5. PERHITUNGAN SETTING RELAI PROTEKSI TRAFO TENAGA

Transkripsi

1 5. PERHITUNGAN SETTING RELAI PROTEKSI TRAFO TENAGA 5.. Setting Relai Differensial Dan REF 5... Perhitungan Setting Proteksi Trafo Tenaga 50/20 kv GI Data Parameter yang diperlukan a) Trafo Tenaga Merupakan data spesifikasi teknis trafo tenaga yang akan diproteksi. Sebagai contoh ; Lokasi GI. DIKPRO Merek trafo /type : Unindo / TTHRV Kapasitas trafo tenaga : S = 60 MVA Rasio tegangan : 50/20 kv Impedansi hubung singkat : Z% = 2.5 % pada tap 9 (tengah) Vektor group : YnYo (d) Hubungan belitan Trafo : Shell type atau Core type Impedansi Trafo dan imp urutan (komponen simetris) Impedansi trafo Imp Urutan positif Imp Urutan negatif Imp Urutan nol Arus nominal Trafo sisi primer 50 kv adalah ; In 50 = S (MVA) 50 3.kV 000 A 60 In 50 = 000 = 240 A 50 3.kV Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 75

2 Arus nominal Trafo sisi sekunder 20 kv adalah ; In 20 = S (MVA) 20 3.kV 000 A In 20 = = 786 A b) Trafo Arus (CT) Sisi primer (50 kv) : CT50 = / 5 A Sisi netral 50 kv : CTN50 = / 5 A Sisi sekunder 20 kv) : CT20 = / 5 A Sisi netral 20 kv : CTN20 = / 5 A Sisi NGR : CTNGR = / 5 A c) Sistem Pentanahan Sisi 50 kv (solidy grounded) : RNGRP = 0 Ω Sisi 20 kv dengan NGR : RNGR = 40 Ω Arus maksimum NGR : I maks NGR = 300 A Arsu kontinungr : INGR = 30 A Batas waktu (ketahanan) NGR : t NGR = 0 detik, pada I maks 20 kv Arus nominal NGR pada sistem 20 kv : In NGR = 3. RNGR In NGR = A d) Impedansi sumber pada busbar di lokasi/gi yang dipasang trafo Data ini didapatkan hasil perhitungan dari bidang operasi sistem atau hasil perhitungan berdasarkan konfigurasi dan komposisi unit pembangkitan saat itu. Impedansi urutan positif (pu ) : Zs = Rs + j Xs = j Impedansi urutan negatif (pu) : Zs2 = Rs2 + j Xs2 = j Impedansi urutan nol (pu) : Zso = Rso + j Xso = j Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 76

3 e) Data penyulang 20 kv - SUTM Jenis dan kapasitas konduktor (ccc) Panjang (km) Impedansi saluran (Ω / km ) Arus beban maksimum (A ) Arus kapasitif ( Ic ) dalam A/km Impedansi urutan Positif ZL = RL + j XL Impedansi urutan Negatif ZL2 = RL2 + j XL2 Impedansi urutan Nol ZLo = RLo + j XLo Asumsi konduktor AAAC 90mm² ZL = RL + j XL ZL2 = RL2 + j XL2 ZLo = RLo + j XLo - Saluran Kabel Tegangan Menengah SKTM Jenis dan kapasitas konduktor (ccc) XLPE Panjang (km) Impedansi saluran (Ω / km ) Arus beban maksimum (A ) Arus kapasitif ( Ic ) dalam A/km Impedansi urutan Positif Zk = Rk + j Xk Impedansi urutan Negatif Zk2 = Rk2 + j Xk2 Impedansi urutan Nol Zko = Rko + j Xko Asumsi konduktor kabel XLPE 50mm² Zk = Rk + j Xk Zk2 = Rk2 + j Xk2 Zko = Rko + j Xko Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 77

4 Perhitungan Arus hubung singkat a. Hubung singkat 3-fasa dan 2-fasa sisi 20 kv IF3f 20 = E Zs+ jxtp + jxts+ ZL Ibase20 A sisi 50 kv IF3f 50 = E Zs+ jxt + ZL Ibase50 A b. Untuk menghitung arus gangguan 2-fasa : IF2f50 = 0.86 x IF3f50 Zs Zs - E TD= 50/20 KV 60 MVA Z% = 2.5 % I hs 3Ф jxtp+ jxts + ZL SUTM Gbr 5..a : Rangkaian ekivalen dalam perht I hs 3-fasa Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 78

