Proteksi Generator

30
 23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 1 PROTEKSI GENERATOR  

Transcript of Proteksi Generator

Page 1: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 1/3023-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 1

PROTEKSI GENERATOR

Page 2: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 2/3023-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 2

MASALAH GANGGUAN

1.Gangguan yang paling banyak terjadidalam sistem adalah pada Saluran

Transmisi dan Saluran Distribusi.2.Penyebab Gangguan yang utama :

a. Pada Saluran Transmisi adalah Petir.

 b. Pada Saluran Distribusi adalah Tanaman /Pohon.

3.Sifat Gangguan :

a. Lebih dari 90% pada Saluran Udara bersifatTemporer.

 b. Lebih dari 90% pada Kabel Tanah bersifat

Permanen, terjadi kerusakan.

Page 3: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 3/3023-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 3

4.Fasa yang terganggu :

a. Lebih dari 90% gangguan Temporer adalah

gangguan satu fasa ke tanah.

 b. Gangguan Permanen pada Saluran Udara

umu mnya terjadi karena kerusakan isolator

atau kawat putus ke tanah dan bersifat satu

fasa ke tanah.c. Gangguan pada Kabel Tanah lebih dari 90%

disebabkan karena tekanan mekanis dari luar

atau karena kelalaian pemasangan. Bersifatgangguan antar fasa atau fasa-fasa-tanah.

Page 4: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 4/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 4

5. Gangguan Generator.

Gangguan Generator relatif jarang terjadikarena :

a. Instalasi Listrik tidak terbuka terhadap

lingkungan, terlindung terhadap petir dantanaman.

 b. Adanya block Transformator denganhubungan Y-∇∇∇∇, mencegah arus (gangguan)

urutan dari Saluran Transmisi masuk keGenerator.

c. Instalasi Listrik dari Generator ke Relumu mnya memakai Cable Duct yangkemungkinannya mengalami Gangguan kecil.

d. Tripnya PMT Generator sebagian besar (lebihdari 50%) disebabkan oleh Gangguan Mesin

Penggerak Generator.

Page 5: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 5/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 5

PENTANAHAN

TITIK NETRAL

1. Alat yang mempunyai titik Netraladalah Generator dan Trafo.

2. Pentanahan titik Netral bertujuanuntuk :

a. Menurunkan syarat isolasi (Tingkat

Isolasi Dasar). b. Menaikkan nilai arus gangguan

hubung tanah agar bisa dideteksi

oleh Relay.

Page 6: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 6/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 6

3. Pelaksanaan Pentanahan titik Netral

Generator :a. Butir 2a baru dirasakan manfaatnya untuk

isolasi dengan nilai nominal mulai 70 kV ke

atas, dengan melakukan pentanahanlangsung titik Netral (Solidly earthed).

 b. Karena tegangan Generator paling tinggi

adalah 21 kV, maka tidak ada pentanahantitik Netral Generator secara langsung.

c. Pentanahan titik Netral Generator secara

langsung akan menghasilkan Arus

Gangguan Hubung Tanah yang besar dan

 me merlukan PMT, Trafo Arus, Kumparan

Generator serta Kabel dengan ketahanan

Termal yang tinggi.

Page 7: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 7/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 7

d. Sehubungan dengan butir c, makaPentanahan titik Netral Generator umu mnya melalui impedansi, sekedar menghasilkan Arus Hubung Tanah yang cukup untuk

 mengerjakan Relay.e. Pada Pusat Listrik kecil, di bawah 50 MW,

titik Netral Generator umumnya tidakditanahkan, karena risiko kerusakan akibat

hubung tanah kumparan Generator kecil.Pusat Listrik dilengkapi dengan indikatorhubung tanah memakai Trafo Y-∇∇∇∇ dimana

lilitan∇∇∇∇

ada yang dibuka dan diukurtegangannya. Alat ini diperlukan untuk mencari Gangguan Hubung Tanah yang permanen.

