1516 Teknik Instalasi 5 Proteksi

8/17/2019 1516 Teknik Instalasi 5 Proteksi

1/33

Proteksi

Teknik Instalasi (TEE 204 A)


2/33

Konsep Arus Hubung Singkat

Perancangan

Perhitungan dan Simulasi

Pengenalan Peralatan Proteksi

Konten


3/33

Konsep Arus Hubung Singkat

PUIL 2000 ( 1.9 ) mendefinisikan Arus Hubung Pendek adalah :

“Arus lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedans yang sangat

kecil mendekati nol antara dua penghantar aktif yang dalam kondisi

operasi normal berbeda potensialnya ( short circuit current ).”


4/33

Tujuan

untuk menentukan besarnya arus hubungan pendek yang dapat

timbul pada suatu sistem tenaga listrik

mampu memberikan aksi terhadap perbandingan besarnya arus

yang lewat pada suatu sistem dengan rating ketahanan peralatan di

dalam sistem tersebut melalui suatu alat proteksi arus lebih (Over

Current Protection Device)

terhindar dari arus yang dapat merusaknya .

Contoh

Proteksi

Hubung

Singkat

Motor


5/33

Perancangan


6/33

http://3.bp.blogspot.com/-cTH4HyHcgE0/UzTTCjkp_LI/AAAAAAAAAZ4/8g1F7yAMc-8/s1600/DSC00200.JPG


7/33

Konstruksi Instalasi Trafo

N

S

CO

LA

GROUNDING

LV PANEL


8/33

Single Line Diagram Trafo


9/33

Hubung Singkat Pada Sisi Sekunder TrafoDistribusi

Kondisi satu Transformator

S = Rating kVA Transformator

U20 = Tegangan Sisi sekunder antar fasa pada saat Open Circuit

In = Arus Nominal

Isc = Arus ganguan hubung singkat

Usc = Impedan arus hubung singkat pada transformator (short-circuit impedance voltage)

Rating Trafo

(kVA)

Usc dalam %

Minyak Resin

50 sampai 750 4 6

800 sampai 3200 6 6


10/33

Contoh

DiketahuiTransformator sebesar 400 kVA, 420 V saat tanpa

beban

Usc = 4%

Jawab :


11/33

Spesifikasi Trafo Distribusi(SPLN 50 Tahun 1997)


12/33


13/33

Contoh Metode Perhitungan Zt

Komponen :1. Jaringan Upstream Trafo

2. Trafo

3. Busbar

4. Circuit conductors

5. Motors

6. Fault-arc resistance


14/33

Impedans Masing-Masing Komponen

1.Upstream Trafo

Rumus untuk menghitung impedan ekivalen pada sisi Tegangan

Rendah

Zs = Impedan dari jaringan tegangan menengah(milliohm)

Uo=Tegangan antar fase saat tanpa beban (Volt)

Psc=Level hubung singkat pada tegangan menengah (kVA)

Xa dapat diasumsikan bernilai 0.995 dan Ra 0.1. Umumnya Ra

diabaikan

Contoh tipikal nilai Ra dan Xa


15/33

A r u s b e b a n p

e n u h

s i s i p r i m e

r

A r u s b e b a n p

e n u h

s i s i s e k u n d

e r

A r u s h u b u

n g

s i n g k a t p r i m

e r

R a s i o r e a k t a

n s i /

r e s i s t a n s i = X s c / R

= ( 5 s / d 1 2 )

k V A h u b u n g

s i n g k a t 2 0 k V

% i m p e d a n

s i

s u m b e r = Z 1

% r e a k t a n

s i

s u m b e r = X

1

% r e s i s t a n

s i

s u m b e r = R

1

% r e a k t a n s i t r

a f o =

X 1

% r e s i s t a n s i t r a f o =

R 1

% r e a k t a n s i t o t a l =

X t o t

% r e s i s t a n s i t o t a l =

R t o t

% i m p e d a n s i t o t a l =

Z t o t

KVA Amp Amp % kA Xsc/R kVA % Z1 % X1 % R1 %Xt %Rt %Xtot %Rtot %Ztot kA kA kA kA

25 0.7 36 4.0% 20 10 692,800 0.0036% 0.0036% 0.0004% 3.98% 0.40% 3.98% 0.40% 4.00% 0.90 0.07 0.97 10

