modul proteksi new

Praktikum Sistem Proteksi Tenaga Elektrik 2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan kebutuhan akan energi listrik pada saat sekarang menuntut optimalisasi penyaluran tenaga listrik agar lebih efisien dengan mengoptimalkan pembangkitan energi listrik serta menekan rugi-rugi saluran transmisi dan saluran distribusi baik primer maupun sekunder seefisien mungkin.

Seperti halnya sistem yang ada maka pada saluran transmisi dan saluran distribusi terdapat parameter-parameter besaran listrik yang tidak dapat diabaikan serta wajib diperhatikan keberadaannya karena parameter-parameter tersebut secara langsung akan mempengaruhi kestabilan serta keandalan dari sistem energi listrik yang ada.

Oleh karena itulah diperlukan pengenalan tentang macam-macam kendala yang mungkin ada dan yang pasti ada, baik itu yang bersifat gangguan temporer atau permanent, serta kendala yang merupakan efek (akibat yang ditimbulkan) karena keberadaan sistem itu sendiri baik itu sistem transmisi ataupun sistem distribusi primer dan distribusi sekunder.

1.2 Tujuan

Pengenalan sistem transmisi saluran udara (overhead line) dan saluran distribusi pada mahasiswa Teknik Elektro S-1 Konsentrasi Teknik Energi Listrik Institut Teknologi Nasional Malang, akan memberikan pandangan pada mahasiswa tentang apa yang menjadi masalah pokok pada penyaluran energi listrik serta alternatife solusi yang diberikan .

Memberikan pengertian pada mahasiswa Teknik Elektro S-1 Konsentrasi Teknik Energi Listrik Institut Teknologi Nasional Malang tentang hal-hal seperti berikut :

Konsep dan Pengertian Saluran Udara (Overhead Line)

Kompensasi Seri Kompensasi Paralel Beban Ohmic Induktif Beban Ohmic Kapasitif Performansi Sistem Terhadap Keberadaan Beban

Peralatan-peralatan yang ada dan dibutuhkan oleh saluran Transmisi dan Distribusi

BAB IISINGLE-PHASE CT AT OVERCURRENT2.1 TujuanMelihat performansi transformator arus pada saat overcurrent.

2.2 Teori1. Pendahuluan

Dalam sistem proteksi transformator digunakan untuk memberikan keamanan bagi operator dan peralatan dari tegangan tinggi serta untuk memberikan tingkat isolasi dan arus yang mengalir pada peralatan-peralatan seperti relay, meter dan instrument lainnya.

Didalam suatu jaringan sistem tenaga listrik, nilai-nilai arus dan tegangan perlu diukur baik untuk keperluan monitoring maupun untuk keperluan sistem proteksi. Pengukuran tersebut dilakukan dengan tujuan

1. Untuk memberikan informasi akurat tentang keadaan sistem.

2. Untuk mengetahui jumlah daya yang disuplai ke konsumen

Umumnya nilai arus dan tegangan sangat tinggi dan tidak dapat diukur secara langsung. Untuk alasan inilah, trasformator khusus digunakan untuk menurunkan nilai hingga pada tingkat tegangan yang dapat diukur dengan aman dan ekonomis, yang disebut sebagai instrument transformer

2. Current Transformer

Current transformer (trafo arus) atau CT dikonstruksi sebagai transformator satu fasa dimana arus dari jaringan mengalir langsung ke sisi primer sebagai arus primer transformer

Sesuai dengan standar rating arus pada sisi sekunder adalah1 A dan 5 A pada rating

operasi jaringan, ratio trasformasi :KN =

I 1 NI 2

Misalkan:

Suatu CT daya ratio: 1000 A/5 AKetika memasang trafo arus, hal yang harus diperhatikan adalah arah arus, atau secara aplikatif dengan cara memperhatikan polaritas dari CT tersebut:

LlkKKeterangan gambar :

Gambar 2.1. Simbol & Hubungan Trafo Arus

K = Terminal pada sisi primer ( Pembangkit ) L = Terminal pada sisi primer ( saluran )

k = Terminal pada sisi sekunder l = Terminal pada sisi sekunder

Untuk mengantisipasi timbulnya potensial pada sisi sekunder, satu terminal pada sisi sekunder( biasanya k) harus ditanahkan

