RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR WAKTU PADA KARAKTERISTIK RELE GANGGUAN FASA KE TANAH ABB TIPE SPAJ 140C BERBASIS MIKROKONTROLER

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR WAKTU PADA KARAKTERISTIK RELE GANGGUAN FASA KE TANAH ABB TIPE SPAJ 140C BERBASIS MIKROKONTROLER BUILD AND DESIGN TIME MEASUREMENT TOOL ON CHARACTERISTIC OF GROUND FAULT RELAY ABB TYPE SPAJ 140C BASED ON MICROCONTROLLER Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Listrik Di Jurusan Teknik Elektro Oleh : Arif Apriyana Putra POLBAN POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2 DATA PRIBADI Nama : Arif Apriyana Putra Alamat : Jl. Ciwaruga Rt 01/03 no.16 NIM : TTL : Bandung, 3 Mei 1992 Agama : Islam Jenis kelamin : Laki-laki Status : Belum Menikah Kewarganegaraan : Indonesia Universitas : Politeknik Negeri Bandung Program studi : Teknik Listrik docildoclo@yahoo.com Telepon : PENDIDIKAN : SD Negeri Ciwaruga I : SMP Negeri 12 Bandung : SMA Laboratorium UPI 2009 sekarang : Politeknik Negeri Bandung PENGALAMAN ORGANISASI : Anggota PRAMUKA SDN Ciwaruga I : Anggota PMR SMPN 12 Bandung : Anggota OSIS SMPN 12 Bandung : Anggota Himpunan Mahasiswa Listrik Polban : Anggota FKHME-Bandung

3 ABSTRAK Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang melewatinya. Rele ini dapat digunakan sebagai pengaman utama pada jaringan distribusi dan sub-transmisi sistem radial. Waktu pemutusan rele sangat diperlukan untuk mengetahui kurva karakteristik dari rele itu sendiri. Pada Proyek Akhir ini akan dilakukan pembuatan alat pengukur waktu untuk memastikan waktu pemutusan rele terhadap adanya gangguan arus lebih pada rele ABB tipe SPAJ 140C berbasis mikrokontroler yang menggunakan display Seven Segment dari orde pembacaan 1/100 detik sampai detik. Dengan adanya alat uji ini pun kita bisa mendapatkan karakteristik rele yang lebih akurat. Kata Kunci : Waktu Pemutusan Rele, Karakteristik Rele, GFR

4 ABSTRACT Overcurrent relay is a relay that works based on the increase in current through it. This relay can be used as the primary security in the distribution network and radial sub-transmission system. Relay time of termination is necessary to know the characteristic curve of the relay. At the end of this project will be the manufacture of measuring instruments to ensure the termination time of the overcurrent relay and interference with the rele-based ABB 140C SPAJ type microcontroller that uses the Seven Segment display readout time of the order of 1/100 second up to seconds. With the test equipment is also we can get a more accurate characteristics of the relay. Keywords: Termination Time relay, relay characteristics, GFR

5 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii DATA PRIBADI... iii KATA MUTIARA... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Rumusan Masalah Batasan Masalah Metode Penyelesaian Proyek Akhir Identifikasi Masalah Studi Litertur Pembuatan Alat Analisa dan Evaluasi Penyusunan Laporan Proyek Akhir Perbaikan dan Penyempurnaan Sistematika Penulisan... 4

6 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rele Pengaman Fungsi Rele Pengaman Syarat Rele Pengaman Rele Arus Lebih (OCR) dan Rele Gangguan ke Tanah (GFR) Cara Kerja Rele Arus Lebih dan Rele Gangguan ke Tanah Jenis Karakteristik Rele Arus Lebih dan Rele Gangguan Tanah Rele ABB tipe SPAJ 140C Setting Rele ABB tipr SPAJ 140C Bagian-bagian Rele ABB tipe SPAJ 140C Mikrokontroler AT89S Konfigurasi AT89S Blok Diagram AT89S Memori Program Memori Data Seven Segment Jenis-jenis Seven Segment Prinsip Kerja Seven Segment IC Penggerak Konfigurasi IC Cara Kerja IC BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Definisi Perancangan Tujuan Perancangan Langkah Perancangan Flowchart Pengerjaan Proyek Akhir Perancangan Fungsional Deskripsi Cara Kerja Alat... 56

