Digital Relay

76
P.T.Semen Padang Universitas Andalas BAB IV SEPAM 2000 SEBAGAI PERALATAN PROTEKSI DI P.T.SEMEN PADANG 4.1 Dasar-dasar Sistem Proteksi Sistem proteksi di dalam sistem tenaga listrik adalah suatu pengaman peralatan listrik yang dipasang pada gardu induk, transformator, motor, saluran transmisi dan distribusi guna mendeteksi adanya gangguan pada sistem tenaga listrik dan melakukan tindakan setelah terjadinya gangguan. Secara umum, sistem proteksi berfungsi untuk : a. Merasakan, mengukur dan menentukan bagian sistem yang terganggu serta memisahkan secepatnya sehingga sistem lainnya yang tidak terganggu dan dapat beroperasi secara normal. b. Mengurangi kerusakan yang lebih parah dari peralatan. Bayu Putra ( 03 175 047) 1

description

zxcvb

Transcript of Digital Relay

Page 1: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

BAB IV

SEPAM 2000 SEBAGAI PERALATAN PROTEKSI

DI P.T.SEMEN PADANG

4.1 Dasar-dasar Sistem Proteksi

Sistem proteksi di dalam sistem tenaga listrik adalah suatu pengaman

peralatan listrik yang dipasang pada gardu induk, transformator, motor, saluran

transmisi dan distribusi guna mendeteksi adanya gangguan pada sistem tenaga

listrik dan melakukan tindakan setelah terjadinya gangguan.

Secara umum, sistem proteksi berfungsi untuk :

a. Merasakan, mengukur dan menentukan bagian sistem yang terganggu serta

memisahkan secepatnya sehingga sistem lainnya yang tidak terganggu dan

dapat beroperasi secara normal.

b. Mengurangi kerusakan yang lebih parah dari peralatan.

c. Mengurangi pengaruh gangguan terhadap bagian sistem yang lain yang tidak

terganggu di dalam sistem tersebut.

d. Mencegah meluasnya gangguan.

e. Memperkecil bahaya bagi manusia.

Untuk melaksanakan fungsi di atas maka relai proteksi harus memiliki

persyaratan sebagai berikut :

1. Keandalan

Yang dimaksud keandalan adalah ukuran kepastian sebuah peralatan atau

sistem untuk beroperasi sebagaimana yang diharapkan. Keandalan

Bayu Putra ( 03 175 047) 1

Page 2: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

memiliki dua aspek yaitu keterpercayaan (mampu bekerja) dan

keterjaminan. Keterpercayaan adalah tingkat kepastian suatu relai atau

sistem proteksi beroperasi secara benar (untuk semua gangguan yang telah

ditentukan agar beroperasi). Keterjaminan adalah ukuran kepastian relai

atau system proteksi untuk tidak keliru beroperasi(selama kondisi operasi

normal atau gangguan di luar zone prteksinya). Jadi sistem proteksi harus

bekerja secara benar dalam keadaan bagaimanapun, terhadap gangguan

pada zone yang telah ditentukan dan dapat memblok (tidak bekerja) secara

tepat jika terjadi gangguan di luar zone proteksinya.

2. Selektifitas (selectivity)

Selektifitas dapat diartikan bahwa relai berlokasi dekat gangguan harus

memiliki prioritas utama untuk beroperasi. Sifat ini sangat berhubungan

denagan kontinuitas pelayanan maksimum dengan pemutusan minimum.

Bila terjadi gangguan, maka sistem proteksi harus memilih dan mentrip

PMT yang tepat untuk memisahkan bagian jaringan sekecil mungkin.

3. Kecepatan operasi

Sebuah relai proteksi harus bereaksi secepat mungkin ketika meraska ada

gangguan. Sifat ini sangat erat kaitannya dengan waktu pemutusan kritis,

kerusakan peralatan sekecil mungkin, ketahanan peralatan dan kualitas

sistem.

4. Kepekaan (Sensitivity)

Sensitivitas sistem proteksi adalah kemampuan system untuk

mengidentifikasi kondisi abnormal yang melebihi nilai “pick up” atau nilai

Bayu Putra ( 03 175 047) 2

Page 3: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

ambang deteksi dan menginisiasi aksi proteksi ketike kontinuitas yang

diinderanya melewati nilai ambang.

5. Ekonomis dan sederhana

Relai harus memberikan perlindungan maksimum pada tingkat biaya

minimum dan memiliki rangkaian dan piranti sederhana sehingga

harganya lebih ekonomis.

Sistem proteksi terdiri atas tiga bagian, yaitu :

1. Peralatan perasa (detektor), berfungsi untuk mendeteksi perubahan

parameter, peralatan ini berupa CT dan PT

2. Relai proteksi, berfungsi untuk mengevaluasi besar perubahan parameter

dan membandingkannya dengan besaran dasar yang telah ditentukan.

3. Peralatan switching, berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan

bagian tertentu dari sistem dengan sumber daya.

Sistem proteksi tidak selamanya bekerja secara sempurna walaupun sudah

diusahakan memilih jenis relai yang baik dan penyetelan yang baik, adakalanya

sistem proteksi itu masih gagal bekerja. Karena adanya kemungkinan kegagalan

pada sistem proteksi maka diperlukan proteksi cadangan (Backup Protection).

Dengan demikian proteksi menurut fungsinya dapat dikelompokkan menjadi :

a. Proteksi Utama (Primary Protection)

Pada umumnya selektif dan cepat, memproteksi langsung ke beban atau

motor.

Bayu Putra ( 03 175 047) 3

Page 4: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

b. Proteksi Cadangan (Backup Protection)

Pada umumnya mempunyai perlambatan waktu, hal ini untuk memberikan

kesempatan pada proteksi utama bekerja lebih dahulu, dan jika proteksi

utama gagal, baru proteksi cadangan bekerja , proteksi ini tidak seselektif

proteksi utama.

Proteksi cadangan dapat dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu :

a. Proteksi cadang setempat

Berfungsi untuk menginformasikan adanya gangguan kepada seluruh

PMT yang terkait dengan kegagalan sistem proteksi sehingga

pemutus tenaganya tidak membuka.

b. Proteksi cadangan remut

Bila terdapat kegagalan pada suatu proteksi, maka proteksi di sisi

hulunya harus dapat mendeteksi dan kemudian bekerja dengan

perlambatan waktu.

4.2 Koordinasi Relai

Urutan kerja antara relai utama dengan relai penyangga yaitu berupa

perbedaan interval waktu operasi antara kedua relai tersebut, dan urutan opersi ini

disebut dengan koordinasi relai. Koordinasi proteksi ini bertujuan untuk

memaksimalkan pelayanan pada suatu system daya. Dalam artian, luas daerah

pelayanan tetap maksimal serta tingkat kontinuitas pelayanan tetap terjamin.

