Maria Oktavia Fitriyani_21060111130095_bab 3

43

BAB III

METODE PENELITIAN

Bab ini menjelaskan proses analisis evaluasi setting relay generator dan

trafo generator PLTGU Tambak Lorok Blok 1. Setting relay yang akan dianalisis

dalam penelitian ini adalah relay diferensial, relay arus lebih, relay daya balik,

relay eksitasi lebih, relay urutan negatif, relay frekuensi, relay keseimbangan

tegangan dan relay hilangnya eksitasi.

3.1 LANGKAH PENELITIAN

Diagram alir langkah penelitian pada Tugas Akhir ini dapat dilihat pada

Gambar 3.1. Langkah penelitian tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Membuat model Single Line Diagram (SLD) PLTGU Tambak Lorok Blok 1

pada software ETAP 12.6.0. Model SLD ini meliputi peralatan-peralatan

penting di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 seperti generator, trafo generator,

trafo UAT (Unit Auxilary Transformer), relay-relay proteksi generator dan

trafo generator, kabel, dan CB (Circuit Breaker). Pemodelan SLD ini untuk

memudahkan dalam simulasi dan analisis setting relay proteksi generator dan

trafo generator.

2. Memasukkan data-data sistem yang didapat dari PT. Indonesia Power UP

Semarang Tambak Lorok pada model SLD yang telah dibuat di software ETAP

12.6.0. Data-data ini berupa data-data pada generator, trafo generator, trafo

UAT, relay-relay proteksi generator dan trafo generator, kabel, dan CB.

3. Melakukan simulasi hubung singkat pada ETAP 12.6.0.

4. Melakukan perhitungan setting relay proteksi pada generator dan trafo

generator.

5. Memasukkan hasil perhitungan setting relay proteksi ke SLD yang telah dibuat

pada ETAP 12.6.0.

44

6. Melakukan simulasi setting relay proteksi generator dan trafo generator untuk

melihat kerja dari relay-relay tersebut.

7. Menganalisis hasil perhitungan dan simulasi seting relay proteksi generator dan

trafo generator tersebut.

Gambar 3.1 . Langkah penelitian evaluasi setting relay generator dan trafo generator di PLTGU

Tambak Lorok Blok 1 menggunakan ETAP 12.6.0

45

3.2 SLD PLTGU TAMBAK LOROK BLOK 1

Di PLTGU Tambak Lorok Blok 1, terdapat 4 unit generator. Generator –

generator ini ditunjukkan dalam Single Line Diagram PLTGU Tambak Lorok

Blok 1 pada Gambar 3.2, akan tetapi Single Line Diagram ini tidak

memperlihatkan letak relay-relay proteksi generator dan trafo generator. Single

Line Diagram dari relay-relay proteksi pada generator dan trafo generator yang

ada di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 ini akan dijelaskan pada Gambar 3.3 dan

Gambar 3.4.

Berdasarkan Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa di PLTGU Tambak

Lorok Blok 1 terdapat 4 unit Generator, 3 unit generator berkapasitas masing-

masing 143,4 MVA menggunakan penggerak mula berupa Turbin Gas dan 1 unit

generator berkapasitas 237,5 MVA menggunakan penggerak mula Turbin Uap.

Daya dari keempat unit generator ini akan digunakan untuk menyuplai

beban pemakaian sendiri dan sisanya akan ditransmisikan melalui jaringan

transmisi. Daya yang ditransmisikan Generator unit 1, unit 2 dan unit 3 akan

dinaikkan tegangannya dari 11,5 kV menjadi 150 kV dengan Transformator Daya

berkapasitas 145 MVA, sedangkan daya yang akan ditransmisikan Generator unit

4 tegangannya dinaikkan dari 15 kV menjadi 150 kV dengan Transformator Daya

berkapasitas 250 MVA.

Pada unit 1, unit 2 dan unit 3 generator langsung terhubung dengan trafo

generator, sedangkan pada unit 4 antara generator dan trafo generator dipisahkan

oleh CB generator. Hal ini yang membedakan antara generator unit 1, unit 2, unit

3 dengan generator unit 4.

