BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gardu Induk Gardu Induk (GI) adalah salah satu komponen yang penting dalam menunjang kebutuhan listrik konsumen maupun sebagai pengatur pelayanan tenaga listrik yang didapatkan dari pusat pembangkit untuk disalurkan ke pusat pusat beban. Pada gardu induk dilaksanakan hubungan interkoneksi antara pembangkit pembangkit melalui saluran transmisi yang selanjutnya didistribusikan kepada konsumen melalui saluran distribusi. Fungsi dari gardu induk adalah : 1. Untuk mengatur aliran tenaga listrik dari saluran transmisi ke saluran transmisi yang lain, serta mendistribusikannya ke konsumen. 2. Sebagai tempat untuk mengubah tegangan (menurunkan/menaikkan) guna keperluan penyaluran transmisi dan penyaluran distribusi. 3. Tempat pengaturan beban dan kontrol pengaman penyaluran transmisi. Dari fungsi fungsi tersebut terlihat bahwa peralatan di dalam gardu induk harus memiliki keandalan yang tinggi sehingga kontinyuitas dan kualitas tenaga listrik yang sampai ke konsumen dapat secara optimal dan konsumen tidak merasa dirugikan [2]. Gardu Induk Kraksaan adalah gardu induk dengan sistem double busbar. Gardu Induk dengan double busbar adalah gardu induk yang mempunyai dua busbar. Sistem ini sangat umum, hampir semua gardu induk menggunakan sistem ini karena sangat efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem (manuver sistem) [5]. Dalam sebuah Gardu Induk terdapat bay transformator, bay line, dan bay couple. Bay line adalah bay yang menhubungkan sistem transmisi dari satu gardu

2 8 induk ke gardu induk lainnya, bay transformator adalah bay yang mengarah pada beban distribusi. Sedangkan bay couple adalah bay yang menghubungkan antara rel I dan rel II yang nantinya digunakan untuk kebutuhan manuver. Rel I Rel II PMS Rel PMT PHT PMT KOPPEL CT PMS Line PT CT PT LA CT PT LA LA TRANSFORMATOR REL TRANSMISI GARDU INDUK LAIN BEBAN PENYULANG Gambar 2.1. Gardu Induk dengan Sistem Double Busbar [9] 2.2 Transformator Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk mentransformasikan daya atau energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga agar tegangan sesuai dan ekonomis untuk setiap keperluan misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh. Dalam sebuah sistem gardu induk, transformator yang digunakan adalah transformator daya sebagai transformator yang menyalurkan daya dari sistem transmisi ke sistem distribusi dan transformator pengukuran yang digunakan sebagai metering dan sistem proteksi transformator daya [2].

3 Transformator Daya Suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya, transformator transformator daya ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengaman/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kv ditanahkan secara langsung disisi netral 150 kv, dan transformator 70/20 kv ditanahkan dengan tahanan disisi netral pada sekunder 20 kv nya. Kerja transformer berdasarkan induksi elektromagnet, menghendaki adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama. Berdasarkan cara melilitkan kumparan inti, dikenal dengan dua macam transformator yaitu transformator tipe inti dan transformator tipe cangkang [3]. Gambar 2.2. Transformator Daya [9]

4 Transformator Pengukuran Transformator pengukuran digunakan untuk pengukuran dan proteksi. Transformator pengukuran terdiri dari current transformer (CT) dan potential transformer (PT) [1] Current Transformer (CT) Transformator arus (Current transformer) digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper dari arus yang mengalir dalam jaringan tegangan tinggi. Secara fungsi transformator arus dibedakan menjadi 2, yaitu : 1. Transformator Arus Pengukuran. 2. Transformator Arus Proteksi. Perbedaan mendasar transformator arus pengukuran dan proteksi adalah pada titik saturasinya seperti pada kurva saturasi. V Proteksi pengukuran I Gambar 2.3. Kurva Kejenuhan CT untuk Pegukuran dan Proteksi [7] Fungsi CT adalah [7] : 1. Mengkonversi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran primer menjadi besaran sekunder untuk keperluan pengukuran sistem metering dan proteksi.