Lebih lanjut lagi dapat diartikan bahwa bilamana terjadi gangguan pada suatu

system, maka diusahakan luas daerah yang akan diisolir terbatas pada daerah yang

Bayu Putra ( 03 175 047) 4

Page 5: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

terganggu saja, sehingga dengan demikian pelayanan tetap dapat diberikan untuk

daerah yang lain. Bilamana terjadi kegagalan proteksi utama, maka akan ada

system proteksi cadangan yang menjadi penyangga kegagalan tersebut. Dengan

demikian untuk setiap gangguan dalam system, ada interval koordinasi minimum

yang spesifik atau tundaan waktu (delay time) antara operasi relai utama dan relai

penyangga, interval ini menjamin bahwa relai penyangga beroperasi hanya ketika

relai utama gagal menyelesaikan tugas yang diberikan padanya.

4.3 Sepam 2000 Sebagai Sistem Proteksi di P.T. Semen Padang

Sepam 2000 merupakan satu paket relai produk Merlin Gerin yang

menggunakan sistem digital. Selain rangkuman dari berbagai macam relai, Sepam

2000 juga dilengkapi dengan alat ukur dan parameter kontrol sehingga dapat

langsung berhubungan dengan operator di CCR (Central Control Room). Sepam

2000 merupakan generasi terakhir saat ini, sebelumnya telah ada Sepam 15,

Sepam 100, dan Sepam 1000. Sepam 2000 dapat dipakai baik pada jaringan

tegangan tinggi, tegangan menengah, maupun tegangan rendah

1. Indikator status

2 .Display

3. Metering Key

4. Cartridge

5. Socket untuk TSM20001

Bayu Putra ( 03 175 047) 5

Page 6: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Sepam 2000 dibaca dan diset dengan menggunakan terminal “Pocket TSM

2001”. Peralatan ini terdiri dari sebuah keyboard dengan empat baris tampilan

( 20 karakter per baris) dan sebuah sistem tampilan. Parameter yang dibacanya

ialah : pengukuran, penyetelan, membatasi kondisi operasi (sesuai dengan trafo

instrumen di atas) dan tinjauan informasi pemeliharaan seperti kesalahan arus,

nomor operasi pemutus arah ,dan lain-lain.

Sepam 2000 adalah suatu alat yang terdiri dari suatu set proteksi yang

lengkap dengan relai dan beberapa unit kontrol yang menggantikan alat ukur :

- Amperemeter

- Voltmeter

- KWH meter

- VAR Meter W / Current Module

- Watt Transducer

Semua itu ditinjau oleh alarm dan operasi pesan yang berhubungan dengan

fungsi pengaman dan sistem logic control dengan cara memasukan suatu lampu

indikasi. Sepam 2000 merupakan alat yang memiliki kemampuan yang spesifik

yang dapat digunakan dalam berbagai keperluan sesuai kebutuhan. Sepam 2000

memiliki cakupan yang luas dan kapasitas monitor yang dilengkapi dengan

Programmable Logic Control (PLC). Setiap Sepam dilengkapi alat ukur

parameter dan kontrol yang dihubungkan dengan operator.

Sepam menurut fungsi pemakaian dibedakan atas :

- Substation (S)

Bayu Putra ( 03 175 047) 6

Page 7: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

- Busbar (B)

- Transformator (T)

- Motor (M)

- Kapasitor (C)

- Generator (G)

Sepam 2000 di Gardu Induk P.T.Semen Padang memiliki fungsi yang meliputi :

1. Sebagai kontrol dan monitoring :

- Open / Close

- Lock out relay

- Inhibit closing

- Annunciation lood shedding

- Diskiriminasin logic

- Penghubung deteksi kontak

- Operaasi counter

- Trip circuit supervision

2. Sebagai metering :

- Phase current

- Maksimun current

- System voltage

- Frekuensi

- Differential current and through current

- Starting current and time

Bayu Putra ( 03 175 047) 7

Page 8: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

3. Sebagai proteksi:

Phase overcurrent protection

Voltage restrained overcurrent protection

Earth fault protection

Sensitive earth fault protection

Directional overcurrent protection

Directional earth fault protection

Directional earth fault protection for compensated networks

Thermal overload protection

Negative sequence unbalance protection

Excessive starting time and locked rotor protection

Starts per hour protection

Phase undercurrent protection

Phase to phase undervoltage protection

Remanent undervoltage protection

Positive sequence undervoltage and phase rotation direction check

protection

Phase to phase overvoltage protection

Neutral voltage displacement protection

Underfrequency protection

Overfrequency protection

Under power protection

Real over power protection

Bayu Putra ( 03 175 047) 8

Page 9: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Reverse real power protection

Reactive overpower protection

Temperatur monitoring by RTD protection

Motor differential protection

Negative sequence overvoltage protection

Keuntungan Sepam 2000

1. secara umum mengurangi kerugian :

o desain : pemilihan yang siap pakai

o pemasangan : sebagai alat pembantu, pengukuran instrumen dan

pemberitahuan

o tugas : pemasangan yang sederhana sebagai testing

o operasi : menggunakan remote kontrol TSM 2001

o biaya : pengurangan biaya

o mudah disesuaikan dengan PLC, pantas untuk kemungkinan

perencanaan

2. Availabilty (keberadaannya)

Menggunakan testing sendiri dan prosedur diagnosaa sendiri secara terus

menerus dan memberikan data seefisien mungkin dalam setiap kesalahan.

Dalam hal proteksi Sepam 2000 di gardu induk PT. Semen Padang

melakukan proteksi terhadap :

1. Transformator

Bayu Putra ( 03 175 047) 9

Page 10: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Proteksi yang dilakukan Sepam 2000 pada trafo adalah

o Phase overcurrent protection

o Eearth fault Protection

o Thermal overload protection

o Over voltage protection

o Under frequency protection

o Diefferential relay

2. Busbar

Proteksi yang dilakukan Sepam 2000 pada busbar adalah :

o Phase over current protection

o Voltage restrained over current protection

o Earth fault protection

o Negative sequence unbalance protection

o Phase over voltage protection

o Phase under voltage protection

4.3.1 Phase Overcurrent Protection

Akibat adanya gangguan hubung singkat maka timbul arus yang melebihi

nilai nominal peralatan sehingga dapat merusak peralatan-peralatan tersebut.

Proteksi arus lebih fasa (Phase Overcurrent) terdiri dari 3 fasa. Relai ini

akan mulai pick up ketika arus masing-masing fasa mencapai nilai settingnya.