Berdasarkan Gambar 3.2 fokus lokasi penelitian ditunjukkan pada bagian

yang dibatasi oleh garis hitam tebal atau sepanjang saluran yang menghubungkan

generator, trafo generator, trafo UAT, kabel 150 kV bawah tanah, CB dan beban

pemakaian sendiri yang disuplai oleh generator. Pemilihan lokasi ini didasarkan

pada letak relay-relay proteksi generator dan trafo generator yang berada pada

generator dan trafo generator tersebut, serta mempertimbangkan pengaruh dari

beban pemakaian sendiri yang disuplai oleh generator.

46

47

3.2.1 SLD Relay Proteksi Generator dan Trafo Generator Unit 1, 2, 3

Generator dan trafo generator unit 1, 2 dan 3 memiliki SLD relay proteksi

yang sama seperti yang ditunjukkan Gambar 3.3. Berdasarkan Gambar 3.3 relay

proteksi ini terdiri dari relay arus lebih (50/51), relay keseimbangan tegangan

(60), relay eksitasi lebih (24), relay urutan negatif (46), relay hilangnya eksitasi

(40), relay daya balik (32), relay diferensial generator (87G), generator lockout

relay (86G), relay diferensial trafo generator (87GT), generator backup lockout

relay (86G1) dan overall differential lockout relay (86GT). Generator lockout

relay (86G), generator backup lockout relay (86G1) dan overall differential

lockout relay (86GT) tidak dibahas dalam Tugas Akhir ini, karena relay ini adalah

relay yang menerima sinyal trip dari relay-relay proteksi dan kemudian

meneruskan sinyal trip ini ke CB, alarm dan peralatan lain serta mengunci.

Urutan kerja relay unit 1, 2 dan 3 ditunjukkan pada SLD relay proteksi

Gambar 3.3 dan diagram logika relay Gambar 3.4 yang dijelaskan sebagai berikut.

1) Bilamana salah satu atau beberapa relay :

a. Relay hilangnya eksitasi / loss of field relay (40) dan

b. Relay keseimbangan tegangan / voltage ballance relay (60)

c. Relay diferensial generator / generator differential relay (87G)

d. Relay eksitasi lebih / over excitation relay (24G)

e. Relay arus lebih / over current relay (50/51)

bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Lock-out Relay

(86G) dan selanjutnya men “trip” kan alarm, PMT 52A dan 52AB, Turbin,

Eksitasi

2) Bila salah satu dari relay-relay:

a. Relay daya balik / reverse power relay (32)

b. Relay urutan negatif / negative sequence relay (46)

bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Back-up Lock out

Relay (86G1) dan selanjutnya men “trip” kan alarm dan PMT 52A dan 52AB

3) Bilamana Generator Transformer Differential Relay (87GT) bekerja, maka

relay tersebut akan mengerjakan Overall Differential Lock Out Relay (86GT)

dan selanjutnya men “trip” kan Alarm, PMT 52A dan 52AB, Turbin, Eksitasi.

48

52 B

52 AB

52 A

150KV BUSBAR B

150KV BUSBAR A

GT

AVR

46

87GT

60 Generator

40 32 50/51

87G

24G

86G

86G1

87GT

UAT

Keterangan :

GT : Trafo Generator

UAT : Unit Auxilary Transformer

Gambar 3.3. SLD relay proteksi generator dan trafo generator unit 1, 2, 3

49

86G

T

Overall Differential Lock

Out Relay “Trip”

D C B

86G1

Gen. Backup

Lock Out Relay “Trip”

OR

46

32

Reverse Power Sequence

Relay “Trip”

50/51

Over Current Relay “Trip”

24G

Over Excitation Relay

“Trip”

86G

Gen. Lock Out

Relay “Trip” OR

87G

Loss of Field Relay

“Trip”

40

DIAGRAM LOGIKA PLTGU

GTG

Voltage Ballance Relay

“OK”

60

Generator Differential

Relay “Trip”

