Definisi Sistem Proteksi

Sistem proteksi tenaga listrik adalah suatu sistem yang berfungsi untuk memproteksi atau melindungi peralatan-peralatan sistem tenaga listrik terhadap gangguan-gangguan dan bahaya tertentu.

Persyaratan Proteksi

1. Peralatan sistem proteksi harus sanggup dilalui arus nominal secara terus menerus tanpa terjadi pemanasan yang berlebihan (overheating).

2. Peralatan sistem proteksi harus bekerja sebelum kerusakan terjadi pada peralatan sistem tenaga listrik.

3. Peralatan sistem proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi cukup lama yang dapat menyebabkan overheating pada peralatan sistem tenaga.

4. Sistem [roteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya pada peralatan atau sistem yang tergganggu saja dan peralatan dan sistem lain tetap beroperasi.

Komponen Sistem Proteksi

1. Instrumen Pengukuran2. Piranti Pemutus Rangkaian3. Piranti Pendukung Sistem Proteksi

Piranti Pemutus Rangkaian

1. Circuit Breaker2. Fuse Cut Out3. Relay Proteksi

Circuit BreakerPerangkat pengaman arus lebih yang bekerja membuka dan memutus rangkaian secara non-otomatis dan memutus rangkaian secara otomatis ketika arus yang mengalir dirangkaian melebihi rating arus yang telah ditentukan tanpa menimbulkan kerusakan pada peralatan pada saat terjadi gangguan

Klasifikasi dasar Circuit Breaker berdasarkan Prinsip Kerja

• Thermal • Magnetic • Solid state atau electronic

CB Thermal

1. Saat terjadi arus berlebih maka temperatur bimetal akan dengan cepat meningkat.

2. Karena sifatnya maka pelat bimetal akan melengkung saat temperatur meningkat.

3. Melengkungnya pelat bimetal membuat hubungan terminal melalui pelat bimetal menjadi terputus.

CB Magnetik

1. Pada saat arus mengalir di tuas kontak akan timbul medan magnet pada tuas kontak tersebut namun pada kondisi normal kuat medan magnet masih lemah.

2. Pada saat terjadi arus berlebih maka medan magnet dengan cepat bertambah kuat.

3. Saat itu medan magnet akan yang akan menarik tuas penghubung terminal sehingga hubungan antar terminal terputus

CB Solid State atau Elektronic

1. Saat terjadi arus berlebih, Transformator Arus yang berfungsi sebagai sensor akan mengirimkan arus melalui sisi sekundernya ke mikroprosesor.

2. microprosessor akan mengevaluasi berdasarkan karakteristik logic yang telah disettings.

3. Output dari mikroprosesor akan mengirim arus ke koil.

4. Koil akan menghasilkan medan magnet yang kemudian akan menarik tuas penghubung terminal sehingga hubungan antar terminal terputus.

Jenis-jenis CB berdasarkan Tenaga pemutus dan aplikasi

1. Sakelar Pemutus Tenaga Minyak2. Sakelar Pemutus Tegangan Udara Hembus

(Air Blast Circuit Breaker)3. Sakelar Pemutus Tegangan Vakum (Vacuum

Circuit Breaker)4. Sakelar Pemutus Tegangan Gas SF6 (SF6

Circuit Breaker)

1. Sakelar Pemutus Tenaga Minyak

• Tergolong Circuit Breaker Thermal.• Memanfaatkan Media sebagai Media Isolasi• Digunakan untuk memutus arus sampai 10 kA

dan pada rangkaian bertegangan sampai 500 kV.

Gambar PMT 150 kV minyak banyak di CB Sunyaragi

2. Sakelar Pemutus Tenaga Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker)

• Tergolong circuit breaker thermal• Memanfaatkan Media sebagai Media Isolasi• Digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan

pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV

• Tergolong Circuit Breaker Thermal• Memanfaatkan Gas sebagai Media Isolasi• Digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA

dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV

4. Sakelar Pemutus Tegangan Gas SF6 (SF6 Circuit Breaker)

• Tergolong circuit breaker thermal• Memanfaatkan Media hampa udara (Vacuum)

sebagai Media Isolasi• Digunakan untuk memutus rangkaian bertegangan

sampai 38 kV

3. Sakelar Pemutus Tegangan Vakum (Vacuum Circuit Breaker)

Fuse Cut Out ( Sekring )

Perangkat pengaman yang melindungi jaringan terhadap arus beban lebih (over load current) yang mengalir melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan karena hubung singkat (short circuit) atau beban lebih (over load).

Prinsip Kerja Fuse Cut Out1. Saat terjadi arus beban lebih maka kawat perak di dalam

tabung porselin akan putus. 2. Pasir putih yang berada di dalam porselin akan menyerap

panas dan memadamkan busur api itu kecil maka kemungkinan timbulnya ledakan akan berkurang karena diredam oleh pasir putih.

3. Adanya busur api menimbulkan gaya hentakan, yang mengakibatkan tabung porselin akan terlempar keluar dari kontaknya.

4. Dengan terlepasnya tabung porselin ini yang berfungsi sebagai saklar pemisah, maka terhidarlah peralatan jaringan distribusi dari gangguan arus beban lebih atau arus hubung singkat.

