BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam usaha menjaga kontinyuitas pelayanan tenaga listrik dan juga agar peralatan

pada sistem tenaga listrik tidak mengalami kerusakan total bila terjadi suatu gangguan maka

mutlak diperlukan suatu peralatan pengaman. Diantaranya adalah relay-relay proteksi. Relay

proteksi adalah peralatan listrik yang memiliki fungsi antara lain untuk melokalisir bagian

sistem yang terganggu serta memisahkan secepatnya sehingga sistem lainnya tidak

terganggu, mengurangi kerusakan yang lebih parah pada peralatan yang terganggu,

mengurangi pengaruh gangguan terhadap sistem yang tidak terganggu di dalam sistem

tersebut. Adapun syarat-syarat relay proteksi antara lain selektif, reliable (handal), peka,

cepat dan ekonomis / sederhana.

Seiring dengan banyak dan bertambahnya variasi beban, maka sering pula suatu

sistem tenaga listrik terjadi gangguan/error. Hal ini menyebabkan kegagalan dalam suatu

sistem dan kerugian yang terjadi pada suatu industri yang menggunakan sistem kelistrikan

serta kerusakan yang terjadi akibat gangguan tersebut.

Di suatu jaringan listrik distribusi ( tegangan menengah 20 kV ) terdapat suatu

kubikel 20 kV. Kubikel 20 kV berisi komponen – komponen antara lain : busbar, LBS, CB,

DS, ES, relay proteksi dll. fungsi dari kubikel itu sendiri di dalam jaringan tersebut adalah

membagi, menyalurkan, mengukur, mengontrol dan memproteksi pada system jaringan 20

kV tersebut. Salah satu dari fungsi kubikel 20 kV adalah untuk memproteksi sistem jaringan

yang dilakukan oleh relay proteksi semisalnya OCR dan GFR. Di dalam kubikel tersebut

juga akan di lakukan pengujian relay agar relay di dalam kubikel tersebut dapat diketahui

masih presisi untuk dapat di gunakan atau tidak layak untuk di gunakan pada relay tersebut,

sehingga pengujian relay itu benar – benar harus di perhatian teknisnya yang ada di manual

booknya.

suatu relay proteksi untuk dapat men-setting suatu relay proteksi perlu adanya

suatu pengujian relay proteksi yang fungsinya adalah untuk memudahkan mahasiswa

mengetahui tahap – tahap cara simulasi pengujian relay OCR dan GFR di suatu kubikel 20

kV, serta dapat mengetahui dengan sebenarnya tentang cara setting suatu relay proteksi.

Berdasarkan sejumlah uraian di atas, maka penulis membahas relay yang lebih

difokuskan pada pengujian Over Current Relay ( OCR ) serta Ground Fault Relay ( GFR )

secara individu dan di dalam kubikel 20 kV.

I.2 Rumusan Masalah

Sesuai dengan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka pembahasan ini

akan difokuskan pada:

1. Bagaimana cara menguji Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR )

secara individu ?

2. Bagaimana cara menguji Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR )

pada kubikel 20 kV ?

3. Bagaimana membuat SOP untuk pengujian Over Current Relay

( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR ) ?

I.3 Batasan Masalah

Agar pembahasan lebih terarah sesuai dengan perumusan masalah maka

pembahasan dibatasi pada hal-hal berikut:

1. Perakitan modul pengujian Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR )

2. Pengujian Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay

( GFR ) secara individu

3. Pengujian Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay

( GFR ) pada kubikel 20 kV

I.4 Tujuan

Tujuan pembuatan / penyusunan proposal judul laporan akhir ini adalah untuk:

1. Dapat menguji Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR ) secara

individu relay itu sendiri.

2. Dapat menguji Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR ) pada

kubikel 20 kV.

3. Dapat membuat SOP untuk pengujian Over Current Relay ( OCR ) dan Ground Fault

Relay ( GFR ).

I.5 Ruang Lingkup

Dalam Laporan Akhir permasalahan yang akan dibahas adalah:

1. Blok diagram dari Over Current Relay

( OCR ) dan Ground Fault Relay ( GFR ).

2. Pengujian Over Current Relay ( OCR ) dan

Ground Fault Relay

( GFR ) secara individu.

3. Pengujian Over Current Relay ( OCR ) dan

Ground Fault Relay

( GFR ) pada kubikel 20 kV.

4. Pembuatan SOP.

5. Software dari type peralatan relay yang

digunakan.

6. Merakit modul Over current relay ( OVR )

dan Ground Fault Relay ( GFR ).

