Post on 22-Jul-2015
SISTEM PROTEKSI
Antonius Baan LSPembimbing : Ir. Makmur Saini, MT
Kondisi abnormal yang mungkin timbul pada sistem :
• Terbebani lebih (overload)
• Beroperasi pada tempratur > t normal (overheated)
• Beropersi pada frekuensi > frekuensi normal (over
frequency)
• Beropersi pada frekuensi < frekuensi normal (under
frequency)
• Beropersi pada tegangan > tegangan normal (over
voltage)
• Beropersi pada tegangan < tegangan normal
(under voltage)
Dari kondisi abnormal diatas, hubung singkatmenimbulkan efek yang paling parah. hal inidisebabkan karena IHS sangat besar yang akanmenimbulkan stress dan panas yang berlebihanpada bagian dari sistem yang dialiri IHS tersebut,akibatnya bisa terjadi:
–Konduktor meleleh/putus
–Isolator retak/pecah
–Kebakaran
Cara penanggulangannya dengan memperpendek tHS berada pada sistem dengan:
–Pengaman lebur (fuse)
–Relay proteksi
Gambar 1 Blok Diagram Sistem Proteksi
SENSOR / PERASA
RELAY
PEMUTUS BEBAN
PERLATAN
BANTU
Informasi
Informasi
Sistem
Sistem
Fungsi Proteksi
Untuk melindungi peralatan terhadapgangguan yang terjadi dalam system diperlukanalat-alat pengaman,alat-alat pengaman yangkebanyakan berupa relay mempunyai 2 fungsiyaitu :
– Melindungi peralatan terhadap gangguanyang terjadi dalam system, jangansamapai mengalami kerusakan.
– Melokalisir gangguan jangan samapaimeluas dalam system.
Konstruksi Relay Elektro
Mekanik
Relay elektro mekanik terdiri dari rangkaianlistrik yang menggerakkan suatu mekanisme yangpada akhirnya harus men-trip PMT dengan jalanmenutup kontak pemberi arus trip coil (kumparantrip) dari PMT.
Gambar 2 Konstruksi Relay Elektro Meknik
PMT
ATA
C
TCIT
TA
E
Keping imbas
Manual Trip
Konstruksi Relay Solid State
(Static Relay)
Relay solid state mempunyai konstruksi lebih
ringkas (more compact) dan juga praktis tidak
banyak memerlukan banyak pemeliharaan jika
dibandingkan dengan relay elektro mekanis.
Penggunaan mikroprosesor sebagai inti relay
solid state yang canggih, misalnya penggunaan
impedansi dapat menghasilkan unjuk kerja
(peromance)yang lebih baik dibandingkan unjuk
kerja relay rela impedansielektro mekanis.
Gamabar 3 (a) Blok Diagram dari Relay Arus lebih
solid state
AC/DC
Voltage
Converter
Level
Detector
1
Time
Delay
Level
Detector
2
Output
Switch
+
-
Gambar 3 (b) Rangkaian dari Level Detector
TR1
R3
R1
R2
TR2
R4
R4
C1
D3
D2
D1
Pengaman Generator
Bagian hulu dari system tenaga listrik adalahgenerator yang terdapat di pusat listrik dandigerakkan oleh mesin penggerak mula (primemover). Mesin penggerak dalam Pusat Listrikberkaitan erat dengan instalasi mekanis daninstalasi listrik dari pusat listrik.
Generator sebagai sumber energi listrikdalam system perlu diamankan jangan samapaimengalami kerusakan. Karena kerusakangenerator akan sangat mengganggu jalanyaopeasi system tenaga listrik.
Gambar 4 Bagan Generator dengan Mesin
Penggerak dan Medan Penguat
3
~
Generator
Ke Sistem
PMT Medan Penguat
Mesin Penggerak
Sistem Penguatan
Pengaman Terhadap Generator
Gangguan Luar
Penyebab utama gangguan dalam sebuahsystem adalah petir dan yang sering disamabrpetir adalah saluran transmisi, sehingga saluranuadara tranmisi merpakan salah satu sumbergangguan yang utama karena selain disambarpetir sering terganggu oleh tanaman.
PMT dari saluran-saluran yang menujukeluar pusat listrik dilengkapi dengan relay-relayuntuk menghadapi gangguan-gangguan yangterjadi di luar pusat listrik, maka sesungguhnyapengaman generator terhadap gangguan diluarpusat listrik bersifat back up.