Negative Phase Sequence

Relay “Trip”

A

N

D

O

O

A

Keterangan:

A : Alarm

B : PMT 52A dan 52AB

C : Turbin trip

D : Eksitasi trip

87

GT

Gen. Trafo Differential Relay “Trip”

Gambar 3.4. Diagram logika relay proteksi generator dan trafo generator unit 1, 2, 3

50

3.2.2 SLD Relay Proteksi Generator dan Trafo Generator Unit 4

Gambar 3.5 merupakan SLD relay proteksi generator dan trafo generator

unit 4 di PLTGU Tambak Lorok Blok 1. Relay-relay ini terdiri dari relay arus

lebih (50/51), relay keseimbangan tegangan (60), relay eksitasi lebih (24), relay

frekuensi (81), relay urutan negatif (46), relay hilangnya eksitasi (40), relay daya

balik (32), relay diferensial generator (87G), generator lockout relay (86G), relay

diferensial trafo generator (87GT), generator backup lockout relay (86G1) dan

overall differential lockout relay (86GT). Generator lockout relay (86G),

generator backup lockout relay (86G1) dan overall differential lockout relay

(86GT) tidak dibahas dalam Tugas Akhir ini dikarenakan relay ini merupakan

relay yang menerima sinyal trip dari relay-relay proteksi dan kemudian

meneruskan sinyal trip ini ke CB, alarm dan peralatan lain serta mengunci.

Urutan kerja relay unit 4 ini ditunjukkan dengan SLD relay proteksi

Gambar 3.5 dan diagram logika relay Gambar 3.6 yang dijelaskan sebagai berikut.

1) Bilamana salah satu atau beberapa relay :

a. Relay hilangnya eksitasi / loss of field relay (40) dan

b. Relay keseimbangan tegangan / voltage ballance relay (60)

c. Relay diferensial generator / generator differential relay (87G)

d. Relay eksitasi lebih / over excitation relay (24G)

e. Relay arus lebih / over current relay (50/51)

bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Lock-out Relay

(86G) dan men “trip” kan alarm, PMT Generator (52G), turbin, eksitasi.

2) Bila salah satu dari relay-relay:

a. Relay daya balik / reverse power relay (32)

b. Relay urutan negatif / negative sequence relay (46)

c. Relay frekuensi generator / generator frequency relay (81)

bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Back-up Lock out

Relay (86G1) dan selanjutnya men “trip” kan alarm, PMT Generator (52G).

3) Bilamana Generator Transformer Differential Relay (87GT) bekerja, maka

relay tersebut akan mengerjakan Overall Differential Lock Out Relay

(86GT) dan men “trip” kan alarm, PMT 52A dan 52AB, turbin, eksitasi.

51

52 B

52 AB

52 A

150KV BUSBAR B

150KV BUSBAR A

GT

AVR

81

87GT

60 Generator

40 32 50/51

87G

24G

86G

86G1

87GT

UAT

46

Keterangan :

GT : Trafo Generator

UAT : Unit Auxilary Transformer

Gambar 3.5. SLD relay proteksi generator dan trafo generator unit 4

52

E

86G

T

Overall Differential Lock

Out Relay “Trip”

D C B

86G1

Gen. Backup

Lock Out Relay “Trip”

OR 46

32

Reverse Power Sequence

Relay “Trip”

50/51

Over Current Relay “Trip”

24G

Volts/Hertz Relay

“Trip”

86G

Gen. Lock Out

Relay “Trip” OR

87G

Loss of Field Relay

“Trip”

40

DIAGRAM LOGIKA PLTGU

GTG

Voltage Ballance Relay

“OK”

60

Generator Differential

Relay “Trip”

Negative Phase Sequence

Relay “Trip”

A

N

D

O

O

A

Keterangan:

A : Alarm

B : PMT 52A dan 52AB

C : Turbin trip

87

GT

Gen. Trafo Differential Relay “Trip”

81

Generator Frequency Relay “Trip”