5 c. Hubung singkat -fasa Imp Urut Pos Neg Nol Zs Zs2 Zso jxtpo - + E jxt jxt2 jxtto jxtso ZL ZL2 ZLo Gbr 5..b: Rangkaian ekivalen dalam perht I hs -fasa Z = Zs+ jxt + ZL Z2 = Zs2+ jxt2 + ZL2 Zo = (Zso+ RNGR + j.xtpo). j.xtto (Zso+ RNGR + j.xtpo) + j.xtto + j.xtso+ RNGR + ZLo sisi 20 kv IFf 20 = E Z+ Z2 + Zo+ 3.Rf x Ibase20 A sisi 50 kv IFf 50 = E Z+ Z2 + Zo+ 3.Rf x Ibase50 A 5.2. Setting Relai Differensial a) Data relai - Merek/type, karakteristik kerja, arus nominal b) Setelan arus kerja minimum Relai differential sebagai pengaman utama trafo tenaga harus sensitif terhadap gangguan internal sekecil mungkin, tetapi harus lebih besar Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 79

6 dari arus magnetisasi serta pertimbangan adanya missmath akibat kesalahan ratio CT-CT utama baik disisi primer maupun sisi sekunder serta auxirary CT yang terpasang. Beberapa vendor merekomendasikan Id > 4*Imag, dimana Imag adalah arus magnetisasi pada transformer yang mengalir tanpa beban (5 %) Maka arus kerja minimum ditentukan : Id = ( ) x In c) Setting Slope Relai Differensial harus memastikan bahwa tidak boleh bekerja pada beban maksimum atau adanya kontribusi arus yang besar akibat gangguan eksternal. Oleh karena itu perlu diperhatikan hal-hal sbb :. Selektifitas relai terhadap gangguan eksternal. Kedua sisi trafo arus yang digunakan harus mempunyai rasio dan karakteristik yang tipikal. Polaritas trafo arus harus betul. 2. Pengaruh kejenuhan CT utama dan ACT akan mengakibatkan arus sekunder yang melalui relai tidak sama. 3. Pengaruh tap ACT dapat mengakibatkan selisih arus antara primer dan sekunder trafo. 4. Pengaruh adanya OLTC ( On Load Tap Changer ) pada trafo daya dimana pada waktu operasi perbandingan transformasinya berubah ubah mengikuti tegangan yang masuk sementara tap CT / ACT tidak mengalami perubahan. 5. Pengaruh kesalahan (error) yang harus dikompensasi dalam menentukan setelan kecuraman (slope) yaitu : Kesalahan sadapan : 0 % Kesalahan trafo arus CT : 0 % Mismatch : 4 % Arus eksitasi : % Faktor keamanan : 5 % Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 80

7 Maka penyetelan slope adalah sebagai berikut : Untuk Trafo tenaga Slope- = (25 35) % Slope-2 = (50 80) % Untuk Trafo Pembangkit yang menggunakan off load tap changer Slope- = (5-20) % Slope-2 = (50 80) % Id Id m Operate area Slope Slope 2 block area Slope = Id 00 % Ih Ih (I+I2)/2 Gbr 5..3 : Karakteristik kerja relai differensial d) Arus momen Setting arus momen / instanteneouse trip untuk mengamankan trafo terhadap gangguan besar yang sangat memungkinkan trafo rusak. Atau : Imomen = 4 x Inom trf Im batas = 0.8 x [ 0.5 x In trafo x ( / Xt ) ] Nilai 0.8 adalah pertimbangan untuk faktor kesalahan relay, CT dan wiring sebesar 20%. Sedangkan nilai 0.5 adalah nilai arus gangguan tertinggi yang dapat terjadi, yang dipakai sebagai batas atas dalam menentukan setelan arus untuk relay moment Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 8