Gambar 5. Hubungan Generator dalam Sebuah
Pusat Listrik
Trafo
pemakaian
sendiri
Generator
Ke jaringan
distribusi
Saluran transmisi
Rel
Pengaman Transformator
Karena transformator di gardu indukpada umumnya berhubungan dengan reldan rel langsung berhubungan dengansaluran transmisi sedangkan salurantransmisi kebanyakan adalah saluran udarayang jumlah gangguannya tinggi makakemungkinan bahwa transformatormendapat gangguan karena gangguan disaluran transmisi adalah lebih besar daripada generator
Pengaman Transformator
Untuk pengamanan transformator terhadap
gangguan didalam transformator seperti halnya
pada generator dipakai relay deffrensial.
Sedangkan untuk gangguan hubung tanah dipakai
restricted eart ground fault seperti yang tunjukkkan
pada Gambar 2.10
Gambar 6 Rangkaian dari restricted eart ground
fault Relay. Dalam keadaan normal IA +
IB = 0 sehingga relay tidak bekerja.
T.A = Transformator Arus
R = Relay
T.A
T.A
T.A
IB
IA
R
Rele Tipe Induksi Dengan Dua
Besaran Penggerak
Rele tipe induksi dengan dua besaranpenggerak atau tipe rile induksi terarah =Directional induction type Relay.Rele tipe inidikenal ada tiga macam :
–Rele arus –arus (current-current relay)
–Rele tegangan-tegangan (voltage-voltagerelay)
–Rele tegangan-arus (voltage-current relay)
yang paling umum digunakan adalah reletegangan – arus (voltage-current relay) dengankarakteristik pada Gambar 7:
Gambar 7 Karakteristik relay tegangan-arus
Daerah non operasi
Daerah operasi
V
I
Rele arus lebih
( Overcurrent Relay )
Rele arus atau overcurent relay adalah rele yang akan bekerja bila arus yang mengalir dalam kumparan operasinya sudah melibihi nilai yang telah ditentukan (setting).
Berdasarkan karakteristik waktu kerja, rele arus lebih dibedakan atas :
•Instantaneous Time Overcurrent Relay
•Definite Time Overcurrent Relay
•Inverse Time Overcurrent Relay
•Inverse Dedinite Minimum Time Lag Relay (IDMTL Relay)
Gambar 8. Karakteristik Rele Arus Lebih
Inverse
Very Inverse
Extremely Inverse
Defenite Time
Instantanous Time
Arus/MPS
Waktu
Rele Arus Kurang
(Undercurrent Relay)
Rele arus kurang akan bekerja bila arus turun
dibawah nilai yang telah ditentukan. Rele ini
khususnya digunakan dalm proteksi generator
terhadap kehilangan eksitasi (loss of exitation).
Rele Differensial
(Differential Relay)
Rele differensial adalah rele yang akan bekerjaapabila selisih dua besaran listrik yang sejenis sudahmelebihi nilai yang telah ditentukan. Karena besaranyang digunakan pada umumnya adalah arus, maka relebisa juga disebut “ Current Differential Relay “ danumumnya disebut singkat “ Differential Relay ”
Rele differensial dibedakan atas:
• Rele differensial longitudinal ( LongitudinalDifferential Relay )
• Rele differensial persentase ( Percentage DifferentialRelay )
CT1
CT2
i1
I r =
i 1 -
i 2
i2
I1
I2
G
Gambar 9. Rangkaian Rele Difrensial Longitudinal
Rele Differensial Longitudinal
Rele Differensial Persentase
Gambar 10. Rangkaian Rele Difrensial Persentase
CT1
CT2
i1
I1
G
Ir = i
1 - i
2
i2
i2
N/2 N/2
N
Rele Jarak (Distance Relay)
• Dalam rele jarak, ada keseimbangan antara arus dan tegangan, yang hubungannya dinyatakan sebagai impedansi.
• Impedansi merupakan ukuran listrik dari jarak sepanjang saluran transmisi, yang mengarah pada nama yang biberikan pada kelompok rele jarak.
Rele Jarak (Distance Relay)
• Rele jenis ini mempunyai kesanggupan untuk mengukur impedansi saluran sampai jarak tertentu.
• Dasar pengukurannya mencakup:
– Arus hubung singkat yang “dirasakan” oleh rele
– Besar tegangan pada titik dimana rele ditempatkan atau disambung.
