Bab 4 Pemilihan Gawai Pengaman · PDF filekerusakan yang dapat ditoleransi adalah pengelasan...

Bab 4 Pemilihan Gawai Pengaman

PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com

http://www.fineprint.com

Customer Training – Januari 05 - Indonesia

n karakteristik listrik :

q tegangan operasi nominal Ue,q tegangan isolasi, Uiq arus nominal In,q arus-trip: Irth = arus pengaman beban lebih (thermis),

Irm = arus pengaman hubung singkat (magnetis),q ketahanan arus dalam waktu pendek Icw, katagori A and B,

A = pemutus daya khususnya bukan ditujukan untuk menjaring di bawah kondisihubung pendek terhadap gawai pengaman hubung pendek lainnya yang dipasangseri dengan beban,

B = pemutus daya khususnya dimaksudkan untuk mampu menjaring di bawah kondisihubung pendek terhadap gawai pengaman hubung pendek lainnya yang di pasangseri dengan beban

q kapasitas pemutusan :Icu = kemampuan memutuskan arus paling besar, nilai Icu berubah-ubah terhadap

besarnya tegangan operasi nominal Ue (kA rms)Ics = kemampuan layanan pemutusan (% Icu)

q kapasitas penutupan (rated making capacity Icm),q ketahanan elektrodinamik (electrodynamic withstand).

Pemilihan gawai pengaman

Karakteristik pokok pemutus daya





Karakteristik fundamental pemutus daya

n karakteristik mekanis :

q pemutusan kutub banyak (simultan atau tidak),q indikasi visible break atau positive break ,q kemungkinan penguncian.





Jenis unit trip

n ada dua jenis unit trip :q mekanis (umumnya disebut trip unit

thermis / magnetis)q elektronis (juga sering disebut unit

trip benda padat-semikonduktor)

n kedua jenis unit trip mempunyai fungsi utama yg sama :q dilengkapi dengan proteksi arus

lebihq memutuskan sirkit yg mengalirkan

arus abnormal.

Unit trip

Unit tripthermis/magnetis

Unit tripelektronik

pengamanbeban lebih

pengamanhubung-pendek

Rele thermis

Rele magnetis

Waktu lama

Waktu singkat





Kurva trip proteksi beban lebih

n skematik kurva trip thermis

trippingtidak boleh

terjadi

trippingmungkin

terjadi

trippingharus

telah terjadi

Ir Int It

1h

n definisiq Ir = k x In

= setelan arus beban lebihk = tergantung pada

pemutus daya.

q Int = k1 x Ir= arus tidak trip

k1 tergantung pd standarq 1h In ≤ 63Aq 2h In ≥ 63A

q It = k2 x Ir= arus trip

k2 tergantung pd standar

Pada saat terjadi arus lebih dalam waktu yang cukup, pembengkokan cukup kuat menyebabkan trpping.

q I > In

n prinsip kerja bimetal strip





Kurva trip pengaman beban lebih

n skematik kurva trip magnetis

trippingharusterjadi

trippingmungkinterjadi

trippingtidak bolehterjadi

ImntIm

ImtI

time

n Imnt dan Imtq kurva-kurva; B, C, D, K, Z, MAq TMD / unit trip elektronikImnt = arus pemutusan magnetis

non-tripingImt = arus pemutusan magnetis

triping

n prinsip kerja kumparan magnetq arus dianggap sebagai

arus hubung pendek.

Im

Imnt

Imt

tetap atau dapat diatur

Lm-20% (TMD), -15%

Lm+20% (TMD), +15%MG

tetap

k1 * Lr

k2 * Lr

MCCB MCB





Pemilihan gawai pengamann ambang batas trip Im :q ditetapkan oleh standar untuk aplikasi tempat tinggal; (I.E.C. 898)q diindikasikan oleh pabrik-pabrik untuk pemutus daya jenis industri sesuai dengan

standar yang bersangkutan (IEC 947-2).

