definisi sistem proteksi.docx

8/18/2019 Definisi Sistem Proteksi.docx

1/21

Definisi Sistem Proteksi

proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan

listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain,

terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri.

Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih,beban

lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain. (untuk jelasnya lihat

artikel: "Keandalan dan Kualitas Listrik ")

Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk:

1. menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan

(kondisi abnormal operasi sistem). emakin !epat reaksi perangkat proteksi yang digunakan

maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.

. !epat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi seke!il mungkin.

#. dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan

juga mutu listrik yang baik.

$. mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik .

%engetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi

merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi se!ara efektif. &ika

terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut

diharapkan segera dapat mengoperasikan !ir!uit-!ir!uit 'reaker yang tepat untuk

mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang

terganggu. angat sulit bagi seorang operator untuk mengaasi gangguan-gangguan yang

mungkin terjadi dan menentukan ' mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan

tersebut se!ara manual.

*engingat arus gangguan yang !ukup besar, maka perlu se!epat mungkin dilakukan proteksi.

+al ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak

normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan !ir!uit breaker yang tepat untuk bekerja

memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal

dengan relay.

ingkasnya proteksi dan tripping otomatik !ir!uit-!ir!uit yang berhubungan, mempunyai dua

fungsi pokok:

1. *engisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi

seperti biasa.

. *embatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (oer heating), pengaruh gaya-gaya

mekanik dst.

"Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam mengamati dan memutuskan

gangguan disebut sebagai sistem proteksi" .

'anyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang

aman. &ika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang ditentukan dan tidak ada

http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/keandalan-dan-kualitas-listrik.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/keandalan-dan-kualitas-listrik.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/keandalan-dan-kualitas-listrik.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/keandalan-dan-kualitas-listrik.html


2/21

proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka keadaan tidak normal dan

akan mengakibatkan kerusakan isolasi. %ertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan

rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan

adalah sebanding dengan kadrat dari arus:

+ 1kadrat..t &oules

Dimana/

+ panas yang dihasilkan (&oule)

0 arus listrik (ampere)

tahanan konduktor (ohm)

t aktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)

%roteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik men!apai

harga yang berbahaya. %roteksi dapat dilakukan dengan ekering atau ir!uit 'reaker.

%roteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan proteksi itu

sendiri. ntuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas arus hubung

singkat 2breaking !apa!ity3 atau epturing apa!ity.

Disamping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal se!ara terus menerus

tanpa pemanasan yang berlebihan (oerheating).

. Overload yang ke!il pada selang aktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan

peralatan bekerja.

#. istem %roteksi harus bekerja alaupun pada oerload yang ke!il tetapi !ukup lama,

sehingga dapat menyebabkan oerheating pada rangkaian penghantar.

$. istem %roteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang disebabkan oleh arus

gangguan yang dapat terjadi.

4. %roteksi harus dapat melakukan 2pemisahan3 (dis!riminatie) hanya pada rangkaian yang

terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap beroperasi.

%roteksi oerload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan sebelum

terjadi oerheating. &adi disini oerload a!tion relatif lebih lama dan mempunyai fungsi

inerse terhadap kadrat dari arus.

%roteksi gangguan hubung singkat dikembangkan jika a!tion dari sekering atau !ir!uit

breaker !ukup !epat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat men!apai harga yang

dapat merusak akibat oerheating, ar!ing atau ketegangan mekanik.

Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi

5da beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu peren!anaan sistem

proteksi yang efektif, yaitu:

a). Selektivitas dan Diskriminasi

6fektiitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem dalam mengisolir


3/21

bagian yang mengalami gangguan saja.

b). Stabilitas

ifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar 7ona yang melindungi

(gangguan luar).

!). Kecepatan Operasi

ifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar kemungkinan

kerusakan pada peralatan. +al yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian

yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan

sinkronisasi dengan sistem. 8aktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem

tegangan tinggi adalah 1$9 ms. Dimana dimasa mendatang aktu ini hendak dipersingkat

menjadi 9 ms sehingga memerlukan relay dengan ke!epatan yang sangat tinggi (ery high

speed relaying).

d). Sensitivitas (kepekaan)

;aitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. +arga ini dapat dinyatakan dengan besarnya

arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo

arus).

e). Pertimbangan ekonomis

Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah

feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok

dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. %roteksi relatif

mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap

kelangsungan peralatan sistem adalah ital.

'iasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi

utama dan proteksi pendukung (ba!k up).

f). Realiabilitas (keandalan)

ifat ini jelas, penyebab utama dari 2outage3 rangkaian adalah tidak bekerjanya proteksi

sebagaimana mestinya (mal operation).

g) Proteksi Pendukung

%roteksi pendukung (ba!k up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang

bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja

(fail). istem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama,

memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. eringkali hanya triping ' dan trafo -trafo

tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya.


4/21

1. ircuit !reaker, ' (Sakelar Pemutus, %*t &oules

%eralatan proteksi selain sekering adalah peralatan yang dibentuk dalam suatu sistem

koodinasi relay dan !ir!uit breaker

%eralatan proteksi dipilih berdasarkan kapasitas arus hubung singkat ?'reaking !apa!ity@ atau

?epturing ap!ity@.

elain itu peralatan proteksi harus memenuhi persyaratan, sebagai berikut:

1. elektiitas dan Diskriminasi

. tabilitas

#. Ke!epatan operasi

$. ensitiitas (kepekaan).

4. %ertimbangan eko nomis.

=. ealibilitas (keandalan).

A. %roteksi pendukung (ba!k up prote!tion)

$% Pengertian Proteksi "ransmisi "enaga Listrik


5/21

Bambar 1. Bambar jaringan sistem tenaga listrik

%engertian proteksi transmisi tenaga listrik adalah adalah proteksi yang dipasang pada

peralatan-peralatan listrik pada suatu transmisi tenaga listrik sehingga proses penyaluran

tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik(%oer %lant) hingga aluran distribusi

listrik (substation distribution) dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik

dengan aman. %roteksi transmisi tenaga listrik diterapkan pada transmisi tenaga listrik agar

jika terjadi gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidakmengalami kerusakan. 0ni juga termasuk saat terjadi peraatan dalam kondisi menyala. &ika

proteksi bekerja dengan baik, maka pekerja dapat melakukan pemeliharaan transmisi tenaga

listrik dalam kondisi bertegangan. &ika saat melakukan pemeliharaan tersebut terjadi

gangguan, maka pengaman-pengaman yang terpasang haurus bekerja demi mengamankan

sistem dan manusia yang sedang melaukukan peraatan.


6/21

1. &ndal : yaitu akan bekerja bila diperlukan (dependability) dan tidak akan

bekerja bila tidak diperlukan (se!urity).

. Selektif : yaitu mampu memisahkan jaringan yang terganggu saja.

#. epat : yaitu mampu bekerja se!epat-!epatnya

%roteksi ini berbeda dengan pengaman. &ika pengaman suatu sistem berarti system tersebut

tidak merasakan gangguan sekalipun. edangkan proteksi atau pengaman sistem, sistem

merasakan gangguan tersebut namun dalam aktu yang sangant singkat dapat diamankan.

ehingga sistem tidak mengalami kerusakan akibat gangguan yang terlalu lama. Bangguan

pada transmisi tenaga listrik dapat berupa :

1. '&''& S*S"+,

Bangguan sistem adalah gangguan yang terjadi di sistem tenaga listrik seperti padatransformator, reaktor, kapasitor, busbar,


7/21

Bambar . kema diagram relay proteksi

ELEMEN PEMBAN!N

6lemen ini berfungsi menerimabesaran setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh

elemen pengindera untukmembandingkan besaran listrikpada saat keadaan normal

denganbesaran arus kerja relai.

ELEMEN PEN!NE#A

6lemen ini berfungsi untukmerasakan besaran-besaran listrik,seperti arus, tegangan,

frekuensi,dan sebagainya tergantung relai yang dipergunakan.

%ada bagian ini besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya,apakah keadaan yang

diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan normal, untuk selanjutnya besaran

tersebut dikirimkan keelemen pembanding.

ELEMEN PEN$K$#

6lemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan se!ara !epet pada besaran ukurnya dan

akan segera memberikan isyarat untuk membuka %*< atau memberikan sinyal.

elay adalah ebuah alat yang bertugas menerimaCmendeteksi besaran tertentu untuk

kemudian mengeluarkan perintah sebagai tanggapan (respons) atas besaran yang

dideteksinya.

'erdasarkan !ara mendeteksi besaran:

a) elay %rimer/ besaran yang dideteksi misalnya arus, dideteksi se!ara langsung.

b) elay ekunder/ besaran yang dideteksi, melalui alat-alat bantu misalnya trafo arusCtrafo

tegangan

Konstruksi elay terdiri dari dua bagian utama yaitu kumparan magnit dan kumparan

induksi


8/21

/% 0enis12enis Relay

a) elay 5rus Eebih

*erupakan rele %engaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang

pada &aringan


9/21

Bambar #. 'entuk fisik dari relay arus lebih

b) elay Diffrensial

elay Differensial pada prinsipnya adalah sama saja dengan relay arus lebih hanya saja lebih

peka karena harus bekerja terhadap arus yang ke!il. %erbedaan dengan relay arus lebih

terletak pada rangkaian listrik yang bertugas mendeteksi arus.


