proteksi sistem tenaga listrik 130416131835 phpapp01
DESCRIPTION
ProteksiTRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
Listrik memiliki peran vital dan strategis, ketersediannya harus memnuhi aspek andal, aman dan akrab lingkungan. Keandalan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem dan konstruksi instalasi listrik yang memenuhi ketentuan dan persyaratan yang berlaku. Keamanan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem pengaman (protection system) yang baik, benar, andal atau tepat sesuai dengan kebutuhan sistem yang ada. Pengertian/ definisi :
Proteksi : perlindungan/ pengaman. Sistem tenaga listrik : suatu sistem yang terdiri dari dari beberapa sub sistem, yaitu : pembangkitan (pembangkit tenaga listrik), penyaluran (transmisi), pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan. Proteksi sistem tenaga listrik : perlindungan/ pengaman pembangkitan (pembangkit tenaga listrik), penyaluran (transmisi), pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan.
1
1.1. LATAR BELAKANG DAN PENGERTIAN UMUM/DEFINISI
Dua fungsi utama proteksi, adalah : Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya pada bagian sistem yang diamankannya. Melepaskan bagian sistem yang terganggu, sehingga bagian sistem lainnya yang tidak mengalami gangguan dapat terus beroperasi.
Contoh komponen (alat) proteksi yang paling sederhana, adalah Pengaman Lebur (Fuse). Jika dalam memilih Fuse, tepat sesuai kebutuhan, maka kedua fungsi tersebut di atas dapat dipenuhi. Untuk pengaman sistem yang lebih kompleks, diperlukan komponen (alat) pengaman yang lebih lengkap (terdiri dari berbagai jenis alat pengaman), misalnya :
Relay pengaman, berfungsi sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya gangguan. Pemutus Tenaga (PMT), berfungsi untuk pemutus arus dalam rangkaian listrik, untuk melepas bagian sistem yang terganggu. Trafo arus dan/ atau trafo tegangan, berfungsi untuk meneruskan arus dan/ atau tegangan pada sirkit tenaga (sirkit primer) ke sirkit rele (sirkit sekunder). Battery (Accu), berfungsi sebagai sumber tenaga untuk men-trip PMT atau catu daya untuk rele (static relay) dan rele bantu. 2
1.1. LATAR BELAKANG DAN PENGERTIAN UMUM/DEFINISI
Sistem tenaga listrik terdiri dari seksi-seksi (sub sistem), yang satu dengan yang lainnya dapat dihubungkan dan diputuskan dengan menggunakan alat pemutus tenaga (PMT). Masing-masing seksi (sub sistem) diamankan ole rele pengaman dan setiap rele mempunyai kasawan pengamanan, yang berupa bagian dari sistem. Jika terjadi gangguan di dalamnnya, rele akan mendeteksi dan dengan bantuan PMT melepaskan seksi yang terganggu dari bagian sistem lainnya. Gambar kawasan pengamanan (zone of protection) :
3
Lanjutan 1.3.
Differential Relay, berfungsi sebagai pengaman utama Generator pada pembangkit tenaga listrik, dan lain-lain. Distance Relay, berfungsi sebagai pengaman utama pada penyaluran (transmisi), dan lain-lain. Differential Relay, berfungsi sebagai pengaman utama Trafo, dan lain- lain. Over Current Relay Trafo sisi 150 KV, sebagai pengaman cadangan lokal Trafo pengaman cadangan jauh Bus B. Over Current Relay dan Ground Fault Relay Trafo sisi 20 KV pengaman utama Bus B1 pengaman cadangan jauh saluran BC. Over Current Relay dan Ground Fault Relay pengaman utama saluran BC pengaman cadangan jauh saluran CD. Over Current Relay dan Ground Fault Relay di C pengaman utama saluran CD pengaman jauh seksi berikutnya.
4
1.4. PENGAMAN UTAMA DAN PENGAMAN CADANGAN
Pada saat sistem tenaga listrik beroperasi dan mengalami gangguan, ada kemungkinan komponen (alat) proteksi gagal bekerja. Untuk mengantisipasi timbulnya kemungkinan tersebut, disamping sistem tenaga listrik harus dipasang pengaman utama, maka juga dilengkapi pengaman cadangan. Pengaman cadangan diharapkan akan bekerja, apabila pengaman utama gagal bekerja. Oleh karenanya pengaman cadangan selalu disertai dengan waktu tunda (time delay), untuk memberi kesempatan pada pengaman utama bekerja lebih dahulu. Jenis pengaman cadangan :
Pengaman cadangan lokal (local back up). Pengaman cadangan jauh (remote back up).
Letak (penempatan) : Pengaman cadangan lokal terletak di tempat yang sama
dengan pengaman utamanya. Pengaman cadangan jauh terletak di seksi sebelah hulunya.
5
1.5. KRITERIA SISTEM PROTEKSI Kepekaan (sensitivity) :
Peralatan proteksi (rele) harus cukup peka dan mampu mendeteksi gangguan di kawasan pengamannya.
Meskipun gangguan yang terjadi hanya memberikan rangsangan yang sangat minim, peralatan pengaman (rele) harus mampu mendeteksi secara baik.
Keandalan (reliability) : Dependability :
• Peralatan proteksi (rele) harus memiliki tingkat kepastian bekerja (dependability) yang tinggi.• Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki keandalan tinggi
(dapat mendeteksi dan melepaskan bagian yang terganggu), tidak boleh gagal bekerja.
Security :• Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki tingkat kepastian
untuk tidak salah kerja atau tingkat security (keamanannya) harus tinggi.• Yang dimasksud salah kerja adalah kerja yang semestinya tidak
kerja, misal : karena lokasi gangguan di luar kawasan pengamannya atau sama sekali tidak ada gangguan.• Salah kerja bisa mengakibatkan terjadinya pemadaman, yang
semestinya tidak perlu terjadi.6
Lanjutan 1.5.
Selektifitas (selectivity) :Peralatan proteksi (pengaman) harus cukup selektif dalam
mengamankan sistem.Dapat memisahkan bagian sistem yang terganggu sekecil
mungkin, yaitu hanya sub sistem yang terganggu saja yang memang menjadi kawasan pengaman utamanya.Rele harus mampu membedakan, apakah gangguan terletak di
kawasan pengaman utamanya, dimana rele harus bekerja cepat, atau terletak di sub sistem berikutnya, dimana rele harus bekerja dengan waktu tunda atau tidak bekerja sama sekali.
Kecepatan (speed) :Peralatan proteksi (pengaman) harus mampu memisahkan sub
sistem yang mengalami gangguan secepat mungkin.Untuk menciptakan selektifitas yang baik, ada kemungkinan suatu
pengaman terpaksa diberi waktu tunda (time delay), tetapi waktu tunda tersebut harus secepat mungkin.Dengan tingkat kecepatan yang baik, maka terjadinya kerusakan/ kerugian,
dapat diperkecil.