Page 8: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 8/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 8

4.Pelaksanaan Pentanahan titik Netral Trafo :

a. Untuk Trafo dengan tegangan nominal di atas70 kV maka pentanahan langsung dari titik Netral memberi penghematan isolasi yang

 me madai. b. Karena Trafo banyak yang berdekatan dengan

Saluran Udara, sedangkan Saluran Udara banyak mengalami Gangguan Temporer, maka

apabila titik Netral Trafo ditanahkan, PMTSaluran harus dilengkapi Relay Penutup Balikagar lamanya interupsi pasokan daya bisa berkurang.

c. Pengaruh Gangguan Temporer pada Saluranharus diblokir melalui blok Trafo Generator Y-∇∇∇∇agar tidak mengganggu Generator.

Page 9: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 9/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 9

Bagan Generator

~3

Mesin penggerak 

Generator

PMT Generator

PMT Medan Penguat

Sistem Penguat

Page 10: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 10/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 10

H ubungan Generator dalam

sebuah Pusat Listrik 

~

~

~

Ke Jaringan Distribusi

Saluran

TransmisiTrafo pemakaian

sendiri

Generator

Busbar

Page 11: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 11/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 11

Peran generator dalam sistem

dan syarat proteksi generatora. Sumber Energi,tripnya PMT generator sangat tidakdikehendaki karena sangat mengganggu sistem 

terutama generator yang berdaya besar.

 b. Letaknya di hulu, sedangkan dalam sistem banyakgangguan. PMT generatortidak boleh mudah trip

tetapi juga harus aman bagi generator.c. Peralatan proteksi generator harus betul-betul mencegah kerusakan generator,karena kerusakangenerator selain akan menelan biaya perbaikan yang

 mahal juga sangat mengganggu operasi sistem.d. Generator digerakkan mesin penggerak mula, makadalam menrencana proteksigenerator harus

 me mpertimbangkan pula proteksi bagi mesin penggeraknya.

Page 12: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 12/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 12

Pengaman terhadap gangguan luar

Generator umumnya dihubungkan ke rel(busbar).

Beban dipasok oleh saluran yang dihubungkan

ke rel.Gangguan kebanyakan ada di saluran yang mengambil daya dari rel.

Instalasi penghubung generator dengan relumu mnya jarang mengalami gangguan. Karenarel dan saluran yang keluar dari rel sudah

 me mpunyai proteksi sendiri, maka proteksigeneratorterhadap gangguan luar cukup denganrelay arus lebih dengan time delay yang relatiflama.

Page 13: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 13/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 13

Pengaman terhadap gangguan

dalam Generator

a. Hubung singkat antar fasa

 b. Hubung singkat fasa ke tanah

c. Suhu tinggi

d. Penguatan hilang

e. Hubung singkat dalam sirkitrotor

Page 14: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 14/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 14

RelayI1-I2

I2I1

Generator

Ke Busbar

Page 15: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 15/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 15

H ubung singkat antar fasa

Untuk proteksi dipergunakan relay

differensial.• Kalau relay ini bekerja maka selain

 mentripkan PMT generator, PMT medan

 penguat generator harus tripjuga.

• Selain itu melalui relay bantu mesin

 penggerak harus dihentikan.

Page 16: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 16/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 16

Arus sebagai fungsi

waktu dalam rangkaianRL, α-θ = 0

Arus sebagai fungsi

waktu dalam rangkaianRL, α=θ−π/2

Arus sebagai fungsi waktu untuk generator serempak 

Page 17: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 17/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 17

Relay hubung tanah GF

pada rangkaian

pengaman generator

yang titik netralnyatidak ditanahkan

Relay hubung tanah GF

pada rangkaian

pengaman generator

yang titik netralnyaditanahkan melalui

tahanan R

Page 18: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 18/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 18

~

∆ Y

Y

Generator

Transformator Blok Feeder keluar

Page 19: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 19/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 19

H ubung singkat fasa ke tanah

• Gangguan ini tidak bisa dideteksi oleh relaydifferensial.

• Untuk mendeteksi gangguan ini dipakai relay

neutral ground current.• Relay yang mendeteksi arus antara titik netraldan tanah, hal ini bisa kalau netral generatorditanahkan.

• Bisa juga digunakan Restricted Earth FaultRelay.