Relai ini diberikan perlambatan waktu (time delay). Perlambatan waktunya boleh

Bayu Putra ( 03 175 047) 10

Page 11: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Definite Time (DT) atau Inverse Definite Minimum Time-IDMT (standard inverse

Time - SIT, very inverse-VIT, extremely inverse-EIT, atau ultra inverse-UIT).

Proteksi Definite Time

Is adalah arus setting dalam amper, dan T adalah perlambatan waktu

proteksi.

Gambar 4.10 Prinsip proteksi definite time

Proteksi IDMT

Gambar 4.11 Prinsip proteksi IDMT

Is adalah asimtot vertikal kurva, dan T adalah perlambatan waktu

operasi untuk 10 Is.

Kurva tersebut didefenisikan menurut persamaan:

Bayu Putra ( 03 175 047) 11

Page 12: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

standard inverse time (SIT)

t = 0.14

( I / Is)0 .02 − 1.

T2.97

very inverse time (VIT)

t = 13 .5( I / Is)− 1

.T

1 . 5

extremely inverse time (EIT)

t = 80

( I / Is)2 − 1.

T0 .808

ultra inverse time (UIT)

t = 315

( I / Is)2.5 − 1. T

Fungsi ini juga dimasukkan kedalam perhitungan variasi arus

selama interval time delay.

Penyettingan OCR dapat dilakukan dengan hal-hal sebagai berikut :

1) Menentukan T (waktu tunda) dan Is (arus setting) yang diinginkan dimana :

Defenite : Is diset antara 0,3 In Is 24 In dalam Amper

T diset antara 50 ms T 655s

IDMT : Is diset antara 0,3 In Is 2,4 In dalam Amper

T diset antara 100 ms T 12,5 s

2) Menentukan If, arus gangguan yang lebih besar dari Is

3) Menentukan I/Is dengan membagi arus gangguan dengan arus setting

4) Menentukan masing-masing waktu relai pick up menurut kurva IDMT tas,

bila memakai arus sesaat maka relai tidak menggunakan waktu tunda

sehingga t = T.

4.3.2 Thermal Overload Protection

Bekerja berdasarkan kenaikan arus secara perlahan-lahan akibat adanya

beban lebih, terdapat 2 buah kurva karakteristik waktu kerja yaitu kurva dingin

(cold curve), dan kurva panas (hot curve).

Bayu Putra ( 03 175 047) 12

Page 13: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

“Kurva dingin (cold curve) dipakai untuk kenaikan arus gangguan dari

kondisi awal sampai batas panas tertentu (diasumsikan dalam besaran arus).

Kurva panas (hot curve) dipakai untuk kenaikan arus dari kondisi panas tertentu

sampai batas panas untuk membuat relai bekerja (diasumsikan dalam besaran

arus).”

Relai ini mensimulasikan kenaikan panas pada peralatan yang diproteksi

dengan menggunakan arus yang diukur dari dua fasa (I1 dan I3) atau tiga fasa.

Relai ini memonitor kenaikan panas dan membandingkannya dengan dua titik

setting:

- Berdasarkan aplikasinya, pendeteksian titik setting yang pertama

dirancang untuk sinyal alarm (transformator, kondensator) atau

mendeteksi status panas yang digunakan oleh relay starts per hour;

( OL1)

- Nilai setting yang kedua dirancang untuk proteksi; (OL2)

Pengaruh harmonik

Kenaikan panas dalam peralatan tergantung pada bentuk gelombang arus

yang mengalir pada peralatan tersebut. Pengukuran nilai arus rms fasa 1

dengan menggabungkan pengaruh harmonik hingga tingkat 23

dimasukkan ke dalam perhitungan bentuk gelombang untuk menghitung

kenaikan panas pada beban tiga fasa yang seimbang.

Pengaruh arus urutan negatif

Arus urutan negatif adalah faktor penting dalam menghitung kenaikan

panas. Medan putar yang berhubungan dengan arus urutan negatif akan

Bayu Putra ( 03 175 047) 13

Page 14: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

menimbulkan frekuensi ganda putaran arus yang menimbulkan besarnya

rugi-rugi.

Inilah sebabnya kenapa fungsi thermal overload dimasukkan ke dalam

perhitungan persamaan arus berikut :

Ieq2 = I2 + K.Ii2

I = arus maksimum dari I1, I2, I3 dan I1 rms

Ii = arus urutan negatif

K = faktor urutan negatif

Kalkulasi kenaikan panas

Kenaikan panas dinyatakan sebagai nilai relatif terhadap kenaikan panas

tertentu pada pengoperasian di bawah beban tertentu.

Proteksi thermal overload memonitor variabel kenaikan panas. Kenaikan

panas dinyatakan sebagai nilai relatif dengan berpengaruh pada tingkat

kenaikan panas yang cocok dengan operasi di bawah rating beban.

Fungsi yang menghitung kenaikan panas peralatan E menurut model

thermal didefenisikan menurut persamaan differensial berikut:

dE = ( IeqIb )

2

xdtT

. E xdtT

E = kenaikan panas

Ib = arus dasar peralatan yang di set pada status menu

Ieq = arus ekivalen

T = konstanta waktu

Pengaruh konstanta waktu

Bayu Putra ( 03 175 047) 14

Page 15: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Konstanta waktu tergantung pada karakteristik thermal peralatan.

Pendinginan motor lebih efisien ketika motor sedang bekerja daripada

ketika sedang berhenti karena adanya putaran fan dan ventilasinya.

Konstanta waktu diambil pada 2 nilai yaitu T1 dan T2 menurut kondisi

motor, apakah sedang bekerja atau sedang berhenti.

- Konstanta waktu thermal T1 adalah waktu yang dibutuhkan untuk kenaikan

panas peralatan di bawah tertentu beban untuk mencapai 0.63 x kenaikan

panas tertentu (diperoleh setelah waktu tak terbatas ).

- T2 adalah waktu yang dibutuhkan setelah berhenti untuk kenaikan panas

awal pada peralatan untuk turun ke 0.36 x kenaikan panas tertentu.