7
BAB II
PENGAMAN GENERATOR
1- 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1-51G, backup ground time overcurrent relay
3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1 -51G, backup ground time overcurrent relay
1 - 87, differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk
pengendalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk
pengaman kehilangan medan
GENERATOR KECIL (sistem isolated)
GENERATOR SEDANG (sistem isolated/ paralel)
Daya: 500 s/d 1000 kVA tegangan 600 volt (maksimum)
Daya: 500 s/d 12 500 kVA tegangan 600 volt (maksimum)
2.1. SKEMA GENERATOR
8
3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1 - 51G, backup ground time overcurrent relay
1 - 87, differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk
peng endalian protection
1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan
1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced
Lanjutan 2.1.
9
3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1 -51G, backup ground time overcurrent relay
1 - 87, differential relay 1 – 87G, ground differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk
peng endalian protection
1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan
1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced.
1 – 49, temp relay untuk monitor belitan temp stator
1 – 64F, generator field relay, hanya untuk mesin yg mempunyai medan supply slip rings
1 – 60, voltage balance relay
Lanjutan 2.1.
10
BUS GEN.
OCR
CTCB
GEN.
MCCB
Relai ini mengamankan generator dari beban lebih atau gangguan hubung singkat.
Beban
PENGAMAN : OCR (51) -- untuk generator sedang dan besar MCCB - - untuk generator kecil
2.2. PENGAMAN HUBUNG SINGKAT
11
PENYEBAB: Generator mengalami beban lebih AVR generator mengalami kerusakan
BUS GEN.
UVR
PT
CB
GEN.
Beban
AKIBAT: Dapat merusak belitan rotor
Gangguan hubung singkat di sistem
PENGAMAN : UNDER VOLTAGE RELAY (27)
2.3. PENGAMAN TEGANGAN KURANG
12
Generator mengalami kapasitif. AVR generator mengalami kerusakan bila berlanjut, merusak instalasi alat bantu di generator bisa rusak.
PENGAMAN :
BUS GEN.
OVR
PT
CB
GEN.
DEVICE NUMBER OVER VOLTAGE RELAY : 59
Beban
PENYEBAB:Lepas nya beban (Ppemb > P beban)
AKIBAT:
Frekwensi naik > 50 Hz.
2.4. PENGAMAN TEGANGAN LEBIH (OVER LOAD)
13
BUS GEN.
OCR
CT
CB
GEN.Rn
TRF Beban
PENYEBAB:Terjadi kebocoran isolasi di stator, sehingga terjadi gangguan hubungSingkat fasa ketanah antara stator dan tanah
AKIBAT:Kerusakan pada belitan stator
PENGAMAN:PENGAMAN ARUS LEBIH (51N)
51N
2.5. PENGAMAN STATOR KE TANAH
14
BUS GEN.
GEN.
CT
PT
SISTEM
PENYEBAB: PRIME-MOVER DARI SALAH SATU GENERATOR RUSAK , MENGAKIBATKAN GENERATOR TIDAK BERPUTAR.
AKIBAT:ADA PASOKAN LISTRIK DARI GENERATOR LAIN ATAU SISTEM SEHINGGA GENERATOR MENJADI MOTOR.
PENGAMAN -- REVERSE POWER (32)
32
40
2.6. PENGAMAN DAYA (BALIK) PENGGERAK MULA
15
PENYEBAB: Hilangnya eksitasi AKIBAT:
Daya reaktif balik dari sistem masuk ke generator, atau generator menyerap var sistem
Memanaskan ujung belitan generator
BUS GEN.
GEN.
CT
PT
SISTEM
32
40
PENGAMAN -- LOSS OF EXCITATION (40)
2.7. PENGAMAN HILANG MEDAN (LOSS OF EXCITATION)
16
pembebanan melebihi kapasitas generator kerusakan sistem pendingin
belitan generator bisa panas bisa merusak konduktor stator dan isolasi antara belitan ke inti
AKIBAT:
GEN.
RTD
CB
PENGAMAN -- PENGAMAN TEMPERATUR (26)
PENYEBAB:
26
2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR
17
CB
BUS GEN.
SPEED SENSOR
GEN.
gangguan pada sistem sehingga lepas beban governor tidak mampu kembalikan put. normal
bisa terjadi vibrasi balancing pada put. tertentu bisa rusakkan bearing dan shaft frekwensi naik
TRANSDUCER
MESIN.
PENYEBAB:
AKIBAT: over speed
PENGAMAN : UNDER SPEED (81 – U) OVER SPEED (81- O)
2.9. PENGAMAN OVER SPEED
18
GANGGUAN PADA BELITAN GENERATOR
KERUSAKAN ISOLASI BELITAN GENERATOR PENGAMAN: DIFFRENTIAL RELAY (87 G).
GEN.CB
DIFERENSIALGENERATOR
SET
PENYEBAB:
AKIBAT:
2.10. PENGAMAN DIFFERENSIAL GENERATOR
19
Arus beban melebihi nominal dan bertahan lama
BUS GEN.
OLR
CTCB
GEN.
DEVICE NUMBER OVER LOAD RELAY : 49
PENYEBAB:
BEBAN
AKIBAT: Memanaskan belitan generator. merusak konduktor dan isolasi belitan PENGAMAN :
2.11. PENGAMAN BEBEAN LEBIH (OVER LOAD RELAY)
20
KETIDAK SEIMBANGAN ARUS FASA BEBAN
GEN.CB
NEG.SEQFILTER
OCR
NEGATIVE SEQUENCE RELAY ( 46)
PENYEBAB:
AKIBAT: MEMANAS KAN ROTOR GENERATOR BILA BERTAHAN LAMA
PENGAMAN :
2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR
21
BAB III
PENGAMAN TRANSFORMATOR
TENAGA
Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam gangguan, diantaranya dengan peralatan proteksi (sesuai SPLN 52-1:1983)Bagian Satu, C) : Relai Buchollz Relai Jansen Relai tangki tanah Relai suhu Relai diffrential Relai beban lebih Relai gangguan tanah terbatas Rele arus hubung tanah
3.1. JENIS PENGAMAN
22
1
2
Mengerjakan alarm (Bucholz 1st) pada kontak bagian atas 1. Mengerjakan perintah trip ke PMT pada kontak bagian bawah 2.
Relai buchholz dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun dari
OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah di kedua pipa tersebut dipasang relai bucholz. Gunanya: untuk mengamankan trafo dari gangguan internal trafo yang menimbulkan
gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung singkat di dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo.
Cara kerja: yaitu gas yang timbul di dalam trafo akan mengalir melalui pipa dan
besarnya tekanan gas ini akan mengerjakan relai dalam 2 tahap yaitu:
KE CONSERVATOR
TANGKI TRAFO
PELAMPUNG
KRAN
TUAS ALARM
TUAS TRIPALARM
TRIP
3.2. RELAY BUCHHOLZ
23
Analisa gas yang terkumpul di dalam relai Bucholz
H2 dan C2H2 menunjukkan adanya busur api pada minyak antara
bagian-bagian konstruksi.
H2, C2H2 dan CH4 menunjukkan adanya busur api sehingga isolasi phenol
terurai, misalnya terjadi gangguan pada sadapan.
H2, C2H4 dan C2H2 menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti.