8 Pada relay-relay differential jenis numerik setelan arus momen pada dinotasikan sebagai high set Id>> atau Id>>>. High set- Id>>, daerah kerjanya dalam internal differential (internal fault), sedangkan highset-2 Id>>>, daerah kerjanya internal dan ekternal differential (external faut) dan kerjanya tidak mem-blokir jika terjadi inrush current yang besar atau harmonic ke-5. (over fluksi). Oleh karena itu nilai settingnya harus dibedakan sesuai dengan kebutuhan. Karena relai differential bekerja tanpa waktu tunda, maka setting high set biasanya tidak diaktifkan (block) e) Harmonic Pada relai-relai jenis digital biasanya dilengkapi fasilitas setting harmonic ke-2 dan ke-5. Harmonic tersebut muncul disebabkan adanya gangguan sistem, switching dan kenaikan arus pada saat energize trafo (inrush current). Oleh karena itu dalam perhitungan setting harmonic harus dapat membedakan antara gangguan internal atau gangguan eksternal (gangguan sistem). Pertimbangan dalam setting harmonic : o Fasilitas setting relai adalah harmonic ke-2 blocking (harmonic restrain) o Relai harus trip bila terjadi gangguan internal dan relai harus blok (tidak kerja) bila terjadi gangguan ekternal o Berdasarkan pengalaman, besaran harmonic ke-2 sekitar 9 % 3 %, pada saat terjadi gangguan Trafo maka setting harmonic ke-2 : I harmonic ke-2 = 0.5 (5 %) Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 82

9 CONTOH - : Perhitungan Differential Trafo 50/20 kv Trafo 60 MVA Data Relai - Merek / type : GEC-Alsthom/ MBCH-2 - Arus nominal : In = A - Jenis Karakteristik : bias - Burden relai : VA =.2 Data CT - Rasio CT 50 kv : 300 / 5 A - Ratio CT20 kv : 2000/5 A - Aux. CT : 5 / A - Data ratio auxirally CT : Tap kumparan primer Jumlah Kumparan (primer) Ratio / A Ratio 5/ A Ratio 5/5 A X S S S3 S Arus nominal Sisi 50 kv Sisi 20 kv : In50 = 230 A : In20 = 732 A - Data arus hubungsingkat -fasa Sisi 50 kv : Ihs = 730 A Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 83

10 a) Setting Tap aux CT Sisi primer 50 kv, Interposing CT menggunakan CT star-delta dengan connection 25 kumparan ( S-S2 dan S3-S4) Tap 3 In50 25 CT50 Tap = 32, posisi tap terdekat adalah 3-P, 6-X, 7 P2 Sisi sekunderr 20 kv Tap2 3 In20 25 CT20 Tap2 = 29, posisi tap terdekat adalah P-, P2-6 b) Setting arus kerja minimum (Id) Id = (0.3) x In = 0.3 x 5 =.5 A (nilai sekunder) c) Slope Trafo daya Slope- = 30 % Slope-2 = 80 % 5.3. Setting Ref Sisi Primer Dan Sekunder a) Data relai - Merek / type, Inominal - Jenis Karakteristik - Data CT Tahanan dalam CT sisi Netral (Rct N ), CT (Rct ) dan tahanan dalam aux CT (Ract ) - Tahanan kabel kontrol antara CT fasa dengan relai (RL) dan CT netral sampai dengan relai (RL2) Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 84

11 b) Tegangan kerja REF sisi primer (87NP) : CT50 RL Vr RL2 CTN50 R Gbr 5..4a : Rangkaian REF sisi primer Tegangan jepit pada relai dari sisi CT Netral adalah VrN = ( RCTN + 2.RL2 ) x Ihs/CTN volt Tegangan jepit pada relai dari sisi CT fasa adalah Vr = ( RCT RL ) x Ihs/CT50 volt Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar Seting tegangan harus lebih besar dari Vr Vset = k. Vr dimana, k adalah faktor keamanan k =.5-3 REF sisi sekunder (87NS) : Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 85