7 3.3.4 Pemilihan Komponen Perancangan Fisik/Konstruksi BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Tujuan Pengujian Karakteristik GFR ABB tipe SPAJ 140C Sasaran Pengujian Karakteristik GFR ABB tipe SPAJ 140C Peralatan yang digunakan Gambar Rangkaian Langkah Percobaan Pengujian dan Analisa Analisa Pengukuran Analisa Error BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Seketika (Instantaneous). 11 Gambar 2.2 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time).. 12 Gambar 2.3 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Time) Gambar 2.4 Kurva Karakteristik Waktu Normal Inverse Gambar 2.5 Kurva Karakteristik Waktu Very Inverse Gambar 2.6 Kurva Karakteristik Waktu Extremely Inverse Gambar 2.7 Kurva Karakteristik Waktu Long Time Inverse Gambar 2.8 Karakteristik Inverse Definite Minimum Time (IDMT) Gambar 2.9 Kurva Karakteristik Waktu Tipe-RI Gambar 2.10 Kurva Karakteristik Waktu Tipe-RXIDG Gambar 2.11 Rele ABB tipe SPAJ 140C tampak depan Gambar 2.12 Rele ABB tipe SPAJ 140C tampak belakang Gambar 2.13 Wiring OCR & GFR ABB SPAJ 140C Pada Jaringan Distribusi 21 Gambar 2.14 Wiring Rele OCR & GFR ABB SPAJ 140 C Gambar 2.15 SPCJ 4D Gambar 2.16 Konstruksi Kaki AT89S Gambar 2.17 Blok Diagram AT89S Gambar 2.18 Konstruksi Seven Segment Gambar 2.19 Seven Segment Common Anoda Gambar 2.20 Seven Segment Common Katoda Gambar 2.21 Konstruksi IC Gambar 2.22 Blok Diagram IC Gambar 3.1 Flowchart Pengerjaan Proyek Gambar 3.2 Blok Diagram Pengukur waktu pada karakteristik OCR&GFR Gambar 3.3 Blok Diagram alat ukur waktu Gambar 3.4 AT89S

9 Gambar 3.5 Sistem Minimum AT89S Gambar 3.6 IC Gambar 3.7 Seven Segment Gambar 3.8 Rangkaian display alat ukur waktu Gambar 3.9 Rangkaian Alat Pengukur Waktu Pemutusan Rele Gambar 3.10 Rancangan Fisik Alat Ukur Waktu Pemutusan Rele Gambar 4.1 Peralatan Pengujian Karakteristik GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.2 OCR&GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.3 Simulator Sumber Jaringan 3 Fasa Gambar 4.4 Current Injector Gambar 4.5 Alat Ukur Waktu Gambar 4.6 Rangkaian Pengujian Karakteristik GFR ABB tipe SPAJ 140C.. 67 Gambar 4.7a Kurva Karakteristik SI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.7b Kurva Semilog Karakteristik SI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.8a Kurva Karakteristik VI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.8b Kurva Semilog Karakteristik VI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.9a Kurva Karakteristik EI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.9b Kurva Semilog Karakteristik EI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.10a Kurva Karakteristik LTI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.10b Kurva Semilog Karakteristik LTI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.11a Kurva Karakteristik RI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.11b Kurva Semilog Karakteristik RI GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.12a Kurva Karakteristik RXIDG GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.12b Kurva Karakteristik RXIDG GFR ABB tipe SPAJ 140C Gambar 4.13 Kurva Error rata-rata TMS

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel Operation Inicator pada Panel Depan Rele Tabel 2.2 SGF Tabel 2.3 SGF Tabel 2.4 SGB Tabel 2.5 SGR Tabel 2.6 SGR Tabel 2.7 SGR Tabel 2.8 Data Port 3 Pin Tabel 4.1 Karakteristik SI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.2 Karakteristik SI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.3 Karakteristik SI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.4 Karakteristik Very Inverse GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.5 Karakteristik Very Inverse GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.6 Karakteristik Very Inverse GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.7 Karakteristik EI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.8 Karakteristik EI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.9 Karakteristik EI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.10 Karakteristik LTI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.11 Karakteristik LTI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.12 Karakteristik LTI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.13 Karakteristik RI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.14 Karakteristik RI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS

11 Tabel 4.15 Karakteristik RI GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.16 Karakteristik RXIDG GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.17 Karakteristik RXIDG GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.18 Karakteristik RXIDG GFR tipe ABB SPAJ 140C TMS Tabel 4.19 Tabel Error Pengukuran Waktu Pemutusan Rele... 83

12 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 LAMPIRAN 2 LAMPIRAN 3 LAMPIRAN 4 Flowchart Sistem Program Alat berbasis Assembler Tabel dan Kurva Pengukuran untuk karakteristik Extremely Inverse Rangkaian Skematik Alat

13 DAFTAR PUSTAKA 1) Bidang Akademik Pedoman Pelaksanaan Tugas Akhir/Proyek Akhir Bandung : Politeknik Negeri Bandung 2) Onelka Mikrokontroler AT89S52. ( Mei 2012 ) 3) Electooper Shift Register ( Mei 2012 ) 4) Seven Segment (7-Segment). ( Mei 2012 ) 5) ( Juni 2012 ) 6) Rele Arus Lebih. ( Juni 2012 ) 7) Rele Pengaman. Pengaman. ( Juni 2012 ) 8) SPAJ 140C Overcurret and Earth-Fault. ( Juni 2012 ) 9) ABB SPAJ 140C Overcurrent and earth fault relay user s manual and technical description.