50 1.4 72 4.0% 20 10 692,800 0.0072% 0.0072% 0.0007% 3.98% 0.40% 3.99% 0.40% 4.01% 1.80 0.14 1.95 10

100 2.9 144 4.0% 20 10 692,800 0.0144% 0.0144% 0.0014% 3.98% 0.40% 3.99% 0.40% 4.01% 3.60 0.29 3.88 10

160 4.6 231 4.0% 20 10 692,800 0.0231% 0.0230% 0.0023% 3.98% 0.40% 4.00% 0.40% 4.02% 5.74 0.46 6.20 15200 5.8 289 4.0% 20 10 692,800 0.0289% 0.0287% 0.0029% 3.98% 0.40% 4.01% 0.40% 4.03% 7.17 0.58 7.74 15

250 7.2 361 4.0% 20 10 692,800 0.0361% 0.0359% 0.0036% 3.98% 0.40% 4.02% 0.40% 4.04% 8.94 0.72 9.66 20

315 9.1 455 4.0% 20 10 692,800 0.0455% 0.0452% 0.0045% 3.98% 0.40% 4.03% 0.40% 4.05% 11.24 0.91 12.15 25

400 11.5 577 4.0% 20 10 692,800 0.0577% 0.0575% 0.0057% 3.98% 0.40% 4.04% 0.40% 4.06% 14.23 1.15 15.38 25

500 14.4 722 4.0% 20 10 692,800 0.0722% 0.0718% 0.0072% 3.98% 0.40% 4.05% 0.41% 4.07% 17.72 1.44 19.17 35

630 18.2 909 4.0% 20 10 692,800 0.0909% 0.0905% 0.0090% 3.98% 0.40% 4.07% 0.41% 4.09% 22.23 1.82 24.05 35

800 23.1 1,155 4.5% 20 10 692,800 0.1155% 0.1149% 0.0115% 4.48% 0.45% 4.59% 0.46% 4.62% 25.02 2.31 27.33 35

1000 28.9 1,443 5.0% 20 10 692,800 0.1443% 0.1436% 0.0144% 4.98% 0.50% 5.12% 0.51% 5.14% 28.06 2.89 30.95 50

1250 36.1 1,804 5.5% 20 10 692,800 0.1804% 0.1795% 0.0180% 5.47% 0.55% 5.65% 0.57% 5.68% 31.76 3.61 35.37 50

1600 46.2 2,309 6.0% 20 10 692,800 0.2309% 0.2298% 0.0230% 5.97% 0.60% 6.20% 0.62% 6.23% 37.06 4.62 41.68 65

2000 57.7 2,887 6.0% 20 10 692,800 0.2887% 0.2873% 0.0287% 5.97% 0.60% 6.26% 0.63% 6.29% 45.91 5.77 51.68 65

2500 72.2 3,609 7.0% 20 10 692,800 0.3609% 0.3591% 0.0359% 6.97% 0.70% 7.32% 0.73% 7.36% 49.02 7.22 56.24 75

Contoh Soal :Suatu bangunan tinggi menggun akan transformator minyak 2500 KVA, 20 KV/400 VOLT dengan impedansi 7%, jika data hub ung sing kat sisi sumber PLN

20 KV seperti tabel diatas dan kont ribusi beban motor utilitas bang unan tersebut adalah 50% dari arus nominal transformator, tentukan rating kapasitas pemutusan kAdari Circuit Breaker induk pada PUTR (Panel Utama Tegangan Rendah) agar instalasi listrik bangun an tersebut cukup aman dan terproteksi?Jawaban :

Lihat tabel diatas, dn g impedansi 7% trafo & data arus h ubung singkat sumber primer 20 kA, diperoleh arus hubung singkat sisi 400 V transformator 49.02 kA.Kontribusi arus hub ung singkat dari motor adalah 4 x 50% arus nominal trafo = 7.22 kA ( berdasarkan arus starting DOL = 2 ~ 4 kali ). Jadi total kA = 56.24 kA

Jika kita menginginkan p roteksi lebih 20 % dan agar umur Circuit Breaker induk PUTR lebih panjang maka gunakan rating 75 kA Air Circuit Breaker.