H2, C2H, CO2 dan C3H4 menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti.
Lanjutan 3.2.
24
Relai Jansen adalah relai untuk mengamankan transformator dari gangguan di dalam tap changer yang menimbulkan gas. Dipasang pada pipa yang menuju conservator. Cara Kerja Sama seperti relai bucholz tetapi hanya mempunyai satu kontak untuk tripping.
3.3. RELAY JANSEN
25
Relai Sudden Pressure. Relai Pressure untuk tangki utama Trafo bekerja apabila di dalam tangki Trafo terjadi kenaikan tekanan udara akibat terjadinya gangguan di dalam Trafo. Tipe Membran
Plat tipis yang didisain sedemikian rupa yang akan pecah bila menerima tekanan melebihi disainnya. Membran ini hanya sekali pakai sehingga bila pecah harus diganti baru.
Pressure Relief ValveSuatu katup yang ditekan oleh sebuah pegas
yang didisain sedemikian rupa sehingga apabila terjadi tekanan di dalam transformator melebihi tekanan pegas maka akan membuka dan membuang tekanan keluar bersama-sama sebagian minyak.
Katup akan menutup kembali apabila tekanan di dalam transformator turun atau lebih kecil dari tekanan pegas.
Indikator trip
Reset Mekanis
3.4. RELAY SUDDEN PRESSURE
26
Urutan kerja relai suhu kumparan / winding ini dibagi 2 tahap: Mengerjakan alarm (Winding Temperature Alarm) Mengerjakan perintah trip ke PMT (Winding Temperature Trip)
Relai HV/LV Winding Temperature bekerja apabila Suhu kumparan Trafo melebihi seting
dari pada relai HV/LV Winding, besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar Trafo.
Relai HV/LV Oil Temperature bekerja apabila suhu minyak Trafo melebihi seting dari pada relai HV/LV oil. Besarnya kenaikan suhu adalah sebanding
dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar Trafo.
Urutan kerja relai suhu minyak / oil ini dibagi 2 tahap: Mengerjakan alarm (Oil Temperature Alarm). Mengerjakan perintah trip ke PMT (Oil Temperature Trip).
3.5. RELAY HV/ LV WINDING TEMPERATURE
27
3.6. PENGAMAN PANJAT TRAFO
28
indikator
Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman transformator. Diharapkan Relai ini mempunyai sifat komplementer dengan Relai beban lebih. Relai ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi bagian instalasi lainnya.
3.7. RELAY ARUS LEBIH (OVER CURRENT RELAY)
29
Berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan.
F51G
Relai 51 G yang terpasang, mendeteksi arus gangguan dari tangki trafoketanah, kalau terjadi kebocoran isolasi dari belitan tarafo ke tangki, arusyang mengalir ke tanah akan dideteksi relai arus lebih melalui CT. Relai akan mentripkan PMT di kedua sisi (TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali kesistem melalui pembumian trafo.
3.8. RELAY TANGKI TANAH
30
Y
87N 87N
Relai gangguan tanah terbatas atau Restricted Earth Fault (REF) untuk mengamankan transformator bila ada gangguan satu satu fasa ke tanah di dekat titik netral transformator yang tidak dirasakan oleh rele differensial.
3.9. RESTRICTED EARTH FAULT (REF)
31
PRINSIPNYA :membandingkan arus yang masukke peralatan dengan arus yangkeluar dari peralatan tersebut
PERALATANIIN IOUT
Fungsi:untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung
singkat yang terjadi didalam daerah pengaman transformator.
Cara Kerja:Membandingkan antara arus yang masuk dengan arus yang keluar
3.10. PENGAMAN DIFFERENSIAL
32
DIFFERENSIAL SEBAGAI PENGAMAN TRAFO (lanjutan)
DOT POLARITY
IP
iP
IS
iS
DALAM KEADAAN NORMAL ARAH IP DAN IS SEPERTI PADA GAMBAR
TRAFO TENAGA
DIFF. RY
CTP CTS
BEBAN
DISISI SEKUNDER MASING-MASING CT, ARUS KELUAR DARI TERMINAL DOT, SEHINGGA ARAH ARUSNYA : KARENA IP SAMA BESAR IS TAPI ARAH BERLAWANAN MAKA DIFFERENSIAL RELAI TIDAK DILALIRI ARUS
Lanjutan 3.10.
33
DIFFERENSIAL SEBAGAI PENGAMAN TRAFO (lanjutan)
DOT POLARITY
IP
iP DALAM KEADAAN GANGGUAN
TRAFO TENAGA
DIFF. RY
CTP CTS
BEBAN
ARAH IP SEPERTI PADAGAMBAR DAN HANYA IP
DISISI SEKUNDER CTP, ARUS iP KELUAR DARI TERMINAL DOT, DAN MENGERJAKAN DIFF RY PERHATIKAN :TERMINAL SEKUNDER CTP DAN CTS TERHUBUNG
KE DIFF. RY DI FASA YANG BERLAWANANATAU BEDA SUDUT 180o
Lanjutan 3.10.
34
OCR & EF
Meter
EF
REF
OCR & EF
OCR & EF
Meter
OCR & EF : Over Current Relay & Earth Fault
DIFF : Diffrencial RelayREF : Restricted Earth FaultMeter : Alat Ukur Amper, kWh, kVarh, MW, MVar dll.
KETERANGAN :
PMT 150kV
PMS BUS 2
BUS I 150 kV
CT1000/5-5-5A
BUS 20 kV
TRAFO 20 MVA
150 / 20 kVZ = 12,4 5
PMT 20kV
PENYULANG 20 kV
CT
PT
20kV/110V V3 V3
PMT 20kV
Meter
NGR 40 ohm300A/12 kV10 Sec
CT200/5-5-5A
CT300/5A
CT1000/5
DIFFRENSIAL
Trip
Trip
Trip
PMS BUS 1
BUS 2 150 kV
3.11. BAGAN SATU GARIS PENGAMAN TRANSFORMATOR
35
BAB IV
CURRENT TRANSFORMER &
POTENTIAL TRANSFORMER
PERALATAN PENGUKURAN LISTRIK kWh meter : untuk mengukur pemakaian energi listrik kVAr meter : untuk mengukur pemakaian daya reaktif Ampere meter : untuk mengukur arus Volt meter : untuk mengukur tegangan Watt meter : untuk mengukur pemakaian daya aktif Cos meter : untuk mengukur power factor
PERALATAN PROTEKSI Over Current Relay Ground Fault Relay Differential Relay Distance Relay
Adalah trafo yang mana dipergunakan bersama dengan peralatanlain seperti: relai proteksi, alat ukur atau rangkaian kontrol, yangdihubungkan ke arus bolak balikTrafo instrumen: current transformers dan voltage transformers.