5 11 2. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, sebagai pengamanan terhadap manusia atau operator yang melakukan pengukuran. 3. Standarisasi besaran sekunder, untuk arus nominal 1 ampere dan 5 ampere. Kumparan primer transformator arus dihubungkan seri dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya, sedang kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau relay proteksi. Pada umumnya peralatan ukur dan relai membutuhkan arus 1 atau 5 ampere. Transformator arus bekerja sebagai transformator yang terhubung singkat, kawasan transformator arus yang digunakan untuk pengukuran biasanyya 0.05 s/d 1.2 kali arus yang akan diukur, sedang transformator arus untuk proteksi harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengenalnya. Transisi dari daerah tak jenuh ke daerah jenuh pada karakteristik open circuit adalah proses yang bertahap pada material inti. Transisi ini membuat transformator arus (CT) tidak dapat menghasilkan arus primer yang melampaui titik tersebut. Transisi ini diebut dengan trgangan knee-point dalam CT, yang menentukan seberapa akurat kinerja transformator arus (CT). Hal ini berarti, kenaikan tegangan sebesar 10% pada sisi sekunder CT membutuhkan arus eksitasi lebih dari 50%. Pada aplikasinya, transformator arus (CT) sudah tidak linier lagi setelah melewati knee-point nya tersebut [3] Potential Transformer (PT) Transformator tegangan adalah peralatan yang mentransformasi tegangan sistem yang lebih tinggi ke suatu tegangan sistem yang lebih rendah untuk peralatan indikator, alat ukur / meter dan relai. E1 E2 N1 N2 Gambar 2.4. Prinsip Kerja Transformator Tegangan [7]

6 12 Dari gambar diatas, dapat disimpulkan bahwa : (2.1) Dimana: a = perbandingan /rasio transformasi N1 N 2 N1 = Jumlah belitan primer N2 = Jumlah belitan sekunder E1 = Tegangan primer (V) E2 = Tegangan sekunder (V) Gambar 2.5. Rangkaian Ekivalen Transformator Tegangan[7] Transformator tegangan memiliki prinsip kerja yang sama dengan transformator tenaga tetapi rancangan transformator tegangan berbeda, perbedaannya yaitu[7]: 1. Kapasitasnya kecil ( VA), karena digunakan hanya pada alatalat ukur, relai dan peralatan indikasi yang konsumsi dayanya kecil. 2. Memiliki tingkat ketelitian yang tinggi. 3. Salah satu ujung terminal tegangan tingginya selalu ditanahkan. Fungsi dari transformator tegangan atau potential transformer, adalah [7]: 1. Mentransformasikan besaran tegangan sistem dari yang tinggi ke besaran tegangan listrik yang lebih rendah sehingga dapat digunakan untuk peralatan proteksi dan pengukuran yang lebih aman, akurat dan teliti.

