< Previous 3889.10.5. Penyetelan Daerah Jangkauan pada Relai Jarak Gambar 9.16. Daerah penyetelan Relai jarak tiga tingkat Relai jarak pada dasarnya bekerja mengukur impadansi saluran, apabila impedansi yang terukur / dirasakan relai lebih kecil impedansi tertentu akibat gangguan ( Zset < ZF ) maka relai akan bekerja. Prinsip ini dapat memberikan selektivitas pengamanan, yaitu dengan mengatur hubungan antara jarak dan waktu kerja relai. Penyetelan relai jarak terdiri dari tiga daerah pengamanan, Penyetelan zone-1 dengan waktu kerja relai t1, zone-2 dengan waktu kerja relai t2 , dan zone-3 waktu kerja relai t3 . 9.10.6. Penyetelan Zone-1 Dengan mempertimbangkan adanya kesalahan-kesalahan dari data saluran, CT, PT, dan peralatan penunjang lain sebesar 10% - 20 % , zone-1 relai disetel 80 % dari panjang saluran yang diamankan. Zone-1 = 0,8 . Z L1 (Saluran) .... Waktu kerja relai seketika, (t1= 0) tidak dilakukan penyetelan waktu . 9.10.7. Penyetelan Zone-2 Prinsip peyetelan Zone-2 adalah berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : Zone-2 min = 1,2 . ZL1 Local bus Near and busfar and bus A BCZone-1(A) Zone-2(A)Zone-3(A)Zone-1(B)Zone-2(B) Zone-3(B) 389Zone-2 mak = 0,8 (Z L1 + 0,8. ZL2) Dengan : ZL1 = Impedansi saluran yang diamankan. ZL1 = Impedansi saluran berikutnya yang terpendek (: ) Waktu kerja relai t2= 0.4 s/d 0.8 dt. 9.10.8. Penyetelan zone-3 Prinsip penyetelan zone-3 adalah berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : Zone-3min = 1.2 ( ZL1 + 0,8.ZL2 ) Zone-3mak1 = 0,8 ( ZL1 + 1,2.ZL2 ) Zone-3mak2 = 0,8 ( ZL1 + k.ZTR ) Dengan : L1 = Impedansi saluran yang diamankan ZL2 = Impedansi saluran berikutnya yang terpanjang Waktu kerja relai t3= 1.2 s/d 1.6 dt. 9.10.9. Peyetelan zone-3 reverse Fungsi penyetelan zone-3 reverse adalah digunakan pada saat pemilihan teleproteksi pola blocking. Dasar peyetelan zone-3 reverse ada dua jenis : x Bila Z3 rev memberi sinyal trip. Zone-3 rev = 1.5 Z2-ZL1 x Bila Z3 rev tidak memberi sinyal trip. Zone-3 rev = 2 Z2-ZL1. 9.10.10. Penyetelan Starting Fungsi starting relai jarak adalah : 1. Mendeteksi adanya gangguan. 2. Menentukan jenis gangguan dan memilih fasa yang terganggu. Prinsip penyetelan starting di bagi 2, yaitu : 1. Starting arus lebih : I fasa-fasa = 1.2 CCC atau ct I fasa-netral = 0.1. CCC atau ct 2. Starting impedansi Zsmin = 1.25 x Zone-3 Zs max= 0.5 x kV/(CCC atau Ct x¥3) 9.10.11. Penyetelan Resistif reach Fungsi penyetelan resistif reach adalah mengamankan gangguan yang bersifat high resistance. Prinsip penyetelan resistif reach (Rb) tidak melebihi dari kreteria setengah beban (1/2 Z beban ). x Untuk system 70 kV : Rb = 15 x Zone-1 x k0 x 2. x Untuk system 150 dan 500 kV : Rb = 8 x Zone-1 x k0 x 2 9.10.12. Directional Comparison Relai. 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. 390 9.11. Current Differential Relai Prinsip kerja pengaman differensial arus saluran transmisi mengadaptasi prinsip kerja diferensial arus, yang membedakannya adalah daerah yang diamankan cukup panjang sehingga diperlukan : Sarana komunikasi antara ujung-ujung saluran. Relai sejenis pada setiap ujung saluran. Karena ujung-ujung saluran transmisi dipisahkan oleh jarak yang jauh maka masing-masing sisi dihubungkan dengan : kabel pilot saluran telekomunikasi : microwave, fiber optic. Gambar 9.18. Relai arus differensial Transmisi Gambar 9.17. Directional comparison relai A B Signalling channel DIR T R t& DIRT R t& IIB IA Relai B RelaiAEnd AEnd B 391 Tanpa gangguan atau gangguan eksternal IA +IB = 0 Keadaan gangguan internal IA +IB z 0 (= IF) 9.11.1. Pilot Relai Gambar 9. 