10/21

Bambar $. kema dan bentuk fisik relay diffrensial

!. elai gangguan tanah terbatas

ele Bangguan


11/21

Bambar =. 'entuk fisik dari relai 'u!holt7

e. elai jansen

elai &ansen berfungsi untuk mengamankan pengubah tap (tap!hanger) dari transformator.

•


12/21

ini ordenya lebih ke!il maka relay arus 7ero seHuen7e ini juga harus lebih peka dari relai arus

lebih.

Dalam keadaan normal maka arus dalam setiap fasa 0 , 0, dan 0


13/21

elay impedansi disebut juga relay jarak atau impedan!e relay atau Distan!e

relay. Disebut relay impedansi karena mendeteksi impedansi tapi disebut relay jarak karena

bersifat mengukur jarak. ele ini mempunyai beberapa karaktristik seperti mho,

Huadralateral, reaktans, dll. ebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan pola teleproteksi

seperti putt, pott dan blo!king. &ika tidak terdapat teleproteksi maka rele ini berupa step

distan!e saja

0. Dire!tional omparison elay.

elai penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai

pada penghantar merasakan gangguan di depannyamaka relai akan bekerja. ara kerjanya ada

yang menggunakan dire!tional impedans, dire!tional !urrent dan superimposed

Bambar 11. Bambar single line diagram dire!tional !omparison relai


14/21

&. elai hubung tanah (BG)

ele hubung tanah merupakan rele %engaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan

terpasang pada jaringan


15/21

E. elay uhu

elay ini digunakan untuk mengamankan transformator dari kerusakan akibat adanya suhu

yang berlebihan. 5da ma!am relay suhu pada transformator, yaitu :

a. elay uhu *inyak

elay ini dilengkapi dengan sensor yang dipasang pada minyak isolasi transformator. %ada

saat transformator bekerja memindahkan daya dari sisi primer ke sisi sekunder, maka akan

timbul panas pada minyak isolasi, akibat rugi daya maupun adanya gangguan pada

transformator.

b. elay uhu Kumparan

elay ini hampir sama dengan relay suhu minyak. %erbedaannya terletak pada sensornya.ensor relay suhu kumparan berupa elemen pemanas yang dialiri arus dari transformator arus

yang dipasang pada kumparan-kumparan transformator.

Bambar 1#. angakaian relai suhu


16/21


17/21

SLD Koordinasi Proteksi

ntuk menjalankan simulasi proteksi maka diperlukan pensettingan komponen proteksi pada

ED yaitu rele,


18/21

Setting Relay &

1. %ilih menu , kemudian klik library untuk memilih pabrikan rele, model dan

fungsi rele yang pada kasus ini sebagai

. %ilih jenis kura rele, aktu pi!kup serta time dial.


19/21

Setting ! ./

ntuk mengatur


20/21

menu start-prote!tie dii!e !oordination

. %ilih menu Gault-insertion sebagai simulasi gangguan kemudian arahkan ke bus yang

dipilih sebagai titik yang mengalami gangguan.

#. &ika dilihat hasil simulasi maka sudah benar karena jika terjadi gangguan di bus tp 1

maka yang harus bekerja duluan adalah ' = kemudian jika gagal maka ' # yang bekerja. 5rtinya setting nilai pada peralatannya sudah tepat.

$. &ika terjadi gangguannya di bus tp 1J maka yang harus bekerja adalah ' #.

4. ntuk melihat grafik rele serta kura ketahan trafo !aranya dengan mege-blok dari

' # sampai bus tp 1, kemudian pilih menu !reate start ie

. 5nalisis +ubung ingkat


21/21

Saat terjadi hubung singkat pada saluran tenaga listrik, suhu konduktor akan

naik karena arus sesaat akibat hubung singkat tersebut. Batas kenaikan suhu

yang diperbolehkan untuk konduktor kawat alumunium alloy adalah 150 C. Nilai

arus gangguan hubung singkat yang memiliki hubungan dengan batas suhu ini

disebut kapasitas penyaluran sesaat. Kapasitas penyaluran sesaat akan

berkaitan dengan waktu ketahanan konduktor terhadap kenaikan suhu akibat

gangguan hubung singkat tersebut. ntuk mengetahui ketahanan konduktor

dapat dihitung dengan persamaan berikut.

definisi sistem proteksi.docx

Documents