7 13 2. Mengisolasi bagian primer yang tegangannya sangat tinggi dengan bagian sekunder yang tegangannya rendah untuk digunakan sebagai sistm proteksi dan pengukuran peralatan dibagian primer. 3. Sebagai standarisasi besaran tegangan sekunder (100, 100/ 3, 110/ 3 dan 110 volt) untuk keperluan peralatan sisi sekunder. 4. Memiliki 2 kelas, yaitu kelas proteksi (3P, 6P) dan kelas pengukuran (0,1; 0,2; 0,5; 1; 3) 2.3 Gangguan Hubung Singkat [4] Cara Menentukan Arus Hubung Singkat Saluran transmisi tenaga dioperasikan pada tingkat tegangan dimana kilovolt merupakan unit yang sangat memudahkan untuk menyatakan tegangan. Karena besarnnya daya yang harus disalurkan, kilowatt atau megawatt dan kilovolt-ampere atau megavolt-ampere adalah istilah istilah yang sudah biasa dipakai. Tetapi, kuantitas tersebut diatas bersama sama dengan ampere dan ohm sering juga dinyatakan sebagai suatu persentase atau per-unit dari suatu nilai dasar atau referensi yang ditentukan oleh masing masing. Misalnya, jika sebagai tegangan dasar dipilih 120 kv, maka tegangan sebesar 108, 120, dan 126 kv berturut turut menjadi 0,90, 1,00, 1,05 per unit atau 90, 100, 105 %. Definisi nilai per unit untuk suatu kuantitas adalah perbandingan nilai kuantitas tersebut terhadap nilai dasarnya yang dinyatakan dalam desimal. Perbandingan dalam persentase adalah 100 kali nilai dalam per-unit. Kedua metode perhitungan tersebut baik dengan persentase maupun dengan per unit, lebih sederhana menggunakan langsung nilai nilai ampere, ohm dan volt yang sebenarnya. Metode per unit mempunyai sedikit kelebihan dari metode persentase, karena hasil perkalian dari dua kuantitas yang dinyatakan dalam per unit sudah langsung diperoleh dalam per unit juga, sedangkan hasil kali perkalian dua kuantitas yang dinyatakan dalam persentase masih harus dibagi dengan 100 untuk mendapatkan hasil dalam persentase.

8 14 Tegangan arus kilovolt-ampere dan impedansi mempunyai hubungan sedemikian rupa sehingga pemilihan nilai dasar untuk dua saja dari kuantitas kuantitas tersebut sudah dengan sendirinya menentukan nilai dasar untuk kedua kuantitas yang lainnya. Jika nilai dasar dari arus dan tegangan sudah dapat dipilih, maka nilai dasar dari imedansi dan kilovolt-ampere dapat ditentukan. Impedansi dasar adalah impedansi yang akan menimbulkan jatuh tegangan (voltage drop) padanya sendiri sebesar tegangan dasar jika arus yang mengalirinya sama dengan arus dasar. Kilovolt ampere dasar pada sistem fasa tunggal adalah hasil perkalian dari tegangan dasar dari kilovolt dan arus dasar dalam ampere. Biasanya megavolt ampere dasar dan tegangan dasar dalam kilovolt adalah kuantitas yang dipilih untuk menentukan dasar atau referensi. (2.2) (2.3) ( ) (2.4) Kadang kadang impedansi per unit untuk suatu komponen dari suatu sistem dinyatakan menurut dasar yang berbeda dari dasar yang dipilih untuk bagian dari sistem di mana komponen tersebut berada. Karena semua impedansi dalam bagian manapun dari suatu sistem harus dinyatakan dengan dasar impedansi yang sama, maka dalam perhitungannya kita perlu mempunyai cara untuk dapat mengubah impedansi per unit dari suatu dasar ke dasar yang lain. ( ) ( ) ( ) (2.5) Karena itu untuk mengubah impedansi per unit menurut suatu dasar yang diberikan menjadi impedansi per unit menurut suatu dasar yang baru, dapat dipakai persamaam berikut : ( ) ( ) ( ) ( ) (2.6)

9 Impedansi Jaringan Dalam setiap bagian rangkaian jatuh tegangan yang disebabkan oleh arus dengan urutan tertentu tergantung pada impedansi bagaian rangkaian itu terhadap arus dengan urutan tersebut. Impedansi setiap bagian suatu jaringan yang seimbang terhadap arus dari urutan dapat berbeda dengan impedansi terhadap arus urutan yang lain. Tujuan kita mendapatkan nilai impedansi urutan sistem daya adalah untuk memungkinkan kita menyusun jaringan urutan bagi keseluruhan sistem itu. Jaringan urutan tertentu menunjukan semua jalur aliran arus dari urutan itu dalam sistem. Impedansi jaringan terdiri dari : 1. Impedansi urutan positif Ia 1 Vc 1 Va E a Xt 1 Va 1 Vb 1 (a) Rangkaian Pengganti Urutan Positif (b) Komponen Urutan Positif Gambar 2.6. Rangkaian Pengganti dan Komponen Urutan Positif [4] Impedansi urutan positif yang disingkat Z 1 adalah impedansi rangkaian tiga fasa simetris didapat dengan memberi tegangan urutan positif dan mengalirkan arus urutan positif saja. Impedansi urutan positif terdiri dari resistansi urutan positif (R 1 ) dan reaktansi urutan positif (X 1 ) Impedansi urutan positif : Z 1 = R 1 + j X 1 Ω/km (2.7)

