Post on 14-Jul-2015
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 1/23
RELAY DIFFERENSIAL
Create by :Agus Sutrisno
Ahmad Fazi Ghozi
Mohammad Lutfi Raynandi
Siti Sarah Saidah
Teguh Afandi
1
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 2/23
2
RELAY DIFFERENSIAL
Definisidan
fungsi
PrinsipKerja
PenyebabGangguan
KarakteristikContohKasus
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 3/23
Definisi Relay DifferensialProteksi diferensial merupakan salah satu pelindung utama padatransformator daya.Relai ini sangat selektif sehingga biasanya tidak perludikoordinasikan dengan relai proteksi lainnya, dan bekerjanya sangat cepat,tidak memerlukan waktu.
Aplikasi relay differensial :
1. Generator
2. Trafo tenaga
3. Busbar
4. Motor listrik berkapasitas besar
3
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 4/23
4
Mengamankan transformator dari gangguan hubung singkat yang
terjadi di dalam, antara lain hubung singkat antara kumparan dengan
kumparan atau antara kumparan dengan tangki. Relai diferensial
merupakan suatu relai yang bekerjanya berdasarkan perbedaan arus(besaran dan sudut) yang melalui daerah pengamanan.
Relai harus bekerja jika terjadi gangguan di daerah pengamanan, dan
tidak boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan di luar
daerah pengamanan.
Relai ini merupakan unit pengaman dan mempunyai selektifitas mutlak.
Fu
ngsi :
Back to Menu
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 5/23
5
PRINSIP KERJA
Berdasarkan perbedaan/selisih vektorial antara dua atau lebih
besaran listrik yang sama pada daerah pengaman. Khusus relai
differensial arus membandingkan arus yang masuk dan arus yang
keluar daerah pengamanan.
Pada waktu tidak terjadi gangguan/keadaan normal atau gangguan di
luar daerah pengaman, maka arus sekunder trafo yang mengalir pada
relai saling meniadakan (lebih kecil dari nilai setting) maka relai
tidak bekerja.
Pada waktu terjadi gangguan di daerah pengamanan, aka arus
sekunder trafo yang mengalir pada relai saling menjumlahkan (lebih
besar dari nilai setting) atau masuk didaerah karakteristik kerja
relai maka relai bekerja.
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 6/23
6
SIF AT PENGAMANAN REL AI DIFERENSIAL :
Sangat selektif dan cepat bekerja (instantaneous), tidak perlu
dikoordinasikan dengan relai lain.
Digunakan sebagai relai pengaman utama, tidak dapat digunakan
sebagai pengaman cadangan untuk seksi/daerah berikutnya.
Daerah pengamanannya dibatasi oleh pasangan trafo arus, dimana
relai differensial dipasang.
PERSYARATAN P ADA REL AI DIFERENSIAL :
Kedua trafo arus yang digunakan harus mempunyai rasio yang sama
atau mempunyai rasio sedemikian rupa, sehingga kedua arus
sekundernya sama.
Karakteristik kedua trafo arusnya sama.
Polaritas kedua trafo arusnya betul.
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 7/23
7
TRAFO DAL AM KE ADAAN NORMAL/GANGGUAN DILUAR
DAE
RAHPE
NGAMANAN.
I1
= I2
i1
= i2
id
= i1
- i2
= 0 Relai tidak bekerja
Sumber tenaga dari 1 sisi
I1 I2
i1
i2
id = i1 ± i2 = 0
i1
i2
G
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 8/23
8
TRAFO DAL AM KE ADAAN NORMAL/GANGGUAN DILUARDAERAH PENGAMANAN.
I1
= I2
i1
= i2
id
= i1
- i2
= 0 Relai tidak bekerja
Sumber tenaga dari 2 sisi
I1 I2
i1 i2
id = i1 ± i2 = 0
i1
i2
G G
50 MW
L1
40 MW
100 MW
L2
110 MW
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 9/23
9
GANGGUAN T ERJADI DI DAERAH PENGAMANAN REL AI
Sumber tenaga listrik dari 1 sisi
Arus gangguan yang terjadi (lebih besar dari nilai setting)
atau masuk didaerah karakteristik kerja relai
I1
>> i1 >>
id = i1 - i2 = i1
I2
= 0 i2
= 0
Relai bekerja
I1 I2 = 0
i1
i2 = 0
id = i1 ± i2 = i1
i1
i2 = 0
G
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 10/23
10
GANGGUAN T ERJADI DI DAERAH PENGAMANAN REL AI
Sumber tenaga listrik dari 2 sisi
I1
>> i1
>>
id
= i1
+ i2
I2
>> i2
>>
Relai bekerja
I1 I2
i1
i2
id = i1 + i2
i1 i2
G G
Arus gangguan yang terjadi (lebih besar dari nilai setting)
atau masuk didaerah karakteristik kerja relai
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 11/23
WIRING SIRKULASI ARUS RELAI DIFFERENSIAL
JR
JS
JT
JR
JS
JT
PR IMER SEKUNDERCT CT
IR
IS
IT IT
IS
IR
Yd 11
Ry. Differensial
ir
is
it
ir
is
it
ir-is
is-it
it-ir
ir
is
it
ir
is
it
ACT
Dy 1
ACT
Transformator 150/20 kV, 60 MVA
Vektor Group : YNyn0 (d)
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 12/23
12
Pada kondisi normal/gangguan di luar, arus yang masuk ke relai
differensial idealnya nol (relatif kecil).