20. Circulating Current Umumnya diterapkan untuk mengatasi kesulitan koordinasi dengan relai arus lebih pada jaringan yang kompleks atau sangat pendekdan kesulitan koordinasi dengan relai jarak untuk jaringan yang sangat pendek. Pada saluran udara faktor pembatas dari relai ini adalah panjang dari rangkaian pilot, sedangkan pada saluran kabel adalah arus charging kabel dan sistem pentanahan. Prinsip kerja relai diferensial arus saluran transmisi yaitu relai diferensial dengan circulating current atau relai diferensial dengan balanced voltage seperti pada gambar.9.21. 9.11.2. Phase Comparison Relai Prinsip kerja membandingkan sudut fasa antara arus yang masuk dengan arus yang keluar daerah pengaman. Prinsip kerja diperlihat- kan pada gambar, 9.21. dimana pada saat gangguan internal output dari comparator memberikan nilai 1 .. Gambar 9. 19. Balanced Voltage OPOPB B vvOP OP B I I B 392 Gambar 9. 21. Gelombang sudut fasa pada Phase Comparison Relai 9.11.3. Super Imposed Directional Relai Elemen directional mengguna- kan sinyal superimposed Superimposed = faulted - unfaulted Selama gangguan tegangan dan arus berubah sebesar 'Vr dan 'ir, perubahan ini dikenal sebagai besaran superimposed. Untuk gangguan di depan : ' Vr -ø rep dan ' ir mempunyai polaritas yang berlawanan sedangkan untuk gangguan di belakang : ' Vr -ø rep dan ' ir mempunyai polaritas yang sama Arah ditentukan dari persamaan : Dop = | ' Vr -ø rep - ' ir | - | ' Vr -ø rep + ' ir | Dop positip untuk gangguan arah depan dan Dop negatip untuk gangguan arah belakang a. Fasa arus di A b. Logic fasa arus di A c. Fasa arus di B d. Logic fasa arus di B Output comparator di A : e = b + d Output discriminator Stability A B A B Gangguan eksternal Gangguan internal 393 Gambar 9. 23. Rangkaian pengukuran Relai tanah selektif Forward Fault ' ir t = 0 ' Vr Zs- ' Vr ' ir = Zs-' Vr ' ir = |Zs| -ø s Rt = 0' Vr Zs ' ir ZL+ ' Vr ' ir = Zs + ZL+' Vr ' ir = |Zs + ZL| -ø LS Gambar 9. 22. Prinsip pengukuran superimposed tegangan dan arus 50G 67G 67G Pht 1Pht 2 3949.11.4. Relai tanah selektif (selection ground Relai) Rangkaian relai tanah selektif (50G) dihubungkan seperti pada gambar. Jika ada gangguan satu fasa ke tanah pada penghantar 1 maka relai 50G akan merasakan gangguan demikian juga relai directional ground (67G). Penghantar 1 akan trip karena 50G kerja dan arus yang dirasakan 67G penghantar 1 > 67G penghantar 2. Apabila salah satu pmt penghantar lepas relai 50 G tidak akan bekerja. Setting waktu relai 50G umumnya < setting waktu 67G. Relai ini dipasang pada penghantar dengan sirkit ganda dan tidak dapat dioperasikan jika ada pencabangan dalam penghantar tersebut (single phi atau single T). 