10 16 2. Impedansi urutan negatif Ia 2 Va 2 Xt 2 Va 2 Vb 2 Vc 2 (a) Rangkaian Pengganti Urutan Negatif (b) Komponen Urutan Positif Gambar 2.7. Rangkaian Pengganti dan Komponen Urutan Negatif [4] Impedansi urutan negatif yang disingkat Z 2 adalah impedansi yang didapat dengan memberi tegangan urutan positif tetapi, arus yang mengalir adalah arus urutan negatif. Pada jaringan, impedansi urutan negatif sama dengan impedansi urutan positif nya adalah sebagai berikut, Z 2 = Z 1 = R 1 + j X 1 ohm/km (2.8) 3. Impedansi urutan nol Ia 0 Xt 0 Va 0 Va 0 Vb 0 Vc 0 (a) Rangkaian Pengganti Urutan Nol (b) Komponen Urutan Nol Gambar 2.8. Rangkaian Pengganti dan Komponen Urutan Nol [4]

11 17 Bagi arus urutan nol sistem tiga fasa bekerja seperti fasa tunggal karena arus urutan nol selalu sama dalam besar dan fasanya di setiap titik pada semua fasa sistem tersebut. Oleh karena itu arus urutan nol hanya akan mengalir jika terdapat jalur kembali yang membentuk rangkaian lengkap. Pedoman untuk tegangan urutan nol ialah potensial tanah pada titik dalam sistem itu di mana setiap tegangan tertentu ditetapkan. Karena arus urutan nol dapat mengalir dalam tanah, tanah tidak harus berpotensial sama pada semua titik. Impedansi tanah dan kawat tanah harus dimasukkan ke dalam impedansi urutan nol dari saluran transmisi dan rangkaian kembali ke jaringan urutan nol ialah pengahantar dengan impedansi nol yang merupakan rel pedoman untuk sistem itu. Karena impedansi tanah dimasukkan ke dalam impedansi urutan nol itu akan memberikan tegangan ke tanah yang benar. Urutan nol memenuhi rumus sebagai berikut : Z 0 = R 1 + 0, j (X 1 + 1,2875) Ω/km (2.9) Analisa Hubung Singkat Hubung singkat adalah hubungan yang terjadi diantara bagian bagian yang bertegangan kerja, sebagai akibat dari tidak adanya suatu isolasi pada lingkaran arus dimana kesalahan tersebut terjadi. Penggunaan operator a dalam analisa hubung singkat ini merupakan komponen pokok untuk perhitungan. Operator a ini menyatakan perputaran 120º, sedangkan bila dikehendaki perputaran 240 atau perputaran dua kali dinyatakan dengan : a x a = a 2 (2.10) atau dapat dikatakan : a = 1 120º = -0,5 + 0,08666 j (2.11) a 2 = 1 240º = -0,5-0,08666 j (2.12) Dari phasor phasor komponen simetri untuk masing masing urutan nol, urutan positif, urutan negatif didapatkan matriks :

12 18 [ ] = [ ] x [ ] (2.13) [ ] = [ ] x [ ]. (2.14) Dimana : Ia, Ib, Ic Ia 0 Ia 1 Ia 2 Va, Vb, Vc Va 0 Va 1 Va 2 = Komponen komponen arus (A) = Komponen arus urutan nol (A) = Komponen arus urutan positif (A) = Komponen arus urutan negatif (A) = Komponen komponen tegangan (V) = Komponen tegangan urutan nol (V) = Komponen tegangan urutan positif (V) = Komponen tegangan urutann negatif (V) Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah a Ia Za Ia = In Zn + Ea Ec Eb + + c Zc Zb b Ib Ic Gambar 2.9. Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah [4]