Tapi pada kenyataannya, tidak mudah untuk mendapatkan arus
sekunder kedua atau lebih trafo arus pengaman diferensial sama.
Terjadinya ketidakseimbangan besar arus, pada relai diferensial dapat
menyebabkan relai kerja akibat arus beban atau gangguan diluar
pengamanan.
Back to Menu
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 13/23
13
1. Pengaruh kejenuhan dari CT utama dan ACT
Kejenuhan CT utama dan ACT dapat mengakibatkan arus sekunder
yang melalui relai tidak sama.
Tujuan penggunaan ACT (Auxiliary Current Transformer) adalah :
a. Untuk mengoreksi adanya perbedaan arus disisi sekunder CT
yang terletak pada sisi tegangan tinggi dan tegangan rendah
trafo daya.
b. Untuk mengoreksi adanya pergeseran vektor sisi tegangan tinggidan tegangan rendah trafo daya.
c. Untuk kompensasi arus urutan nol gangguan di luar, pada trafo
yang dilengkapi belitan tertiary (delta).
GANGGUAN KETIDAK SEIMBANGAN ARUS SEKUNDERDAP AT DISEBABK AN :
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 14/23
14
2. Pengaruh tap ACT Adanya arus ketidakseimbangan dapat terjadi karena tap dari ACT
tidak mempunyai harga tepat sesuai dengan kenyataan
pembebanannya.
3. Pengaruh dari tap changerDengan adanya OLTC (On Load Tap Changer) pada trafo daya, maka
pada waktu beroperasi perbandingan transformasinya selalu berubah-
ubah sesuai dengan tegangan yang masuk.
Sedangkan tap dari ACT tetap pada harga tertentu, sehingga pada
waktu beroperasi jika OLTC berubah pada kedudukan lain, maka akanterjadi arus sirkulasi pada relai diferensial.
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 15/23
15
4. Proses pemasukan trafo daya ke jaringan
Pada proses pemasukan trafo daya ke jaringan, maka akan terjadi arus
awal eksitasi (inrush current) yang harganya cukup besar dan hanya
mengalir pada salah satu sisi dimana trafo daya dimasukkan.
Back to Menu
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 16/23
16
K ARAKT ERISTIK REL AI DIFERENSIAL
Back to Menu
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 17/23
17
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 18/23
Pemilihan CT Ratio
18
Karena Transformator dapat menarik beban lebih hingga 110% darikapasitasnya,dengan memperhatikan temperatur belitan trafo dibawah
temperatur maksimumnya.
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 19/23
In (sisi Primer) = 1,1 x 143,22 A
= 157,542 A In (sisi Sekunder) = 1,1 x 1193,52 A
= 1312,872 A
Jadi CT yang harus di pasang :Pada sisi primer CT = 200/5
Pada sisi sekunder CT = 1500/5
19
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 20/23
Menentukan ACT (Auxilary CT)
20
Arus yang mengalir pada sisi sekunder CT2 :
Karena sekunder CT2 dihubung delta,maka :I delta = 5,55 x
= 9,435 A
Jadi ACT : 9,435/5
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 21/23
21
Jika terjadi arus gangguan sebesar di sekunder,maka di dapat arus restrain per fasasebagai berikut :
Sehingga dapat menentukan slope atau stelan relay yang diinginkan,misalkan slope 1 yang diinginkan sebesar 25%.Maka perhitungannya :
I set = slope 1 x Ir = 25% x 41,242= 10,310 A
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 22/23
Arus operasi sama dengan arus diferensial (I oper = Id),dimana besar Id =55,677 A dan I set = 10,310 A
22
Karena iset < ioper maka relai diferensial trip
5/12/2018 kelompok 5 proteksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-proteksi 23/23
Kesimpulany Kedua trafo arus yang digunakan harus mempunyai rasio
yang sama atau mempunyai rasio sedemikian rupa, sehingga
kedua arus sekundernya sama.
y
Karakteristik kedua trafo arusnya sama.y Polaritas kedua trafo arusnya betul.
y I operasi > I set maka Relay Differensial bekerja atau
sebaliknya jika I operasi < I set maka Relay tidak bekerja
23