pemutusdomestikIEC 898

thermal-magnetik

modulpemutus (2)dayaindustripemutus (2)dayaindustriIEC 947-2

jenisrele pengaman

lama tunda0.4 In ≤ lr < In

pengamanbeban lebih

thermal-magnetik

thermal-magnetik

Ir = ln setelan rendahtipe B3 ln ≤ lm < 5 ln

dapat diatur :0.7 ln ≤ lr < ln

tetap : lm - 5 to 10 ln

setelan rendahtipe B or Z3.2 ln ≤ tetap < 4.8 ln

lr = ln tetapdapat diatur :- setelan rendah : 2 to 5 lnsetelan standar : 5 to 10 ln

setelan standartipe C5 ln ≤ lm < 10 lnsetelan standartipe C7 ln ≤ tetap < 10 ln

sirkit setelan tinggitipe D10 ln ≤ lm < 20 ln (1)setelan tinggitipe D or K10 ln ≤ tetap < 14 ln

tunda pendek, dapat diatur 1.5 Ir ≤ lm < 10 Irdgn seketika (I) dibuat tetap i = 12 t 15 ln

elektronik

Ir = lntetap

pengamanhubung pendek

tabel daerah tripping-arus untuk gawai proteksi beban lebih dan hubung pendek untuk pemutus daya TR.(1) 50 ln dalam IEC 898, dengan mempertimbangkan tidak terlalu realistik oleh manufaktur di Eropa (M-G = 10 s/d 14 ln).(2) untuk penggunaan di industri, IEC standards tidak merinci nilainya. Nilai diatas diberikan hanya untuk penggunaan

secara umum.





Prinsip kerja unit trip elektronis

n pemutus daya dengan unit trip elektronis, unit trip tradisional thermis/magnetis diganti dengan unit trip elektronis.

sensor Unit kendali aktuator

CT Unit trip

pembacasinyal

CT

pembandingsinyal CTdengansetting

MITOPatau FTST

(flux transfer shunt trip)

CT = current transformer





perbedaan kurva thermis-magnetis dan kurva elektronis

t (s)

lr lm PdC

I (A)

t (s)

lr lm PdC

I (A)

l

n kurva unjuk kerja pemutus daya.dgn pengaman thermal-magnetik

lr : setelan arus - trip rele beban lebih (thermal atau tunda lama) .lm : setelan arus - trip rele hubung pendek (magnetik atau tunda pendek) .I : setelan arus - trip rele hubung pendek seketika.PdC : kapasitas pemutusan.

n kurva unjuk kerja pemutus dayadengan unit trip elektronik.





Pengaman lebur

n ada empat jenis utama pengaman lebur sesuai dengan aplikasinya.

Jenis pengaman lebur

miniature

domestic

LV industrial (HBC)

HV

Standar IEC

IEC 127

IEC 241

IEC 269(1)

IEC 282

Area aplikasinominal tegangan

32 mA - 6,3 A

5 A - 200 A (2)

60 A - 6 kA

< 500 VAC

< 500 VAC

< 1000 VAC

> 1000 VAC

q tabel jenis pengaman lebur

(1) IEC 269 menetapkan talk ada ketentuan mekanik.(2) umumnya < 30 A





Pengaman lebur

n pengaruh kawasanq secara praktis persamaan standar nasional dicari untuk setiap kawasan yang

berpengaruh kecuali untuk Jepangq untuk kawasan Eropa, walaupun setiap negara memiliki standar sendiri dan

kebiasaan. Ada dua kawasan utama yang berpengaruh, ditentukan oleh standarBS dan DIN (berbeda dalam dimensi khusus)

q tabel pengaruh kawasan

(1) termasuk Canada. Standar ANSI menetapkan klas pengaman lebur tanpa batas.(2) setiap negara memiliki standar sendiri dan kebiasaan:- Eropa bgn selatan (Spanyol, Portugis, Itali, Perancis) : menggunakan kartrid pengaman lebur- Erope bgn utara (German, Skandinavia) pengaman lebur

standar gaya

posisi/IEC269

USA, North Am. (1)

ANSI C97.1.1

tidak berbeda

UK

BS88

sama

VDE0636DIN

sama

Europe + others (2)

JIS

berbeda

Japan





Pengaman lebur : IEC 269

n IEC 269q IEC 269 par. 571 mendefinisikan

pengaman lebur industri dg kode 2 huruf diulang seperti tabel di bawah.

