PROTEKSI RELAY PADA SALURAN TRANSMISI

KELOMPOK 12RAHMAT HIDAYAT DONGKA 1224040007RAHMAT 1224041019ARWANTO 1224041020

PROTEKSI RELAY PADA SALURAN TRANSMISI

Relay Arus Lebih

Relay Hubung Tanah

Relay Diferensial

Relay Jarak

Kawat Tanah

Pemutus Tenaga ( PMT )

Relay Arus LebihMerupakan relay Pengaman yang bekerja karena adanya

besaran arus dan terpasang pada Jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga. Rele ini berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa.• Relay Waktu Seketika (Instantaneous relay)

Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – 20 ms). Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus lebih dengan karakteristik yang lain.Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.Gambar 1

Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay).

Relay arus lebih waktu tertentu (definite time relay)

• Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay, lihat gambar dibawah ini.

Relay arus lebih waktu terbalik

• Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :• Standar invers• Very inverse• Extreemely inverse

Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay)

Relay Hubung TanahGangguan hubung tanah adalah gangguan yang paling

paling banyak terjadi. Arus gangguan hubung tanah yang terjadi belum tentu cukup besar untuk dapat mengerjakan relay arus lebih. Oleh kerena itu, harus ada relay arus hubung tanah yang harus dapat mendeteksi adanya gangguan hubung tanah. Prinsipkerja relay arus hubung tanah adalah mendeteksi arus urutan nol, karena setiap gangguan hubung tanah menghasilkan arus urutan nol.

EARTH FAULT RELAY

Relay Differensial• Relay differensial adalah suatu alat proteksi yang sangat

cepat bekerjanya dan sangat selektif berdasarkan keseimbangan (balance) yaitu perbandingan arus yang mengalir pada kedua sisi trafo daya melalui suatu perantara yaitu trafo arus (CT). Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui peralatan listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya). 

Gambar . Skema umum relay differensial

Gambar. Ilustrasi relay direfferensial saat terjadi gangguan

Relay Jarak • Rele jarak merupakan proteksi yang paling utama

pada saluran transmisi. baik SUTT maupun SUTET, dan sebagai cadangan atau backup untuk seksi didepan. Relai jarak bekerja dengan mengukur besaran impedansi (Z), dan transmisi dibagi menjadi beberapa daerah cakupan pengamanan yaitu Zone-1, Zone-2, dan Zone-3, serta dilengkapi juga dengan teleproteksi (TP) sebagai upaya agar proteksi bekerja selalu cepat dan selektif didalam daerah pengamanannya.

Prinsip Kerja Relay Jarak• Rele jarak disebut juga rele impedansi karena rele jarak

mengukur tegangan pada titik rele dan arus gangguan yang dirasakan oleh rele. Dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat ditentukan. impedansi yang dilihat oleh rele lebih kecil dari impedansi settingnya. Prinsip kerja rele jarak ditunjukkan pada gambar 2. AB merupakan daerah pengamanan untuk setting jangkauan Zona 1 pada rele jarak.

Gambar prinsip kerja relay jarak terhadap adanya gangguan

Kawat Tanah• Dalam hal melindungi saluran tenaga listrik tersebut, ada

beberapa cara yang dapat diterapkan. Salah satu cara yang paling mudah adalah dengan menggunakan kawat tanah (overhead groundwire) pada saluran. Prinsip dari pemakaian kawat tanah ini adalah bahwa kawat tanah akan menjadi sasaran sambaran petir sehingga melindungi kawat phasa dengan daerah/zona tertentu.

• Overhead groundwire yang digunakan untuk melindungi saluran tenaga listrik, diletakkan pada ujung teratas saluran dan terbentang sejajar dengan kawat phasa. Groundwire ini dapat ditanahkan secara langsung atau secara tidak langsung dengan menggunakan sela yang pendek

Sudut perlindungan

Kawat Tanah

Pemutus Tenaga ( PMT )Pemutus tenaga (Circuit Breaker). Pemutus tenaga

(PMT) adalah saklar yang mampu memutuskan arus gangguan (Hubung singkat)• Pemutus Tenaga Udara.• Pemutus Tenaga Minyak Banyak• Pemutus Tenaga Minyak Sedikit• Pemutus Tenaga Gas • Pemutus Tenaga Vakum• Pemutus Tenaga Medan Magnet (Magnetic Circuit Breaker)

Pemutus Tenaga Udara.• Bentuknya runcing, busur listri akan timbul (meloncat) pada

bagian yang runcing terlebih dahulu pada saat kontak-kontak saklar terpisah. Karena berat jenis busur listrik lebih kecil dari pada berat pada jenis udara, maka busur listrik ini akan mengapung keatas sehingga busur listrik tersebut memanjang dan akhirnya putus.