4.1. TRAFO INSTRUMEN (INTRUMENT TRANSFORMER)
36
DEMI KEAMANAN & KETELITIAN, TRAFO ARUS UNTUK :
• HARUS PUNYA KETELITIAN TINGGI PADA DAERAH ARUS PENGUKURAN BEBAN NOMINAL • HARUS JENUH PADA ARUS GANGGUAN YANG BESAR, UNTUK KEAMANAN ALAT UKUR
PENGUKURAN
• HARUS PUNYA KETELITIAN / ERROR KECIL PADA DAERAH ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT BESAR• TIDAK JENUH PADA ARUS GANGGUAN YANG BESAR, UNTUK KEANDALAN ALAT PROTEKSI
PROTEKSI
4.2. TRAFO ARUS
37
P1/K P2/LIP
AS2/lS1/k
IS
RANGKAIAN EKIVALEN CT
P1/K masuknya arus primer & P2/L keluaran arus primer S1/k masuknya arus sekunder dari primer dan S2/l keluaran arus sekunder Pembumian : pada S2/l -- sudut IP dan IS = 00
pada S1/k -- sudut IP dan IS = 1800
Lanjutan 4.2.
38
Kesalahan arus Perbedaan arus yang masuk disisi primer dengan arus disisi sekunder
% = [(Kn Is - Ip)/Ip] x 100% Kesalahan fasa Akibat pergeseran fasa antara arus sisi primer dengan arus
sisi sekunder Composite Error
c = 100/ Ip 100/T (Knis – ip)2 dt
is dan ip merupakan nilai arus sesaat sisi sekunder dan sisi primer.
4.3. KESALAHAN CURRENT TRANSFORMER
39
Sesuai IEC 60044-1 spesifikasi class untuk CT:Kelas
ketelitian+/- % kesalahan ratio arus pada % dari arus pengenal
+/- % pergeseran fase pada % dari arus pengenal , menit
(centiradians)5 20 100 120 5 20 100 120
0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 50,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 100,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 301,0 3,0 1,5 1,0 1,0 180 90 60 60
Kelasketelitian
+/- % kesalahan ratio arus pada % dari arus pengenal
+/- % pergeseran fase pada % dari arus pengenal , menit
(centiradians)1 5 20 100 120 1 5 20 100 120
0,2S 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 100,5S 1,5 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30 30
Kelas ketelitian
+/- % kesalahan ratio arus pada % dari arus pengenal
50 1003 3 35 5 5
4.4. SPESIFIKASI CLASS CT
40
TRAFO ARUSMASING –MASING CLASS TRAFO ARUS
UNTUK PENGUKURAN
Untuk kebutuhan industri : CL2 or CL1
Untuk kWh meter di pelanggan : CL0.5Untuk memperkecil kesalahan : CL0.2SUntuk kebutuhan laboratorium : CL0.1
Akurasi burden pengenal:
Untuk kebutuhan instrument : CL3 or CL5
2,5 VA; 10 VA; 30 VA 5 VA ; 15 VA7,5 VA ; 20 VA
4.5. CLASS TRAFO UNTUK PENGUKURAN
41
CT Proteksi
CT Metering
IeXct
ES
Kurva CT untuk pengukuran
Kurva CT untuk proteksi
Knee point
Kurva maknetisasi CT
4.6. KURVA MAGNETISASI
42
A
Sisi primer batang Sisi primer lilitan
4.7. BEBERAPA KONSTRUKSI CT
43
Trafo arus dengan inti besiInti besi
Trafo arus tanpa inti besiRogowski coil
Lanjutan 4.7.
44
Type lingkaran/Wound primary
Conventional Dead Tank
CT
Lanjutan 4.7.
45
Type batang /Bar primary
Inverted CT
Lanjutan 4.7.
46
Gambar 8: dua belitan sekunder
(C1)P1 (C2)P2
1S1 1S2 2S1 2S2 3S1 3S2 4S1 4S2
Belitan sekunderUntuk Proteksi
Resin
Belitan sekunderUntuk pengukuran
Pola (mould)
Teriminal sekunder
Belitan sekunderUntuk Proteksi
Resin
Belitan sekunderUntuk pengukuran
Pola (mould)
Teriminal sekunder
Teriminal primer1 belitan
4 Teriminal sekunder
BILA PRIMER 2 BELITAN -- DIPILIH PADA LOWER RATIO
Lanjutan 4.7.
47
Trafo tegangan:Instrumen trafo yang dipergunakan untuk memperkecil tegangan
tinggi ke tegangan rendah , dipergunakan untuk pengukuran atau proteksi
Accuracy classes sesuai IEC 60044-2
4.8. TRAFO TEGANGAN
Class Burden Voltage Ratio Phase Application(%) (%) (%) displacement
(min)0,1 25 - 100 80 - 120 0,1 5 laboratory0,2 25 - 100 80 - 120 0,2 10 Precision and revenue metering0,5 25 - 100 80 - 120 0,5 20 standard revenue metering industrial1,0 25 - 100 80 - 120 1,0 40 grade meters intruments3,0 25 - 100 80 - 120 3 -3P 25 - 100 5-Vf 3,0 120 Protection6P 25 - 100 5-Vf 6,0 240 Protection
Range Limit of Errors
48
Untuk pengukuran tegangan jatuh disisi sekunder 0,05 % s/d 0,1 % x tegangan pengenal sekunder PT
Tegangan pengenal primer : kV (150 kV, 20 kV atau 150 kV/3 , 20 kV/3)
Tegangan pengenal sekunder: volt (110 V , 110 V atau 110 V/3 , 100 V/3)
RST
Primer20.000/3
Sekunder100/3
sr t
Rangkaian ekivalen
Tipe trafo tegangan: Inductive voltage transformers Capacitive voltage transformers
Lanjutan 4.8.
49
Jenis INDUKTIF (PT) Terdiri dari belitan Primer dan belitan sekunder,
Belitan primer akan menginduksikannya ke belitan sekunder melalui core.
Jenis KAPASITIF (CVT) Terdiri dari rangkaian kondensor yang berfungsi
sebagai pembagi tegangan tinggi dari trafo pada tegangan menengah yang menginduksikan tegangan ke belitan sekunder melalui media capasitor.
4.9. KLASIFIKASI TRAFO TEGANGAN
50
76
5
1
2
3
4
8
Keterangan gambar:
1. Kertas/Isolasi Minyak Mineral/Quartz filling.
2. Belitan Primer: vernis ganda-isolasi kawat tembaga, tahan pada suhu tinggi.
3. Inti: bukan orientasi listrik baja memperkecil
resiko resonansi besi
4. Belitan Sekunder
5. Isolator Keramik
6. Dehydrating Breather
7. Terminal Primer
8. Terminal Sekunder
4.10. JENIS INDUKTIF TRAFO TEGANGAN
51
1). HV.T adalah terminal tegangan tinggi 2) kapasitor C1 & C2 pembagi
tegangan (capacitive voltage divider) yang berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untuk diubah oleh trafo tegangan menjadi tegangan pengukuran yang lebih rendah
3). L0 adalah induktor penyesuai tegangan (medium voltage choke) yang berfungsi untuk mengatur/menyesuaikan supaya tidak terjadi pergeseran fasa antara tegangan masukan (vi) dengan tegangan keluaran (vo) pada frekuensi dasar.
