BAHAN AJAR SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK. Ir. Zulkarnaini, MT. TATAP MUKA VII&VIII. Oleh: Institut Teknologi Padang Jurusan Teknik Elektro

Transkripsi

1 nstitut Teknologi Padang Jurusan Teknik Elektro BAHAN AJAR SSTEM PROTEKS TENAGA LSTRK TATAP MUKA V&V. Oleh: r. Zulkarnaini, MT /25/2011 1

2 Pendahuluan Relay arus lebih adalah sederhana, murah dan bekerjanya lebih cepat. Proteksi arus lebih sangat berbeda dari perlindungan terhadap beban lebih, Rele arus lebih banyak digunakan untuk mengamankan peralatan terhadap gangguan hubung singkat antar fase, hubung singkat satu fase ketanah dan dapat digunakan sebagai pengaman beban lebih. Juga digunakan sebagai pengaman utama pada jaringan distribusi dan sub-transmisi sistem radial. Sebagai pengaman cadangan generator, transformator daya dan saluran transmisi. 1/25/2011 2

3 RELE ARUS LEBH / OVER CURRENT RELAY (OCR) Over Current relay adalah nama yang diberikan pada rele protection yang memberikan respon adanya arus tertentu Secara praktis pemakaian OCR sebagai proteksi hub. Singkat dan keadaan tdk normal pada operasi transmisi dan distribusi Jaringan (saluran) yang diamankan pada arus lebih dapat dilakukan dengan distance atau pilot relay Tetapi dengan menggunakan OCR lebih simple, murah, mudah dioperasikan dan 1/25/2011 3

4 Prinsip Kerja OCR TC PMT batere S Lampu Alarm OCR T Aux. rele CT Daerah pengamanan 1/25/2011 4

5 1/25/2011 5

6 FUNGS SEBAGA PENGAMAN UTAMA ATAU CADANGAN UNTUK GANGGUAN HUBUNG SNGKAT FASA FASA FASA TANAH APLKAS PENGAMAN UTAMA JTM ( DSTRBUS ) GENERATOR ( Kapasitas kecil ) TRAFO DAYA ( Kapasitas kecil ) MOTOR SEBAGA PENGAMAN CADANGAN 1/25/2011 6

7 PENGERTAN RELA ARUS LEBH SUATU RELA YANG BEKERJANYA BERDASARKAN ADANYA KENAKAN ARUS YANG MELAMPAU NLA SETTNGNYA. 1/25/2011 7

8 JENS RELA ARUS LEBH NON DRECTONAL DRECTONAL KONTROL TEGANGAN PENAHAN TEGANGAN 1/25/2011 8

9 ARAH 1. TDAK BERARAH ( NON DRECTONAL ) 2. BERARAH ( DRECTONAL ARUS WAKTU 1. TANPA TUNDA ( MOMENT = NSTANT ) 2. TUNDA WAKTU ( TME DELAY ) # DEFNTE ( TERTENTU ) = NDEPENDEN # NVERSE ( t BERBANDNG TERBALK ) = DEPENDEN S / N = Standard / Normal verse V = Very nverse E = Exteremely nverse LT = Long Time nvers 1/25/2011 9

10 KARAKTERSTK NSTANT = MOMENT t TC Bus-bar P PMT A DC r R CT t SET SET MOMENT 1/25/

11 KARAKTERSTK TUNDA WAKTU TERTENTU ( DEFNTE TME ) t Bus-bar TC t P PMT A DC t SET t1 SET CT r ( a ) R - T 1 ( b ) 1/25/

12 KARAKTERSTK TUNDA WAKTU NVERSE t Bus-bar t P PMT TC A DC t SET r R/T SET CT ( a ) ( b ) 1/25/

13 KARAKTERSTK KOMBNAS NSTANT DENGAN TUNDA WAKTU TERTENTU (DEFNTE TME ) t t SET SET SET MOMENT 1/25/

14 KARAKTERSTK KOMBNAS NSTANT DENGAN TUNDA WAKTU NVERSE t SET SET MOMENT 1/25/

15 SETTNG ARUS DAN WAKTU TAP SETTNG TAP / PLUG SETNG KUMPARAN UTAMA ARUS DAR CT TME DAL SETTNG KONTAK DAM KONTAK GERAK DENGAN MENGATUR JARAK KONTAK 1/25/