I.6 Sistematika Penulisan

Penulisan laporan akhir ini terdiri atas lima bab, yaitu :

BAB I. PENDAHULUAN, berisi tentang latar belakang , rumusan masalah,

batasan masalah, tujuan dan sitematika penulisan, penjelasan istilah, yang memuat

gambaran umum mengenai laporan ini.

BAB II. LANDASAN TEORI, membahas secara teoritis tentang garis besar dari

laporan akhir ini.

BAB III. METODOLOGI, berisi tentang studi referensi, identifikasi peralatan,

perencanaan dan pembuatan modul relay proteksi, pengujian relay proteksi yang terdiri dari

langkah-langkah pengujian dan gambar rangkaian pengujian.

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN, membahas mengenai hasil data dari

pengujian dan analisa hasil data pengujian relay dengan data yang ada pada buku manual

relay tipe.

BAB V. PENUTUP, merupakan kesimpulan dari penulisan laporan akhir dan

saran-saran agar yang menjadi obyek dalam pembahasan laporan ini sesuai dengan

tujuannya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II. Pengertian Umum Relay

Relay adalah sebuah alat yang bekerja secara otomatis untuk

mengatur/memasukkan suatu rangkaian listrik ( rangkaian trip atau alarm ) akibat adanya

perubahan rangkaian lain1. Relay proteksi adalah suatu peralatan listrik yang dapat

mendeteksi kondisi tidak normal yang mungkin terjadi dalam sistem dengan cara

mengukur besaran listrik yang berbeda pada keadaan normal dan keadaan gangguan.

Besaran ukuran listrik dasar yang berubah harganya pada keadaan gangguan adalah arus,

tegangan, sudut phasa dan frekuensi. Jika terdapat gangguan pada sistem, maka relay

pengaman akan memerintahkan PMT untuk membuka.

Gambar 2.1

Prinsip Kerja Relay Pengaman *)

*) Pelatihan O&M Relai Proteksi Penghantar, PT. PLN (Persero) P3B,

September 2005, hal 8

Macam-macam beban mempengaruhi perencanaan pengaman dan menentukan

dalam perencanaan sistem tenaga listrik. Adapun relay pengaman pada sistem tenaga

listrik berfungsi untuk:

1. Merasakan, mengukur dan menentukan bagian sistem yang terganggu serta memisahkan

secepatnya sehingga sistem lainnya yang tidak terganggu dapat beroperasi secara normal.

2. Mengurangi kerusakan yang lebih parah dari peralatan yang terganggu.

3. Mengurangi pengaruh gangguan terhadap bagian sistem yang tidak terganggu didalam

sitem tersebut serta mencegah meluasnya gangguan.

4. Memperkecil bahaya bagi manusia.

Untuk memenuhi fungsi di atas, maka relay proteksi harus memenuhi beberapa

persyaratan sebagai berikut :2

1. Selektif

Relay proteksi bertugas mengamankan suatu alat atau bagian dari sistem

tenaga listrik dalam jangkauan pengamanannya (kecermatan pemilihan dalam

pengamanan). Dengan kata lain pengamanan dikatakan selektif apabila relay

proteksi bekerja hanya pada daerah terganggu saja.

2. Reliable (dapat diandalkan)

Dalam keadaan normal, relay tidak boleh bekerja, tetapi bila suatu saat ada

gangguan maka relay harus bekerja (relay tidak boleh gagal bekerja) karena

pemadaman akan semakin luas disamping itu relay tidak boleh salah bekerja.

3. Cepat

Waktu kerja relay yang cepat bereaksi dalam kondisi abnormal, makin cepat

relay bekerja, maka dapat memperkecil kemungkinan meluasnya gangguan.

4. Peka (sensitif)

Relay dikatakan peka apabila dapat bekerja dengan input dari besaran yang

dideteksi adalah kecil. Jadi relay dapat bekerja pada awal kejadian gangguan.

5. Sederhana

Konstruksi relay yang sederhana akan menghindarkan kerusakan pada

komponen-komponen di dalamnya.

6. Murah

Dengan syarat telah memenuhi syarat-syarat sebelumnya.