- Bekerja atau berhentinya peralatan dihitung menurut nilai arus

o bekerja jika I > 0.015 Ib

o berhenti jika I < 0.015 Ib

Gambar 4.12 Konstanta waktu kenaikan panas

Bayu Putra ( 03 175 047) 15

Page 16: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Gambar 4.13 Konstanta waktu pendinginan

Kurva Dingin (Cold Curve)

Kurva dingin memberikan waktu kerja proteksi menurut arus mulai dari

kenaikan panas nol. Dimulai dari status dingin, kenaikan panas bervariasi

menurut persamaan :

E = ( IeqIb )

2

x (1 − e1

T 1 )Jika E adalah nilai setting untuk trip, waktu trip proteksi adalah :

t = T 1 log( Ieq

Ib )2

( IeqIb )

2

− Es

Kurva Panas (Hot Curve)

Kurva panas memberikan waktu operasi proteksi menurut arus mulai dari

kenaikan panas tertentu (misalnya ketika beban lebih terjadi pada peralatan

yang sedang bekerja). Dimulai dari status panas rata-rata, kenaikan panas

bervariasi menurut persamaan :

E = ( IeqIb )

2

− e− 1

T 1 x [( IeqIb )

2

− 1]Jika E adalah nilai setting untuk trip, waktu trip proteksi adalah :

t = T 1 x log( Ieq

Ib )2

− 1

( IeqIb )

2

− Esx 1

Pendinginan ketika motor berhenti

Bayu Putra ( 03 175 047) 16

Page 17: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Setelah peralatan berhenti, kenaikan panas bervariasi menurut persamaan :

E = Es x et

T 2

Es = nilai kenaikan panas pada saat peralatan berhenti

Untuk mensetting relai ini dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :

1) Menentukan setting deteksi keadaan panas Es1 (OL1), dan setting tripnya

relay Es2 (OL2) dimana nilai setting berkisar antara 50% - 200%

2) Menentukan waktu kenaikan panas konstan T1, dengan nilai antara 5 mn –

120 mn dan waktu pendinginan konstan T2, dengan nilai antara

5 mn – 600 mn (untuk motor, T1 < T2, sedangkan untuk trafo dan

kapasitor, T1 = T2)

3) Menentukan faktor K untuk urutan negatif yang akan digunakan dimana

terdiri dari : none (0), low (2,25), average (4,5) dan high (9)

4) Menentukan ukuran kenaikan panas E (heating) dengan nilai setting 0 %-

99%

5) Menghitung Ieq, arus ekivalen dengan menggunakan Ieq = (I2 + K Ii2)

sebagai arus gangguan (I)

6) Menghitung I/Ib dengan membagi arus gangguan dengan arus dasar relay

7) Menghitung nilai t1 (waktu dingin) dan t2 (waktu panas)

t1 = T1 * log [ (Ieq/Ib)2 / (Ieq/Ib)2 – Es ]

t2 = T2 * log [ (Ieq/Ib)2 –

1/ (Ieq/Ib)2 – Es ] * I

4.3.3 Earth Fault Protection

Bayu Putra ( 03 175 047) 17

Page 18: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Earth Fault Relai (EFR) berfungsi untuk mengamankan gangguan

hubungan tanah dengan menggunakan relai arus untuk mendeteksi arus yang

melalui titik netral dengan tanah. Kerja relai ini sangat sensitif, karena mendeteksi

gangguan hubung luar seperti sirkulasi arus yang saling meniadakan dan juga

gangguan dalam seperti sirkulasi arus yang saling menjumlahkan, menyebabkan

relai tersebut bekerja.

Proteksi gangguan tanah (earth fault) terdiri dari satu fasa. Ia akan pick up

ketika arus gangguan tanah mencapai nilai settingnya. Relai ini diberikan

perlambatan waktu (time delay). Perlambatan waktunya boleh definite time (DT)

atau inverse definite minimum time-IDMT (standard inverse-SIT, very inverse-

VIT, extre-mely inverse-EIT, atau ultra inverse-UIT).

Proteksi Definite Time

Iso adalah arus setting dalam Ampere, dan T adalah perlambatan waktu

proteksi

Gambar 4.14 Prinsip proteksi definite time

Proteksi IDMT

Bayu Putra ( 03 175 047) 18

Page 19: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Gambar 4.15 Prinsip proteksi IDMT

Dimana : Iso adalah asimtot tegak dari kurva

T adalah waktu tunda operasi saat 10Iso

Kurva tersebut didefenisikan menurut persamaan :

standard inverse time (SIT)

t = 0 .14

( I 0 /Is0 )0.02 − 1.

T2 .97

very inverse time (VIT)

t = 13 .5( I 0 /Is0 )− 1

.T

1 .5

extremely inverse time (EIT)

t = 80

( I 0 /Is0 )2 − 1.

T0. 808

ultra inverse time (UIT)

t = 315

( I 0 /Is0 )2.5 − 1. T

Fungsi ini juga dimasukkan kedalam perhitungan variasi arus selama

interval time delay.

Pada penyetingan EFR dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :

1) Menentukan T (waktu tunda) dan Iso (arus setting) yang diinginkan, perlu

diperhatikan bahwa arus gangguan tanah tersebut diukur dapat menggunakan :

* CSH yang melewati konduktor 3 fasa dan mendeteksi secara cermat :

Defenite : Iso diset antara 0,05 Ino Iso 10 Ino atau 0,1 Iso 20 A

T diset antara 50 ms T 655 s

IDMT: Iso diset antara 0,05 Ino Iso Ino A

Bayu Putra ( 03 175 047) 19

Page 20: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

T diset antara 100 ms T 12,5s

* CHS 30 yang bertindak sebagai adaptor :

Defenite : Iso diset antara 0,05 In Iso 10 In atau 1,5 Iso 300 A

T diset antara 50 ms T 655s

IDMT : Iso diset antara 0,05 In Iso 1 In

T diset antara 100ms T12,5s

Defenite : Iso diset antara 0,05 In Iso 10 In A

T diset antara 50 ms T 655 s

IDMT : Is diset antara 0,05 In Iso In

T diset antara 100 ms T 12,5 s

2) Menentukan If, arus gangguan yang lebih besar dari Iso

3) Menentukan Io/Iso dengan membagi arus gangguan dengan arus setting

4) Menentukan masing-masing waktu relai pick up menurut kurva IDMT diatas,

bila memakai arus sesaat (defenite) maka relai tidak menggunakan waktu

tunda sehingga t = T.

4.3.4 Negative Sequence Unbalance Protection

Bekerja berdasarkan ketidaksetimbangan arus antar phasa atau adanya

phasa yang terbalik. Proteksi ini dirancang untuk melindungi peralatan dari

kondisi tidak seimbang.

Relai ini akan pick up ketika komponen urutan negatif dari arus fasa lebih

besar dari nilai settingnya.

Relai ini diberikan perlambatan waktu. Perlambatan waktunya bisa

definite time atau IDMT.

Bayu Putra ( 03 175 047) 20

Page 21: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Arus urutan negatif Ii dihitung dari arus tiga fasa :

Ii = 13

x ( I1 + a2 I2 + aI 3 ) ;

a = ej2 π3

Ketika Sepam hanya dihubungkan pada sensor arus 2 fasa, arus urutan

negatif adalah :

I i=1

√3x ( I 1 + a2 I 3 )

;

a = ej2 π3

tanpa arus gangguan tanah

Definite Time Delay

Untuk Ii > Is, perlambatan waktu adalah definite (tidak tergantung pada Ii) dan

sebanding dengan T.