Impedansi H-S

3 fase trafo

k A h u b u n g s i n g k a t s i s i 4 0 0

V t r a

f o t o t a l

Impedansi hubung

singkat (HS) 3 fase

sumber

k A h u b u n g s i n g k a t s i s i 4 0 0

V

t r a f o

Data hubung singkat

20 kV (jika tidak

diketahui)

Impedansi H-S 3-fase

total

S e l e k s i r a t i n g k A C B s i s i

4 0 0 V t r a f o 1 . 5 k a l i p r o t e k s i

5 0 % k o n t r i b

u s i H S m o t o r =

4 x 5 0

% I

t r a f o

KALKULASI ARUS HUBUNG SINGKAT 3-FASE INSTALASI

BANGUNAN YANG MENGGUNAKAN TRANSFORMATOR

20KV/400 VOLT

Rated

KVA

Trafo

Arus beban

penuh

I m p e d

a n s i Z s c

20 KV 400 VCB CB

Z1sc Ztsc Zsc = Z1sc + Ztsc


16/33


2. Tipikal impedan trafo distribusi 400MV

a. Impedan trafo (Ztr) dilihat dari sisi terminal tegangan rendah

U20= Tegangan antar fase sisi sekunder saat open circuit (V)

Sn= Rating Trafo (kVA)

Usc=Impedan hubung singkat pada trafo

b. Resistan belitan trafo (Rtr) dapat dicari melalui total rugi-rugi trafo

Pcu = Total Rugi-rugi (Watt)

In = Arus nominal saat beban penuh (A)Rtr = Resistan dari 1 fase trafo (milliohm), Belitan pada sisi Tegangan

Menengah juga termasuk dalam nilai resistan 1 fase tegangan rendah

(dapat diabaikan)


17/33


2. Tipikal impedan trafo distribusi 400MV


18/33

Impedans Masing-Masing Peralatan

3. Impedansi pada Busbar0,15mΩ/meter

4. Impedansi pada konduktor

Reaktan kabel diperoleh dari datasheet. Untukpenampang kabel < 50 mm2 reaktan dapat diabaiakan.

Asumsi umum yang dapat digunakan 0,08 mΩ/meter (50Hz) atau 0,096 mΩ/meter (60 Hz).

5. Motor

diabaikan jika total daya motor < 25% daya trafo


19/33

Rekapitulasi


20/33

Contoh Perhitungan Hubung singkat 3 Fase


21/33

Isc pada sisi akhir feeder Sebagai fungsi dari Iscpada sisi pengirim akhir

Jaringan disamping adalah contoh dari

case penggunaan tabel pada slideberikutnya untuk menetukan arus

hubung singkat dari jaringan ini dengan

cara yang cepat dan akurat.

Nilai ini nanti dipakai untuk :

– Menentukan nilai hubung singkat upstreamdari titik yang dikehendaki

– Panjang komposisi antara titik dimana tingkat

hubung singkat saat ini dikenal, dan titik

dimana level akan ditentukan


22/33

Contoh


23/33


24/33


25/33

Peralatan ProteksiFUSE/Sekring

http://1.bp.blogspot.com/-PqMPw9Qm_mA/TspFhBKqX_I/AAAAAAAAAT4/SJdWWiZDfOo/s1600/Aneka-Sekering-Batu-Otomati.gif


26/33

MCB (Miniature Circuit Breaker)


27/33

Konstruksi MCB


28/33

Curva Pemutusan CB


29/33


30/33

Pemilihan Gawai Pemutus


31/33

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)

Memiliki rating arus yang relatif tinggi dan dapat

disetting sesuai kebutuhan.

Umumnya dibagi dalam 3 parameter operasi :

• Ue (tegangan kerja), spesifikasi standar MCCB (Ue = 250 V/660 V)

• Ie (arus kerja), spesifikasi standar MCCB

(Ie = 40 A-2500 A)

• Icn (kapasitas arus pemutusan)

(Icn = 12 kA-200 kA)


32/33

Konstruksi MCCB


33/33

Referensi

Electrical Installation Guide 2015 Schneider Electric PUIL 2000

Cahier technique no.158

1516 Teknik Instalasi 5 Proteksi

Documents

Transcript of 1516 Teknik Instalasi 5 Proteksi