1
5
4
3 7
2
4) Belitan primer
5) Isolator keramik
7) Terminal sekunder
4.11. JENIS KAPASITIF TRAFO TEGANGAN
52
Kesalahan rasio trafo tegangan Kesalahan besaran tegangan karena perbedaan rasio name plate dengan rasio sebenarnya dinyatakan dalam
% = 100 (Kn Vs - Vp)/Vp
Composite Error
c = 100/ Vp 100/T (Knvs – vp)2 dt
vs dan vp merupakan nilai tegangan sesaat sisi sekunder dan sisi primer.
4.12. KESALAHAN TRAFO TEGANGAN
53
BAB V
SISTEM PEMBUMIAN PERALATAN & SISTEM
Pembumian sistem adalah hubungan secara Elektris antara sistem dengan tanah melalui transformator yang mempunyai belitan Y.
Pembumian Peralatan adalah hubungan antara peralatan listrik dengan tanah/bumi
Pengaman Sistem dari gangguan tanah Pengaman Isolasi Peralatan Instalasi akibat tegangan lebih
sewaktu gangguan fasa-tanah
Kegunaan: (pada sistem 3 fasa)
Kegunaan:Sebagai pengaman bagi manusia dan peralatan instalasi jika terjadi kebocoran listrik pada peralatan.
5.1. PENGERTIAN UMUM
54
Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding).
Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding). Pentanahan langsung (effective grounding). Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah (resonant grounding) atau pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen Coil).
5.2. MACAM / JENIS PEMBUMIAN SISTEM
55
Netral Sistem dari transformator 3 fasa dengan hubungan Y yang dihubungkan langsung dengan tanah melalui elektroda cu.
Tahanan pembumian harus rendah 0,5 – 3 ohm.
Transformator tenaga
Netral ditanahkanlangsung
5.3. PEMBUMIAN NETRAL LANGSUNG (SOLID GROUNDED)
56
Pemasangannya:Pada transformator tenaga yang dipasok dari sistem tegangan menengah (GI) atau PLTD kecil.
Keuntungan : Tegangan lebih pada phasa-phasa yang tidak terganggu relatif kecil. Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui. Sederhana dan murah dari segi pemasangan
Kerugian : Setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan
terputusnya daya. Arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat
menimbulkan kerusakan pada peralatan listrik yang dilaluinya.
Lanjutan 5.3.
57
ZL
XT
IGF
Arus gangguan tanah dihitung dengan memasukkan Reaktansi XT dan Impedansi ZL
Arus gangguan tanah dipakai untuk penyetelan Relai Arus Lebih gangguan tanah.
Lanjutan 5.3.
58
Pembebanan pada transformator tenaga di GI atau PLTD yang memasok kebeban: Bisa single phase (Transformator 1 fasa) Bisa three phase (Transformator 3 fasa)
Beban tidak seimbang, kawat netral dialiri arus beban
Lanjutan 5.3.
59
Guna :Membatasi besar arus gangguan tanahtetapi relai gangguan tanah masih kerja baik
Transformator tenaga
Netral ditanahkanMelalui Tahanan
Tahanan
Netral Sistem dari transformator 3 fasa dengan hubungan Y yang dihubungkan dengan tanah melalui tahanan
5.4. PEMBUMIAN NETRAL MELALUI TAHANAN
60
Pemasangannya :Pada transformator tenaga yang dipasok padasistem tegangan 70 atau 150 kV (GI) atau padasistem PLTD kecil
Tahanan pembumian (netral grounding resistance)
yang terpasang di GI atau sistem PLTD : NGR dengan tahanan 12 ohm. NGR dengan tahanan 40 ohm. NGR dengan tahanan 500 ohm.
Catatan: Nilai tahanan perlu dihitung yang didasarkan pada besarnya arus gangguan 1 fasa ketanah
Lanjutan 5.4.
61
NGR (Neutral Grounding Resistance)Adalah tahanan yang dipasang antara titik neutral trafo dengan tanah dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan tanah yang terjadi sehinggadiperlukan proteksi yang praktis dan tidak terlalu mahal karena karakteristik rele dipengaruhi oleh sistem pentanahan titik neutral.
Contoh NGR yang terpasang di Gardu Induk
40 ohm
Lanjutan 5.4.
62
Rn
ZL
XT
IGF
Arus gangguan tanah dihitung dengan memasuk-kan Tahanan 3RN, Reaktansi XT dan Impedansi ZL
Arus gangguan tanah dipakai untuk penyetelanRelai Arus Lebih gangguan tanah.
Lanjutan 5.4.
63
Keuntungan : Besar arus gangguan tanah dapat diperkecil Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus
gangguan tanah kecil. Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya.
Kerugian : Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah. Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan relai pengaman menjadi berkurang.
Lanjutan 5.4.
64
Titik Netral Transformator hubungan Y tidakdihubungkan ke tanah
Guna : Untuk sistem kecil, arus gangguan- tanah tidak membuat kejutan power pada pembangkit
Untuk sistem kecil, arus gangguan- tanah temporer bisa self clearing
Transformator tenaga
Netral tidak ditanahkan
5.5. PEMBUMIAN NETRAL MENGAMBANG (FLOATING)
65
ZL
XT
IGF
Saat terjadi Arus gangguan tanah timbul:
ICe
Arus kapasitif jaringan Tidak tergantung lokasi gangguan, besarnya tetap
Karenanya Relai gangguan tanah tidak selektif Arus Kapasitif gangguan tanah besar ? Arcing
Lanjutan 5.5.
66
Sistem kecil, gangguan tanah tidak dirasakan konsumen TR.
Gangguan Fasa - tanah Tegangan Fasa sehat naik 3 kali.
Gang. Permanen, Tegangan sentuh tdk bahaya. Kawat putus yang tidak menyentuh tanah bahaya bila disentuh manusia.
Uraian vektor V dan I saat gangguan tanah Segitiga tegangan sistem tidak berubah. Magnitude & sudut tegangan fasa sehat berubah.
Magnitude ICe besar gejala Arcing Ground.
Lanjutan 5.5.
67
Akibatnya : Udara yang belum kembali menjadi isolator kembali breakdown karena teg. fasa R yang naik s/d 3xEph
Kejadian ini berulang pada setiap cycle dari gelombang sinusoidal, dan disebut Arcing Ground
Kenaikan tegangan pada peristiwa Arcing Ground berbahaya bagi isolator diseluruh instalasi. ICE yang terlalu besar penyebab Arcing Ground harus dihindari agar tidak merusak peralatan
Lanjutan 5.5.
68
Pengukuran Beban bisa gunakan meter3 fasa 3 kawat.
Pembebanan : Tidak bisa single phase Harus three phase (Trafo 3 fasa) Beban tidak seimbang di TR di TM dialiri
arus urutan negatif.
Lanjutan 5.5.