Gambar 4.16 Prinsip proteksi definite time

IDMT Time Delay

Untuk Ii > Is, perlambatan waktu tergantung pada nilai Ii/Ib. T sesuai dengan

perlambatan waktu untuk Ii/Ib = 5.

Bayu Putra ( 03 175 047) 21

Page 22: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Gambar 4.17 Prinsip proteksi IDMT

Kurva tripping didefenisikan menurut persamaan :

Untuk Is/Ib Ii/Ib 0.5t = 3.19

( Ii /Ib )1 .5. T

Untuk 0.5 Ii/Ib 5t = 4 .64

( Ii /Ib )0 .96. T

Untuk Ii/Ib > 5 t = T

Fungsi tersebut dimasukkan ke dalam perhitungan variasi arus

urutan negatif selama waktu tunda. Pengukuran arus urutan negatif

dinyatakan sebagai persentase arus dasar yang dapat diakses melalui

terminal pocket TSM 2001. Hal tersebut tersedia jika proteksi tidak

sanggup.

Pada penyetelan relai unbalance ini dapat dilakukan hal-hal sebagai

berikut :

1) Menentukan T (waktu tunda) dan Is (arus setting) yang diinginkan dimana :

Defenite : Is diset antara 10 % Ib Is 500 % Ib dalam Amper

T diset antara 100 ms T 655 s

IDMT : Is diset antara 10 % Ib Is 50 % Ib dalam Amper

Bayu Putra ( 03 175 047) 22

Page 23: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

T diset antara 100 ms T 1 s

2) Menentukan Ii, arus unbalance yang merupakan arus gangguan sebesar 2 % -

100 % arus fasa (I = I1 = I2 = I3).

3) Menentukan I/Ib dengan membagi arus gangguan dengan arus dasar.

4) Menentukan masing-masing waktu relai pick up menurut kurva yang

digunakan.

4.3.5 Locked Rotor / Excessive Starting Time Protection

Bekerja berdasarkan kenaikan arus yang besar saat start awal motor

peralatan proteksi ini menggunakan kurva karakteristik invers.

Proteksi ini terdiri dari tiga fasa. Ia terdiri dari dua bagian :

Excessive starting time

Selama starting, proteksi ini akan pick up ketika arus salah satu fasanya

lebih besar dari nilai arus settingnya (Is) untuk jangka waktu yang lebih

lama daripada perlambatan waktu ST (waktu starting normal).

Locked Rotor (Rotor Terkunci)

Pada operasi normal (setelah starting), proteksi ini akan pick up ketika

arus salah satu fasanya lebih besar dari nilai arus settingnya Is untuk waktu

yang lebih lama daripada perlambatan waktu LT dengan tipe definite

time.starting dideteksi ketika arus yang diserap 5% lebih besar dari arus

dasar (Ib).

Pada penyettingan relai ini dapat dilakukan :

1) Menentukan arus setting Is dengan nilai antara 50% Ib Is 500% Ib yang

mana Ib < Is < I start.

Bayu Putra ( 03 175 047) 23

Page 24: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

2) Menentukan waktu tunda ST, T start yang berhubungan dengan waktu starting

normal dengan nilai antara 500 ms T 655 s

3) Menentukan waktu tunda LT, T lock untuk akselerasi ulang yang tak dideteksi

sebagai suatu start ulang dengan nilai antara 50 ms T 655 s

4.3.6 Starts Per Hour Protection

Proteksi ini terdiri dari tiga fasa. Relai ini akan pick up ketika jumlah start

mencapai batas berikut :

Jumlah start per jam maksimum yang diijinkan.

Jumlah start panas (hot start) secara berturut-turut maksimum yang

diijinkan.

Jumlah start dingin (cold start) maksimum yang diijinkan.

Selain itu juga ada indikasi yang hanya terbaca dari TSM 2001, yaitu :

Jumlah start yang masih diperbolehkan sebelum maksimumnya, jika proteksi

tak bekerja

Waktu tunggu sebelum dibolehkan start, jika proteksinya bekerja

Starting dideteksi ketika arus yang diserap menjadi 5% lebih besar dari

arus Ib setelah lebih rendah selama penundaan waktu T.

Bayu Putra ( 03 175 047) 24

Page 25: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Gambar 4.15 Pendeteksian Starting

Jumlah start per jam adalah jumlah start yang dihitung dalam 60 menit

terakhir. Jumlah start secara berturut-turut adalah jumlah start yang dihitung

selama 60/N menit start terakhir, N start adalah jumlah start yang diijinkan per

jam.

Status panas motor yang berhubungan dengan overrunning (bekerja secara

berlebihan) dari nilai pertama pada fungsi thermal overload. Ini mungkin

dilakukan untuk menambah jumlah start dengan sebuah input data logic.

Pada penyetelan relai ini dapat dilakukan :

1) Menentukan N start, jumlah start yang diperbolehkan per jam : 1 - 60

2) Menentukan H start, jumlah start panas secara berturut-turut : 1 – N start

3) Menentukan C start, jumlah start dingin secara berturut-turut : 1 – N start

4) Menentukan T, penundaan waktu antara start, yang mendefinisikan suatu

waktu shutdown minimum sebelum start yang lain dibolehkan dan dihitung :

500 ms T 655 s

5) Menentukan ukuran N rest, waktu tunggu : 1 mn – 60 mn

4.3.7 Positive Sequence Undervoltage and Phase Rotation Direction Check

Positive Sequence Undervoltage

Proteksi ini akan Pick up ketika komponen urutan positif Vd dari

sistem tiga fasa kurang dari nilai tegangan settingnya (Vsd), dengan:

Vd = (1/3)[V1 + aV2 + a2V3]

Bayu Putra ( 03 175 047) 25

Page 26: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Vd = (1/3)[U21 – a2U23]

V = U

√3 a = ej2 π3

Proteksi ini memiliki perlambatan waktu definite time T.

Phase Rotation Direction

Proteksi ini juga mengizinkan arah putaran fasa (phase rotation

direction) terdeteksi. Peralatan proteksi akan menganggap arah putaran fasa

berlawanan ketika tegangan urutan positif kurang dari 10% Un dan ketika

tegangan urutan positif melebihi 80% Un.

Pengukuran Tegangan Urutan Positif

Proteksi ini juga mengindikasikan nilai tegangan urutan Positif pada

TSM 2001. Tegangan dinyatakan dalam kilovolt.