12 CT20 NGR RL CTN20 RL2 Vr R Gbr 5..4b : Rangkaian relai sisi sekunder Tegangan jepit pada relai dari sisi CT Netral adalah VrN = ( RCTN + 2.RL2 ) x Ihs/CTN volt Tegangan jepit pada relai dari sisi CT fasa adalah Vr = ( RCT RL ) x Ihs/CT20 volt Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar Seting tegangan harus lebih besar dari Vr Vset = k. Vr dimana, k adalah faktor keamanan k =.5-3 c) Arus kerja Setting arus harus sensitif untuk gangguan dipilih Dimana, In adalah arus nominal relai. Iset = (0. 0.3). In Arus kerja minimum relai juga dipengaruhi oleh jumlah core CT (n) dan arus magnetisasi CT (imag) itu sendiri, sehingga arus operasi minimum menjadi Iop = ( Iset + n. Imag ) Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 86

13 dimana, n adalah jumlah core CT dan Imag adalah arus magnetisasi CT pada tegangan Vr Dengan demikian, maka sensitifitas pengamanan (s) menjadi d) Stabilitas Resistor (Rs) s = ( Iop / In ) x 00 % Setting resistor ( tahanan muka ) Rs = Vs - Iset VA Iset Ω CONTOH -2 : Perhitungan REF sisi 50 kv Trafo 60 MVA Data Relai - Merek / type : GEC-Alsthom - Arus nominal : In = 5 A - Jenis Karakteristik : high impedance - Burden relai : VA = Data CT - Klass CT : Class X - Jumlah core CT : n = 4 - arus magnetisasi : imag = A - Tahanan dalam CT sisi Netral : Rct N = 0.3 Ω sisi fasa : Rct = 0.4 Ω aux CT : Ract = Ω - Tahanan kabel kontrol antara CT fasa dgn relai : RL = 0.32 Ω CT netral dgn relai : RL2 = 0.32 Ω Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 87

14 Data arus hubungsingkat -fasa Sisi 50 kv : Ihs = 730 A a) Setting Tegangan kerja Tegangan jepit pada relai dari sisi CT Netral adalah VrN = ( x 0.3 ) x 730/CTN = 27.5 volt Tegangan jepit pada relai dari sisi CT fasa adalah Vr = ( x 0.3 ) x 730 /CT50 = 58.9 volt Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar Vr = 60 volt Seting tegangan harus lebih besar dari Vr Vset = k. Vr dimana, k adalah faktor keamanan k =.5-3, maka Vset =.5 x Vr = 90 volt b) Arus kerja Setting arus harus sensitif untuk gangguan dipilih Dimana, In adalah arus nominal relai. Iset = (0. ). In = 0. x 5 = 0.5 A Arus kerja minimum relai juga dipengaruhi oleh jumlah core CT (n) dan arus magnetisasi CT (imag) itu sendiri, sehingga arus operasi minimum menjadi Iop = ( Iset + n. Imag ) = x = 0.62 A c) sensitifitas pengamanan (s) menjadi s = ( Iop / In ) x 00 % = 0.62 / 5 x 00 = 2.4 % d). Stabilitas Resistor (Rs) Setting resistor ( tahanan muka ) Rs = = 76 Ω Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 88

15 5.4. Koordinasi Setting (OCR,GFR& SBEF) Trafo Dan Penyulang Setting OCR sisi sekunder trafo (Incoming 50/5) a) Arus kerja minimum Fungsi OCR incoming adalah sebagai pengaman cadangan Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat fasa-fasa ekternal yaitu gangguan pada jaringan TM, namum demikian untuk gangguan-gangguan yang besar (gangguan di Busbar sisi TM) atau dekat sekali dengan trafo tenaga harus secepat mungkin dieliminir sehingga tidak berdampak yang lebih serius pada trafo tenaga. OCR/GFR 50/5P/5NP CTNP 300/5 CT 300/5 50/20 KV 60 MVA 2.5 % SBEF 5NS OCR/GFR 50/5/5N CTNS 300/5 CT2 2000/5 CTP 300/5 REL 20 OCR/GFR 50/5S/5NS Gbr 5..5 : Daerah kerja proteksi OCR incoming Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo : Is =.2 x Inom trf Setting arus kerja berdasarkan kemampuan peralatan terkecil (CT, Kabel, PMT) Is2 =.2 x In peralatan terkecil Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 89