Gambar 11. Rangkaian Rele Jarak
GCB
If
ZfCT
Vf
ZLine
If
Vf
Restraining coil Operating coil
Trip Alarm
Rele Differensial Persentase
Tipe – tipe rele jarak
• Rele impedansi (impedansi Relay)
• Rele Reaktansi (Reactance Relay)
• Rele Admitansi (Admittance Relay)
• Rele Ohm (Ohm Relay)
• Rele Offset Mho (Offset Mho Relay)
Rele Impedansi
–Dalam relay impedancy, momen yang
ditimbulkan oleh elemen arus dimbangi oleh
momen yang ditimbulkan oleh elemen tegangan
–Elemen arus menimbulkan momen positip (pick
up) sedangakan elemen tegangan menimbulkan
momen negative (reset)
–Dengan kata lain,. relay impedansi adalah relay
arus lebih dengan penahanan tegangan (voltage
restrained overcurrent relay).
Gambar 12. Elemen Start dari relay impedancy
T.T
PMTSUTT
T.A
K.AK.TRel
T.T = Trafo tegangan
T.A = Trafo arus
K.T = Kumparan tegangan
K.A = Kumparan arus
Pegas tarik
Ke elemen
pengatur waktu
Rele Digital (Relay Numerik)
Dari uraian diatas tampak beberapa kelebihan relay digital dibandingkan relai elektromekanik, yaitu:
•Keandalan dan waktu kerjanya (time respon-nya) lebih baik karena tidak ada bagian-bagianyang bergerak (moving parts).
•Karakteristiknya bisa diatur melalui program microprocessor
•Bisa dikomunikasikan dengan SCADA yang ada dipusat pengatur beban.
•Dimensinya lebih kecil.
Gambar 13. Blok Digram dari Relay Digital
S/H
S/H
S/H
S/H
S/H
S/H
MULTI
PLEXERADC
Micro
Processor
Timer
ROM RAME2
PROM
Digital I/OKeyboard
& Display
Serial
CommsOpto
Isiolator
Read
Relay
CB Open
CB Trip
Galvanic
Isolation
Transformer
Anti - Alias
Filter
Va
Vb
Vc
Ia
Ib
Ic
To
modem
SWITCHGEAR
RELAY
CB DAN CT GI TET 500 kV
CB GI TET 500 kV
LIGTHING ARRESTER 150 Kv
BARRU
PPARE
SUPPA
MKALE
PLOPO
SDRAP
SPENG
SKANG
BONE
BKMBA
JNPTO
TLASA
PNKEPTELLOTLAMA
BNTLA
S.BSOWA2x45 MVA
S.TNASA3x31,5 MVA
SGMSA
TBNGA
1
2
1
2
1
2 1
2
1
2
1
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
1
2
Mitsubishi
SWDGE
PLTU = 25,0 MWPLTD = 65,0 MWPLTG = 122,8 MW
Westcan
PLTU, Alst#1Alsth#2
1 3 5
DAYA MNDAI
MAROS
21
213
BKARU
MJENEPLMAS
PKANG
PLTA Bilibili20 MW
PLTA Bakaru2x 63 MW
PLTD Suppa6x10 MW
PLTD Makale4,8 MW
PLTD Palopo15,4 MW
PLTD
Masamba3,2 MW
PLTD Mamuju3,5 MW
PLTM Sawitto1,6 MW
PLTGUSengkang
135 MW
1
2
A
BA
B
A
B
A
B
A
B
A
B
BRLOE
16 MVA
2x5 MVA
4
2x30 MVA
2x20 MVA1x30 MVA
A
B
11 12 18
30 MVA2x20 MVA
2x20 MVA
20 MVA
SNJAI
20 MVA20 MVA
20 MVA
20 MVA
2 x30 MVA
4x10MVAR
SINGLE LINE DIAGRAM SISTEM SULSEL
SAMPAI TAHUN 2007
Diketahui: Diperiksa:
MANAJER
PT. PLN (PERSERO) WILAYAHSULSEL, SULTRA, SULBARAP2B SISTEM SULSEL
ASMAN OPERASI
Revisi :
Mar’2007
Dibuat :
Bag. Operasi16 MVA
5 MVA
20 MVA
20 MVA
20 MVA
20 MVA
16 MVA
D
1 2
1 2
D
D
D
12
2x20 MVA
1
2
12
20 MVA 20 MVA
10 MVA
20 MVA
D
DD
DD D
DDD
30 MVA
20 MVA
30 MVA
5x10MVAR
10MVAR
2x10MVAR
20 MVA
10 MVA
BWAJA
PLTD Stama15,0 MW
D
A A
12
12
12
21
KETERANGAN:
A
B
THEEND