Besar error arus ditentukan dengan :Fi = K N x(I 2I1

I1 ) x100%

2.3 Peralatan yang digunakan-1 DL 1055TTExperiment Transformer

-1 DL 2109T22Single-phase current transformer

-1 DL 1017RResistive load

-1 DL 2108T10CT load

-2 DL 2109T5AMoving-iron ammeter (5 A)

2.4 Langkah Percobaan1. Susun rangkaian seperti pada gambar 2-2

Jangan lupa untuk tidak mengoperasikan CT pada kondisi open circuit di sisi sekunder, karena hal ini akan merusak beban isolasi dari CT tersebut

Gambar 2.2. Gambar Rangkaian Single-phase CT at Overcurrent

2.5 Data Hasil PengukuranTabel 2-1Hasil Pengukuran Percobaan Single-Phase Ct at OvercurrentI1 (A)

I2 (A)

V1 (V)

V2 (V)

R1 ()

R2 ()

Fi (%)

KELOMPOK : 1. 2.

3.

4.

5.Malang, November 2014

BAB IIIINVERSE TIME OVERCURRENT RELAY3.1 Tujuan1. Menganalisa relay arus lebih pada jaringan 3dan mengamati unjuk kerja relay dengan seting berbeda

2. Menggambar kurva arus dengan fungsi waktu dari relay arus lebih

3.2 TeoriProtective relay adalah bentuk relay yang mampu memonitor besaran-besaran tertentu (tegangan, arus frekuensi, impedansi, daya, aliran daya dan lain-lain) yang berkaitan dengan kenaikan atau penurunan batas nilai yang ditentukan.

Berikut adalah penjelasan yang sering ditemui dalam proses pengukuran pada relay pengaman :

Operasi relay : Transisi dari kondisi awal ke kondisi pengoperasian dan terjadi segera setelah nilai yang diukur jatuh atau melebihi nilai setting.

Release relay : Transisi dari kondisi pengoperasian ke kondisi awal.

Resetting ratio : Hasil bagi dari nilai release dan nilai pengoperasian untuk meyakinkan relay bekerja, nilai release harus lebih kecil dari nilai pengoperasian.

Starting: Awal dari interval waktu untuk relay dengan time delay.

Tripping: Output perintah switching ke CB.

Operating time : Waktu antara nilai operasi yang berlangsung dan output dari perintah switching. Kemungkinan waktu terpendek didesain pada waktu zona pertama atau waktu dasar yang merupakan jumlah dari komponen relay termasuk delay time dan waktu terpendek kemungkinan relay bekerja. Relay-relay modern mempunyai waktu dasar 10 dan 30 ms.

Total time: Waktu yang terlewati antara pencapaian nilai operasi dari elemen proteksi hingga terputusnya kontak yang terhubung dengan CB.

Grading time: Perbedaan antara waktu pengoperasian dari dua squens relay pada lokasi gangguan.

Didalam relay inverse time, waktu pengoperasian tergantung pada magnitude overcurrent. Prinsip dari relay inverse time digunakan pada proteksi beban berlebih dan short-circuit pada motor-motor, transformator, dan kabel. Karakteristik ini sama dengan karakteristik kenaikan temperatur dari komponen yang diproteksi (sehingga disebut thermal replica).

Didalam proteksi motor, step harus diambil untuk meyakinkan bahwa arus starting tinggi tidak melampaui tripping relay.

Karakteristik dari inverse time relay dapat dilihat pada gambar berikut :tI/INGambar 3.1. Karakteristik Inverse Time Relay

3.3 Peralatan yang digunakan-1 DL 2108TALThree-phase supply unit

-1 DL 2108T13Inverse time overcurrent relay

-1 DL 2109T2A5Moving-iron ammeter (2.5 A)

-1 DL CRONElectronic stopclock

-1 DL 1080TTThree-phase transformer

-1 DL 1017RResistive load

3.4 Langkah Percobaan1. Susun rangkaian seperti gambar 4-2

Gambar 3.2. Rangkaian Inverse Time Overcurrent Relay

2. Switch pada switch group SG diatur seperti nilai berikut :Switch12345678

SGR10100010

SG 100100011

3.5 Data Hasil Pengukuran

Tabel 3-1Hasil Pengukuran Percobaan Inverse Time Overcurrent RelayPosisi Beban (R)I (A)tm (detik)

R4

R5

R6

R7

KELOMPOK: 1. 2.

3.

4.