• Apabila titik netral generator tidak ditanahkan

dipakai relay tegangan yang mendeteksitegangan dari suatu rangkaian ∇∇∇∇terbuka.• Relay ini mentripkan PMT generator, PMT medan penguat dan me mberhentikan mesin

 penggerak.

Page 20: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 20/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 20

Relay Negatif Sequence

• Gangguan yang menimbulkan ketidak-

simetrisan Tegangan maupun arus,

 menimbulkan Negatif Sequence Current,

tetapi tidak dapat dideteksi oleh Relay-

relay tersebut sebelum ini diharapkandapat dideteksi oleh Relay ini.

• Gangguan-gangguan tersebut di atas

 misalnya adalah :– Hubung Singkat antar lilitan satu fasa.

– Hubung Tanah didekat titik Netral.

Page 21: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 21/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 21

Suhu Tinggi

• Suhu tinggi bisa terjadi pada bantalan

generator atau pada kumparan stator.• Hal ini masing-masing di deteksi oleh

relay suhu yang mula-mula membunyikan

alarm kemudian mentripkan PMTgenerator dan memberhentikan mesin

 penggerak apabila yang bekerja adalah

relay suhu bantalan.

Page 22: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 22/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 22

Penguatan hilang

• Penguatan hilang atau penguatan

 melemah (under exitation) bisa menimbulkan pemanasan yang berlebihan

 pada kepala kumparan stator

• Relay penguatan hilang akan mentripkanPMT Generator

Page 23: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 23/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 23

H ubung Singkat dalam

Sirkit Rotor

• Hubung singkat dalam sirkit rotor bisa

 menyebabkan penguatan hilang seperti

 penguatan hilang.

Karena hubung singkat dalam sirkit rotorini tidak sempurna bisa timbul distorsi

 medan magnet dan selanjutnya timbul

getaran berlebihan.

Page 24: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 24/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 24

Gangguan dalam mesin

penggerak 

Gangguan-gangguan yang demikian adalah :

• Tekanan minyak terlalu rendah

• Suhu air pendingin atau suhu bantalan

terlalu tinggi• Daya balik

 Adakalanya gangguan dalam mesin

 penggerak generator memerlukan tripnyaPMT Generator.

Page 25: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 25/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 25

Tekanan minyak terlalu rendah

• Tekanan minyak pelumas yang terlalu

rendah bisa merusak bantalan, oleh

karenanya jika hal ini terjadi Mesin

Penggerak perlu segera dihentikan melalui

 proses alarm terlebih dahulu apabilatekanan ini turun secara bertahap

• Berhentinya Mesin Penggerak harus

 bersamaan dengan tripnya PMT Generator

Page 26: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 26/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 26

Suhu Air Pendingin atau Suhu

Bantalan terlalu tinggi

• Sama seperti tekanan terlalu rendah

Page 27: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 27/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 27

Daya Balik 

Daya balik dimana generator menjadi motor

dapat menimbulkan kerusakan karena

 pemanasan berlebihan pada sudu-sudu

tekanan rendah Turbin uap. Pada Turbin air

dapat meningkatkan kavitasi. Oleh

karenanya diperlukan relay daya balik pada

generator yang digerakkan oleh turbin uap

atau turbin air dengan melaluiAlarm terlebihdahulu.

Page 28: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 28/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 28

Putaran Lebih

• Apabila PMT generator trip, maka

akan terjadi putaran lebih yang me mbahayakan generator dan mesin

 penggeraknya.

• Untuk ini diperlukan relay putaran

lebih yang me mberhentikan mesin

 penggerak.

Page 29: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 29/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 29

Tegangan Lebih

• Apabila PMT generator trip, maka

 bisa terjadi tegangan lebih.• Untuk ini diperlukan relay tegangan

lebih.

Page 30: Proteksi Generator

5/16/2018 Proteksi Generator - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proteksi-generator-55ab580ddfe40 30/30

23-25 April 2001 Kursus Proteksi Pada Pembangkit 30

Tekanan dan Kebocoran

Hidrogen• Untuk generator yang didinginkan

dengan gas Hidrogen, harus adarelay yang mendeteksi tekanan

rendah dan kebocoran Hidrogenuntuk memberhentikan mesin

 penggerak generator dan memutus

arus medan