13 19 Fasa yang mengalami gangguan adalah fasa a, sehingga dapat dinyatakan dalam persamaan dibawah ini : Ib = 0 (2.15) Ic = 0 (2.16) Vb = 0 (2.17) Sehingga nilai dari : (2.18) Hubung Singkat 2 Fasa ke Tanah a Ia Za In Zn + Ea Ec Eb + + c Zc Zb b Ib Ic Gambar Hubung Singkat 2 Fasa ke Tanah [4] Fasa yang mengalami gangguan adalah fasa b dan c, keadaan ini dinyatakan dengan persamaan berikut : Vb = Vc = 0 (2.19) Ia = 0 (2.20) Va 1 = Va 2 = Va 0 (2.21) Sehingga, ( ) (2.22)

14 Hubung Singkat 2 Fasa a Ia Za In = 0 Zn + Ea Ec Eb + + c Zc Zb b Ib Ic Gambar Hubung Singkat 2 Fasa [4] Fasa yang mengalami gangguan adalah fasa b dan c. keadaan ini dinyatakan dengan persamaan berikut : Vb = Vc (2.23) Ia = 0 (2.24) Ib = -Ic (2.25) Maka, Va 1 = Va 2 (2.26) Sehingga, Ia 0 = 0 (2.27) Ia 2 = - Ia 1 (2.28) (2.29)

15 Hubung Singkat 3 Fasa ( Simetri ) a Ia Za In = 0 Zn + Ea Ec Eb + + c Zc Zb b Ib Ic Gambar Hubung Singkat 3 Fasa [4] Fasa yang mengalami gangguan adalah fasa a, b, c, maka untuk arus urutan nol, urutan positif, dan urutan negatif adalah : Ia 0 = 0 (2.30) Ia 1 = 1.0 0º dengan Z f = 0 (2.31) Ia 2 = 0 (2.32) Untuk tegangan urutan nol, urutan positif, dan urutan negatif adalah : Va = 0 (2.33) Va 1 = V f Ia 1 dengan Z f = 0 (2.34) Va 2 = 0 (2.35)

16 Macam-Macam Penyebab dan Resiko Gangguan Hubung Singkat Fasa Ke Tanah Berikut ini merupakan macam-macam penyebab gangguan fasa ke tanah, diantaranya : 1. Short circuit yang disebabkan oleh binatang atau benda asing misal : ular, burung, layangan. 2. Kegagalan isolasi atau adanya tegangan tembus yang disebabkan karena minyak trafo jarang dimaintenance atau faktor usia (sudah terlalu lama) 3. Kerusakan belitan pada trafo yang menyebabkan terhubungnya fasa dengan tanah Kemudian resiko yang paling serius dari gangguan fasa ke tanah adalah kebakaran yang tidak hanya akan merusak peralatan dimana gangguan terjadi tetapi bisa berkembang ke sistem dan akan mengakibatkan kegagalan total dari sistem. Berikut ini adalah beberapa resiko yang ditimbulkan akibat gangguan fasa ke tanah : 1. Penurunan tegangan yang cukup besar pada sistem daya sehingga dapat merugikan pelanggan atau mengganggu kerja peralatan listrik. 2. Bahaya kerusakan pada peralatan yang diakibatkan oleh arcing (busur api listrik). 3. Bahaya kerusakan pada peralatan akibat overheating (pemanasan berlebih) dan akibat tekanan mekanis (alat pecah dan sebagainya). 4. Tergangguanya stabilitas sistem dan ini dapat menimbulkan pemadaman menyeluruh pada sistem tenaga listrik. 5. Menyebabkan penurunan tegangan sehingga koil tegangan relai gagal bertahan.