Gambar 3.6. Diagram logika relay proteksi generator dan trafo generator unit 4

D : Eksitasi trip

E : PMT 52G

53

3.3 PEMODELAN SLD PLTGU TAMBAK LOROK

54

Berdasarkan single line diagram PLTGU Tambak Lorok Blok 1 pada

Gambar 3.2, single line diagram relay proteksi unit 1, unit 2, unit 3 pada Gambar

3.3 dan single line diagram relay proteksi unit 4 pada Gambar 3.5 maka dibuat

pemodelan single line diagram PLTGU Tambak Lorok Blok 1 dalam ETAP

12.6.0 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7. Pemodelan ini dibuat sederhana

agar memudahkan dalam analisa dan simulasi.

Berdasarkan Gambar 3.7 dapat dilihat bahwa beban pemakaian sendiri

setiap pembangkit dijumlahkan dan digantikan dengan lump load. Dipilih lump

load karena beban pemakaian sendiri terdiri dari beban motor. Dalam pemodelan

ETAP 12.6.0 ini terdapat 4 beban yaitu Lump 1 sebesar 1,376 MVA ; Lump 2

sebesar 1,376 MVA ; Lump 3 sebesar 1,376 MVA dan Lump 4 sebesar 13,647

MVA.

Pada pemodelan ini hanya terdapat relay arus lebih (50/51), relay frekuensi

(81), relay urutan negatif (46), relay daya balik (32) dan relay diferensial

transformator (87T). Relay keseimbangan tegangan (60), relay eksitasi lebih (24)

dan relay hilangnya medan eksitasi (40) tidak dimodelkan dan disimulasikan

dalam ETAP 12.6.0 karena tidak tersedianya relay-relay ini dalam ETAP 12.6.0.

Relay diferensial trafo generator (87 GT) digantikan oleh relay diferensial

transformator (87T) karena keterbatasan ETAP 12.6.0 ini yang tidak

memperlihatkan sisi input generator sehingga relay diferensial trafo generator

(87GT) dan relay diferensial generator (87G) tidak dapat dimodelkan. Lalu untuk

relay diferensial generator (87G) pada pemodelan ini kerjanya akan digantikan

oleh relay arus lebih.

3.4 DATA SISTEM

Setelah pemodelan SLD PLTGU Tambak Lorok Blok 1 pada ETAP 12.6.0

selesai, selanjutnya melakukan input data-data referensi yang didapat di lapangan

dari PT. Indonesia Power UP Semarang sesuai Tabel 3.1 hingga Tabel 3.11. Data-

data ini dimasukan pada simulasi jaringan sesuai dengan komponen peralatan di

jaringan, seperti impedansi pada kabel, reaktansi trafo, kapasitas trafo, panjang

55

saluran dan data lainnya. Adapun data data yang diperlukan untuk analisis ini

adalah sebagai mana Tabel 3.1 sampai Tabel 3.9:

