Top Banner
SISTEM PROTEKSI OLEH WIWIK PURWATI W, ST, M.Eng DOSEN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
33

Isi Proteksi

Oct 20, 2015

Download

Documents

Isi Proteksi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • SISTEM PROTEKSI

    OLEHWIWIK PURWATI W, ST, M.EngDOSEN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

  • MENGENAL SISTEM PROTEKSI1.1 Proteksi Dengan Relay Proteksi tenaga listrik adalah sistem pengamanan yang dilakukan terhadap peralatan-peralatan listrik yang terpasang pada sistem tenaga listrik (misal trafo, generator, jaringan transmisi/ distribusi dsb)terhadap kondisi abnormal dari sistem itu sendiri . Gambar 1

  • 1.2 Fungsi ProteksiMengurangi/menghindari kerusakan peralatan listrik. Tercapai keandalan sistem yang tinggi. Mempercepat melokalisir area/ zona yang terganggu. Mengamankan manusia (terutama) dari bahaya listrik.

  • 1.3 Faktor yang mempengaruhi kerja proteksiMacam saluran yang diamankan. Pentingnya saluran yang dilindungi. Banyaknya kejadian gangguan. Tekno-ekonomis sistem yang digunakan.

  • 1.4 Bentuk dan Sebab Gangguana.Bentuk Gangguan :Short circuit : L-L, L-N, L-PEOver/ Under VoltageOver/ Under FrekuencyOver/ Under CurrentOver loadSebab Gangguan :Gangguan InternGangguan ekstern

  • 1.5 Pengaman Utama dan BackupGambar 1 gangguan di K, CB 6 trip dan CB lain tidak trip. Jika CB 6 tidak trip maka CB 5 akan trip. CB 5 tidak trip CB 4 akan trip. Jadi pengaman Utama adalah pengaman yang terpasang dekat dengan gangguan yang akan bekerja, pengaman backup merupakan pengaman yang menggantikan posisi pengaman utama jika tidak dapat trip.

  • 1.6 Prinsip Operasi Sistem ProteksiHal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan dan pengoperasian sistem tenaga listrik guna menghindari gangguan :Semua peralatan harus baik dan mempunyai kekuatan isolasi yang cukup.Koordinasi harus betul-betul diperhatikan.Menggunakan OGW dan tahanan kontak antara menara dengan tanah harus cukup rendah.Konduktor yang digunakan harus mampu dialiri arus listrik dan mempunyai kekuatan mekanis yang cukup tinggi.Pengoperasian dan perawatan yang sesuai

  • II. KOMPONEN PROTEKSI DAN PRINSIP KERJA RELAY 2.1Komponen-komponen ProteksiFuse/sekering.CB/ PMT.DS/ PMS.Relay.Transformator instrumentasi.

  • 2.2Klasifikasi Relay2.2.1 Berdasarkan Konstruksi Tipe angker tarikan Tipe batang seimbang Tipe cakram induksi Tipe kumparan yang bergerak Tipe besi yang bergerak2.2.2 Berdasarkan prinsip kerja Relay elektro-magnetis tarikan dan induksi Relay thermis Relay elektronis

  • 2.2.3 Berdasarkan besaran yang diukur Relay tegangan Relay arus Relay impedans Relay frekuensi2.2.4 Berdasarkan cara menghubungkan sensing elemen : Primary relay :Sensing elemen berhubungan langsung dengan rangkaian yang harus diamankan. Secondary relay : Sensing elemen mendapatkan arus dan atau tegangan dari trafo arus dan atau tegangan secara tidak langsung.

  • 2.2.5 Berdasarkan cara kerja kontrol/kendali elemen Direct acting : Kontrol elemen bekerja langsung memutuskan aliran. Indirect acting : Kontrol elemen digunakan untuk menutup kontak, dan peralatan lain digunakan untuk memutuskan aliran. Indirect acting menggunakan supply DC.Keuntungan : Keamanan lebih terjamin. Repair tidak perlu memutuskan aliran utama. Terpisah secara elektris dari tegangan kerja sistem. Tidak tergantung dari besarnya tegangan kerja sistem.

