SISTEM PROTEKSI

NAMA: Donny Oktavian PirngadyNIM:12224757

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TENAGA LISTRIKINSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL 2013/2014

1. Uraikanlah secara rinci tentang: (lengkapi dengan gambar/Photo/Video) a. One-line Diagram Sistem Penyaluran Daya Listrik dan lengkapi dengan 3 Jenis proteksinya.b. Peralatan proteksi apa saja fungsi dan prinsip kerjanya (minimal 5 alat).c. Circuit Breaker, Disconnecting Switch dan jelaskan perbedaannyad. Uraian singkat tentang arus hubung singkat yg terjadi pada Trafo dan penyebabnya.

2. a. Sebutkan 2 (dua) jenis pengaman yang melindungi transformator daya 200MVA, 20/150kV dan Jelaskanlah secara rinci salah satu dari pengaman tersebut.

b. Uraikanlah fungsi dan cara kerja Rele OCR pada system dan berikan contoh kasusnya.

c. Apa yang dimaksud dengan gangguan dalam jaringan Tenaga Listrik dan sumbernya, Jelaskanlah

3. Suatu Jaringan Distribusi mempunyai Trafo dgn data sbb: 150 MVA, 150/20 KV. Tentukanlah:a. Arus Nominal yang melalui sisi Primer dan sekunder trafob. Pilihlah CT yang dapat saudara gunakan pada sisi sekunder jaringan dgn data CT yang ada sbb: 200/5, 300/5, 400/5, 500/5,1000/5, 2000/5,2500/5Ac. Jika karena adanya gangguan maka arus Nominalnya mengalami kenaikan sebanyak 1,5 kali maka apakah CB akan bekerja dan hitunglah arus yang melewati Rele tersebut diatas.Semua angka dan hasil hitungannya dituliskan pada gambar one line diagram.

PENYELESAIAN : NO 1.

a.

TIGA JENIS RELE YANG TERPASANG PADA GAMBAR DIATAS :(PENGAMAN GENERATOR)

1.

2.

3.

b. PROTEKSI YANG TERDAPAT PADA GAMBAR :1. OCR ( Over Current Relay ) adalah rele yang bekerja terhadap arus lebih, ia akan bekerja apabila arus yang mengalir melebihi nilai settingnya (Iset ). Prinsip Kerjanya :Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.

2. UVR ( Under Voltage Relay ) adalah rele yang bekerja dengan menggunakan tegangan sebagai besaran ukur. Prinsip Kerjanya : Rele akan bekerja jika mendeteksi adanya penurunan tegangan melampaui batas yang telah ditetapkan. Untuk waktu yang relatif lama tegangan turun adalah lebih kecil dari 5% dari tegangan nominal dan dalam jangka waktu jam beberapa peralatan yang beroperasi dengan tegangan di bawah 10 % akan mengalami penurunan efisiensi.

3. OVR( Over Voltage Relay ) adalah rele yang bekerja apabila tegangan mencapai/melebihi nilai settingnya (Iset ). Prinsip Kerjanya : tegangan yang muncul pada sisi sekunder transformator tegangan akan membuat rele tegangan berada pada kondisi mendeteksi apabila perubahan tegangan melebihi nilai settingnya dan generator akan trip.Rangkaian ini sangat baik karena dapat membatasi aliran arus nol yang mengalir ke dalam generator ketika terjadi hubung singkat fasa ke tanah di sisi tegangan tinggi transformator tegangan.

4.

Differential relay pada gambar diatas adalah rele yang bekerja untuk melindungi generator dari gangguan akibat hubung singkat (short circuit) antar fasa-fase atau fase ke tanah. Prinsip Kerjanya : membandingkan arus pada sisi primer dan sisi sekunder, Dalam kondisi normal jumlah arus yang mengalir melalui peralatan listrik yang diproteksi bersirkulasi melalui loop pada kedua sisi di daerah kerja. Jika terjadi gangguan didalam daerah kerja relay differensial, maka arus dari kedua sisi akan saling menjumlah dan relay akan memberi perintah kepada PMT/CB untuk memutuskan arus.5.

Overload relay pada gambar diatas adalah rele yang bekerja untuk melindungi generator dari gangguan akibat arus beban melebihi nominal dan bertahan lama. Prinsip Kerjanya : apabila arus beban melebihi nominal dan bertahan lama mengakibatkan memanasnya belitan pada generator , merusak konduktor dan isolasi belitan maka rele akan bekerja.c. Perbedaan Pemisah dan pemutus dalam kelistrikan antara lain: 1. Pemisah, disebut disconnecting switch, berfungsi untuk memisahkan jaringan tanpa adanya beban arus listrik. pemisah tidak dilengkapi peredam busur api dikarenakan circuit yang dipisah tidak mengalirkan arus (beban nol) walau bertegangan. 2. Pemutus, disebut juga circuit breaker/CB, adalah peralaan yang berfungsi untuk memutuskan circuit bertegangan yang berbeban. pada saat pemutusan hubungan terjadi busur api pada kontak sehingga diperluan peredam busur api (dari minyak atau gas). CB biasanya dalam suatu kompartemen tertutup yang diinjeksikan gas atau diredam minyak untuk mengatasi busur api yang muncul saat pelepasan beban. di dalam pengoperasiannya, pemutus (CB) dilepas dahulu baru kemudian pemisah (disconnect).d. Arus Hubung Pendek adalah Arus lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedans yang sangat kecil mendekati nol antara dua penghantar aktif yang dalam kondisi operasi normal berbeda potensialnya ( short circuit current ). Penyebab arus hubung singkat pada trafo adalah hubung singkat fasa ke tanah dan hubung singkat antar fasa pada kumparan yang sama. PENYELESAIAN : NO 2.