16 TPE RELA STATK A CT RECTFER SUPLA DC R V in LEVEL DETECTOR V o SETTNG RELA BANTU V V REF REF < > V V N N V V O O = 0 0 ( Pickup (Re set ) ) 1/25/

17 BLOK DAGRAM RELA ARUS LEBH STATK FLTER CURVE SHAPER a b c MAX GATE & RECT. F s LD 1 CS T LD 2 1 RL R F s NSTANT LD = LEVEL DETECTOR T = TMER R = REGULATOR SETTNG NSTANT LD 3 3 RL BA DOC 1/25/

18 STATC OVER CURRENT RELAY MCGG HS OUTPUT DRVER TME HS OUTPUT RELAY TME / CURRENT OUTPUT RELAY 0.4/0 NPUT NTERPOSSNG CT FULLWAVE RECTFER 0.2/ /0 0.8/0 0.2/0 0.4/0 CURRENT SETTNG MCRO COMPUTER A/D 0.2/0 0.2/0 0.1/0 0.05/0 0.05/0.025 TMS SWTH SETTNG 16/0 8//0 4//0 2/0 1/0 HGH SET SWTH SETTNG CURVE SELECT SWTCH BA DOC 1/25/

19 A B C E NST t > s NST t > s NAME PLATE RELA OCR / GFR TPE MCGG 82 S = N S = N RESET xt= xt= KARAK TERSTK NST s = NST s = BA DOC 1/25/

20 PRNSP SETTNG OCR # set Tunda waktu * s = k n n = Arus Nominal k = Faktor pabrik ( 1 s/d 2 ) atau 0,05 s/d 2,4 dengan step 0.05 * Plug Setting BA DOC 1/25/

21 # Waktu kerja * Definite ( Langsung atau dengan Tms ) * nverse ( Td atau Tms dan Mps = / s ) t tk Tms ( td ) Td = Time dial setting Tms = Time multiple seting Mps = Multiple plug setting. X s Mps = 4 x s x s BA DOC 1/25/

22 # s instant ( moment ) * s instant = k n atau k s n = Arus Nominal s = Arus setting tunda waktu k = Faktor pabrik * Plug setting BA DOC 1/25/

23 @ SETTNG ARUS OCR /GFR DENGAN TUNDA WAKTU S S N = = = = N ARUS SETTNG ARUS NOMNAL RELA FAKTOR PABRK BA DOC 1/25/

24 # MSAL ARUS SETTNG s = 6 A. s = 1.2 n POSS SAKLAR : s = ( ) x 5A = 1,2 x 5A = 6 A BA DOC 1/25/

25 PEMLHAN KARAKTERSTK S V E LT D2 D4 D TRP TEST : CURVA S : BA DOC 1/25/

26 KURVA / STANDARD / NORMAL NVERSE ( S ) t = 0,14 0,02 1 VERY NVERSE ( V ) t = 13,5 1 EXTREMELY NVERSE ( E ) t = 80 tms 1 LONG TME NVERSE ( LT ) t = 120 tms 1 BA DOC 1/25/

27 SETTNG WAKTU MSAL : KARAKTERSTK E ARUS GANGGUAN 3 x s ( = 3 ) WAKTU KERJA = 1 DETK PEMLHAN TMS : tms = tk = 1 = 0,1 det ik POSS SAKLAR 0,025 0, ,05 0,1 0,2 0,2 0,4 BA DOC 1/25/

