan PU yang terukur yaitu 132V. Kemudian over voltage relay mati ketika tegangan turun ke 129V selama 20.1 detik. Lalu tegangannya dinaikkan mulai dari 115%×PU, 120%×PU, dan 150%×PU sesuai tabel di atas. Hasilnya, over voltage relay bekerja selama 2.36 detik, 1.82 detik dan 0.77 detik mulai dari mendeteksi tegangan lebih lalu mengirimkan sinyal ke pemutus hingga trip. Namun, waktu kerja relay ketika tegangan se ing 115%×PU tidak sesuai dengan se ing time delay. Oleh karena itu, digunakan standar IEEE C37.102™-2006 untuk mengetahui apakah waktu tersebut masih dalam batas wajar atau tidak, yang digambarkan dalam kurva berikut.
Gambar 1.Kurva Karakteristik V/Hz
Sumber IEC 60255-127-2010
Berdasarkan kurva di atas, batas dari tegangan 115%×PU adalah 0.5 menit (30 detik). Sedangkan hasil pengujian over voltage relay selama 2.36 detik. Oleh karena itu, kondisi over voltage relay di PLTA Wlingi masih dalam keadaan baik.
Jika dibandingkan dengan hasil pengujian over voltage relay pada tahun 1982,
dibandingkan pada tahun-tahun tersebut. Hal ini tidak dapat dipungkiri bahwa semakin bertambahnya umur dari suatu peralatan kelistrikan, termasuk rele proteksi, maka terdapat kemungkinan menurunnya kinerja dari rele tersebut.
Selain itu, faktor alat penguji juga dapat memengaruhi hasil pengujian.
Jika dilihat dengan saksama, semakin bertambahnya tegangan se ing pada over voltage relay, waktu kerja dari rele tersebut semakin singkat. Karena rele tegangan lebih di PLTA Wlingi memiliki karakteristik unit waktu inverse, sesuai dengan standard dependent time characteristics IEC 60255-127-2010 yang disajikan dalam bentuk kurva sebagai berikut.
Gambar 2. Kurva Karakteristik waktu dependen over voltage relay
Sumber IEC 60255-127-2010
Berdasarkan kurva di atas, semakin tinggi tegangan yang dideteksi oleh over voltage relay, maka waktu kerjanya semakin cepat. Sementara itu, kisaran efektif waktu kerja over voltage relay berada di antara 1,2×Gs (tegangan se ing) dan Gd (ditentukan oleh pabrikan).
SIMPULAN
Berdasarkan pembahasan yang telah disajikan, dapat disimpulkan bahwa Pengujian rele tegangan lebih dilakukan dengan tiga tegangan se ing yang berbeda, yakni 115%, 120%, dan 150% dari tegangan PU. Hasilnya, over voltage relay bekerja selama 2.36 detik, 1.82 detik dan 0.77 detik. Hal ini sudah sesuai dengan standar IEEE C37.102-1006.
DAFTAR RUJUKAN
Putri, T. A., & Hikmat, Y. P. (2022, August). Pengaruh Kenaikan Tegangan Pada Penyulang Generator Unit 4 PLTP Kamojang Akibat Pelepasan Beban Menggunakan Software ETAP 12.6. 0. In Prosiding Industrial Research Workshop and National Seminar (Vol. 13, No. 01, pp. 346-352).