17 Relai Proteksi Transformator Daya [6] Relai relai proteksi yang terpasang pada sebuah bay transformator tenaga dapat dilihat pada gambar berikut : REL I BUS 150 kv REL II PMS PMS PMT S51 / 64 CT CT REF ACT SBEF NGR CT REF ACT P51 / 64 CT PMT REL I PMS PMS REL II BUS 20 kv Gambar Diagram Relai Proteksi Trafo Distribusi [6]

18 24 Tabel 2.1. Keterangan Kode Relai Proteksi [8] NO NAMA RELAI KODE 1. Relai Jarak ( Distance Relay ) Relai Tegangan Kurang ( Under Voltage Relay ) Relai Suhu ( Thermis Relay ) Over Current Relay Instantaneous Relai Arus Lebih Dengan Waktu Tunda (Time Over Current Relay) Relai Tegangan Lebih ( Over Voltage Relay ) Relai Waktu Tunda ( Time Auxillirary Relay ) Relai Tekanan Gas ( Gas Pressure Relay ) Relai Hubung Tanah ( Ground Fault Relay ) Relai Arus Lebih Berarah (Directional Over Current Relay) Relai Penutup Balik ( Reclosing Relay ) Relai Frekwensi ( Freqwency Relay ) Relai Diferensial ( Diffrential Relay ) Relai Bucholtz ( Bucholtz Relay ) Relai Diferensial Prinsip kerja Relai Diferensial adalah membandingkan arus masuk dan keluar dari transformator arus. Relai Diferensial bekerja dengan fungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman transformator [8]. Parameter diferensial yang umumnya dipergunakan adalah: 1. Nilai arus kerja minimum, merupakan setelan arus minimal yang akan mengerjakan relai pada nilai arus restrain = 0 2. Nilai arus kerja high set, merupakan setelan arus kerja high set untuk arus gangguan yang besar (bila dilengkapi). 3. Nilai slope, merupakan perbandingan pertambahan nilai arus diferensial terhadap pertambahan nilai arus restaint nd harmonic restraint, merupakan nilai minimal harmonisa ke-2 yang akan memblok kerja diferensial relai. Harmonisa ke-2 ini merupakan parameter

19 25 ada tidaknya inrush current. Karena sifatnya memblok kerja diferensial maka, harus diperhatikan nilai setelan akan memblok kerja diferensial ketika terjadi gangguan. 5. 5th harmonic restraint, merupakan nilai minimal harmonisa ke-5 yang akan memblok kerja diferensial relai. Harmonisa ke-5 ini merupakan parameter ada tidaknya over eksitasi pada transformator. Zone of Protection CT1 TRAFO CT2 20 kv PMT1 PMT2 I1 I2 Relay Diferensial Gambar Diagram Relai Diferensial[2] Dua buah transformator arus CT1 dan CT2 pada pengaman diferensial mempunyai ratio yang identik. Relai Diferensial dipasang parallel dengan transformator arus. Jika arus sekunder dari transformator arus CT1 dan arus CT2 berturut turut adalah I1 dan I2 maka keadaan normal : Ir = I1 I2 = 0 (A) (2.36) Jika terdapat gangguan maka didapat rumus : a1. I CT1 = a2. I CT2 (2.37) If = I CT1 I CT2 (2.38) If = I CT1 (2.39) I CT1 (A)

20 26 Dimana : CT 1 = transformator arus sisi primer (A) CT 2 = transformator arus sisi sekunder (A) a 1 a 2 I f = angka transformasi transformator sisi primer = angka transformasi transformator sisi sekunder = arus hubung singkat (A) Restricted Earth Fault (REF) Merupakan salah satu proteksi utama transformator/reaktor yang prinsip kerjanya sama dengan diferensial relai, perbedaannya REF dipergunakan untuk pengamanan transformator/reaktor terhadap gangguan phasa tanah, khususnya yang dekat dengan titik bintang transformator/reaktor. REF dipasang pada belitan transformator/reactor dengan konfigurasi Y yang ditanahkan. REF terdiri dari 2 jenis, yaitu: 1. REF jenis low impedance, parameter kerjanya adalah arus minimum. 2. REF jenis high impedance, parameter kerjanya adalah tegangan minimum, ataupun arus minimum. Restricted Earth Fault (REF) berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah pengaman transformator khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relai Diferensial Over Current Relay (OCR) Relai arus lebih adalah relai yang bekerja berdasarkan kenaikkan arus yang melewatinya dan juga dapat berdasarkan setting waktu yang ditentukan, pengukuran waktu. Relai jenis ini adalah relai yang paling sederhana dan mudah dalam penyetelan. Relai ini digunakan untuk pengaman hubung singkat dan pengaman lebih. Tiga macam jenis relai arus lebih : 1. Relai arus lebih seketika ( instantaneous over current ) 2. Relai arus lebih waktu tertentu ( definite over current ) 3. Relai arus lebih berbanding terbalik ( invers over current )

21 27 Parameter OCR/GFR umumnya adalah: 1. Nilai arus kerja minimum, merupakan setelan arus minimal yang akan mengerjakan relai, 2. Nilai arus reset / drop off, merupakan besaran arus yang menyebabkan rele reset setelah mengalami pick up. 3. Nilai arus kerja high set, merupakan setelan arus kerja high set untuk arus gangguan yang besar. 4. Karakteristik waktu kerja, merupakan parameter pemilihan kurva waktu kerja. 5. Nilai waktu kerja, merupakan setelan waktu kerja relai berdasarkan karakteristik yang telah ditentukan Daerah kerja proteksi OCR pada sebuah bay transformator adalah sebagai berikut: BUS 150 kv CT1 300/5 OCR / GFR 50/51P/51NP CTNP 300/5 SBEF 51NS CTNS 2000/5 OCR/GFR 50/51S/51NS CT2 2000/5 BUS 20 kv OCR / GFR 50/51/51N Gambar Daerah Kerja Proteksi OCR di Bay Transformator [5]

22 Koordinasi Relai Koordinasi relai pengaman merupakan pengaturan operasi dari relai relai pengaman dalam suatu sistem tenaga listrik untuk meminimalisasi pemutusan pelayanan dengan meningkatkan selektifitas dalam mengisolir gangguan. Aturan dasar dalam koordinasi pengaman adalah [2] : 1. Jika memungkinkan, relai dengan karakteristik pengoperasian sama dipasang secara seri satu dengan yang lain 2. Relai terjauh dari sumber harus mempunyai setting arus kurang dari atau sama dengan relai yang lebih dekat dengan sumber 3. Setting waktu pertama kali dipilih untuk waktu operasi terpendek pada waktu arus gangguan maksimum, kemudian dicek untuk arus gangguan minimum Sedangkan metode metode dalam koordinasi relai pengaman berdasarkan Nurcholis Fadil adalah sebagai berikut [2] : 1. Berdasarkan perbedaan waktu atau disebut tingkatan atau derajat waktu. Relai yang ditempatkan paling jauh dengan sumber, mempunyai waktu operasi tercepat. Semakin dekat sumber, semakin lambat. Sehingga pemutusan paling lama berada di lokasi terdekat dengan sumber dimana gangguan gangguan tersebut sangat berbahaya. 2. Berdasarkan perbedaan arus atau tingkatan atau derajat arus. Semakin jauh dari sumber arus gangguan makin mengecil. Karena itu relai harus disetting dengan cara relai terdekat yang dekat dengan gangguan harus lebih cepat bereaksi untuk CB trip. 3. Berdasarkan perbedaan waktu arus ; tingkat atau derajat waktu arus, diperoleh dengan bantuan relai relai yang mempunyai karakteristik relai arus terhadap waktu berbanding terbalik. Dengan karakteristik ini waktu beroperasi relai barbanding terbalik secara proposional dengan tingkat arus gangguan. Sehingga pada relai invers time terdapat setting : 1) CTS (Current Tap Setting), untuk menentukan arus pick up yang menyebabkan relai beroperasi dan menutup kontak. 2) TDS (Time Dial Setting), untuk menentukan setting kelambatan waktu.