q huruf pertama = kawasan pemutusan- g : pengaman lebur tujuan umum,- a : pengaman lebur tujuan back-up,q huruf kedua = kelompok pemakaian

menentukan karakteristik arus-waktu

pemutusan : tipe(kawasan pemutusan)

g = pengaman lebur penggunaan umum

(memutuskan seluruh arus Inpada bc)a = pengaman lebur

tujuan back up(pemutusan hanya 5 In)

2nd letter : penggunaan sirkit(sirkit terproteksi)

aM

gG

gM

distribusi kendali motor

n

n

n

q kelas pengaman lebur sesuai IEC 269





Kawasan peleburan - Arus konvensional

1h

Inf I2I

kurva waktupra-busur api minimum

kurva pengamanlebur meleleh

t

4ln x ln

t

kurva waktupra-busur api minimum

kurvapengaman leburmeleleh

q kawasan peleburan dan bukan peleburan untuk pengaman lebur jenis gG dan gM

q kawasan peleburan terstandarisasi utk pengaman lebur jenis aM (seluruh arus nominal)

kelas

gGgM

arus nominal*In (A)

ln ≤ 4 A4 < ln < 16 A16 < ln ≤ 63 A63 < ln ≤ 160 A160 < ln ≤ 400 A400 < ln

arus bukan leburkonvensionallnf

1.5 ln1.5 ln1.25 ln1.25 ln1.25 ln1.25 ln

arus lebur konvensional lfl22.1 ln1.9 ln1.6 ln1.6 ln1.6 ln1.6 ln

waktukonvensional (h)

111234

q kawasan lebur dan bukan lebur untuk klas pengaman lebur gG dan gM jenis TR (IEC 269-1 dan 269




Proteksi pengasutan motor

Proteksi dengan koordinasi

n kombinasi pengaman lebur +rele thermis

ts

IBmotor Istart-up IA

1 to10s

20 to30 ms

ts

IBmotor Istart-up

1 to10s

20 to30 ms

CBbr.cap.

combinationbr.cap.

n pemutus daya (MA) + kontaktor +rele thermis

q kombinasiq standar IEC 158-1 § C3 note 1 :

dikuatkan BC





Prinsip dan fungsi dasarn pengaman dan kendali motor dapat dilakukan dengan satu, dua atau tiga gawai yang

menangani fungsi berikut :

n dua tipe koordinasiq koordinasi tipe 1

kerusakan kontaktor dan rele dapat diterima dg dua kondisi : - tidak ada resiko terhadap pemakai,- tidak ada kerusakan selain kontaktor dan rele.q koordinasi tipe 2

kerusakan yang dapat ditoleransi adalah pengelasan kontaktor dan pengasut, pada kondisi mudah untuk dipisahkan.Diikuti suatu test setelah terjadi kerusakan pd koordinasi tipe 2, fungsi pengaman dan kendali gawai berfungsi normal kembali. Konsekwensi, kapasitas pemutusan ditentukan oleh hasil test.

n cara memilih tipe koordinasiq koordinasi tipe 1 :

- dipelihara yang berkwalifikasi,- pengurangan biaya dan volume gawai. - kontinuitas pelayanan tidak dibutuhkan. q koordinasi tipe 2 :

- staf pemelihara terbatas- dibutuhkan spesifikasi koordinasi tipe 2 q koordinasi tipe 3

- koordinasi penuh sesuai IEC 947-6-2





Prinsip dan fungsi dasar

n proteksi motor dan kendali dapat dilakukan dengan satu, dua atau tiga gawaiyang menangani fungsi berikut :

Pengamanthermis

Pengamanhubung pendek

kendali

dis-koneksi

IEC947-2

IEC947-4

IEC947-3

M





kombinasi dan koordinasi

n perbedaan jenis proteksi

dis-konektor+ pengaman lebur aM

+ kontaktor dgnpengaman thermal

pemutus dayaME

+ kontaktor

pemutus daya+ unti trip MA

+ kontaktor dgnpengaman thermal

pemutus dayaa.l. : integral




Pengaman pengasutan motor

Kategori penggunaan dan kelas rele thermis

Gawai kontrol

kompresorelevatorpengadukpompaeskalatorkipas anginkonveyorair-conditioner

pengasutanmematikan saat berputarpengereman regeneratifinching

distribusi sistempemanas

pengasutanmematikan saat berputarpengereman regeneratifpembalikan arah putarinching