  • Kerugian :Lebih komplek konstruksinya jika dibandingkan dengan direct acting. Tidak ekonomis untuk tegangan rendah.2.2.6 Berdasarkan kegunaan. Main relay : Elemen utama yang berhubungan langsung dengan besaran listrik. Suplementary relay : Relay pembantu, misal menjalankan sinyal.2.2.7 Berdasarkan karakteristiknya. Instantaneous Definite Time Delay : Relay yang bekerja dengan kelambatan waktu.

  • a. Regulable Time Delay : Yang dapat diatur waktunya.b. Non Regulable Time Delay : Yang tidak dapat diatur waktunya. Inverse : Berbanding terbalik antara arus dan waktu.Very inverse : Sangat berbanding terbalik. Extremely inverse : Sangat berbanding terbalik sekali.

  • 2.2.8 Berdasarkan jenis kontakNormally open (NO)Normally Close (NC)

  • 2.3 Syarat Relay PengamanCepat bereaksi . Kecepatan bereaksi relay adalah saat relay merasakan gangguan hingga pelaksanaan pelepasan CB. Top = tp + tcb top : total waktu yang diperlukan untuk memutuskan rangkaian tp : waktu bereaksi relay tcb : waktu yang dipergunakan untuk pelepasan CBb. Selective/cermat Kecermatan dalam pemilihan pengamanan, dan menyangkut koordinasi dari sistem secara keseluruhan

  • c. Sensitive/ peka : Kepekaan dalam merespon gangguan.d. Reliability/ andal Perhitungan berdasarkan jumlah relay dalam mengamankan daerahnya terhadap jumlah gangguan yang terjadi. Keandalan relay dikatakan baik bila mempunyai harga 90 - 99 % Keandalan relay .Keterangan :a : Relay bekerja berapa kali dalam mengamankan gangguan.b : Banyak gangguan yang terjadi.

  • e. Simplicity/ sederhanaSederhana : terjadinya kerusakan kecil.f. Economy/murahHarganya murah dengan tidak meninggalkan fungsinya.

    2.4 Fungsi RelayUntuk menentukan dengan segera pemutusan/ penutupan pelayanan penyaluran setiap elemen sistem tenaga listrik bila mendapatkan gangguan atau kondisi kerja abnormal. Untuk mengetahui letak dan jenis gangguan.

  • 2.5 Prinsip Kerja RelayRelay dikatakan bekerja apabila kontak-kontak yang terdapat pada relay bergerak membuka atau menutup dari kondisi mulanya (tertutup atau tertutup).Normally Open (NO) : kontak relay dalam kondisi awal terbuka dan saat bekerja relay tersebut tertutup.Normally Close (NC) : kontak relay dalam kondisi awal tertutup dan saat bekerja relay tersebut terbuka.

  • a. Jika relay mulai bekerja membuka kontak b atau menutup kontak a disebut picks up . picks up adalah besaran harga terkecil yang menentukan kerja relay tersebut dimulai dari harga nol yang selanjutnya dinaikkan perlahan-lahan sampai pada harga tertentu.

    abNormally open (NO) Normally Close (NC)

  • Jika relay mulai bekerja untuk menutup kontak b atau bergerak untuk berhenti pada posisi kontak b disebut reset. reset adalah besaran harga tertentu yang menyebabkan relay tersebut bergerak dengan cara memperkecil besaran input secara perlahan-lahan. c. Jika relay mulai bekerja untuk membuka kontak a tapi bukan reset disebut drop - off.

  • III. Karakteristik Relay dan Aplikasi3.1 Relay Arus Lebih (Over Current Relay).Adalah suatu relay yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikkan arus yang melewatinya. Agar peralatan tidak rusak bila dilewati arus yang melebihi kemampuannya, maka peralatan pengamannya harus dapat bekerja pada jangka waktu yang telah ditentukan, dan berkoordinasi dengan peralatan pengaman lainnya.Over current relay digunakan untuk : hubung singkat satu fasa ke tanah, hubung singkat antar fasa, pengaman beban lebih, pengaman utama jaringan distribusi ,sub transmisi sistem radial, dan

  • sebagai pengaman cadangan untuk generator, transformator daya dan saluran transmisi.Jenis relay arus lebih :Relay arus lebih seketika (moment-instantaneous).Relay arus lebih waktu tertentu ( definite time).Relay arus lebih berbanding terbalik (inverse). * Relay berbanding terbalik biasa. * Relay sangat berbanding terbalik (very inverse). * Relay sangat berbanding terbalik sekali (extremely inverse)

  • Relay arus lebih seketika : paling sederhana, dimana jangka waktu mulai picks-up sampai selesainya kerja relay sangat singkat sekitar 20-100 mili detik tanpa adanya penundaan waktu.