Tabel 3.1. Data generator

Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4

Merk General Electric General Electric

No. Seri 335X939 29OT325

Daya 143,4 MVA 237,5 MVA

Tegangan 11,5 kV 15 kV

Power Factor 0,8 0,8

Poles / RPM 2 / 3000 RPM 3000 RPM

Xd’’ (Reaktansi Substransien) 0,183 pu 0,162 pu

Xd’ (Reaktansi Transien) 0,258 pu 0,225 pu

Xd (Reaktansi urutan positif) 2,043 pu 1,750 pu

X2 (Reaktansi urutan negatif) 0,172 pu 0,155 pu

X0 (Reaktansi urutan nol) 0,082 pu 0,093 pu

Connection Wye Wye

K (Karakteristik kerja) 10 10

Tabel 3.2. Data trafo generator


Merk MEIDEN DAIHEN

No. Seri 8R8277T1 5BK014101

Daya 145 MVA 250 MVA

Tegangan 11,5 / 150 kV 15 / 150 kV

Impedansi ( Z %) 11 % 13,5 %

Vektor Grup Ynd11 Ynd11

Tabel 3.3. Data trafo UAT


Merk Elektro Bau AG PASTI

No. Seri DOV 1600/10 95P0012

Daya 1,6 MVA 20 MVA

Tegangan 11,5 / 0,4 kV 15 / 6,3 kV

Impedansi ( Z %) 7,05 % 7,5 %

Vektor Grup Dyn1 Dyn1

56

Tabel 3.4. Data relay diferensial pada trafo generator


Merk GE Multilin GE Multilin

Tipe 12STD16C3A 12STD16C3A

Differential Type Percentage Differential with

Harmonic Restraint

Percentage Differential with

Harmonic Restraint

Slope (%) 25 25

Isetting (A) 5 6

Tabel 3.5. Data relay arus lebih pada generator



Tipe 12IFC53B1A 12IFC53B1A

Karakteristik Very Invers Very Invers

Tap time overcurrent (A) 4 5

TMS (detik) 10 1

Tap instantaneous overcyrrent (A) 40 42

Tabel 3.6. Data relay daya balik pada generator



Tipe 12ICW51A7A 12GGP53C3A

Pm sisi sekunder (W) 287 6

Waktu tunda (detik) 30 30

Keterangan :

Pm sisi sekunder : Daya motoring yang mengalir pada CT (Watt).

Tabel 3.7. Data relay frekuensi pada generator 4

Setelan Under Frequency Over Frequency

Fpickup (Hz) 48,80 50,51

Waktu tunda (detik) 1,8 1

Tabel 3.8. Data relay urutan negatif pada generator



Tipe 12SGC21C2A 12SGC21C2A

57

Tabel 3.8. (lanjutan)


Setting I2 (pu) 0,08 0,049

Waktu operasi (detik) 990 990

Tabel 3.9. Data teknis kabel bawah tanah 150 kV

Parameter Cable 1 Cable 2 Cable 3 Cable 4

Ukuran Kabel 630 mm2 630 mm

2 630 mm

2 1600 mm

2

Conductor / Cable 1/C 1/C 1/C 1/C

Z1 (Ohms/km) 0,062 + j 0,132 0,062 + j 0,132 0,062 + j 0,132 0,024 + j 0,109

Z0 (Ohms/km) 0,068 + j 1,263 0,068 + j 1,263 0,068 + j 1,263 0,043 + j 1,354

Panjang Saluran 100 meter 200 meter 300 meter 200 meter

3.5 SIMULASI HUBUNG SINGKAT

Pada SLD Gambar 3.7, hubung singkat dilakukan pada bus generator (Bus

150, Bus 137, Bus 139 dan Bus 140); bus sisi tegangan rendah trafo generator unit

1, 2, 3, 4 (Bus 120, Bus 118, Bus 146 dan Bus 124) dan bus sisi tegangan tinggi

trafo generator unit 1, 2, 3 dan 4 (Bus 153, Bus 155, Bus 156 dan Bus 158).

Simulasi hubung singkat dilakukan dengan memilih “Short-Circuit

Analysis” pada progam ETAP 12.6.0 kemudian memilih “Edit Study Case” maka

akan muncul tampilan “Short Circuit Study Case” dan mengisinya sesuai Gambar

3.8, Gambar 3.9 dan Gambar 3.10 berikut ini:

Gambar 3.8. Mengisi data “Info” pada tampilan “Short Circuit Study Case”

58

Gambar 3.9. Mengisi data “Info” pada tampilan “Short Circuit Study Case”

Gambar 3.10. Mengisi data “Standard” pada tampilan “Short Circuit Study Case”

Selanjutnya memilih pilihan “Run 3-Phase, LG, LL, LLG (1/2 Cycle)”

maka arus hubung singkat akan langsung di simulasikan. Untuk melihat arus

hubung singkat yang terjadi pada simulasi ETAP 12.6.0 maka dapat dilihat pada

report manager. Pemilihan report manager dipilih “ANSI Unbelance SC

Manager” lalu “Summary”. Nilai arus gangguan yang ditampilkan sesuai dengan

bus-bus yang diberikan gangguan.