Gambar 2.2

Konstruksi Relay Pengaman *)

*) Sistem proteksi peralatan pembangkit dan gardu induk,

PT. PLN (Persero), Udiklat Padang, slide 6

Proteksi terdiri dari perangkat peralatan yang merupakan sistem yang terdiri dari

komponen-komponen sebagai berikut :

1. Relay pengaman

2. Trafo arus dan trafo tegangan

3. Pemutus tenaga

4. Catu daya (battery) AC atau DC

5. Sistem pengawatan

6. Sistem komunikasi untuk keperluan teleproteksi.

Kegagalan atau kelambatan kerja proteksi dapat disebabkan antara lain oleh3 :

1. Relainya telah rusak atau tidak konsisten bekerjanya.

2. Setelan (seting) Relainya tidak benar (kurang sensitif atau kurang cepat).

3. Baterainya lemah atau kegagalan sistem DC supply sehingga tidak mampu mengetripkan

PMT-nya.

4. Hubungan kotak kurang baik pada sirkit tripping atau terputus.

5. Kemacetan mekanisme tripping pada PMT-nya karena kotor, karat, patah atau meleset.

6. Kegagalan PMT dalam memutuskan arus gangguan.

7. Kekurang sempurnaan rangkaian sistem proteksi antara lain adanya hubungan kontak

yang kurang baik.

8. Kegagalan saluran komunikasi tele proteksi.

9. Trafo arus terlalu jenuh.

II .1 Macam – macam Relay sebagai berikut

1. Over Current Relay (Relay Arus Lebih)

Relay arus lebih adalah suatu relay yang bekerjanya didasarkan adanya kenaikan

arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu dan dalam waktu tertentu, jadi relay

tersebut akan bekerja apabila arus yang dideteksi sesuai atau lebih besar dari settingnya

untuk mengkomando pemutus tenaga, sehingga relay ini dapat dipakai sebagai pola

pengaman arus lebih.

Relay arus lebih berfungsi sebagai :

1. Pengaman gangguan hubung singkat antar fasa, maupun fasa ke tanah

2. Pengaman beban lebih

3. Pengaman utama atau cadangan

Arus pick up dan arus drop off 4

Arus kerja atau arus pick up (Ip) adalah nilai arus dimana relay arus akan bekerja dan

menutup kontaknya sehingga relay waktu bekerja. Arus kembali atau arus drop off (Id)

adalah nilai arus dimana relay harus terhenti bekerja dan kontaknya membuka kembali,

sehingga relay waktu terhenti bekerja.

Perbandingan Ip dengan Id dinyatakan dengan faktor Kd

)5

Untuk relay arus lebih waktu tertentu (definite time OCR) mempunyai nilai Kd 0,7 – 0,9.

Untuk relay inverse mempunyai Kd ≈ 1,0.

1. Relay Arus Lebih Seketika (moment / instantaneous)

Relay arus lebih seketika adalah jenis relay arus lebih yang paling sederhana

dimana jangka waktu kerja relay yaitu mulai saat relay mengalami pick-up sampai

selesainya kerja relay sangat singkat atau tanpa penundaan waktu.

Relai arus ini digunakan untuk pengaman arus hubung singkat yang besar (high

set) sehingga tripping time pada arus gangguan yang besar relai akan bekerja seketika

Gambar 2.10

Konstruksi Relay Arus Lebih Seketika*)

*) Setiyo Saksomo, Proteksi Sistem Tenaga Listrik, Universitas Brawijaya Malang, hal 27

Gambar 2.11

Karakteristik Relay Arus Lebih Seketika *)

*) Ibid, hal 28

2. Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (definite time)

Relay arus lebih tertentu adalah jenis relay arus lebih dimana jangka waktu relay

mulai pick-up sampai selesainya kerja relay dapat diperpanjang dengan nilai tertentu dan

tidak tergantung dari besarnya arus yang mengrjakannya (tergantung dari besarnya arus

setting maka waktu kerja relay ditentukan oleh waktu settingnya).

Setting Definite time OCR pada trafo adalah sebagai berikut:

Iset = 1,5 x Int )6

Tset = tf + ∆t )7

dimana Int adalah arus nominal trafo, tf adalah setting waktu OCR pada feeder

(umumnya 0,4 - 0,5 detik) dan ∆t adalah beda waktu yang harus diberikan untuk

mendapatkan selektifitas. Harga ∆t antara 0,4 – 0,5 detik.

Setting tersebut sudah memenuhi pertimbangan berikut:

1. tidak mendeteksi keadaan overload

2. memberikan back-up protection bagi outgoing feeder.