motor sangkarpf = 0.45 untukle < 100Aataupf = 0.35 untukle > 100A

kategori beban fungsi terkontrol Aplikasi tipikal

motor sangkarpf = 0.45 untukle < 100Aataupf = 0.35 untukle > 100A

mesin pencetakwire-drawingmesin-mesin

AC21AC22

AC23

AC24

pengasutanmematikan saat berputar

mesin gambarkawat

menghidupkannon-induktifpf = 0.8motor slip-ringpf = 0.65

kelas waktu trip at 7.2 le (arus penggunaan)102030

4 sampai 10 detik6 sampai 20 detik9 sampai 30 detik

kategori penggunaankategori penggunaan harus diketahui untuk menjamin bhw gawai dapat tahan jumlah dan rating siklus operasi.Kategori penggunaan tergantung dari jenis beban dan bila bebannya motorjuga tergantung dari kategori layanan(S1 to S8).Standard IEC 947-4-1 mendefinisikan kategori penggunaan dan beberapa informasi yg terkait :

adaptasi gawai kendali pd jumlah aplikasi tipikal,kapasitas pemutusan dan kondisipenutupan gawai kendali,nilai uji terstandarisasi untuk gawai ketahanan berbeban, tergantung padaaplikasinya.

kelas rele thermiskelas rele thermis harus dipilih sesuai dgwaktu pengasutan motor.





Proteksi preventif motor TR

q Motor kadangkala merupakan gawai yg sangat penting untuk aplikasi industri. q berhentinya motor sebagai akibat gangguan listrik bisa mengakibatkan

konsekwensi yang serius. pemutus daya atau kontaktor

closinglockout

q monitor isolasi dirancang untuk mencegah kecelakaan

q kebanyakan gangguan listrik pd motorberupa gangguan isolasi fase ke bumi yg terjadi pada saat pengasutan motorsetelah motor dalam kondisi dingin

q fitur isolasi- motor baru : 1000 MΩ- waktu beroperasi : 10 - 100 MΩ- nilai operasi minimum : 500 MΩ





Soal-soal

1. Apakah yang disebut dengan arus kapasitas pemutusan ?2. Apakah yang disebut dengan ketahanan elektrodinamik ?3. Sebutkan unit trip pemutus daya dan fungsinya !4. Faktor apa saja yang perlu diperhatikan dalam memilih pemutus daya ?5. Bila sebuah motor sangkar dengan In = 15 A digunakan untuk kompresor, ingin dipasang

pengaman lebur. Tentukan jenis pengaman lebur yang sesuai dengan kebutuhan tersebut.6. Bila motor pada kasus nomor 5, ingin dipasang rele termis, tentukan klas gawai tersebut !7. Bila umur motor pada kasus nomor 5 adalah 3 tahun, berapa tahanan isolasi minimum

motor (fase ke rangka) yang diperbolehkan ?





Jawaban

1. Kemampuan memutuskan arus paling besar, nilai ini berubah-ubah terhadap besarnya tegangan operasi nominal Ue (kA rms)

2. Ketahanan elektrodinamik artinya: gawai tidak mengalami deformasi rel (perubahan bentuk) dan terputusnya kabel yang disebabkan oleh arus beban lebih maupun hubung pendek.

3. Unit trip pemutus daya, ada 2 macam yaitu:a. unit trip termal, yaitu berfungsi sebagai pengaman arus lebih.b. unit trip magnetis, yaitu berfungsi sebagai pengaman arus hubung pendek.

4. Faktor yang perlu diperhatikan adalah:a. jenis beban: motor, lampu, dll.b. tegangan operasi, Uec. arus operasi, Ind. kapasitas pemutusan, Icue. arus termal Irm dan arus termal Irth

5. Karena saat pengasutan motor sangkar mencapai 4In, maka jenis pengaman lebur yangsesuai adalah tipe aM-16A.

6. Klas AC37. 10 MΩ




Akhir presentasi



Bab 4 Pemilihan Gawai Pengaman · PDF filekerusakan yang dapat ditoleransi adalah pengelasan...

Documents

Transcript of Bab 4 Pemilihan Gawai Pengaman · PDF filekerusakan yang dapat ditoleransi adalah pengelasan...