9.11.5. Relai tanah terarah (directional ground Relai) Relai arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising signal. Operating signal diperoleh dari arus residual melalui rangkaian trafo arus penghantar (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari rangkaian sekunder open delta trafo tegangan seperti pada Gambar 9.25. VRES = VAG + VBG + VCG = 3Vo 9.11.6 Relai Cadangan (Back Up Protection) Diperlukan apabila proteksi utama tidak dapat bekerja atau terjadi gangguan pada sistem proteksi utama itu sendiri. Pada dasarnya sistem proteksi cadangan dapat dibagi menjadi dua katagori, yaitu a. Sistem proteksi cadangan lokal (local back up protection system) VRES A B C Gambar 9. 24. Rangkaian open delta trafo tegangan 395Proteksi cadangan lokal adalah proteksi yang dicadangkan bekerja bilamana proteksi utama yang sama gagal bekerja. Contohnya : penggunaan OCR atau GFR. b. Sistem proteksi cadangan jauh (remote back up protection system) Proteksi cadangan jauh adalah proteksi yang dicadangkan bekerja bilamana proteksi utama di tempat lain gagal bekerja. Proteksi cadangan lokal dan jauh diusahakan koordinasi waktunya dengan proteksi utama di tempat berikutnya. Koordinasi waktu dibuat sedemikian hingga proteksi cadangan dari jauh bekerja lebih dahulu dari proteksi cadangan lokal. Hal ini berarti bahwa kemungkinan sekali bahwa proteksi cadangan dari jauh akan bekerja lebih efektif dari proteksi cadangan lokal. Dengan penjelasan di atas berarti bahwa waktu penundaan bagi proteksi cadangan lokal cukup lama sehingga mungkin sekali mengorbankan kemantapan sistem demi keselamatan peralatan. Dengan demikian berarti pula bahwa proteksi cadangan lokal hanya sekedar proteksi cadangan terakhir demi keselamatan peralatan. 9.11.7. Operating Time dan Fault Clearing Time Kecepatan pemutusan gangguan (fault clearing time) terdiri dari kecepatan kerja (operating time) Relai, kecepatan buka pemutus tenaga (circuit breaker) dan waktu kirim sinyal teleproteksi. Fault clearing time menurut SPLN 52-1 1984 untuk sistem 150 kV sebesar 120 ms dan untuk sistem 70 kV sebesar 150 ms. Besaran fault clearing time berhubungan dengan mutu tenaga listrik di sisi konsumen, batasan Kedip menurut SE Direksi PT PLN (PERSERO) No. 12.E / 012 / DIR / 2000 adalah 140 ms untuk bekerjanya proteksi utama sistem 150 kV dan 170 ms untuk bekerjanya proteksi utama di sistem 70 kV, sedangkan untuk proteksi cadangan maksimum sebesar 500 ms. Fault clearing time proteksi cadangan sebesar 500 ms dapat dicapai dengan memanfaatkan proteksi cadangan zone 2 distance Relai dari GI remote. Dari kedua hal di atas maka untuk PLN UBS P3B fault clearing time di sistem 150 kV adalah 120 ms untuk bekerja proteksi utama dan 500 ms untuk bekerja proteksi cadangan, sedangkan di sistem 70 kV adalah 150 ms untuk bekerja proteksi utama dan 500 ms untuk bekerja proteksi cadangan. Untuk memenuhi fault clearing time di atas maka perlu ditetapkan batasan operating time dari relai itu sendiri. Dengan mempertimbang- kan waktu kerja pmt dan waktu yang diperlukan teleproteksi maka operating time relai proteksi utama di sistem 150 kV adalah tipikal 30 ms dan pada SIR 10 dan reach setting 80 % sebesar 40 ms, sedangkan di sistem 70 kV adalah 396tipikal 35 ms dan pada SIR 10 dan reach setting 80 % sebesar 50 ms. 9.11.8. Relai Proteksi Busbar. Sebagai proteksi utama Busbar adalah relai Differensial, yang berfungsi mengamankan pada busbar tersebut terhadap gangguan yang terjadi di busbar itu sendiri. Konfigurasi Busbar ada 3 macam : 1. Busbar tunggal ( Single Busbar ). 