3. drop off / pick up ratio dari relay

Gambar 2.12

Konstruksi Relay Arus Lebih Waktu Tertentu *)

*) Ibid, hal 29

Gambar 2.13

Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu *)

*) Ibid

3. Relay Arus Lebih Berbanding Terbalik (inverse)

Relay arus lebih dengan karakteristik waktu arus berbanding terbalik adalah jenis

relai arus lebih dimana jangka waktu relay mulai pick-up sampai dengan selesainya kerja

relay tergantung dari besarnya arus yang melewati kumparan relaynya, maksudnya relay

tersebut mempunyai sifat terbalik untuk nilai arus dan waktu kerjanya.

Relay arus lebih berbanding terbalik dibedakan menjadi 4 yaitu standar inverse,

very inverse, extremely inverse dan long time inverse.

Hubungan antara Arus terhadap waktu ditunjukan oleh persamaan berikut : 8

Dimana

t : waktu dalam detik

I : Arus gangguan

Is : Arus seting

TMS : time multiplier setting

K dan untuk setiap karakteristik besarnya seperti pada tabel di bawah :

Tabel 2. Karakteristik Nilai K Dan Dari Macam-Macam Relay Inverse *)

Karakteristik K

Standard Inverse 0.14 0.02

Very Inverse 13.5 1.0

Extremely Inverse 80.0 2.0

Long Time Inverse 120.0 1.0

*) Pelatihan O&M Relai Proteksi Gardu Induk, PT. PLN (Persero) P3B, April 2005, hal 53

Gambar 2.14

Relay Arus Lebih Berbanding Terbalik *)

*) Ibid, hal 30

Gambar 2.15

Karakteristik Relay Arus Lebih Berbanding Terbalik *)

*) Pelatihan O&M Relai Proteksi Gardu Induk, PT. PLN (Persero) P3B, April 2005, hal 52

Gambar 2.16

Perbandingan Beberapa Karakteristik Relai Inverse *)

*) Ibid, hal 53

2. Earth Fault Relay (Relay Gangguan Tanah)

Earth Fault Relay biasanya digunakan pada jaringan tegangan menengah dan jaringan

tegangan rendah atau saluran distribusi untuk melindungi trafo dan saluran distribusi.

Relay ini berfungsi untuk mendeteksi arus sisa dari hasil masing-masing arus fasa dan

netralnya. Penggunaan sensor arus dapat dilakukan dengan tiga buah CT yang dipasang

pada setiap fasa atau dengan satu buah CT yang melingkari seluruh fasa (3 fasa).

Prinsip kerja relay ini adalah mendeteksi arus urutan nol, karena setiap gangguan tanah

menghasilkan arus urutan nol. Jika tidak ada gangguan tanah atau pada kondisi normal,

arus yang melewati relay adalah penjumlahan vektor arus tiga fasa, yang dalam titik

netral Star seimbang adalah sama dengan nol, sehingga relay tidak bekerja. Tetapi jika

terjadi gangguan tanah, maka terjadi arus urutan nol yang mengalir ke relay dan

menghasilkan operasi pengaman terhadap gangguan.

Seperti pada formula berikut :9

I0 = I1 + I2 + I3

Gambar 2.17

Earth Fault Relay dengan Tiga Trafo Arus (CT) *)

*) Doni Yugiarto, Studi Koordinasi Pengaman Pada Penyulang 20 kV Singosari GI Blimbing

Malang, 2001, hal 16.

C. Overvoltage Relay (relay tegangan berlebih)

Merupakan relay pengaman yang bekerja karena tegangan pasokan/sumber terlalu

tinggi. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan-peralatan listrik contohnya,

merusak isolasi motor termasuk kabel-kabel penghubungnya. Oleh karena itu, keadaan

ini harus dicegah dengan menggunakan relay tegangan berlebih. Prinsip kerjanya adalah

mendeteksi tegangan antar fasa melalui transformator tegangan. Apabila tegangan

tersebut melampaui batas setting yang ditentukan, maka relay ini akan bekerja untuk

men-tripkan CB.

4. Undervoltage Relay ( relay drop tegangan )

Merupakan relay pengaman yang bekerja karena tegangan pasokan/sumber terlalu

rendah atau hilang. Hal ini menyebabkan relay tersebut bekerja dan men-tripkan CB.

Proteksi drop tegangan diperlukan karena tegangan yang rendah dapat menimbulkan arus

lebih, sedangkan

tegangan pasokan/sumber hilang perlu diikuti pembukaan kontak pada CB agar

jangan timbul arus berlebihan jika tegangan pasokan datang kembali.

II.2. Gangguan Pada Sistem Penyaluran

Jaringan tenaga listrik yang terganggu harus dapat segera diketahui dan dipisahkan

dari bagian jaringan lainnya secepat mungkin dengan maksud agar kerugian yang lebih

besar dapat dihindarkan.