69
Dapat mengkompensir arus kapasitif
Nilai reaktansi Induktansi disesuaikan dengan nilai reaktansi kapasitansi jaringan
Guna :
Arus kapasitif gangguan tanah yang besar dikecilkan agar tidak terjadi Arcing Ground yang berbahaya Arus gangguan tanah temporer men- jadi bisa self clearing kembali
Netral Sistem dari transformator 3 fasa dengan hubungan Y yang dihubungkan dengan tanah melalui reaktor induktif - Peterson coil
5.6. PEMBUMIAN NETRAL MELALUI PETERSON COIL
70
Transformator tenaga
Netral ditanahkanMelalui Reaktor
Tegangan Fasa- tanah
Masih dapat terjaga seimbang, bila Ce seimbang.
Teg. Netral-tanah naik, teg. Fasa-tanah naik 3.
Kondisi Normal
Kondisi gangguan tanah
Lanjutan 5.6.
71
ZL
XT
ICe
Bila terjadi arus gangguan tanah
ICe
Arus kapasitif jaringan dikompensir oleh arus IL
Tidak tergantung lokasi gangguan, besarnya tetap Relai gangguan tanah tidak selektif Arus gangguan tanah tidak membuat Arcing
IL
IL
Lanjutan 5.6.
72
Keuntungan : Arus gangguan dapat dibuat kecil sehingga tidak berbahaya
bagi mahluk hidup. Kerusakan peralatan sistem dimana arus gangguan
mengalir dapat dihindari. Sistem dapat terus beroperasi meskipun terjadi gangguan
fasa ke tanah. Gejala busur api dapat dihilangkan.
Kerugian : Rele gangguan tanah (ground fault relay) sukar
dilaksanakan karena arus gangguan tanah relatif kecil. Tidak dapat menghilangkan gangguan fasa ke tanah yang
menetap (permanen) pada sistem. Operasi kumparan Petersen harus selalu diawasi karena bila
ada perubahan pada sistem, kumparan Petersen harus disetel (tuning) kembali.
Lanjutan 5.6.
73
5.7. GROUNDING EQUIPMENT (PEMBUMIAN PERALATAN)
Pengertian Pembumian Peralatan Pembumian peralatan adalah pentanahan yang menghubungkan kerangka/ bagian dari peralatan listrik terhadap ground (tanah). Pembumian ini pada kerja normal tidak dilalui arus.
74
Tujuan pembumian peralatan adalah sebagai berikut :
Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia bila pada peralatan listrik terjadi kebocoran listrik. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya pentanahan :
Tahanan jenis tanah. Panjang elektroda pentanahan. Luas penampang elektroda pentanahan.
5.8. PEMBUMIAN PERALATAN
75
JENIS TANAH TAHANAN JENIS TANAH (OHM M)
TANAH RAWA 30
TANAH LIAT DAN TANAH LADANG 100
PASIR BASAH 200
KERIKIL BASAH 500PASIR DAN KERIKIL KERING 1,000
TANAH BERBATU 3,000
r = jari-jari elektroda pentanahan ( cm )L = panjang elektroda pentanahan ( cm )
1.4
ln..2ρ
rL
LR
R = Tahanan elektroda pentanahan (ohm) = Tahanan jenis tanah ,ohm-cm besarnya sesuai tabel (karena tabel diatas dalam ohm-meter dirubah dahulu dalam ohm-cm)
Lanjutan 5.8.
Tahanan Jenis Tanah
76
R
S
T
Netral
Sekunder trafo gardu distribusi
Peralatan Listrik
Re2Re1
RL
RN
Sirkulasi arus akibat adanya kebocoran pada peralatan listrik
Lanjutan 5.8.
77
Tegangan langkahTegangan
sentuh
Titik terjadi gangguan phasa - tanah
20 m 20 m
Bumi
Bentuk tegangan antara tegangan elektroda dan referensi bumi, tegangan elektroda-bumi, tegangan-langkah, tegangan sentuh.
Lanjutan 5.8.
78
Sistem pembumian peralatan di gardu induk dengan menghubungkan elektroda membujur dan melintang dibawah tanah yang disebut sistem mesh dengan tujuan untuk memperoleh tahanan tanah kecil (< 1 ohm).
Lanjutan 5.8.
79
BAB VI
PENGAMAN TRANSMISI
Relai penghantar yang prinsip kerjanya berdasarkan pengukuran impedansi penghantar.
Relai ini mempunyai ketergantungan terhadap besarnya SIR dan keterbatasan sensitivitas untuk gangguan satu fasa ke tanah.
Relai ini mempunyai beberapa karaktristik seperti mho, quadralateral, reaktans, adaptive mho dll.
Sebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan pola teleproteksi seperti putt, pott dan blocking.
Jika tidak terdapat teleproteksi maka relai ini berupa step distance saja.
6.1. DISTANCE RELAY
80
Dapat menentukan arah letak gangguan Gangguan didepan relai harus bekerja Gangguan dibelakang relai tidak boleh bekerja
Dapat menentukan letak gangguan Gangguan di dalam daerahnya relai harus bekerja
Gangguan diluar derahnya relai tidak boleh bekerja
Beban maksimum tidak boleh masuk jangkauan relai Dapat membedakan gangguan dan ayunan daya
6.2. SETTING DISTANCE RELAY
81
Zone 1Karena adanya kesalahan pengukuran jarak akibat kesalahan CT, PT dan relainya sendiri, tidak mungkin menset relai sampai ujung saluran yang diamankan, yang lazim disebut Zone 1.
A
F 21
B
F 21
Zone 1= 80% ZAB
Zone - 1 = 80% x ZAB
6.3. SETTING RELAY JARAK
82
Zone 2Untuk mengamankan sisa yang tidak diamankan Zone 1, diaman- kan oleh Zone 2 dengan perlambatan waktu.Zone 2 juga sebagai pengaman rel ujung seksi yang diamankan bila tidak mempunyai proteksi rel.
A
F 21
B
F 21
Zone 1= 80% ZAB
Zone - 2 = 80% x (ZAB + 80% x ZBC)
C
Lanjutan 6.3.
83
Zone 3Sebagai pengamanan cadangan ditambah relai yang lazim disebut Zene 3, dalam hal ini harus dapat menjangkau ujung seksi berikutnya, waktunya diperlambat terhadap Zone 2 seksi berikutnya
A
F 21
B
F 21
Zone 1= 80% ZAB
C
Zone - 3 = 80% x (ZAB + 80% ( ZBC + 80% ZCD )
D
Lanjutan 6.3.
84
Karakteristik mho
Z3
Z2
Z1
X
R
ZL
Karakteristik Quadrilateral
R
XZL
Z1 Z2 Z3
6.4. KARAKTERISTIK DISTANCE RELAY
85
Prinsip kerja pengaman differential arus untuk saluran distribusi dan transmisi mengadapsi diffrential arus, yang membedakan ialah daerah yg diamankan cukup panjang.
I1 I2Daerah pengamanan
CT1 CT2
Saluran distribusi/transmisi
6.5. RELAY DIFFERENTIAL SEBAGAI PENGAMAN SALURAN DISTRIBUSI ATAU TRANSMISI (KAWT PILOT)
86
Relai diferensial arus berdasarkan H. Khirchof, dimana arus yang masuk pada suatu titik, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut.