16 Dipilih nilai terkecil Is = { Is.( Is< Is2) + Is2. (Is2 < Is) } (A primer) Dalam besaran sekunder Iset = Is x In CT A (sekunder) Tap value setting sesuai range yang ada pada relai tap = Iset In b) Waktu dan Karakteristik kerja Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan trafo terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi. untuk menjamin trafo tahan terhadap gangguan maksimum, maka waktu kerja dipilih antara 0.7 detik untuk gangguan maksimum. Gangguan maksimum dipilih untuk gangguan fasa-fasa yang terjadi pada busbar TM. Untuk fleksibilitas dalam mengkoordinasikan dengan relai penyulang di GI dan GH, maka dipilih karakteristik waktu kerja jenis Normal/Standar inverse, maka setting time dial dapat dipilih sesuai kurva yang dipilih : Untuk kurva standar inverse (SI) ; Td = Ihs Is t Dimana, TM Ihs adalah hubung singkat maksimum 2-fasa di busbar Is adalah setting arus kerja dalam A primer t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara 0.7 detik. Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 90

17 c) Arus momen (high set) Setting arus moment pada hakekatnya untuk mengantisipasi bila terjadi gangguan yang sangat besar pada busbar TM dan dikhawatirkan trafo tenaga tidak tahan terlalu lama sesuai setting kurva waktunya, maka pada kondisi seperti itu gangguan harus segera dieliminir seketika atau lebih cepat yaitu dengan high set. Setelan arus high set di incoming dapat diaktifkan bila setelan waktunya dapat diatur, tetapi bila setelan waktu high set tersebut tidak dapat diatur maka tidak diaktifkan Arus kerja moment maksimum Imomen = 0.8 x 0.5 x (In trafo x (/Zt(pu)) Setting waktu kerja Tmom = detik (definite) Setting GFR sisi sekunder ( Incoming TM ) a) Arus kerja minimum gangguan tanah Fungsi GFR incoming adalah sebagai pengaman cadangan Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat -fasa ketanah ekternal yaitu gangguan pada jaringan TM Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo : Isg = ( ) x Inom trf MV Setting arus kerja berdasarkan kemampuan peralatan terkecil (CT, PMT, NGR dan kabel), adalah ; Isg2 = ( ) x In Peralatan terkecil Dipilih nilai terkecil Igs = { Isg.( Isg< Isg2) + Isg2. (Isg2 < Isg) } Dalam besaran sekunder Iset g = Isg x In CT20 Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 9

18 Tap value setting sesuai range yang ada pada relai Isetg tapg = In b) Setting waktu dan Karakteristik kerja Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan NGR terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi. Untuk menjamin NGR dengan tahanan 40Ω, dalam waktu 5 detik, maka waktu kerja dipilih antara 4 detik untuk gangguan maksimum. Untuk fleksibilitas dalam mengkoordinasikan dengan relai penyulang di GI dan GH, maka diplih karakteristik waktu kerja jenis inverse atau definite time, Tahanan Rendah, NGR 40 Ohm, 300 A, 0 detik. Jenis Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus high-set : : relai gangguan tanah : Long Time Inverse : x In NGR : 40 % x ketahanan termis NGR, pada If=300 A : tidak diaktifkan Tahanan Rendah, NGR 2 Ohm, 000 A, 0 detik. Jenis relai Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus highset : relai gangguan tanah : standard inverse : ( ) x In Trafo : detik untuk Ihs maks. = 000 A : tidak diaktifkan Pentanahan langsung (solid) Jenis relai Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus highset Setelan waktu highset : relai gangguan tanah tidak berarah : standard inverse : maksimum 0.4 X arus nominal trafo : maks 0.7 detik untuk gangguan di bus 20 kv : maks 4 x In trafo : - waktu tunda 300ms untuk pola kaskade - instant untuk pola non-kaskade Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 92