a. 1. Relay BucholzAdalah rele yang berfungsi mengamankan trafo dari gangguan internal trafo yang menimbulkan gas,dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung singkat di dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo.Cara kerjanya :

Gas yang timbul di dalam trafo akan mengalir melalui pipa dan besarnya tekanan gas ini akan mengerjakan rele dalam 2 tahap, yaitu :1. Mengerjakan alarm (Bucholz 1st) pada kontak bagian atas 1.2. Mengerjakan perintah trip ke PMT pada kontak bagian bawah 2.Analisa gas yang terkumpul di dalam rele Bucholz1. H2 dan C2H2Menunjukkan adanya busur api pada minyak antara bagian-bagian konstruksi.2. H2, C2H2 dan CH4Menunjukkan adanya busur api sehingga isolasi phenol terurai, misalnya terjadi gangguan pada sadapan.3. H2,C2H4 dan C2H2Menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti.4. H2,C2H,CO2 dan C3H4Menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti.

2. Relay Tangki TanahAdalah rele yang berfungsi mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan. Rele ini mendeteksi arus gangguan dari tangki trafo ketanah, kalau terjadi kebocoran isolasi dari belitan trafo ke tangki, arus yang mengalir ke tanah akan di deteksi rele arus lebih melalui CT(Current Transformator). Rele akan mentripkan PMT di kedua sisi (TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali kesistem melalui pembumian trafo.

b. Rele arus lebih (Over Current Relay ) Rele ini bekerja dengan membaca input berupa besaran arus kemudian membandingankan dengan nilai setting, apabila nilai arus yang terbaca oleh rele melebihi nilai setting, maka rele akan mengirim perintah trip (lepas) kepada Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) setelah tunda waktu yang diterapkan pada setting.Contoh Kasus :

DaIam sistem tenaga Iistrik seperti gambar di atas, apabila terjadi gangguan pada titik K, maka hanya C.B.6 saja yang boleh bekerja sedangkan untuk C.B.1, C.B.2 dan C.B. - C.B. yang lain tidak boleh bekerja.c. Gangguan adalah penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal.Gangguan terdiri dari gangguan temporer atau permanent, rata-rata jumlah gangguan temporer lebih tinggi dibandingkan gangguan permanent. Gangguan permanent adalah gangguan yang menyebabkan kerusakan permanent pada sistem . seperti kegagalan isolator , kerusakan penghantar, kerusakan pada peralatan seperti transformator atau kapasitor.Gangguan yang bersifat temporer ini apabila terjadi gangguan,maka gangguan tersebut tidak akan lama dan dapat normal kembali.Gangguan ini dapat hilang dengan sendirinya atau dengan memutus sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangannya. Kemudian disusul dengan penutupan kembali peralatan hubungnya. Apabila ganggguan temporer sering terjadi dapat menimbulkan kerusakan padaperalatan dan akhirnya menimbulkan gangguan yang bersifat permanen.Salah satu contoh gangguan yang bersifat temporer adalahgangguan akibat sentuhan pohon yang tumbuh disekitar jaringan, akibatbinatang seperti burung kelelawar, ular dan layangan.Gangguan ini dapat hilang dengan sendirinya yang disusul dengan penutupan kembali peralatan hubungnya. Apabila ganggguan temporersering terjadi maka hal tersebut akan menimbulkan kerusakan padanperalatan dan akhirnya menimbulkan gangguan yang bersifat permanen

PENYELESAIAN : NO 3.

a.

Ip= Is=

b. CTp = 1000/5 ACTs= 5000/5 A, (tidak ada pada pilihan di soal)

c. 1. Saat keadaan normalIp=Is=Id= Is - Ip = 1,45 A

2. Saat Gangguan disisi Primer = 1,5 x 577,4 = 866,03 AIs tetap, maka Ip=Id= Is - Ip=4,33-4,33=0 (CB tidak bekerja)

3. Saat Gangguan disisi sekunder= 1,5 x 4330 = 6495 AIp tetap, maka Is=Id= Is - Ip=6,495-2,88=3,615 A (CB bekerja)DAFTAR SUMBERhttp://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2013/04/relay-proteksi-generator.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/07/relay-arus-lebih.htmlhttp://www.slideshare.net/joharidanil/proteksi-sistemtenagalistrikhttp://blog.umy.ac.id/hidayat/2011/11/09/jenis-relay-proteksi-berdasarkan-besaran-ukur-dan-prinsip-kerja/https://www.google.com/#psj=1&q=pengertian+gangguan+dalam+jaringan+Tenaga+Listrik+dan+sumbernya