2. Busbar ganda ( Double Busbar ). 3. Busbar 1,5 PMT. Gangguan pada busbar relatif jarang (kurang lebih 7 % ) dibandingkan dengan gangguan pada penghantar (kurang lebih 60 %) dari keseluruhan gangguan [1] tetapi dampaknya akan jauh lebih besar dibandingkan pada gangguan penghantar, terutama jika pasokan yang terhubung ke pembangkit tersebut cukup besar. Dampak yang dapat ditimbulkan oleh gangguan di bus jika gangguan tidak segera diputuskan antara lain adalah a/. kerusakan instalasi b/. timbulnya masalah stabilitas transient, c/. dimungkinkan OCR dan GFR di sistem bekerja sehingga pemutusan menyebar. Persyaratan yang diperlukan untuk proteksi busbar adalah : 1. Waktu pemutusan yang cepat (pada basic time) 2. Bekerja untuk gangguan di daerah proteksinya. 3. Tidak bekerja untuk gangguan di luar daerah proteksinya. 4. Selektfi, hanya mentripkan pmt-pmt yang terhubung ke seksi yang terganggu. 5. Imune terhadap malakerja, karena proteksi ini mentripkan banyak PMT. Jenis/pola proteksi busbar banyak ragamnya, tetapi yang akan di bahas disini adalah proteksi busbar diferensial dengan jenis low impedans dan high impedans.. Gambar.9. 25. Wiring diagram sistem proteksi untuk konfigurasi double busbar RR121234567812345678 397 9. 12. Proteksi Transformator Tenaga Proteksi transrmator daya terutama bertugas untuk mencegah kerusakan transformator sebagai akibat adanya gangguan yang terjadi dalam petak/bay transformator, disamping itu diharapkan juga agar pengaman transformator dapat berpartisipasi dalam penyelenggaraan selektifitas sistem, sehingga pengamanan transformator hanya melokalisasi gangguan yang terjadi di dalam petak/bay transformator saja. 9.12.1. Tujuan pemasangan Relai proteksi Trafo Tenaga. Maksud dan tujuan pemasangan relai proteksi pada transformator daya adalah untuk mengamankan peralatan /sistem sehingga kerugian akibat gangguan dapat dihindari atau dikurangi menjadi sekecil mungkin dengan cara : 1. Mencegah kerusakan transformator akibat adanya gangguan/ketidak normalan yang terjadi pada transformator atau gangguan pada bay transformator. 2. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang dapat membahayakan peralatan atau sistem. 3. Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan instalasi yang terganggu atau yang dilalui arus gangguan dapat dihindari atau dibatasi seminimum mungkin dan bagian sistem lainnya tetap dapat beroperasi. 4. Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi lainnya. 5. Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik yang terbaik kepada konsumen. 6. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik. 9.12.2. Gangguan pada Trafo Tenaga Gangguan pada transformator daya tidak dapat kita hindari, namun akibat dari gangguan tersebut harus diupayakan seminimal mungkin dampaknya. Ada dua jenis penyebab gangguan pada transformator, yaitu gangguan eksternal dan gangguan internal. 1. Ganggauan eksternal. Gangguan eksternal sumber gangguan- nya berasal dari luar pengamanan transformator, tetapi dampaknya dirasakan oleh transformator tersebut, diantaranya - gangguan hubung singkat pada jaringan - beban lebih - surja petir . 2. Gangguan internal Gangguan internal adalah gangguan yang bersumber dari Next >