Gangguan pada jaringan tenaga listrik dapat terjadi diantaranya pada pembangkit,

jaringan transmisi atau di jaringan distribusi. Penyebab gangguan tersebut tersebut dapat

diakibatkan oleh gangguan system dan non sistem10.

1. Gangguan Sistem

Gangguan sistem adalah gangguan yang terjadi di system tenaga listrik seperti pada

generator, trafo, SUTT, SKTT dan lain sebagainya. Gangguan system dapat

dikelompokkan sebagai gangguan permanen dan gangguan temporer. Gangguan temporer

adalah gangguan yang hilang dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya sambaran

petir yang menyebabkan flash over pada isolator SUTT. Pada keadaan ini PMT dapat

segera dimasukan kembali, secara manual atau otomatis dengan AutoRecloser.

Gangguan permanen adalah gangguan yang tidak hilang dengan sendirinya, sedangkan

untuk pemulihan diperlukan perbaikan, misalnya kawat SUTT putus.

2. Gangguan Non Sistem

PMT terbuka tidak selalu disebabkan oleh terjadinya gangguan pada sistem, dapat saja

PMT terbuka oleh karena relai yang bekerja sendiri atau kabel control yang terluka atau

oleh sebab interferensi dan lain sebagainya.

Gangguan seperti ini disebut gangguan bukan pada sistem, selanjutnya disebut gangguan

non-sistem.

Jenis gangguan non-sistem antara lain :

1. kerusakan komponen relay

2. kabel kontrol terhubung singkat

3. interferensi / induksi pada kabel kontrol.

II.3 Klasifikasi Relay Pengaman

1. Berdasarkan prinsip kerja/konstruksinya

1. Relay tarikan magnet listrik ( Electro magnet attraction )

1. Plunger Type

Cara kerja : bila ada arus (i) mengalir, inti magnet (plunger) akan tertarik akibat

adanya medan magnet yang menyebabkan kontak menutup. Relay ini mempunyai

waktu kerja yang cepat, sehinggabanyak digunakan sebagai relay instantaneous.

Gambar 2.3

Konstruksi Relay Tipe Plunger *)

*) Ibid, slide 9

2. Balance beam type

Cara kerja : batang (beam) A akan tetap pada posisi horizontal, kecuali gaya yang

diakibatkan oleh arus kumparan kerja (i2) lebih besar dari gaya yang diakibatkan

oleh arus kumparan penahan(i1) yang menyebabkan kontak trip menutup. Relay

ini banyak digunakan sebagai relay diferensial dan relay jarak.

Gambar 2.4

Relay Tipe Tuas Pengimbang/Balance Beam *)

*) Ibid, slide 10

3. Hinged Armature Type

Cara kerja : bila ada arus I mengalir, inti besi akan menjadi magnet, lengan gerak

akan tertarik dan kontak trip akan menutup. Relay tipe ini banyak digunakan

sebagai relay bantu, karena dapat mempunyai kontak yang banyak dan kontaknya

mempunyai kapasitas pemutusan arus yang lebih besar.

Gambar 2.5

Konstruksi Relay Tipe Hinged Armature *)

*) Ibid, slide 11

4. Polarised moving iron type

Cara kerja : medan magnet yang timbul pada inti kumparan akibat arus I yang

mengalir harus senama / searah dengan magnet permanen yang ada untuk

menyebabkan kontak menutup.

Gambar 2.6

Konstruksi Relay Tipe Polarised Moving Iron *)

*) Ibid, slide 12

5. Permanent magnet moving coil type

Cara kerja : gaya gerak timbul akibat adanya interaksi antara medan magnet

permanen dan medan magnet pada kumparan yang menyebabkan kontak

menutup.

Gambar 2.7

Konstruksi Relay Tipe Kumparan Putar Magnet Tetap (Permanen Magnet Moving

Coil) *)

*) Ibid, slide 13

(2) Induksi magnet listrik ( electromagnetic induction )

1. Induction Disc type

2. Induction Cup type

Prinsipnya sama dengan motor induksi. Terdapat rotor aluminium berbentuk

silinder yang di tengahnya inti magnetik sehingga silinder tersebut dapat berputar

pada silinder dipasang kontak gerak dan dapat menutup kontak ke kiri atau ke

kanan. Biasanya digunakan sebagai relay daya balik.