19 Untuk kurva standar inverse (SI) ; Tdg = Ihs Isg tg Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum fasa di busbar 20 kv Isg adalah setting arus kerja GFR dalam A primer t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara detik c) Setting Arus momen (high set) Setelan moment hanya dipakai pada sistem pentanahan langsung (solid grounded), sedangkan dalam sistem pentanahan dengan tahanan tinggi / rendah, setting momen tidak diperlukan (di blok) karena arus hubung singkat -fasa relatif lebih kecil dan aman terhadap ketahanan trafo tenaga Setting OCR sisi primer 50 kv a) Arus kerja minimum Fungsi OCR incoming adalah sebagai pengaman cadangan kedua Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat fasa-fasa ekternal yaitu gangguan pada jaringan TM OCR/GFR 50/5P/5NP CTNP 300/5 CT 300/5 50/20 KV 60 MVA 2.5 % SBEF 5NS OCR/GFR 50/5/5N CTNS 300/5 CT2 2000/5 CTP 300/5 REL 20 OCR/GFR 50/5S/5NS Gbr 5..6 : Daerah kerja proteksi OCR sisi 50 kv Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 93

20 Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo : Is =.2 x Inom trf 50 Dalam besaran sekunder Iset = Is x In CT50 A (sekunder) Tap value setting sesuai range yang ada pada relai tap = Iset In f) Waktu dan Karakteristik kerja Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan trafo terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi. untuk menjamin trafo tahan terhadap gangguan maksimum (standar 2 detik), maka waktu kerja dipilih antara.2.5 detik untuk gangguan maksimum. Gangguan maksimum dipilih untuk gangguan fasa-fasa yang terjadi pada busbar 20 kv. Untuk kurva standar inverse (SI) ; Td = Ihs Is t Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum 2-fasa di busbar 20 kv Is adalah setting arus kerja dalam A primer t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara.2.5 detik c) Arus momen (high set) Setting arus moment pada hakekatnya untuk mengantisipasi bila terjadi gangguan yang sangat besar pada bagian primer trafo (sisi 50kV), walaupun ada pengaman utama trafo, tetapi high set ini dapat membantu mengamankan trafo tsb. Arus kerja moment harus mempertimbangan prediksi hubung singkat maks berdasarkan impedansi trafo, yaitu : Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 94

21 Im = K x In50 Xt.CT50 dimana, K adalah konstanta waktu untuk priode /2 cycle K =.5 Xt adalah impedansi hubung singkat trafo In50 adalah arus nominal trafo sisi 50 kv Tipikal setting momen trafo sisi 50 kv adalah Im = 8 x Iset atau diblok. Gbr 5..7 : Kurva koordinasi waktu kerja OCR sisi 50 kv, Incoming dan penyulang Setting GFR sisi primer 50 kv a) Arus kerja minimum Fungsi GFR netral adalah sebagai pengaman cadangan ke-dua Trafo tenaga terhadap gangguan hubung singkat -fasa internal maupun gangguan ekternal Kontribusi arus hubung singkat fasa kepada konfigurasi kumparan delta (tersiery winding) karena akan mengalir kontribusi arus urutan nol pada saat terjadi hubungsingkat -fasa di sisi 50 kv yang besarnya tergantung kepada jarak lokasi gangguan dengan posisi trafo. Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 95

22 Oleh karena, dalam penentuan waktu kerja GFR sisi primer trafo harus dikoordinasikan dengan waktu kerja zone-2 distance relay di penghantar. Setting arus kerja GFR untuk trafo dengan delta winding Is = ( ) x Inom trf 50 Setting arus kerja GFR yang tidak dilengkapi delta winding Is = 0.2 x Inom trf50 Untuk mendapatkan arus dalam besaran sekunder, dibagi ratio CT Iset = Is x In CT50 A (sekunder) Tap value setting sesuai range yang ada pada relai tap = Iset In g) Setting waktu dan Karakteristik kerja waktu kerja harus memperhatikan ketahanan trafo terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi dan juga harus dikoorinasikan dengan relain GFR / zone-2 Distance relai gangguan tanah, maka untuk mendapatkan selektifitas harus memenuhi persyaratnya sbb : TGFR > Tzone-2 untuk gangguan di penghantar TGFR < Tzone-2 untuk gangguan di bay trafo Untuk kurva standar inverse (SI) ; Tdg = Ihs Isg t Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 96

