< Previous 378 Sistem proteksi jaringan (SUTT dan SUTET) terdiri dari Proteksi Utama dan Proteksi Cadangan. Relai untuk proteksi utama yang dikenal saat ini : a) Distance Relai Basic atau Step PUTT POTT Blocking b) Differential Relai Pilot Current Phase c) Directional Comparison Relai Impedance Current SuperImposed Proteksi Cadangan adalah sebagai berikut : Sistem proteksi cadangan lokal : OCR & GFR Sistem proteksi cadangan jauh : Zone 2 GI remote 9.6. Sistem Proteksi SUTET Pada dasarnya, hanya ada satu pola pengaman SUTET yang dipakai pada sistem transmisi 500 kV di pulau Jawa, yaitu suatu pola yang menggunakan dua Line Protection (LP) berupa Distance Relai (Z) + Tele Proteksi (TP) yang identik, disebut LP(a) dan LP(b). Pada setiap LP terdapat Directional Earth Fault Relai (DEF) sebagai komplemennya. Pola ini selanjutnya dilengkapi dengan Reclosing Relai untuk melakukan SPAR. Pola ini dipakai di hampir seluruh SUTET PLN di Jawa dan untuk selanjutnya akan disebut sebagai pola standar. Namun demikian, disamping pola yang standar terdapat dua pola lain yang non standar. Pola non standar yang pertama mempunyai dua LP, yaitu : i) LP(a) berupa Directional Comparison (DC) dari jenis Non-Impedance Relai, yang di-backup oleh sebuah Distance Relai tanpa Tele Proteksi, ii) LP(b) berupa distance Relai + DEF dengan Tele Proteksi, yang di-backup oleh sebuah Distance Relai tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada SUTET Saguling - Cirata 1. Pola non standar yang kedua mempunyai LP(a) berupa Phase Comparison yang di backup oleh Distance Relai tanpa Tele Proteksi, dan LP(b) berupa Distance Relai + DEF dengan Tele Proteksi yang di-backup oleh Distance Relai tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada SUTET Saguling - Cirata 2. 379Tabel 9.1. Pola Standar Pola LPa LPb Main Backup Main Backup Pola standar Z+DEF+TP Z Z+DEF+TP Z Pola non standar I DC Z Z+DEF+TP Z Pola non standar II PC Z Z + TP Z 9.7. Media Telekomunikasi Media PLC dapat digunakan untuk Distance Relai, Comparison Directional Relai, dan Comparison Phase Relai. Media Fibre Optic dapat digunakan untuk Distance Relai, relai directional comparison, relai phase comparison, dan relai current differential. Media Micro Wave dapat digunakan untuk distance Relai, relai directional comparison, relai phase comparison, dan relai current differential. Kabel Pilot dapat digunakan untuk relai pilot differential. 9.8. Distance Relai ( Relai Jarak) Relai jarak digunakan sebagai pengaman utama (main protection) pada SUTT/SUTET dan sebagai backup untuk seksi didepan. Relai jarak bekerja dengan mengukur besaran impedansi (Z) transmisi dibagi menjadi beberapa daerah cakupan yaitu Zone-1, Zone-2, Zone-3, serta dilengkapi juga dengan teleproteksi (TP) sebagai upaya agar proteksi bekerja selalu cepat dan selektif di dalam daerah pengamanannya. Gambar .9.5. Daerah pengamanan relai jarak 9.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak Relai jarak mengukur tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang terlihat dari relai, dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat di tentukan. Perhitungan impedansi dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : Zone-1 Zone-2Zone-3 280Zf = Vf/If Dimana : Zf = Impedansi (ohm) Vf = Tegangan (Volt) If =Arus gangguan Relai jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan impedansi seting, dengan ketentuan : Bila harga impedansi ganguan lebih kecil dari pada impedansi seting relai maka relai akan trip. Bila harga impedansi ganguan lebih besar dari pada