59

3.6 LANGKAH PERHITUNGAN SETTING RELAY

Setelah simulasi hubung singkat dilakukan, maka selanjutnya adalah

melakukan perhitungan setting relay proteksi generator dan trafo generator.

Langkah perhitungan untuk setiap relay proteksi berbeda-beda, oleh karena itu

dibuat diagram alir langkah perhitungan masing-masing relay.

3.6.1 Relay Diferensial (87T)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay diferensial yang

terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam diagram alir seperti

yang ditunjukkan Gambar 3.11 dan dijelaskan sebagai berikut:

1. Menghitung arus nominal sisi tegangan rendah dan sisi tegangan tinggi trafo

generator. Pada trafo generator unit 1, unit 2 unit 3, tegangan rendah sebesar

11,5 kV dan tegangan tinggi sebesar 150 kV, sedangkan pada trafo generator

unit 4, tegangan rendah sebesar 15 kV dan tegangan tinggi sebesar 150 kV.

2. Menghitung arus rating sisi tegangan rendah dan sisi tegangan tinggi trafo

generator. Arus rating merupakan 110% dari arus nominal.

3. Menentukan rasio CT sisi tegangan rendah dan tinggi trafo generator.

4. Menghitung mismatch error CT. Mismatch error didapat dari perbandingan

antara CT ideal dengan CT yang ada dipasaran.

5. Jika mismatch error CT < 5% maka lanjut ke langkah 6 tetapi jika mismatch

error CT > 5% maka kembali ke langkah 3 yaitu menentukan rasio CT ulang.

6. Menentukan tap ratio dari auxillary CT. Auxillary CT adalah CT bantu yang

berguna untuk menyesuaikan besar arus yang masuk ke relay diferensial

akibat proses pergeseran fasa oleh trafo tenaga.

7. Menghitung arus hubung singkat yang mengalir pada relay diferensial.

8. Menentukan arus restraint (arus penahan).

9. Menghitung arus setting relay diferensial untuk gangguan didalam daerah

yang dilindungi trafo generator.

10. Menghitung arus setting relay diferensial untuk gangguan diluar daerah yang

dilindungi trafo generator.

11. Menentukan waktu kerja relay diferensial.

60

Gambar 3.11. Diagram alir langkah perhitungan relay diferensial

61

3.6.2 Relay Keseimbangan Tegangan (60)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay keseimbangan tegangan

yang terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam diagram alir

seperti yang ditunjukkan Gambar 3.12 berikut ini:

Gambar 3.12. Diagram alir langkah perhitungan relay keseimbangan tegangan

Diagram alir relay keseimbangan tegangan Gambar 3.12 dapat dijelaskan

sebagai berikut :

1. Menghitung tegangan yang mengalir pada relay berdasarkan rasio PT

(Potential Transformer) yang digunakan.

2. Menghitung arus yang mengalir pada generator.

3. Menghitung arus yang mengalir pada relay berdasarkan rasio CT (Current

Transformer) yang digunakan.

4. Menentukan setting pickup tegangan.

62

3.6.3 Relay Daya Balik (32)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay daya balik yang

terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam Gambar 3.13.

Berdasarkan Gambar 3.13 tersebut, langkah-langkah perhitungan setting relay

daya balik dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Menghitung arus beban penuh generator.

2. Menentukan rasio CT dan PT berdasarkan arus dan tegangan nominal

generator. Rasio CT dan PT dipilih yang paling mendekati dengan arus

nominal dan tegangan nominal.

3. Menentukan daya motoring generator. Daya motoring generator merupakan

daya balik yang diijinkan mengalir pada generator tanpa menyebabkan

kerusakan pada generator tersebut.

4. Menentukan daya motoring yang mengalir pada relay daya balik.

5. Menghitung time delay relay daya balik.

Gambar 3.13. Diagram alir langkah perhitungan relay daya balik

63

3.6.4 Relay Arus Lebih (50/51)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay arus lebih di PLTGU

Tambak Lorok Blok 1 ditunjukkan dalam Gambar 3.14.