28 SETTNG NSTANT S S S inst = 6 = A 18 = 6 inst = 18 POSS SAKLAR = 3 A S BA DOC 1/25/

29 SAMBUNGAN ( WRNG ) P1 CT P2 PMT S1 S2 OCR R T OCR OCR S GFR E 3 Buah OCR 1 Buah GFR BA DOC 1/25/

30 SAMBUNGAN ( WRNG ) P1 CT P2 PMT S1 S2 OCR R T OCR GFR E 2 Buah OCR 1 Buah GFR BA DOC 1/25/

31 PENGUJAN RELA ARUS LEBH 1. PENGUJAN NDVDUAL MENGUJ NDVDU RELA TU SENDR, UNTUK MENGETAHU APAKAH MASH DALAM KEADAAN STANDAR ATAU TDAK 2. PENGUJAN FUNGS MENGUJ FUNGS DAR SSTEM PROTEKS SECARAKESELURUHANAPAKAH MASH BERFUNGS ATAU TDAK 1/25/

32 PENGUJAN NDVDUAL HAL HAL YANG PERLU DPERHATKAN : 1. CARA SETTNG 2. NTERNAL DAGRAM RELA 3. ALAT UJ / RANGKAAN PENGUJAN 4. TEM PENGUJAN 5. PROSEDUR PENGUJAN 6. HASL UJ DAN KESMPULAN 1/25/

33 JENS / TEM PENGUJN 1. ARUS PCK UP DAN ARUS DROP OFF SERTA RASO ARUS PCK UP DENGAN DROP OFF 2. KARAKTERSTK ARUS WAKTU 3. KARAKTERSTK NSTANTANEOUS 1/25/

34 1. ARUS PCK UP [ ARUS AWAL / MULA ] ARUS MNMUM YANG MENYEBABKAN RELA BEKERJA 2. ARUS DROP OFF [RESET/ KEMBAL ] ARUS MAKSMUM YANG MENYEBABKAN RELA TDAK BEKERJA. 3. RASO ARUS PCK UP DENGAN DROP OFF K D = D P 100% pick up reset beban t gangguan t 1/25/

35 PENGUJAN NDVDUAL RELA ARUS LEBH 21 o o o o o START R TMER STOP 220 Vac A Vdc 220 Vac o SLDE TRAFO SOLAS RANGKAAN PENGUJAN 1/25/

36 (+) RELA BANTU RE 1 KONTAK OCR/GFR (+) DAGRAM KONTROL DC (-) TRP PMT (+) RE 2 RELA BANTU RE 3 ALARM (-) 1/25/

37 RANGKAAN SGNALSAS (+) RESET KONTAK RELA TEST LAMP RELA BANTU RE LAMPU SGNAL 1/25/

38 SETTNG OCR GANGGUAN FASA FASA [ TUNDA WAKTU k k SE SET SET SET S D max k S max min =...[ 1] k D max 0,8 HS 2 Φ min...[ min SET max SET max min = 1,1 1,2 80 % SET = arusbeban max. SET 2] = = SET SET min max 1/25/

39 KOORDNAS OCR # DEFNTE TME t SC C t B SB t A SA Δ t = 0, 4 HS 0,5 det A B C t 1,3 det 0,8 det 0,3 det 1/25/

40 KOORDNAS OCR # NVERSE TME SETNG WAKTU DENGAN PEMLHAN TD / TMS TD = TME DAL TMA = TME MULTPLE SETTNG A B C t TMS A TMS B TMS C 1/25/

41 SETTNG ELEMEN NSTANTANEOUS DMAKSUDKAN UNTUK GANGGUAN 3 FASA,TETAP HARUS MEMPERHATKAN ARUS KETAHANAN KABEL. HS SET 2 2Φ min SET 1 HS 3Φ min kemampuank abel SETTNG NSTANT SET1 SET2 SET2 SET1 SET SET = = SET1 SET2 1/25/

42 KOORDNAS OCR # NSTANTANEOUS A B C SET SET inst inst. A. B = = 1,2 1,2 HS HS 3 Φ 3 Φ B C 1/25/

43 KOORDNAS DAR RELA KOMBNAS TUNDA WAKTU DENGAN NSTANT / A B C t t A t NST t B t NST t C t TMS A TMS B TMS C t NST t NST 1/25/

44 SETTNG GFR [RELA GANGGUAN TANAH ] PERLU DPERHATKAN ; 1. SSTEM PENTANAHAN TTK NETRAL 2. BESARNYA ARUS HUBUNG SNGKAT SATU FASA KE TANAH. 3. ARUS KETDAKSEMBANGAN BEBAN 4. ARUS KAPASTANS JARNGAN. 1/25/