Ketika arah putaran fasa berlawanan, maka akan ditampilkan pesan

berupa :

Vd = inverse

Relai-relai tersebut akan memberi perintah untuk memutuskan tenaga

kepada pemutus tenaga ( CB ) jika merasakan adanya gangguan pada motor.

Bayu Putra ( 03 175 047) 26

Page 27: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

BAB V

KOORDINASI RELAI DI GARDU INDUK DENGAN RAW MILL DAN

CEMENT MILL INDARUNG V

Relai proteksi yang terdapat dalam peralatan SEPAM 2000, memproteksi

mulai dari transformator di Gardu induk P.T Semen Padang sampai kepada beban-

beban yang dilayaninya. Gardu Induk Semen Padang memiliki 3 buah trafo, trafo

1 mensuplai listrik ke beban di raw mill Indarung V, trafo 2 mensuplai listrik ke

beban di kiln Indarung V, dan trafo 3 mensuplai listrik ke beban di cement mill

Indarung V.

5.1 Single Line Diagram Gardu Induk P.T.Semen Padang Dari Trafo 1 Dan 3

Bayu Putra ( 03 175 047) 27

Page 28: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

5.2 Koordinasi Relai masing-masing Feeder dari Trafo 1 dan Trafo 3 Gardu

Induk P.T.Semen Padang sampai ke beban

5.2.1 Setting relai feeder 28 sampai ke beban

Bayu Putra ( 03 175 047) 28

Page 29: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Outgoing to Feeder 28 (Dept.628) (Sepam S2035S02), Ratio CT 1000/5

A

- Over Current (DT)

Setting 3200 A

I/U or other 3.2 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 400 A

I/U or other 0.4 In

Time 0.9 s

- Earthfault

Setting 13 A

I/U or other 13 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 29

Page 30: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Time 0.4 s

Incoming to substation 628 (Sepam S2025M15), Ratio CT 400/5 A

- Over Current (DT)

Setting 3200 A

I/U or other 8 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 400 A

I/U or other 1 In

Time 0.9 s

- Earthfault

Setting 10 A

I/U or other 10 A

Time 0.4 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 30

Page 31: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Cement Cilos & Compressor ST 2, Silo Extraction, Spare (Sepam

S2025T09), Ratio CT 200/5

- Over Current (DT)

Setting 2000 A

I/U or other 10 In

Time 0.05 s

- Overload (EI)

Setting 160 A

I/U or other 0.8 In

Time 0.5 s

- Earthfault

Setting 8 A

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 31

Page 32: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

5.2.2 Setting relai feeder 26 dan 27 sampai ke beban

Outgoing Feeder 26 to substation 548.1 (Sepam S2035S02), Ratio CT

2000/5 A

- Over Current (DT)

Setting 5800 A

I/U or other 2.9 In

Time 0.7 s

- Overload (DT)

Setting 2000 A

I/U or other 1 In

Time 36 s

- Earthfault (DT)

Bayu Putra ( 03 175 047) 32

Page 33: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Setting 15 A

I/U or other 15 A

Time 0.4 s

- Remanent Undervoltage

Setting 1260 V

I/U or other 20% Un

Time 0.1 s

- Overvoltage

Setting 6930 V

I/U or other 110% Un

Time 1 s

Outgoing Feeder 27 to substation 548.2 (Sepam S2035S02), Ratio CT

2000/5 A

- Over Current (DT)

Setting 5800 A

I/U or other 2.9 In

Time 0.7 s

- Overload (DT)

Setting 2000 A

I/U or other 1 In

Time 36 s

- Earthfault (DT)

Setting 13 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 33

Page 34: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

I/U or other 13 A

Time 0.5 s

- Undervoltage

Setting 4725 V

I/U or other 75% Un

Time 1 s

- Remanent Undervoltage

Setting 1260 V

I/U or other 20% Un

Time 0.1 s

- Overvoltage

Setting 6930 V

I/U or other 110% Un

Time 1 s

Incoming substation 548.1=548.2 (Sepam S2025M15),Ratio CT 2000/5A

- Over Current (DT)

Setting 5800 A

I/U or other 2.9 In

Time 0.7 s

- Overload (DT)

Setting 2000 A

I/U or other 1 In

Time 36 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 34

Page 35: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

- Earthfault (DT)

Setting 10 A

I/U or other 10 A

Time 0.4 s

- Negative sequence Unbalance (IDMT)

Setting 400 A

I/U or other 0.2 Ib

Time 0.4 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 4200 V

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Cement Mill 2 (Sepam S2025M15),Ratio CT 800/5 A

- Over Current (DT)

Setting 3695 A

I/U or other 4.62 In

Time 0.1 s

- Overload (DT)

Setting 880 A

I/U or other 1.1 In

Time 27 s

- Earthfault (DT)

Setting 8 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 35

Page 36: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

- Negative sequence Unbalance (IDMT)

Setting 221.7 A

I/U or other 0.3 Ib

Time 0.4 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 4200 V

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Cement Mill 2 Dept & Cement (Sepam S2025M15),Ratio CT 200/5 A

- Over Current (DT)

Setting 2400 A

I/U or other 12 In

Time 0.05 s

- Overload (EI)

Setting 200 A

I/U or other 1 In

Time 0.5 s

- Earthfault (DT)

Setting 8 A

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 36

Page 37: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Cement Mill Fan 2 (Sepam S2025M15),Ratio CT 100/5 A

- Over Current (DT)

Setting 650 A

I/U or other 6.5 In

Time 0.1 s

- Overload (DT)

Setting 75 A

I/U or other 0.75 In

Time 23 s

- Earthfault (DT)

Setting 8 A

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

- Negative sequence Unbalance (IDMT)

Setting 18.87 A

I/U or other 0.3 Ib

Time 0.5 s

Positive Sequence Undervoltage

Setting 4200 V

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 37

Page 38: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Bus Coupler (Sepam S2025T09),Ratio CT 1200/5 A

- Over Current (DT)

Setting 4800 A

I/U or other 4 In

Time 0.4 s

- Overload (DT)

Setting 1200 A

I/U or other 1 In

Time 32 s

- Earthfault (DT)

Setting 8 A

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

Roller pres 2 (Sepam S2025T09),Ratio CT 150/5 A

- Over Current (DT)

Setting 2100 A

I/U or other 14 In

Time 0.05 s

- Overload (EI)

Setting 150 A

I/U or other 1 In

Time 0.5 s

- Earthfault (DT)

Bayu Putra ( 03 175 047) 38

Page 39: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Setting 8 A

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

5.2.3 Setting relai feeder 25 sampai ke beban

Outgoing Feeder 25 substation 468 (Sepam S2035S02),Ratio CT

1000/5A

- Over Current (DT)