Gambar 3.14. Diagram alir langkah perhitungan relay arus lebih

Berdasarkan diagram alir relay arus lebih Gambar 3.14 diatas maka

langkah perhitungan setting relay arus lebih dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Menentukan arus nominal generator.

64

2. Menentukan rasio CT berdasarkan arus nominal generator. Rasio CT dipilih

yang paling mendekati dengan arus nominal.

3. Menghitung arus yang mengalir pada relay arus lebih. Arus yang mengalir

pada relay arus lebih merupakan arus nominal yang dilihat dari sisi sekunder

CT.

4. Menghitung arus setting untuk time overcurrent relay. Arus setting ini

ditentukan supaya relay arus lebih tidak pickup pada arus beban penuh.

5. Menentukan setting tap untuk time overcurrent relay.

6. Menentukan setting TMS (Time Multiple Setting) atau time dial untuk time

overcurrent relay.

7. Menghitung arus setting untuk instantaneous overcurrent relay.

8. Menentukan setting tap untuk instantaneous overcurrent relay.

3.6.5 Relay Urutan Negatif (46)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay urutan negatif di

PLTGU Tambak Lorok Blok 1 ditunjukkan pada Gambar 3.15. Berdasarkan

Gambar tersebut maka langkah perhitungan setting relay urutan negatif dapat

dijelaskan sebagai berikut :

1. Menghitung arus nominal yang mengalir pada generator.

2. Menentukan rasio CT berdasarkan arus nominal generator. Rasio CT dipilih

yang paling mendekati dengan arus nominal.

3. Menghitung arus yang mengalir pada relay urutan negatif. Arus yang

mengalir pada relay merupakan arus yang dilihat dari sekunder CT.

4. Menentukan setting tap switch relay urutan negatif. Tap switch merupakan

nilai setting yang tersedia dari relay urutan negatif tipe SGC21. Nilai setting

ini dipilih yang paling mendekati dengan arus nominal yang mengalir pada

relay.

5. Menghitung arus fasa urutan negatif yang mengalir pada relay.

6. Menghitung arus fasa urutan negatif yang mengalir pada relay dalam pu.

7. Menentukan setting waktu relay.

65

Gambar 3.15. Diagram alir langkah perhitungan relay urutan negatif

3.6.6 Relay Hilangnya Eksitasi (40)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay hilangnya eksitasi yang


yang ditunjukkan dalam Gambar 3.16. Berdasarkan diagram alir relay hilangnya

eksitasi Gambar 3.16 tersebut maka langkah perhitungan setting relay hilangnya

eksitasi dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Menghitung impedansi base sisi sekunder CT dan PT.

2. Menghitung reaktansi transien (X’d) dalam ohm yaitu dengan mengalikan

nilai pu X’d dengan nilai impedansi base.

66

3. Menghitung reaktansi sinkron (Xd) dalam ohm yaitu dengan mengalikan nilai

pu X’d dengan nilai impedansi base.

4. Menentukan 1 pu impedansi dasar yang dilihat dari sisi sekunder CT dan PT.

5. Menentukan offset tap. Offset tap adalah setengah dari reaktansi transient.

6. Menentukan diameter lingkaran.

7. Menentukan waktu kerja relay hilangnya eksitasi.

Gambar 3.16. Diagram alir langkah perhitungan relay hilangnya eksitasi

67

3.6.7 Relay Eksitasi Lebih (24)

Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay eksitasi lebih yang


yang ditunjukkan Gambar 3.17 dan dijelaskan sebagai berikut:

1. Menentukan rasio trafo tegangan (PT) dari tegangan nominal generator. Rasio

PT dipilih yang paling mendekati dengan tegangan nominal generator.

2. Menghitung tegangan yang mengalir pada relay. Tegangan relay merupakan

tegangan yang dilihat dari sisi sekunder PT.

3. Menentukan V/Hz nominal generator. Volt merupakan tegangan yang

mengalir pada relay yang telah dihitung pada point 2, sedangkan Hz

merupakan frekuensi sistem 50 Hz.