23 Dimana, hs adalah hubung singkat maksimum -fasa di busbar 50 kv Isg adalah setting arus kerja dalam A primer t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara.0.5 detik Dengan pentanahan langsung/solid, tanpa belitan delta/yy Tipe Core Jenis relai Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus highset Setelan waktu highset : relai gangguan tanah tidak berarah : standard inverse : 0.2 x arus nominal trafo : t = detik dari t incoming (direkomendasikan t = 0.5 detik ) untuk gangguan di bus 20 kv : tidak diaktifkan : tidak diaktifkan Dengan pentanahan langsung/solid, dilengkapi belitan delta/ Yy Tipe Shell: Jenis relai Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus highset Setelan waktu highset : relai gangguan tanah tidak berarah : standard inverse : ( ) x arus nominal trafo :.2 detik (untuk yang pentanahan di sisi 20 KV solid) dan.5 detik (untuk yang pentanahan di sisi 20 KV dengan NGR) untuk gangguan di bus 20 kv : tidak diaktifkan : tidak diaktifkan Setelan arus moment untuk GFR sisi primer tidak diperlukan (blok) Setting Stand By Earth Fault (SBEF) 20 kv a) Arus kerja minimum gangguan tanah Fungsi SBEF (stand by Earth Fault) sisi netral 20 kv, pada dasarnya merupakan pengaman NGR akibat gangguan -fasa ketanah pada jaringan SUTM. Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 97

24 Setting arus kerja berdasarkan kemampuan trafo : ISEF = ( 0.2) x Inom NGR ISEF2 = (0.) x Inom Trafo Dipilih nilai terkecil Dalam besaran sekunder Iset SEF = ISEF x In CTN20 Tap value setting sesuai range yang ada pada relai tapg = ISEF In b) Setting waktu dan Karakteristik kerja Setting waktu kerja harus memperhatikan ketahanan NGR terhadap besaran arus gangguan yang akan terjadi, ssesuai kurva ketahanan thermisnya Untuk NGR dengan tahanan 40Ω, ketahanan NGR mampu 5 detik pada rating nominalnya (300 A), maka waktu kerja dipilih antara 2 5 detik untuk gangguan maksimum. Pada gangguan -fasa yang relatif kecil disarankan NGR dapat mendeteksi gangguan, tetapi waktu kerjanya lama. Untuk itu maka kurva karakteristik waktunya dipilih long time inverse. Tahanan Tinggi, NGR 500 Ohm, 30 detik. Jenis : relai gangguan tanah tak berarah Karakteristik : long time inverse (LTI)/ definite Setelan arus : ( ) x In NGR Setelan waktu :. 8 detik (LTI) trip sisi incoming dan 0 detik untuk sisi 50 KV pada If=25 A untuk NGR yang mempunyai t = 30 detik Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 98

25 2. Apabila belum ada relai dengan karakteristik LTI maka menggunakan definite, t=0 detik (trip sisi 20 kv) dan t2 = 3 detik (trip sisi 50 kv). Tahanan Rendah, NGR 40 Ohm, 300 A, 0 detik. Jenis Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus high-set : : relai gangguan tanah (SBEF, simbol 5NS) : Long Time Inverse : ( ) x In NGR : 50 % x ketahanan termis NGR, pada If=300 A : tidak diaktifkan Tahanan Rendah, NGR 2 Ohm, 000 A, 0 detik. Jenis relai Karakteristik Setelan arus Setelan waktu Setelan arus highset : relai gangguan tanah tak berarah (SBEF, 5NS) : long time inverse : (0. 0.2) x In NGR : 50% x ketahanan termis NGR, pada If=000 A : tidak diaktifkan Formula kurva LTI Tdg = Ihs Isg 20 - tg Dimana, Ihs adalah hubung singkat maksimum fasa di busbar 20 kv Isg adalah setting arus kerja GFR dalam A primer t adalah waktu kerja yang diinginkan untuk gangguan maks yaitu antara 3 5 detik c) Arus momen (high set) Setelan moment hanya dipakai pada sistem pentanahan langsung (solid grounded), sedangkan dalam sistem pentanahan dengan tahanan tinggi / rendah, setting momen tidak diperlukan (di blok) karena arus hubung singkat -fasa relatif lebih kecil dan aman terhadap ketahanan trafo tenaga Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 99