Konstruksi Fuse Cut Out1. Isolator Porselin2. Kontak Tembaga (disepuh perak)3. Alat Pemadam/Pemutus Busur4. Tutup Yang Dapat dilepas5. Mata kait6. Tabung pelebur7. Penggantung8. Klem pemegang9. Klem terminal

Model Fuse Cut Out

Relay Proteksi

Relay adalah alat yang memproteksi sistem tenaga listrik dengan cara mendeteksi gangguan yang terjadi pada saluran,jika terjadi gangguan maka relai akan menyalakan alarm dan memberikan suplai daya kepada rangkaian proteksi untuk memutuskan arus yang menyebabkan gangguan tersebut

Prinsip Kerja Relay Proteksi

1. Saat terjadi tegangan atau arus berlebih, trafo tegangan atau arus akan mengirimkan arus lewat kumparan sekundernya.

2. Arus dari kumparan sekunder trafo dikirimkan ke pemicu relay

3. Karena arus yang dikirimkan sudah cukup untuk menghasilkan medan magnet pada koil, maka koil akan menarik tuas kontak di dalam relay

4. Saat tuas kontak berhasil ditarik maka relay proteksi akan menyuplai daya ke CB yang akan memberikan perintah memutus rangkaian atau menyalakan alarm.

Diagram Prinsip Kerja

Konstruksi Relay

Model Relay Proteksi

APLIKASI SISTEM PROTEKSI PADA PERALATAN PUSAT

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

Pada Pembangkit / Generator.

Proteksi yang digunakan adalah:1. Circuit breaker (CB) berfungsi untuk memutuskan hubungan

antara sisi sumber tenaga listrik dan sisi beban yang dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi gangguan atau secara manual ketika dilakukan perawatan atau perbaikan.

2. Relay Proteksi sebagai peralatan tambahan yang dapat mendeteksi perubahan keadaan yang terjadi pada rangkaian yang dilengkapi dengan kontak-kontak yang mampu merubah rangkaian lain. Oleh karena itu pemutus tenaga yang dilengkapi dengan relai digunakan sebagai peralatan perlindungan suatu sistem tenaga dari kemungkinan kerusakan yang diakibatkan oleh gangguan.

Pada Saluran Transmisi.

Proteksi yang digunakan :1. Lightning Arrester Dipasang di sepanjang jalur SUTT yang

berfungsi untuk mengetanahkan arus listrik saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung.

Gangguan Pada Gardu Induk (GI).Proteksi yang digunakan adalah :1. Circuit Breaker (CB) adalah peralatan pemutus, yang

berfungsi untuk memutus rangkaian listrik dalam keadaan berbeban.

2. Relay Proteksi sebagai peralatan tambahan yang dapat mendeteksi perubahan keadaan yang terjadi pada rangkaian yang dilengkapi dengan kontak-kontak yang mampu merubah rangkaian lain.

Pada JTM.

Proteksi yang digunakan adalah :1. Lightning Arrester adalah peralatan pada sistem tenaga

listrik yang berfungsi sebagai pengaman terhadap tegangan surja yang terjadi ketika terjadi sambaran petir.

Pada Distribusi atau JTR.

Proteksi yang digunakan adalah :1. Fuse Cut Out (FCO) biasanya digunakan pada jaringan

distribusi 20 kV untuk proteksi trafo distribusi dari arus lebih akibat hubung singkat, dan juga diletakkan pada percabangan untuk proteksi jaringan.

.

Saluran Rumah (APP).

Proteksi yang digunakan adalah :1. Miniature Circuit Breaker (MCB)Miniature circuite breaker

atau MCB merupakan komponen listrik yang bekerja dengan sistem thermal atau panas.

Fungsi MCB adalah :1. Membatasi Penggunaan daya Listrik. 2. Mematikan listrik secara otomatis apabila terjadi

hubungan singkat. 3. Membagi daya pada instalasi rumah menjadi beberapa

bagian, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik.

Pertanyaan 1

Mengapa pada Circuit Breaker saklar pemutus tenaga gas, gas yang dipilih adalah gas SF6 ?Jawab:karena gas SF6 memiliki beberapa kelibihan diantaranya :• partikel pada gas SF6 bergerak lambat, dan relarif stabil

sehingga saat terjadi ionisasi resiko terhadap ledakan sangat rendah

• Gas SF6 lebih aman, tidak mudah terbakar dan tidak beracun• Gas SF6 memiliki kemampuan yang cepat untuk

memadamkan busur api( Penanya : Pande )

Pertanyaan 2

Dari keempat jenis circuit breaker yaitu saklar pemutus tenaga minyak, udara hembus, vacuum dan gas, CB jenis apa yang paling unggul?Jawab :

jika melihat spesifikasi masing-masing CB, CB yang paling Unggul adalah CB dengan saklar pemutus tenaga gas SF6, karena kemampuannya untuk bekerja pada arus dan tegangan yang sangat besar dibandingkan dengan CB jenis lain yaitu tegangan 765 KV dan arus 40 KA. Dan keunggulan lain yaitu resiko terhadap ledakan yang sangat rendah, tidak mudah terbakar, dan kemampuan memadamkan busur api yang sangat cepat.(Penanya : Agus )

Pertanyaan 3

arrester sebagai pendukung sistem proteksi, apa fungsi dari arrester dan aplikasinya?Jawab : Arrester berfungsi memproteksi saluran transmisi dan peralatan-peralatan pusat tenaga listrik dari tegangan berlebih yang berasal dari surja petir.

arrester biasanya di aplikasikan pada saluran transmisi, karena tower saluran transmisi yang relatif lebih tinggi dibanding objek disekitar maka kemungkinan akan sambaran petir semakin tinggi.( Penanya : Marta )

Pertanyaan 4