4. Menentukan setting V/Hz time trip pickup.

5. Menentukan waktu kerja relay eksitasi lebih.

Gambar 3.17. Diagram alir langkah perhitungan relay eksitasi lebih

68

3.6.8 Relay Frekuensi (81)

Pada laporan Tugas akhir ini tidak melakukan perhitungan setting relay

frekuensi tetapi membahas setting relay frekuensi yang telah terpasang di PLTGU

Tambak Lorok Blok 1 apakah settingnya benar sesuai SPLN dan standar IEEE

C37.106-1987..

3.7 SIMULASI RELAY PROTEKSI

Simulasi relay proteksi dilakukan dengan “Star - Protective Device

Coordination” dan dengan “Transient Stability Analysis”. Simulasi relay proteksi

dengan “Star - Protective Device Coordination” digunakan untuk melihat kerja

relay diferensial, relay arus lebih dan relay urutan negatif, sedangkan simulasi

relay proteksi dengan “Transient Stability Analysis” digunakan untuk melihat

kerja relay daya balik dan relay frekuensi.

3.7.1 Langkah Simulasi Relay proteksi Dengan “Star - Protective Device

Coordination”.

Untuk melakukan simulasi yaitu dengan memilih “Star – Protective

Device Coordination” kemudian pilih “Edit Study Case” maka akan muncul

tampilan “Star Mode Study Case” dan mengisinya sesuai Gambar 3.18.

Gambar 3.18. Tampilan “Star Mode Study Case”

69

Setelah mengisi seperti Gambar 3.18 diatas kemudial pilih “OK”. Untuk

menjalankan simulasi maka pilih “Fault insertion (PD Sequence-of-Operation)”

kemudian memilih bus yang akan diberikan gangguan hubung singkat. Maka

simulasi relay ini akan berjalan.

Jika ingin mengganti jenis gangguan hubung singkat maka dapat mengedit

kembali pada “Edit Study Case” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.18.

3.7.2 Langkah Simulasi Relay proteksi Dengan “Transient Stability

Analysis”.

Untuk melakukan simulasi ini yaitu dengan memilih “Transient Stability

Analysis” kemudian pilih “Edit Study Case” maka akan muncul tampilan

“Transient Stability Study Case” dan mengisinya.

1) Simulasi Relay Frekuensi

Untuk melihat kerja relay frekuensi dalam “Transient Stability Analysis”

maka pada tampilan “Transient Stability Study Case” memilih “Event” kemudian

membuat event seperti Gambar 3.19 berikut.

Gambar 3.19. Tampilan “Transient Stability Study Case”

70

Berdasarkan Gambar 3.19 diatas, untuk melihat kerja relay frekuensi maka

dimisalkan beban Lump 5 hilang secara tiba-tiba sehingga frekuensi akan naik dan

jika kenaikan frekuensi ini melebihi batas setting yang telah ditentukan maka

relay frekuensi akan trip.

Setelah mengisi tampilan “Transient Stability Study Case” seperti Gambar

3.19 maka selanjutnya adalah memilih “Run Transient Stability” dan akan muncul

“Transient Stability Time-Slider” yang menunjukkan kerja relay frekuensi ini.

2) Simulasi Relay Daya Balik

Untuk melihat kerja relay daya balik dalam “Transient Stability Analysis”

maka pada tampilan “Transient Stability Study Case” memilih “Event” kemudian

membuat event seperti Gambar 3.20 dan Gambar 3.21. Gambar 3.20 adalah event

yang dibuat untuk melihat kerja relay daya balik yang terpasang pada unit 1, unit

2 dan unit 3, sedangkan Gambar 3.21 adalah event yang dibuat untuk melihat

kerja relay daya balik yang terpasang pada generator unit 4.


71


Setelah mengisi tampilan “Transient Stability Study Case” seperti Gambar

3.20 dan Gambar 3.21 maka selanjutnya adalah memilih “Run Transient Stability”

dan akan muncul “Transient Stability Time-Slider” yang menunjukkan kerja relay

daya balik ini.

Maria Oktavia Fitriyani_21060111130095_bab 3

Documents