Gambar 2.8

Konstruksi Relay Tipe Induction Cup

3. Shaded pole type

Cara kerja : bila kumparan diberi arus, maka akan timbul dua buah flux yang

memotong piringan. Kedua flux ini berbeda fasa, karena adanya cincin ( shading

ring ), sehingga piringan berputar dan kontak menutup. Banyak digunakan

sebagai relay arus lebih, relay tegangan lebih/kurang.

Gambar 2.9

Konstruksi Relay Tipe Shaded Pole *)

*) PT PLN (PERSERO) UDIKLAT SEMARANG, Relai Proteksi Sistem

Penyaluran, hal 1.1-13

(3) Relay suhu / panas ( thermal relay )

a. Bimetalic strip type

b. Thermocouple type

c. Thermometer

d. NTC ( Negative Temperature Coeficient )

(4) Relay yang digerakkan oleh gas ( gas actuated relay )

a. Relay Bucholz

b. Sudden pressure relay

Cara kerja : kenaikan tekanan yang tiba-tiba atau mendadak mengakibatkan kontak

menutup.

(5) Relay Tekanan lebih/mendadak

a. Tekanan minyak

b. Tekanan Gas SF6 ( pada GIS )

(6) Relay Statik ( elektronik )

(7) Relay Digital

2. Berdasarkan fungsi/besaran inputnya

(1) Relay arus lebih

(2) Relay tegangan lebih/kurang

(3) Relay frekuensi lebih/kurang

(4) Relay daya balik

(5) Relay jarak ( relay impedansi )

(6) Relay arah

(7) Relay Diferensial

(8) Relay penutup balik (Recloser)

(9) Relay Synchron check

Tabel 1. Simbol dan Kode Relay Berdasarkan Fungsi/besaran Input *)

Jenis relay Simbol Kode Huruf

Relay jarak.(Distance relay) Z < 21

Relay Tegangan Kurang (Under Voltage Relay) U < 27

Relay Suhu (Thermis Relay) 49

Over Current Relay Instantaneous I >> 50

Relay arus lebih dengan tunda waktu I > 51

Relay Tegangan Lebih (Over Voltage Relay) U > 59

Relay tunda waktu (Time Aux. Relay) -- 62

Relay Tekanan Gas (Gas Pres. Relay) P 63

Relay Hubung Tanah (Ground Fault Relay). I0 > 64

Relay arus lebih berarah (Direct Over Current Relay)

-- 67

Relay penutup balik (reclossing Relay) -- 79

Relay Frekuensi F 81

Relay Defferensial d 87

Relay Bucholz -- 95

*) Sistem proteksi peralatan pembangkit dan gardu induk, PT.PLN (Persero), Udiklat Padang,

slide 41

3. Berdasarkan Karakteristiknya

1) Relay Instantaneous/Momen

2) Relay Inverse

a. Normal Inverse

b. Very Inverse

c. Extreem Inverse

d. Long time Inverse

3) Relay Definite

4. Berdasarkan Peranannya

pengaman utama dan pengaman cadangan

5. Berdasarkan Pemasangannya

relay primer dan relay sekunder

II.4 Pengerrtian Kubikel 20 kV

1. Pengertian Umum

Cubicle 20 kV adalah komponen peralatan-peralatan untuk memutuskan dan

menghubungkan, pengukuran tegangan, arus, maupun daya, peralatan proteksi, dan

control yang terpasang pada ruang tertutup dan sebagai pembagi, penyalur, pengukur,

pengontrol, dan proteksi sistem penyaluran tenaga listrik.

Disebut sebagai cubicle karena peralatan-peralatan tersebut dikemas plat berbentuk

almari dengan pintu di bagian depan yang bisa dibuka dan ditutup menurut standar

operasi yang diminta.

Gambar Kubikel 20 kV SM6 singgle Feeder

Cubicle 20 kV atau switchgear 20 kV ini berisi peralatan-peralatan sebagai berikut :

1. Busbar

Busbar digunakan untuk menyalurkan dan membagikan tenaga listrik ke

peralatan-peralatan lain di dalam suatu cubicle seperti gambar di bawah ini.