I1 I2
PRINSIP DASAR PROTEKSI RELAI DIFFERENTIAL
Yang dimaksud titik pada proteksi differential ialah daerah pengamannan, dalam hal ini dibatasi oleh 2 buah trafo arus.
I1 = I2
I1 I2
Daerah pengamanan
CT1 CT2
Lanjutan 6.5.
87
Relai Diffrential arus membandingkan arus yang melalui daerah pengamanan.
Relai ini harus bekerja kalau terjadi gangguan didaerah pengamanan, dan tidak boleh
bekerja dalam keadaan normal atau gangguan diluar daerah pengamanan.
Relai ini merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas mutlak.
6.6. RELAI DIFFERENTIAL ARUS
88
PMT PMTA B
I1
CT1
I2
Saluran yg diproteksi
CT2
F 87 F 87
Gelombang arus yang saling dikirim
Lanjutan 6.6.
89
Relai sejenis disetiap ujung saluran.
Supervisi untuk mengontrol bahwa saluran komunikasi (pilot) baik/tidak terganggu.
Untuk ketiga fase hanya sebuah relai, supaya saluran komunikasi yg cukup sepasang cukup 1 pasang.
Sarana komunikasi antara ujung saluran yg lazim disebut kawat pilot, dapat berupa :- Kawat tembaga. - Serat optik
Diffrential untuk saluran diperlukan :
- Mikro wave
Lanjutan 6.6.
90
Trafo isolasi, karena kemungkinan terjadi induksi tegangan dari saluran yang diamankan (khususnya pilot dengan kawat tembaga)
Yg membatasi panjang saluran yang diamankan : - Saluran komunikasi dengan kawat dibatasi
oleh adanya arus kapasitansi dan resistans kawat.
- Saluran komunikasi dengan serat optik, sampai batas tidak perlu adanya penguat (repeater).
Lanjutan 6.6.
91
Prinsip operasi yang digunakan. Circulating current
Prinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalir melalui CT di kedua ujung, kumparan penahan dan kawat pilot, kumparan kerja tidak dilalui arus.
Opose Voltage
Prinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalirhanya disetiap CT dan kumparan penahan disetiap sisinya, pada kawat pilot dan kumparan kerja tidak dilalui arus.
Lanjutan 6.6.
92
PMT PMTA B
I1
id
F 87 F 87
CT1
id
I2Saluran yg diproteksi
CT2
Trafo penjumlah
Trafo penjumlah
s1
s2 p2
p1
s1
s2p2
p1
Trafo isolasi 5 kV untuk JTM15 kV untuk JTT
Lanjutan 6.6.
93
CIRCULATING CURRENT. Keadaan normal
PMT PMTA BI1 I2
i2idi1
F 87 F 87
CT1 CT1
id
i2Kumparan kerja
Kawat pilot
Kumparan penahan
Saluran yg diproteksi
Pada keadaan normal kawat pilot dilalui arus dan kumparan kerja tidak dilalui arus.
6.7. CIRCULATING CURRENT
94
Relai penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar merasakan gangguan di depannya maka relai akan bekerja.
Cara kerjanya ada yang menggunakan directional impedans, directional current dan superimposed.
A B
Signalling channel
DIR
T
R
1
&
DIR
T
R
1
&
Directional comparison relay
6.8. DIRECTIONAL COMPARISON RELAY
95
C
F 51 F 51
Jangkauan relai sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya pembangkitan.
A B
CA B
t
6.9. PENGAMAN CADANGAN TRANSMISI DENGAN RELAI ARUS LEBIH
96
BAB VII
PENGAMAN DISTRIBUSI 20 KV
Pada SUTM
PETIR
I (DARI SUMBER)
RANTING POHON
AWANAWANAWAN
7.1. PENYEBAB GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
97
51
51N
51G
51
51G
TRAFO DAYA
3 FASA1 FASA-TANAH
TEGANGAN DI BUS 20 KV TURUN PENGARUH TEGANGAN TURUN DIRASAKAN OLEH SEMUA FEEDER YANG
TERSAMBUNG PADA BUS BERSAMA. SAAT TERJADI GANGGUAN HS BERPENGARUH PADA TRAFO TENAGA DAN GEN SAAT PMT TERBUKA TEGANGAN NAIK. GANGGUAN HS 1 FASA KETANAH DAPAT MENAIKAN TEG PADA FASA YANG
SEHAT.
7.2. PENGARUH ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TERHADAP SISTEM TENAGA LISTRIK
98
SAAT TERJADI GANGGUAN DI SALAH SATU FEEDER, ADA SUMBANGAN ARUS DARI PLTD A DAN PLTD B KETITIK GANGGUAN. RELAI DI 3 DAN 5 AKAN TRIP RELAI DI 1 & 6 AKAN PICK UP JIKA SETELAN RELAI ANTARA KEDUA PUSAT LISTRIK TIDAK SESUAI, AKAN
TERJADI BLACK OUT (SELURUH PUSAT LISTRIK PADAM)
PLTD A PLTD B1
2
3
4
5
6
V<20 kVV < 20 kV
7.3. HUBUNGAN PARALEL ANTAR PUSAT LISTRIK
99
20 kV
Gangguan H
S
Saat terjadi gangguan hubung singkat dijaringan 20 kV di salah satu feeder,Yang mempunyai FCO--- FCO trip.
Saat FCO trip dalam tabung terjadi arcing yang waktunya melebihi waktu settingYang dapat tripkan Rele di outgoing.
PLTD A IF FCOIF>>
7.4. GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
100
GANGGUAN YANG TERJADI:GANGGUAN YANG TERJADI:
GANGGUAN 3 : bisa terjadi pada fasa R , S dan T terhubung singkat
GANGGUAN 2 FASA : bisa terjadi antara • fasa R & S, • fasa T & S atau• R & T terhubung singkat
Lanjutan 7.4.
GANGGUAN 2 FASA KE TANAH: bisa terjadi antara • fasa R & S, • fasa T & S ke tanah atau• fasa R & T ke tanah
GANGGUAN 1 FASA KE TANAH: bisa terjadi antara • fasa R – ke tanah • fasa S - ke tanah atau• fasa T - ke tanah
101
2 3 4 5 6
A B C D21
1
1. Differential Relay Pengaman Utama Gen dll.2. Differential Relay Pengaman Utama Trafo dll.3. Over Current Relay Trafo sisi 150 KV Pengaman Cadangan Lokal Trafo
Pengaman Cadangan Jauh Bus B.4. OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman Utama Bus B1 Pengaman
Cadangan JAuh saluran BC.5. OCR dan GFR di B2 Pengaman Utama saluran BC Pengaman Cadangan
Jauh saluran CD.6. OCR dan GFR di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman Cadangan
Jauh seksi berikut.