5.Malang, November 2014

3.6 Tugas dan Pertanyaan1. Gambarkan rangkaian Inverse Time Overcurrent Relay dan jelaskan prinsip kerjanya ?2. Diketahui sebuah rangkaian gardu induk seperti pada gambar dibawah. Tentukan penyetelan arus pada sisi primer dan sekundernya serta feeder distribusinya, bila arus maksimum pada transformator daya sama dengan arus nominalnya sedangkan pada feeder distribusi adalah 300 A ?

3.Di Tanya :a) Tentukan waktu kerja relay ( t ) bila terjadi gangguan di A , B dan C !b) Buatlah grafik karakteristik dari waktu kerja relay (buat dalam kertas grifik/mm) !

BAB IVMONITORING UNDERVOLTAGE & OVERVOLTAGE4.1 TujuanMenunjukkan bagaimana relay memonitor proteksi terhadap tegangan jatuh dan tegangan lebih

4.2 TeoriJenis relay proteksi ini digunakan untuk mengamankan sistem (mis: BUSBAR PROTECTION) dari bahaya kenaikan tegangan yang disebabkan oleh tidak berfungsinya AVR maupun akibat dari pelepasan beban secara mendadak, misalnya pada saat terjadi TRIP pada CB.

Pada penerapannya relay tegangan (voltage relay) selain dilengkapi dengan setting prosentase tegangan trip juga dilengkapi dengan setting prosentase tegangan trip juga dilengkapi dengan setting waktu tunda (delay time).

Relay tegangan dirancang untuk bekerja dengan sinyal input yang berasal dari suatu sensor device berupa trafo tegangan (Potensial Transformer - PT).

4.3 Peralatan yang digunakan-1 DL 7901TTOverhead line model

-1 DL 1080TTThree-phase transformer

-1 DL 1017RResistive load

-1 DL 2108TALThree-phase supply unit

-1 DL 2108T12Under/over voltage time relay

-1 DL 2109T3PVMoving-iron voltmeter (125 250 500 V)

-AVO Meter Digital

4.4 Langkah Percobaan1. Susun rangkaian sesuai dengan diagram gambar 4-1

Gambar 4.1. Rangkaian Monitoring Undervoltage & Overvoltage

2. Tegangan pada relay trips harus sama atau lebih tinggi dari..V: Masukkan

nilai pengukuran tegangan beban di dalam tabel berikut:RUrelay (V)Uload (V)

R4R3R2R1

Bandingkan nilai pengukuran untuk U> dengan nilai setting pada relay. Setting kembali nilai beban resistif ke nilai R4 : relay dilepaskan.3. Tegangan ketika relay trips harus sama dengan atau < .. V:

Masukkan nilai tegangan beban pada tabel berikutRUrelay (V)Uload (V)

R4R5R6R7

Bandingkan nilai pengukuran untuk U< dengan nilai setting pada relay

Set kembali nilai beban resistif ke R4 : relay lepas

4.5 Data Hasil Pengukuran

TABEL 4-1PENGUKURAN PADA RELAY OVERVOLTAGERU Relay ( V )U Load ( V )Keterangan

R1R2R3R4

.

TABEL 4-2PENGUKURAN PADA RELAY UNDERVOLTAGERU Relay ( V )U Load ( V )Keterangan

R4R5R6R7.

.

.

.

.

KELOMPOK: 1. 2.

3.

4.

5.

Malang, November 2014

4.6 Tugas dan Pertanyaan1. Jelaskan apa yang terjadi pada relay pada percobaan anda dengan berdasarkan hasil perhitungan anda !2. Jelaskan prinsip kerja dari rele proteksi over dan under voltage !

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari uraian-uraian pada bab-bab yang sebelumnya maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pada masing-masing percobaan yang telah dilakukan memiliki tujuan untuk dapat dipahami dan dilaksanakan oleh praktikan yaitu seprti dapat menggunakan alat-alat ukur dan mengerti perhitungan yang diperoleh serta mampu mengaplikasikan pada hal-hal lain yang ada hubungannya dengan percobaan.

5.2 Saran

1. Waktu yang digunakan untuk praktikum agar diperpanjang sehingga praktikan dapat benar-benar paham tentang segala hal yang telah dipraktekkan.

2. Mengingat cukup sulitnya pekerjaan laporan praktikum dan tugas-tugas yang lain, agar batas akhir pengumpulan laporan praktikum diperpanjang.

Laboratorium Transmisi Dan Distribusi Daya ElektrikInstitut Teknologi Nasional Malang