Gambar Busbar Catalog kubikel 20 kV SM 6

2. Circuit Breaker (CB)

Circuit Breaker adalah suatu peralatan listrik yang digunakan untuk menghubungkan atau

memutuskan arus listrik sesuai dengan ratingnya. Circuit breaker ini dapat dioperasikan

secara otomatis maupun manual dengan waktu pemutus atau penyambungan yang tetap

sama, sebab factor ini ditentukan oleh struktur mekanisme yang menggunakan pegas

seperti di gambar di bawah ini

3. Load Breaker Switch (LBS)

Load Breaker Switch (LBS) adalah alat untuk memutus atau menghubungkan rangkaian

pada system tenaga listrik dalam kondisi berbeban dan tidak berbeban. Pemutus ini

tidak dapat digunakan untuk memutus arus gangguan. Pemutus ini biasanya digunakan

pada jaringan tegangan menengah. Pada LBS terdapat dua kontak yaitu kontak utama

dan kontak Bantu. Kedua kontak ini bekerja bergantian yaitu pada saat masuk kontak

Bantu masuk terlebih dulu kemudian kontak utama dan pada saat keluar kontak utama

keluar terlebih dulu baru kontak Bantu seperti gambar ini.

Load break switch pada incoming

IEC 298

Un = 24 kV

Ith = 14,5 kA

In = 400 A – 50/60Hz

Uw = 125 kV

Ima = 36,5 KA

4. Disconnecting Switch (DS)

Disconecting Switch (DS) adalah suatu peralatan yang merupakan pasangan dari Circuit

Breaker. Fungsi disconnecting switch adalah memisahkan tegangan suatu bagian dari

sumbernya pada keadaan tidak berbeban. Hubungan rangkaian circuit breaker dan

disconnecting switch adalah menempatkan circuit beraker diantara dua disconnecting

switch. Hubungan antara circuit breaker dengan disconnecting switch adalah interlock

dengan tujuan tidak salah pengoperasian dari dua peralatan tersebut seperti gambar di

bawah ini.

Saklar pemutus beban pada Incoming, Metering, dan Outgoing di kubikel 20 kV

Un = 24 kV

Ith = 14,5 kA

In = 400A- 50/60 Hz

IMC

Uw = 125 kV

Ima = 36,5 kA

IEC 298

5. Earthing Switch (ES)

Saklar pentanahan menghubungkan saluran transmisi dengan bumi. Dalam keadaan

normal saklar pentanahan pada posisi terbuka dan bila saluran transmisi mengalami

gangguan hubung singkat maka saklar pentanahan akan ditutup dengan tujuan

membebaskan tegangan pada salusan transmisi. Saklar pentanahan ini juga digunakan

jika terjadi pemeliharaan terhadap peralatan lain dan menghilangkan tegangan akibat

kapasitansi seperti gambar di bawah ini.

6. Current Transformer (CT)

Current Transformer (CT) adalah suatu peralatan transformator yang diletakkan dalam

rangkaian tenaga listrik yang berguna sebagai peralatan ukur yang dihubungkan dengan

relay pengaman. Dengan transformator arus dapat diperluas batas pengukuran suatu

alat ukur seperti di gambar di bawah ini.

Gambar Current transformer di kubikel 20 kV di POLINEMA

CT

Transfomator de current stromwandler

N.9506449

ARN2/N2F 24/50/125 kV 50Hz

It 12,5 kA 0,8s Id 25 – 12,5 kA

Rapport ubersetzeung A/A

Borner klemmen

VA Classes Fs/F1

50/5 1s1- 1s2 7,5 0,5 10

50/5 2s1- 2s2 10 5p 10

MG 3731090

Normes normen NFC 42502 IEC 185 Ext 120%

7. Potensial Transformer (PT)

Potensial transformer berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi atau tegangan

menengah menjadi tegangan rendah untuk besaran ukur sesuai dengan alat-alat

pengukuran seperti gambar di bawah ini.

Gambar Potensial transformer di kubikel 20 kV di POLINEMA

PT

NUOVA MAGRINI GALILEO

Transfrmateur de tenson swannirgwander

NO 9512640

VRQ ZN/S2 24/50/125 Kv 50 Hz

PUISANCE D’ECHAUFF

ERWARMUNG LEISTUNG 250 VA

FACT TENS

SPAIN FACT 1,9/8 h

RAPPORT KV/V

UBERSETZUNG

BORNES

KLEMEN

VA CLASS

20 V3/100 V3 1S1 – 1S2 30 0,5

20V3/100V3 2S1 - 2S2 30 1

MG 3731729

NORMER

NFC 42501

IEC 186 DN 386-21

8. Piranti ukur (Voltmeter, Amperemeter. kWh meter)

Ampermeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengetahui besarnya aliran

arus yang dipakai oleh beban.

Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengetahui besarnya potensial

atau tegangan antara dua titik.

kWH meter adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk mengintegrasikan dan

mengatur arus, daya aktif, yang diberikan kepada suatu beban dalam waktu tertentu

seperti di gambar bawah ini.