7.5. SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI
102
PMT
NGR
TRAFO 6,3/20 KV
OCR OCR OCR
GFR
CTPMT
ON
TRAFO 6,3/20 KV
NGR
CT
OCR/GFR
Jaringan distribusi
RELAY
7.6. WIRING DIAGRAM OVER CURRENT RELAY & GROUND FAULT RELAY
103
PMT
ONOCR OCR OCR
GFR
CT
PADA SAAT HUBUNG SINGKAT 3 FASA
TRAFO 6,3/20 KV
NGROFF
HUBUNG SINGKAT
3 FASA
Gangguan terjadi pada fasa R,S dan T. Arus gangguan hubung singkat mengalir di jaringan. Karena arus tersebut > dari ratio CT pada sekunder CT mengalir arus. Masuk ke OCR -- OCR memasok arus ke PMT-- PMT trip.
7.7. CARA KERJA OCR
104
PMT
ONOCR OCR OCR
GFR
CTTRAFO 6,3/20 KV
NGROFF
HUBUNG SINGKAT
1 FASA
RST
Gangguan HS terjadi pada fasa T, arus mengalir masuk ke GFR - PMT trip
3Io
Lanjutan 7.7.
105
Penyulang
Gangguan
+
-
CT
CT mentransfer besaran primer ke besaran sekunder
Rele detektor hanya bekerja- dengan arus kecil akurat Perlu sumber Volt DC untuk - tripping PMT Karakteristik bisa dipilih Definite, Inverse, Very-Inverse atau
Extreemely Inverse.
Pengaman Gangguan Antar Fasa (OCR) Pengaman Gangguan Satu Fasa Ketanah (GFR) Cara kerja:
7.8. PERALATAN PENGAMAN PADA JARINGAN 20 kV
106
Elektromekanis Sederhana Definite, (instant)
Setelanwaktu
• Rele definite hanya menyetel waktu• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus dari CT masuk ke kumparan Rele.• Selenoid yang dililit kumparan akan menjadi magnit dan kontak akan ditarik kebawah.• lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya
7.9. RELE ARUS LEBIH SEKUNDER
107
Karakteristik Inverse
• Rele inverse menyetel waktu & arus• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus dari CT masuk ke kumparan Rele• Selenoid yang dililit kumparan akan mem bentuk , fluks terpotong oleh piringan, piringan berputar.• Lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya
Lanjutan7.9.
108
Elektrostatik
Comp
Set I (arus)
Set timerKontakOutput
RectCT
Arus gangguan hubung singkat masuk ke CT. Arus ini di searah kan di Rectifier dan arus searah di teruskan
ke comp. Kapasitor digunakan menambah arus yang masuk coil tripping.
I
C
Lanjutan7.9.
109
t (detik)
I (ampere)
SETt
KARAKTERISTIK TUNDA WAKTU TERTENTU ( DEFINITE TIME )
SETI
Karakteristik definite time: bisa di setting arus besar setting waktu kecil
7.10. KARAKTERISTIK RELAY
Karakteristik Relay : - Definite - Invers - Instant
110
t (detik)
I (ampere)SETI MOMENTISET
Digunakan untuk setting inverse dan moment
7.11. KARAKTERISTIK KOMBINASI INSTANT DENGAN TUNDA WAKTU INVERSE
111
T (detik)
I (ampere)MOMENTISET
SETt
PADA KARAKTERISTIK INSTANT MEMPUNYAI WAKTU MINIMUM: 40 s/d 80 milisecond DENGAN ARUS YANG BESAR
Digunakan: untuk back up pada pengaman distribusi
7.12. KARAKTERISTIK INSTANT = MOMENT
112
JARINGAN RADIAL SINGLE
51
51N
51G
51
51G
51
51G
51
51G
TRAFO UNIT/TRAFO DAYA
SUMBERKIT
KOORDINASI DENGAN O.C INVERSE
PERHITUNGAN KOORDINASI SELALU DIMULAI DARI RELAI PALING HILIR, DAN BERGERAK KE HULU
7.13. PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
113
UNTUK : GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH
RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAHHUKUM OHM
I = VZ
I = ARUS GANGGUAN H.S
V = TEGANGAN SUMBER
Z = IMPEDANSI DARI SUMBER KETITIK GANGGUAN,
IMPEDANSI EKIVALENT
BIASANYANILAI IMPEDANSI EKIVALENT INI YANGMEMBINGUNGKAN PARA PEMULA.
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA KETANAH
Lanjutan7.13.
114
UNTUK GANGGUAN 3 FASA IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH IMPEDANSI URUTANPOSITIF
NILAI EKIVALEN Z1
TEGANGANNYA ADALAH E FASA
UNTUK GANGGUAN 2 FASA IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH JUMLAH IMPEDANSIURUTAN POS. + URUTAN NEG. NILAI EKIVALEN Z1 + Z2
TEGANGANNYA ADALAH E FASA-FASA
DARI KETIGA JENIS GANGGUAN, PERBEDAANNYA ADA PADA
UNTUK GANGGUAN 1 FASA KETANAH IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH JUMLAH IMPEDANSIURUTAN POS. + URUTAN NEG. +URUTAN NOLNILAI EKIVALEN Z1 + Z2 + Z0
TEGANGANNYA ADALAH E FASA
UNTUK GANGGUAN 2 FASA KETANAH
IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH JUMLAH IMPEDANSIURUTAN POS. + URUTAN NEG. +URUTAN NOLNILAI EKIVALEN Z1 + Z2 * Z0
Z2 + Z0
Lanjutan7.13.
:
:
:
:
115
PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN :
GANGGUAN TIGA FASA :RUMUSNYA : VZ
I =
V = TEGANGAN FASA - NETRAL
Z = IMPEDANSI Z1 ekivalen
GANGGUAN DUA FASA :VZ
I =
V =TEGANGAN FASA - FASAZ =IMPEDANSI ( Z1 + Z2 ) ekivalen
RUMUSNYA :
Lanjutan7.13.
116
GANGGUAN SATU FASA KETANAH :
RUMUSNYA :VZ
I =V = 3 x TEGANGAN FASAZ = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 + Z0 ) eki
GANGGUAN DUA FASA - KETANAH :
V
ZI =
V = TEGANGAN FASA - FASA
Z = IMPEDANSI Z1 + Z2 * Z0
Z2 + Z0
ekivalen
2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR
RUMUSNYA :
117
0,14
1II
x t
Tms
k
SET
fault
detik
1I
I
Tms0,14t k
SET
FAULT
t = Waktu trip (detik). Tms = Time multiple setting. Ifault = Besarnya arus gangguan Hub Singkat (amp) Setelan over current relay (inverse) diambil arus gg hub singkat terbesar. Setelan ground fault relay (inverse) diambil arus gangguan hub singkat terkecil. ISET = Besarnya arus setting sisi primer Setelan over current relay (Invers) diambil 1,05 s/d 1,1 x Ibeban Setelan ground fault relay (inverse) diambil 0,06 s/d 0,12 x arus gg hub singkat terkecil.
Faktor k tergantung pada kurva arus waktu, sebagai berikut: Nama kurva k IEC standard Inverse 0,02 IEC very Inverse 1 IEC Extremely Inverse 2 IEEE standard Inverse 0.02 IEEE Short Inverse 0.02 IEEE Very Inverse 2 EEE inverse 2 IEEE Extremely Inverse 2
7.14. SETELAN Tms DAN WAKTU PADA RELAY INVERS
118