Setting 3600 A

I/U or other 3.6 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 600 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 39

Page 40: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

I/U or other 0.6 In

Time 0.9 s

- Earthfault (DT)

Setting 10 A

I/U or other 10 A

Time 1 s

- Undervoltage

Setting 4725 A

I/U or other 75% Un

Time 1 s

- Remanent Undervoltage

Setting 1260 V

I/U or other 20% Un

Time 0.1 s

- Overvoltage

Setting 6930 V

I/U or other 110% Un

Time 1 s

Incoming to substation 468 (Sepam S2025M15), Ratio CT 600/5 A

- Over Current (DT)

Setting 3600 A

I/U or other 6 In

Time 0.4 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 40

Page 41: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

- Overload (EI)

Setting 600 A

I/U or other 1 In

Time 0.9 s

- Earthfault (DT)

Setting 10 A

I/U or other 10 A

Time 0.4 s

- Negative sequence Unbalance (DT)

Setting 120 A

I/U or other 0.2 Ib

Time 0.5 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 2.55 kV

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Coal Mill Fan 750 kW (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A

- Over Current (DT)

Setting 270 A

I/U or other 2.7 In

Time 0.1 s

- Overload (EI)

Setting 89 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 41

Page 42: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

I/U or other 0.89 In

Time 12.5 s

- Earthfault (DT)

Setting 6 A

I/U or other 6 A

Time 0.1 s

- Negative sequence Unbalance (DT)

Setting 35.6 A

I/U or other 0.4 Ib

Time 0.5 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 2.55 kV

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Coal Mill 750 kW (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A

- Over Current (DT)

Setting 270 A

I/U or other 2.7 In

Time 0.1 s

- Overload (EI)

Setting 89 A

I/U or other 0.89 In

Time 12.5 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 42

Page 43: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

- Earthfault (DT)

Setting 6 A

I/U or other 6 A

Time 0.1 s

- Negative sequence Unbalance (DT)

Setting 35.6 A

I/U or other 0.4 Ib

Time 0.5 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 2.55 kV

I/U or other 70% Un

Time 1 s

5.2.4 Setting relai feeder 14 sampai ke beban

Bayu Putra ( 03 175 047) 43

Page 44: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Outgoing Feeder 14 substation 158 (Sepam S2035S02), Ratio CT

1000/5A

- Over Current (DT)

Setting 3600 A

I/U or other 3.6 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 600 A

I/U or other 0.6 In

Time 0.9 s

- Earthfault (DT)

Setting 13 A

I/U or other 13 A

Time 1 s

- Undervoltage

Setting 4725 A

I/U or other 75% Un

Time 1 s

- Remanent Undervoltage

Setting 1260 V

I/U or other 20% Un

Time 0.1 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 44

Page 45: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

- Overvoltage

Setting 6930 V

I/U or other 110% Un

Time 1 s

Incoming to substation 158 (Sepam S2025M15), Ratio CT 600/5 A

- Over Current (DT)

Setting 3600 A

I/U or other 6 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 600 A

I/U or other 1 In

Time 0.9 s

- Earthfault (DT)

Setting 10 A

I/U or other 10 A

Time 0.4 s

- Negative sequence Unbalance (IDMT)

Setting 120 A

I/U or other 0.2 Ib

Time 0.5 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 2.55 kV

Bayu Putra ( 03 175 047) 45

Page 46: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Limestone silica transport storage = clay crushing coal intake = Raw

material handling (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A

- Over Current (DT)

Setting 1300 A

I/U or other 13 In

Time 0.1 s

- Overload (EI)

Setting 100 A

I/U or other 1 In

Time 0.5 s

- Earthfault (DT)

Setting 8 A

I/U or other 8 A

Time 0.1 s

- Overvoltage

Setting 6.8 kV

I/U or other 105% Un

Time 4 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 46

Page 47: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

5.2.5 Setting relai feeder 15 sampai ke beban

Outgoing Feeder 2 substation 348.1 (Sepam S2035S02), Ratio CT

1000/5 A

- Over Current (DT)

Setting 3600 A

I/U or other 3.6 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 1200 A

I/U or other 1.2 In

Time 0.9 s

- Earthfault (DT)

Setting 13 A

I/U or other 13 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 47

Page 48: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Time 1 s

- Undervoltage

Setting 4725 A

I/U or other 75% Un

Time 1 s

- Remanent Undervoltage

Setting 999 kV

I/U or other 20% Un

Time 0.1 s

- Overvoltage

Setting 6930 V

I/U or other 110% Un

Time 1 s

Incoming to substation 348.1 (Sepam S2025M15), Ratio CT 1000/5 A

- Over Current (DT)

Setting 3600 A

I/U or other 3.6 In

Time 0.4 s

- Overload (EI)

Setting 1200 A

I/U or other 1.2 In

Time 0.9 s

- Earthfault (DT)

Bayu Putra ( 03 175 047) 48

Page 49: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Setting 10 A

I/U or other 10 A

Time 0.5 s

- Negative sequence Unbalance (IDMT)

Setting 400 A

I/U or other 0.4 Ib

Time 0.5 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 2550 V

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Raw Mill 1=Raw Mill 2 (Sepam S2025M15), Ratio CT 400/5 A, In =

400A, Ib =347

- Over Current (DT)

Setting 1000 A

I/U or other 0.25 In

Time 0.1 s

- Overload (EI)

Setting 278 A

I/U or other 0.7 In

Time 12.5 s

- Earthfault (DT)

Setting 2 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 49

Page 50: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

I/U or other 2 A

Time 0.1 s

- Negative sequence Unbalance (IDMT)

Setting 139 A

I/U or other 0.4 Ib

Time 0.5 s

- Positive Sequence Undervoltage

Setting 2550 V

I/U or other 70% Un

Time 1 s

Raw Mill 1 Dept (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A, In = 100 A, Ib

=92

- Over Current (DT)

Setting 1300 A

I/U or other 13 In

Time 0.1 s

- Overload (EI)

Setting 100 A

I/U or other 1 In

Time 0.5 s

- Earthfault (DT)

Setting 2 A

I/U or other 2 A

Bayu Putra ( 03 175 047) 50

Page 51: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Time 0.1 s

- Overvoltage

Setting 6800 V

I/U or other 105% Un

Time 4 s

5.3 Analisa koordinasi Relai proteksi

Urutan kerja antara proteksi utama dengan proteksi penyangga disebut

dengan koordinasi relai. Urutan kerja ini terlihat dengan adanya perbedaan

interval waktu pada relai proteksi tersebut. Berdasarkan data di atas, telah terlihat

ada perbedaaan interval waktu.

Jika dilihat pada tiap-tiap feeder, waktu trip pada relai proteksi di beban

lebih kecil dibandingkan dengan waktu trip pada busbar untuk beban tersebut. Hal

ini menunjukkan bahwa proteksi utama yang berada di beban akan lebih dulu

bekerja jika terjadi gangguan. Jika proteksi utama bekerja dengan baik maka

beban-beban lain pada sistem dapat terus bekerja. Namun, jika proteksi utama

gagal bekerja, maka proteksi penyangga akan segera mentrip. Hal ini berarti

menghentikan kerja sekelompok beban yang terdapat pada feeder yang sama.

Keberadaan proteksi utama sangat penting untuk keamanan sistem

keseluruhan. Maka kerja dari relai proteksi pada proteksi utama sangat

menentukan kelanjutan operasi sistem. Namun, kegagalan bisa saja terjadi pada

relai proteksi dengan beberapa penyebab sebagai berikut :

Bayu Putra ( 03 175 047) 51

Page 52: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

1. Relai tidak mengirim sinyal trip ke pemutus circuit breaker (tidak selektif)

2. Relai bekerja tapi tidak mampu untuk mengoperasikan circuit breaker. Hal

ini bisa disebabkan oleh kerusakan perangkat lain.

Proteksi untuk setiap jenis gangguan, telah ada setting waktunya untuk

beban, incoming to feeder (busbar), dan outgoing dari trafo. Setting waktu pada

beban yang lebih kecil menunjukkan bahwa proteksi utama adalah relai proteksi

yang berlokasi di beban berupa motor-motor listrik. Gangguan yang sering terjadi

di motor mengharuskan relai pada motor ini untuk bekerja secepat mungkin

sehingga tidak mengganggu kerja beban lain.

Contoh perhitungan saat terjadi gangguan :

Jika terjadi gangguan beban lebih (overload) di Cement cilos sebesar 192 A, jika

diketahui setting di cement cilos adalah :

Setting (EI) 160 A

I/U or other 0.8 In

Time 0.5 s

Menggunakan setting waktu EI (Extremely Invers Time):

t = 80

( I / Is)2 − 1.

T0 .808

jika I/Is = 192/160 = 1,2

Bayu Putra ( 03 175 047) 52

Page 53: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Is adalah arus setting, sedangkan I adalah arus gangguan (biasanya melebihi

arus setting)

t = 80

(1 .2)2 − 1.

0 .50 .808 = 112,5 s

Jika dibandingkan dengan incoming to substation 628 :

Overload (EI)

Setting 400 A

I/U or other 1 In

Time 0.9 s

Menggunakan setting waktu EI (Extremely Invers Time):

t = 80

( I / Is)2 − 1.

T0 .808

jika I/Is = 1,2

Is adalah arus setting, sedangkan I adalah arus gangguan (biasanya melebihi

arus setting)

t = 80

(1 .2)2 − 1.

0 .90 .808 = 202,52 s

Jika dibandingkan dengan outgoing to incoming substation 628 :

Overload (EI)

Setting 400 A

I/U or other 0.4 In

Time 0.9 s

Bayu Putra ( 03 175 047) 53

Page 54: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Menggunakan setting waktu EI (Extremely Invers Time):

t = 80

( I / Is)2 − 1.

T0 .808

jika I/Is = 1,2

Is adalah arus setting, sedangkan I adalah arus gangguan (biasanya melebihi

arus setting)

t = 80

(1 .2)2 − 1.

0 .90 .808 = 202,52 s

Berdasarkan perhitungan di atas terlihat bahwa waktu trip pada cement

cilos (t = 112,5 s), sedangkan untuk outgoing dan incoming, dengan waktu trip

yang sama (t = 202,52 s). Proteksi yang ada di Cement cilos berfungsi sebagai

relai utama dengan waktu trip yang lebih cepat daripada outgoing dan incoming

yang berfungsi sebagai relai penyangga.

Untuk outgoing dan incoming mempunyai setting yang sama karena bila

terjadi gangguan antara outgoing dan incoming maka ia akan sama-sama men-trip.

Hal ini disebabkan karena kedua relai berada pada satu saluran transmisi atau

berada antara dua buah busbar tanpa beban. Lebih jelasnya, dapat dilihat pada

gambar zona proteksi yang saling tumpang tindih di bawah ini :

Bayu Putra ( 03 175 047) 54

Page 55: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

Gambar Ini menunjukkan bahwa antara bus A dan B pada prinsipnya

hanya menggunakan satu relai. Sehingga outgoing dan incoming dari feeder 28 di

atas memiliki setting waktu yang sama, supaya memproteksi kedua bus dengan

fungsi yang sama sebagai relai utama pada saluran transmisi tersebut.

Bayu Putra ( 03 175 047) 55

Page 56: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

BAB VI

PENUTUP

6.1. Kesimpulan

Dari pelaksanaan kerja praktek yang telah dilakukan dan hasil penulisan

laporan dapat diambil kesimpulan yaitu :

1. P.T.Semen Padang menggunakan Sepam 2000 yang berfungsi sebagai

peralatan proteksi, kontrol dan monitoring pada sistem kelistrikannya.

2. Pada Sepam 2000 terdapat setting relai untuk semua jenis gangguan

dengan setting waktu yang berbeda-beda.

3. Setting waktu yang terdapat pada relai proteksi Sepam 2000 telah

sesuai dengan urutan kerja relai proteksi. Dimana setting waktu relai

utama lebih kecil dibanding relai penyangga.

6.2. Saran

1. Pada saat penyettingan Sepam 2000, diperlukan diperhatikan

koordinasi relai yang benar dengan memperhitungkan perbedaan

interval waktu antara relai utama dengan relai penyangga.

2. Pemeliharaan dari peralatan harus selalu diperhatikan agar kegagalan

kerja relai dapat diminimalisasi.

Bayu Putra ( 03 175 047) 56

Page 57: Digital Relay

P.T.Semen Padang Universitas Andalas

DAFTAR PUSTAKA

Biro Pembinaan dan Pengembangan Personil.1996.Pengertian dan Pembuatan Semen.PT.Semen Padang.Padang.

Biro Pembinaan dan Pengembangan Personil.1996.Sistem Pembangkit dan Distribusi.PT.Semen Padang.Padang.

Biro Pemeliharaan Listrik dan Instrument Indarung III. Pengenalan Peralatan Listrik dan Instrumen, PT. Semen Padang, Padang.

Ravindranath, 1993, Power System Protection and Switchgear, New Delhi.

Schneider Group. Sepam 2000, Instruction Manual. Merlin Gerin. 1998

Bayu Putra ( 03 175 047) 57