Gambar Voltmeter dam Ampemeter di kubikel 20 kV

di Politeknik negeri malang

9. Relay Proteksi

1. Relay arus lebih ( OCR )

Relay ini berfungsi untuk memproteksi SUTM / SKTM terhadap arus lebih

yang diakibatkan oleh gangguan hubung singkat antar fasa.

2. Relay Gangguan Tanah ( Ground Fault Relay )

Relay ini berfungsi untuk mengamankan SUTM / SKTM dari gangguan tanah.

3. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite Time Over Current Relay)

Sifat atau karakteristik dari relay definite time ini adalah relay baru akan

bekerja bila arus yang mengalir pada relay tersebut melebihi besarnya arus setting

(Is) yang telah ditentukan.

10. Interlocking Control

Cubicle 20 kV ini banyak digunakan pada:

1. Gardu distribusi 20 kV pada jaringan distribusi 20 kV di PLN atau di industri berskala

besar yang memiliki jaringan distribusi sendiri.

2. Cubicle gardu distribusi yang banyak terpasang di beberapa tempat antara lain yang

berdekatan dengan konsumen, gedung perkantoran, hotel maupun industri menengah.

11. Heatler

Heatler adalah alat yang berfungsi untuk menjaga komponen – komponen kubikel

dari kelembapan udara, karena kelembapan udara bisa menimbulkan bercak – bercak

kotoran sehingga bercak kotoran akan menjadi karatan di peralatan kubikel. Alat ini di

operasikan pada tegangan 220 Volt.

2. Fungsi Cubicle TM/20 kV

1. Tempat operasi switching On-Off bagi jaringan distribusi (radial, loop, spindle).

2. Tempat operasi switching On-Off terhadap trafo distribusi.

3. Tempat operasi switching On-Off bagi motor-motor TM (dengan tegangan

nominal lebih rendah 3,3 s/d 12 kV).

3. Persyaratan Cubicle 20 kV :

1. Konstruksi:

o Kuat/kokoh

o Jarak hantaran terbuka (antar phasa, phasa-body) tergantung dari jenis

penyekatnya (udara, minyak, gas)

o Sambungan/terminating sesuai dengan SOP

2. Elektrik

o Tegangan (tegangan kerja max, tegangan impuls)

o Kekuatan tahanan isolasi (TID)

o Arus (arus nominal, arus hubung singkat).

3. Operasional

o Urutan kerja peralatan switching (DS, LBS, CB, ES).

o Relay proteksi

o Sistem interlocking

4. Pemeliharaan Peralatan Cubicle 20 kV.

Pemeliharaan adalah kegiatan yang harus dilakukan sebagai usaha untuk mengembalikan

atau mempertahankan atau mendayagunakan setiap peralatan dengan tujuan agar

peralatan dapat beroperasi sesuai dengan fungsinya serta menjamin keandalan peralatan

tersebut sampai mencapai umur ekonomisnya dan untuk menjamin kontnuitas pelayanan

tenaga listrik.

Tujuan dari pemeliharaan peralatan cubicle 20 kV :

o Meningkatkan reliability, availibility, dan efisiensi peralatan

o Memperpanjang umur peralatan

o Memperpanjang interval overhoul (pemeliharaan besar)

o Mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan.

o Meningkatkan safety

o Mengurangi lama waktu padam

o Menghemat biaya pemeliharaan

o Waktu pemulihan lebih efektif.

1Peranan Sistem Proteksi Pada Sistem Penyaluran,, PT PLN (PERSERO) UDIKLAT

SEMARANG, 2002, hal 1.

2 Arismunandar, Teknik Tenaga Listrik, Jilid II, Jakarta, Oktober 1993, hal 79

3 Aslimeri, dkk, Teknik Transmisi Tenaga Listrik Untuk SMK, Jilid III, Jakarta, Agustus 2008, hal 375

4 PT PLN (PERSERO) UNDIKLAT SEMARANG, Relai Proteksi Sistem Penyaluran, hal 1.2-14

5 Cahyo Dwi Hartanto&David Herdianto Laporan Akhir, Perencanaan Modul Pengujian relay pengaman menggunakan relay testing unit tipe PTE-100-C, 2007

6 Ibid, hal 19

7 Ibid, hal 19

8 Pelatihan O&M Relai Proteksi Gardu Induk, PT. PLN (Persero) P3B, April 2005, hal 53

9

Protection of Electrical Network, Christophe Preve, hal 210

10 Ibid, hal 376

Diposkan oleh Ziril di 06.34 Reaksi: