Pertemuan ke :2 Bab. II Pokok bahasan : Proteksi dengan menggunakan relay Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mengetahui macam-macam relay, fungsi dari relay, prinsip kerja, karakteristik relay dan setting arus relay. Sub Pokok Bahasan : 1. Syarat-syarat relay 2. Klasifikasi relay 3. Fungsi rele pengaman 4. Daerah proteksi ( protection zone) 5. Rele arus lebih (over current relay) 6. Prinsip dasar perhitungan penyetelan arus 7. Prinsip dasar perhitungan penyetelan waktu 8. Relay jarak
Pengantar Mengulas materi pada pertemuan sebelumnya dalam bentuk tanya jawab. Menayakan jenis gangguan dan akibatnya serta mencegah atau mengurangi terjadinya gangguan pada sistem tenaga listrik Menjelaskan tentang relay sebagai pengaman / proteksi sistem tenaga listrik
1. Syarat- syarat relay a. Cepat bereaksi Relay harus cepat bereaksi / bekerja bila sistem mengalami gangguan atau kerja abnormal, t op = total waktu yang dipergunakan untuk memutuskan hubungan t p t op t p t cb = waktu bereaksinya rele t cb = waktu yang dipergunakan untuk pelepasan CB Pada umumnya untuk t op sekitar 0,1 detik b. Selektif Yang dimaksud selektif adalah kecermatan pemilihan dalam mengadakan pengamanan, dalam hal ini menyangkut kordinasi pengamanan dari sistem keseluruhan.
Dengan demikian segala tindakannya akan tepat, sehingga gangguan dapat dieliminir sekecil mungkin. Contoh : CB6 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CB7 F CB8 Dalam sistem Tenaga Listrik seperti pada gambar diatas, bila terjadi gangguan pada titik F, maka hanya CB 6 saja yang boleh bekerja, sedang untuk CB yang lain tidak boleh bekerja.
c. Peka /Sensitif Relay harus dapat bekerja dengan kepekaan yang tinggi, artinya harus cukup sensiitif terhadap gangguan didaerahnya meskipun gangguan tersebut minimum. d. Andal / Reliability Keandalan relay dikatakan cukup baik bila mempunyai harga : 90 s/d 99 %. Misalnya dalam satu tahun terjadi gangguan sebanyak 25x dan relay dapat bekerja dengan semporna sebanyak 23x, maka : Keandalan relay = 23 25 92%
2. Klasifikasi Relay a. Berdasarkan prinsip kerjanya : - relay elektro-magnetis - relay termis - relay elektronis b. Berdasarkan kontruksinya : - tipe angker tarikan - tipe batang seimbang - tipe cakram induksi - tipe kumparan bergerak c. Berdasarkan besaran yang diukur : - relay tegangan - relay arus - relay impedans - relay frekuensi
d. Berdasarkan cara kerja kontrol elemen : - direct acting; kontrol elemen bekerja langsung memutuskan aliran - indirect acting; kontrol elemen hanya digunakan untuk menutup kontak suatu peralatan lain digunakan memutus rangkaian / aliran e. Berdasarkan karakteristiknya : - instantaneous - definitte time delay, yaitu relay yang bekerjanya dengan kelambatan waktu - inverse
3. Fungsi Relay Pengaman: Untuk menentukan dengan segera pemutusan / penutupan pelayanan penyaluran setiap elemen sistem tenaga listrik bila mendapatkan gangguan atau kondisi kerja yang abnormal, yang dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan atau mempengaruhi sistem yang masih beroprasi normal. Untuk mengetahui letak dan jenis gangguan, sehingga dari pengaman ini dapat dipakai untuk pedoman perbaikan peralatan yang rusak
4. Daerah proteksi ( protection zone) Untuk mendapatkan sistem proteksi yang cukup baik didalam sistem tenaga listrik, sistem tenaga tersebut dibagi dalam beberapa daerah proteksi yakni dengan memutuskan sub-sistem seminimum mungkin. Yang dimaksud keterangan diatas adalah : 1. Generator 2, transformator daya 3. Bus-bar 4. Transmisi, sub-transmisi dan distribusi 5. Beban
5. Relay Arus lebih (over current relay) Relay arus lebih adalah suatu relay yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang melewatinya. Prinsip kerja dan kontruksi cukup sederhana, murah dan mudah dalam penyetelannya. Untuk mengamankan peralatan terhadap gangguan hubung singkat antar fase, hubung singkat satu fase ketanah dan dapat digunakan sebagai pengaman beban lebih. Sebagai pengaman utama pada jaringan distribusi dan sub-transmisi sistem radial. Sebagai pengaman cadangan generator, transformator daya dan saluran transmisi.
Jenis relay arus lebih : 1. Relay arus lebih sekitika (momentinstantaneous) 2. Relay arus lebih waktu tertentu (definite time) 3. Relay arus lebih berbanding terbalik ( invers)
1. Relay arus lebih sekitika ( momentinstantaneous) Jangka waktu kerja relay sangat singkat yakni sekitar 20 100 mili detik. Keterangan : P : Pegas P TC PMT Bus-bar A R : Relay CT : Current transformator DC TC : Triping Coil A : Alarm CT Ir R I
Karakteristik Relay Arus lebih: Bila arus baban naik melebihi harga yang diijinkan, maka harga Ir juga akan naik. Bila naiknya arus melebihi harga operasi dari relai (setting arus), maka relay akan bekerja yang ditandai dengan alarm yang berbunyi dan TC melepas engkol sehingga PMT membuka. t Ir I
2. Relay arus lebih waktu tertentu ( definite time ) Jenis relay ini jangka waktu relay mulai pickup sampai selesainya kerja relay. Dilengkapi dengan relay kelambatan waktu (time lag relay). Kerja relay tergantung pada penyetelan / setting relay kelambatan waktu.
Gambar : (a). Relay arus lebih waktu tertentu dan (b). Karakteristik relay arus lebih waktu tertentu Bus-bar TC t P PMT A DC t1 CT Ir R - T I1 ( b ) I I ( a )
3. Relay arus lebih berbanding terbalik (invers) Relay arus lebih dengan karateristik waktu-arus berbending terbalik adalah jenis relay arus lebih dimana waktu relay mulai pick-up sampai dengan selesainya kerja relay tergantung dari besarnya arus yang melewati kumparan relaynya, maksudnya relay tersebut mempunyai sifat terbalik untuk nilai arus dan waktu bekerjanya. Gambar rangkaiaan dan karateristiknya dapat ditunjukkan beriku ini.
Gambar : (a). Relay arus lebih berbanding terbalik ( invers) (b). Karateristik arus lebih berbanding terbalik ( invers) Bus-bar t P PMT TC A Ir DC R/T I CT ( b ) I ( a )
6. Prinsip dasar perhitungan penyetelan arus a. Batas penyetelan minimum relay arus lebih dinyatakan bahwa relay arus lebih tidak boleh bekerja pada saat terjadi beban maksimum, sehingga dapat ditulis suatu persamaan sebagai berikut : dengan : Is maks I s : penyetelan arus K fk : faktor keamanan, antara 1,1 1,2 K d :faktor arus kembali k k fk d I I maks : arus maksimum yang diijinkan pada peralatan yang diamankan (diambil nilai arus nominalnya)
b. Batas penyetelan maksimum relay arus lebih Yang dimaksud batas penyetelan maksimum relay arus lebih adalah relay harus bekerja bila terjadi gangguan hubung singkat pada rel berikutnya A B C Gambar Jaringam listrik yang terbagi dalam 3 zone Relay yang terdapat di A merupakan pengaman utama zone AB, sebagai pengaman cadangan untuk zone berikutnya AB dan C. Batas penyetelan maksimum : I s = I hs 2 fase pada pembangkitan minimum
c. Cara penyetelan arus 1. Relay arus lebih definite Penyetelan arus I s : I k s I n dengan : k : konstanta perbandingan, besarnya tegantung dari pabrik pembuatnya, (umumnya 0,6 1,4 atau 1,0 2,0) I n : arus nominal, dapat merupakan dua nilai yang merupakan kelipatannya. (misal 2,5 A atau 5,0 A; 1,0 A atau 2,0 A dan seterusnya) 2. Relay arus lebih inverse Jenis relay ini penyetelan arus I s langsung dalam Amper