45 SSTEM PENTANAHAN DENGAN TAHANAN RENDAH 3 PADA SKTM SPNDEL BATAS MNMUM ADALAH RELA PADA SALURAN YANG SEHAT TDAK BOLEH BEKERJA OLEH ARUS KAPASTANS 3 SET OR GFR = 1,3 3 OR # PADA SUTM SAMA SEPERT D SKTM 1/25/

46 @ SSTEM PENTANAHAN LANGSUNG [ SOLD ] KARENA ARUS GANGGUAN BESAR, KRTERA SETTNGNYA SEPERT PADA RELA PENGAMAN ANTAR FASA. TETAP BATAS MNMUMNYA LEBH KECL DAR ARUS BEBAN, TETAP LEBH BESAR DAR ARUS KETDAKSEMBANGAN BEBAN. 1/25/

47 @ SSTEM MENGAMBANG 1. RELA TEGANGAN NOL RELA N TDAK BOLEH BEKERJA BLA TERJAD PERGESERAN TEGANGAN NOMNAL 3 VO = 0, 3V Nom 2. RELA GANGGUAN TANAH BERARAH [ DRECTONAL GFR SSTEM PENTANAHAN DENGAN TAHANAN TNGG RELA YANG DGUNAKAN ADALAH DGFR. RELA OCR SEBAGA GFR TDAK DAPAT DPAKA. KARENA ARUS GANGGUAN SATU FASA KETANAH LEBH KECL DAR ARUS KAPASTANS. 1/25/

48 Karakteristik operasi OCR Time over current relay (waktu - rele arus lebih) m() T3 T2 T1 p 0 pengendalian f Re() 1/25/

49 Karakteristik operasi time OCR Jika nilai arus gangguan (F) adalah batasan kondisi rele pick-up dengan arus operasi (p) maka rele bekerja. Dengan daerah pengendalian rele tidak dapat bekerja. Sudut phasa dari arus gangguan berkisar antara derajat. Lingkaran memperlihatkan waktu setting dimana waktu T3 lebih lama dari T2 dan T1, untuk mengerakkan posisi kontak serta waktu T2 lebih lama dari T1. Waktu setting adalah memutar waktu untuk menggerakkan posisi kontak ketika rele reset dan menukar waktu operasi pada nilai arus yang tertentu. 1/25/

50 Operasi dari OCR dengan karakteristik waktu invers Waktu Waktu rele 3 CDT Waktu rele 2 Waktu rele 1 CDT Jarak 3 B3 2 B2 1 B1 F CDT = Coordination delay time/ koordinasi waktu tunda CDT = Waktu operasi breakers B1+ kesalahan margin T2 = T1 + CDT dan T3 = T2 +CDT 1/25/

51 Contoh 3 B3 3 B B1 S1=4,5 MVA 600/5 S3=7,5 MVA 400/5 S=2,5 MVA 300/5 Single line diagram seperti gambar diatas 13.2 kv yang berbentuk radial dengan ratio CT 300:5, 400:5, dan 600:5. Arus ganggan hubungan singkat untuk bus 1,2,3 adalah 2400, 2700, dan 3000 Amper Tentukanlah Waktu operasi masing-masing rele CT setting TDS setting Arus yang dirasakan rele pada B1 = /300/5 = 3,28 A Arus yang dirasakan rele pada B2 = 306,17/400/5 = 3,83 A Arus yang dirasakan rele pada B3 = /600/5 = 5,28 A Maka setting rele kita ambil B1 = 4 A, B2 = 4 dan untuk B3 = 6 Maka setting rele pada saat hubungan singkat B1 = 2400/300/5 = 40 A 1/25/

52 Nilai pick-up dari rele = (fb1/cts = 40/4 = 10 Amper Untuk operasi TDS dari B1 adalah 0,5 Maka waktu setting T2= T1 +TDS = 0,5 + 0,1+0.3 = 0.9 dt 1/25/

53 Sekian Tatap muka V 1/25/