impedansi seting relai maka relai akan tidak trip. Gambar 9.6. merupakan block diagram relai jarak yang terpasang di instalasi yang terdiri dari : Gambar 9.6. Block diagram relai jarak MCB VT Bus Close Trip Rang. Arus Posisi PMT Mekanik PMT MCB VT Line HV APPARATUS MK PANEL RELAI M M CR CS PANEL PLC PMS REL PMT CT PMS LINE PMS TANAH Syncro Chek(25)Auto Rec(79)Distance Relai (21) 3811. Peralatan tegangan tinggi (HV apparatus) PMT PMS CT PT Line dan Bus 2. Marshalling Kios MCB PT MCB sumber AC/DC Terminal rangkaian arus (CT) dan tegangan (PT). Terminal limit switch PMT dan PMS Terminal rangkaian trip dan reclose 3. Panel Relai MCB AC dan DC Relai Jarak Relai Lock Out Aux. Relai 4. Panel PLC Sinyal Kirim (carrier send) Sinyal terima (carrer reciept) Sinyal CIS 9.8.2. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak Menurut jenis gangguan pada sistem tenaga listrik, terdiri dari gangguan hubung singkat tiga fasa, dua fasa, dua fasa ke tanah dan satu fasa ke tanah. Relai jarak sebagai pengaman utama harus dapat mendeteksi semua jenis gangguan dan kemudian memisahkan sistem yang terganggu dengan sistem yang tidak terganggu. 9.8.3. Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa Pada saat terjadi gangguan tiga fasa yang simetris maka amplitudo tegangan fasa VR,VS,VT turun dan beda fasa tetap 120 derajat. Impedansi yang diukur relai jarak pada saat terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa adalah sebagai berikut : Vrelai = VR Irelai=IR ZR= VR /IR Dimana, ZR = impedansi terbaca oleh relai VR = Tegangan fasa ke netral IR = Arus fasa 9.7.4.Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa Untuk mengukur impedansi pada saat terjadi gangguan hubung singkat dua fasa, tegangan yang masuk ke komparator relai adalah tegangan fasa yang terganggu, sedangkan arusnya adalah selisih (secara vektoris) arus-arus yang terganggu. Maka pengukuran impedansi untuk hubung singkat antara fasa S dan T adalah sebagai berikut : V relai = VS – VT I relai = IS - IT 382Sehingga, ZR = TSTSIIVV Tabel. 9.2. Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat dua fasa Fasa yang terganggu Tegangan Arus R-S VR-VS IR - IS S-T VS-VT IS - IT T-R VT-VR IR - IT 9.8.5. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah Untuk mengukur impedansi pada saat hubung singkat satu fasa ke tanah, tegangan yang dimasukkan ke relai adalah tegangan yang terganggu, sedangkan arus fasa terganggu di tambah arus sisa dikali factor kompensasi. Misalnya terjadi gangguan hubung singkat satu fasa R ke tanah, maka pengukuran impedansi dilakukan dengan cara sebagai berikut : Tegangan pada relai : Vrelai = VR Arus pada relai : I relai = IR+K0.In Arus netral : In = IR + IS + IT Kompensasi urutan nol : K0=1/3(Z0 - Z1/Z2) Z1=VR/(IR+K0.In) Tabel.9.3.Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah Fasa yang terganggu Tegangan Arus R - N VR IR + K0.In S - N VS IS + K0.In T - N VT IS + K0.In Impedansi urutan nol akan timbul pada gangguan tanah. Adanya K0 adalah untuk mengkompensasi adanya impedansi urutan nol tersebut. Sehingga impedansi yang terukur menjadi benar. 3839.9. Karakteristik Relai Jarak Karakteristik relai jarak merupakan penerapan langsung dari prinsip dasar relai jarak, karakteristik ini biasa digambarkan didalam diagram R-X. 9.9.1. Karakteristik impedansi Ciri-ciri nya : Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya ditengah-tengah, sehingga mempunyai sifat non directional. Untuk diaplikasikan sebagai pengaman SUTT perlu ditambahkan relai directional. Mempunyai keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high resistance. Karakteristik impedan sensitive oleh perubahan beban, terutama untuk SUTT yang panjang sehingga jangkauan lingkaran impedansi dekat dengan daerah beban. Gambar 9.7. Karakteristik Impedansi 9.9.2. Karakteristik Mho Ciri-ciri : Titik pusatnya bergeser sehingga mempunyai sifat directional. Mempunyai keterbatasan untuk mengantisipasi gangguan tanah high resistance. Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone-3 dengan karakteristik Mho lensa geser. R X ZL Z1 Z2 Z3 Directional 384 Gambar 9.8. Karakteristik Mho Gambar 9.9. Karakteristik Mho Z1,Z2 parsial Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser 9.9.3. Karakteristik Reaktance Ciri-ciri : Karateristik reaktance mempunyai sifat non directional. Untuk aplikasi di SUTT perlu ditambah relai directional. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka relai reactance dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi. RX ZL Z1 Z2 Z3 RX ZL Z1Z2Z3 385 Gambar 9. 10. Karakteristik Reaktance dengan Starting Mho 9.9.4. Karakteristik Quadrilateral Ciri-ciri : Karateristik quadrilateral merupakan kombinasi dari 3 macam komponen yaitu : reactance, berarah dan resistif. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka karakteristik relai quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi. Umumnya kecepatan relai lebih lambat dari jenis mho. Gambar 9.11. Karakteristik Quadrilateral Z3 Z2 Z1X RZLRZX Z3 Z2 3869.10. Pola Proteksi Agar gangguan sepanjang SUTT dapat ditripkan dengan seketika pada kedua sisi ujung saluran, maka relai jarak perlu dilengkapi fasilitas teleproteksi. 9.10.1. Pola Dasar Ciri-ciri Pola dasar : Tidak ada fasilitas sinyal PLC Untuk lokasi gangguan antara 80 – 100 % relai akan bekerja zone-2 yang waktunya lebih lambat (tertunda). T Z2 = Timer zone 2 TZ3 = Timer zone 3 Gambar 9.12. Rangkaian logic Basic Scheme 9.10.2. Pola PUTT (Permissive Underreach Transfer Trip) Prinsip Kerja dari pola PUTT : Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak zone-1. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan menerima sinyal. (carrier receipt). Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak kembali ke pola dasar. Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak. . CS = sinyal kirim Z2 = trip zone 2 CR = sinyal terima TZ2 = waktu trip zone 2 Gambar 9. 13. Rangkaian logic Pola PUTT Z1 Z3 OR TRIP Z2 TZ2 Z1 Z3 OR TRIP TZ2 Z2 TZ3 TZ3 CS Z1 COR TRIP Z2 TZ2 AND CS Z1 CORTRIP TZ2 Z2 AND 287 9.10.3. Permissive Overreach transfer Trip Prinsip Kerja dari pola POTT : Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak zone-2. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan menerima sinyal (carrier receipt). Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak kembali ke pola dasar. Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak. CR = sinyal terima tZ2 = waktu trip zone 2 Gambar 9.14. Rangkaian logic Pola POTT 9.10.4. Pola Blocking (Blocking Scheme) Prinsip Kerja dari pola Blocking : Pengiriman sinyal block (carrier send) oleh relai jarak zone-3 reverse. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan tidak ada penerimaan sinyal block. (carrier receipt). Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak akan mengalami mala kerja. Membutuhkan sinyal PLC cukup half duplex. Relai jarak yang dibutuhkan merk dan typenya sejenis. Gambar 9. 15. Ranglaian Logic Blocking Scheme Z1 OR TRIP TZ2 AND CS Z1 CR OR TRIP Z2 TZ2 AND TZ3 Z3 Rev AND TZ2 CS Z3Rev AND Z2 CR CS Z1 CR TRIPZ2 TZ2 AND CS Z1 CR TRIPTZ2 Z2 AND ORORNext >