    Untuk relay arus lebih seketika tanpa adanya relay kelambatan waktu t. Fungsi relay t adalah untuk setting waktu

  • Relay arus lebih seketika jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus lebih dengan karakteristik yang lain.

    b.Relay arus lebih waktu tertentu : relay ini akan memberikan perintah kepada PMT(CB) pada saat terjadi gangguan hubung-singkat dan besarnya arus melampaui settingnya, jangka waktu relay mulai picks-up sampai selesainya kerja relay dapat diperpanjang dengan nilai tertentu dan tidak tergantung dari besarnya arus yang mengerjakannya.

  • Dengan penambahan relay kelambatan waktu t (time lag relay) maka beroperasinya relay akan tergantung pada setting waktu relay kelambatannya. Dengan pemasangan relay kelambatan maka kerja relay :

  • : Waktu total relay mulai terjadinya gangguan sampai dengan pemutus bekerja. : Waktu mulai terjadinya gangguan sampai dengan relay picks-up. : Waktu penundaan kerja relay. : Waktu yang dibutuhkan pemutus bekerja.

    c. Relay arus lebih berbanding terbalik : dimana jangka waktu relay mulai picks-up sampai dengan selesainya kerja relay tergantung dari besarnya arus yang melewati kumparan relaynya artinya relay tersebut mempunyai sifat terbalik untuk nilai arus dan waktu bekerjanya.

  • Pada relay arus lebih memiliki 2 jenis pengamanan yang berbeda antara lain: Pengamanan hubung singkat fasa : Relay mendeteksi arus fasa. Oleh karena itu,disebut pula Relay fasa. Karena pada relay tersebut dialiri oleh arus fasa, maka settingnya (Is) harus lebih besar dari arus beban maksimum.

  • Ditetapkan Is = 1,2 x In (In = arus nominal peralatan terlemah). Pengamanan hubung tanah : Arus gangguan satu fasa tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, hal ini disebabkan oleh :a. Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi.b.Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/ tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan.

  • Relay pegaman hubung-singkat (relay fasa) tidak dapat mendeteksi gangguan tanah tersebut. Supaya relay sensitive terhadap gangguan tersebut dan tidak salah kerja oleh arus beban, maka relay dipasang tidak pada kawat fasa melainkan kawat netral pada sekunder trafo arusnya. Dengan demikian relay ini dialiri oleh arus netralnya, berdasarkan komponen simetrisnya arus netral adalah jumlah dari arus ketiga fasanya.

  • Saklar seksi Otomatis (sectionaliser / SSO)SSO merupakan alat perlindungan terhadap arus lebih, hanya dipasang bersama-sama dengan pemutus balik otomatis (PBO) yang berfungsi sebagai pengaman back-upnya.SSO menghitung jumlah operasi pemutusan yang dilakukan oleh perlindungan back-upnya secara otomatis disisi hulu dan SSO ini membuka pada saat peralatan pengaman disisi hulunya sedang dalam posisi terbuka.

  • Relay DifferentialPrinsip kerja :a. Membandingkan besarnya arus sekunder kedua trafo arus yang digunakan.

  • b. Keadaan normal : Besarnya arus sekunder pada trafo adalah sama, sehingga tidak ada arus yang mengalir pada relay akibatnya relay tidak bekerja.c. Keadaan abnormal : Besarnya arus sekunder pada trafo adalah tidak sama, sehingga arus mengalir pada relay akibatnya relay bekerja.Relay differential digunakan sebagai pengaman generator, trafo daya, busbar, motor-motor yang mempunyai daya besar.Persyaratan yang harus dipenuhi relay ini : Perbandingan transformasi pada kedua trafo arus harus sama.

  • Karakteristik kedua trafo arus sama. Polaritas kedua trafo arus sama.Sifat relay differential : Cepat bereaksi dan sangat selektif, tidak perlu dikoordinasikan dengan relay lain. Digunakan pada pengaman utama bukan pengaman cadangan. Daerah pengamanannya dibatasi oleh pasangan trafo arus dimana relay differential dipasang.