Pemutus Tenaga Minyak Banyak• Pemutus tenaga (PMT) minyak banyak (bulk oil circuit breaker.

Kontak-kontak saklar direndam dalam minyak yang berfungsi sebagai media pemutus busur listrik.

Pemutus Tenaga Minyak Sedikit• Pemutus tenaga (PMT) minyak sedikit (low oil content circuit

breaker) menggunakan media pemutus minyak bertekanan untuk disemprotkan pada busur listrik yang terjadi, baik pada waktu PMT membuka dan menutup.

Pemutus Tenaga Gas • Prinsif kerjanya serupa dengan prinsip kerja PMT minyak

sedikit bedanya terletak pada media pemutus busur yang digunakan, yaitu gas . Gas mempunyai sifat isolasi yang baik selain sifatnya sebagai pendingin yang baik.

Pemutus Tenaga Vakum• Merupakan PMT yang menggunakan teknologi mutakhir.

Dalam PMT vakum tidak ada media pemutus busur listrik. Oleh karena itu, teknik memutus busur listrik dalam PMT vakum semata-mata tergantung kepada teknik memperpanjang busur listrik

Pemutus Tenaga Medan Magnet (Magnetic Circuit Breaker)

• Prinsip kerjanya seperti PMT udara, hanya disini terdapat magnet yang berfungsi menghasilkanmedan magnet yang akan menarik busur listrik yang timbul sewaktu pembukaan PMT sehingga busur busur litrik menjadi lebih panjang dan akhirnya putus.

Pertanyaan dan JawabanKELOMPOK 81. Apa alasan anda kenapa di katakan relai jarak merupakan proteksi utama pada saluran transmisi?Jawab : untuk mendeteksi gangguan phasa-phasa dan phasa-tanah pada SUTT/SUTET dimana rele jarak tersebut dipasang dan berperan sebagai relai utama salain itu berfungsi sebagai pengaman cadangan (Back Up) untuk seksi berikutnya.KELOMPOK 52. Jelaskan factor kegagalan relay dalam memproteksi?Jawab :- Kegagalan PMT dalam memutuskan arus gangguan yang bisa disebabkan oleh arus gangguanya terlalu besar melampaui kemampuan pemutusan (interupting capability), atau kemampuan pemutusannya telah menurun, atau karena ada kerusakan.- Kekurang sempurnaan rangkaian sistem proteksi antara lain adanya hubungan kontak yang kurang baik.- Kegagalan saluran komunikasi tele proteksi. - Trafo arus terlalu jenuh.

KELOMPOK 11. Apa itu Gangguan Listrik/Electrical Fault Jawab :Hubung singkat 3 phasaHubung singkat 2 phasaStator hubung singkat 1 phasa ke tanah / stator ground fault

Rotor hubung tanah / field groundKehilangan medan penguat / Loss of excitationTegangan lebih / Over voltage

KELOMPOK 21. Jelaskan pengertian dari PMT atau CB?Jawab : peralatan pada sistem tenaga listrik yang 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 perbaikan2. Sebutkan Klasifikasi PMT untuk tegangan tinggi berdasarkan media insulator dan material dielektriknyaJawab : Sakelar PMT Minyak: Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 10 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 500 kV.Sakelar PMT Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker): Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV.Sakelar PMT vakum (Vacuum Circuit Breaker): Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus rangkaian bertegangan sampai 38 kV.Sakelar PMT Gas SF6 (SF6 Circuit Breaker): Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV.

KELOMPOK 31. Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu PMT?JAWAB : · Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus.· Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri. · Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri.

• KELOMPOK 41. Jelaskan gangguan fasa ke tanah? JAWAB : terhubungnya fasa bertegangan ke tanah, ada yang disebut single fasa ke tanah, dua fasa ke tanah dan tiga fasa ketanah. Karena gangguan tiga fasa dimulainya dari satu fasa ke tanah maka perlu diperhatikan ganguan single phase to ground. Berapa besarnya arus gangguan tanah? Ini tergantung pada sistem pentanahan yang digunakan. Misalnya pentanahan langsung (titik neutral dari trafo atau generator) langsung dihubungkan ketanah (earthing/grounding) tanpa mengunakan tahanan

• KELOMPOK 5• 1. Jelaskan factor kegagalan relay dalam memproteksi?• Jawab :• - Kegagalan PMT dalam memutuskan arus gangguan yang bisa

disebabkan oleh arus gangguanya terlalu besar melampaui kemampuan pemutusan (interupting capability), atau kemampuan pemutusannya telah menurun, atau karena ada kerusakan.- Kekurang sempurnaan rangkaian sistem proteksi antara lain adanya hubungan kontak yang kurang baik.- Kegagalan saluran komunikasi tele proteksi. - Trafo arus terlalu jenuh.

KELOMPOK 61.Bagaimanakah prinsip kerja relai jarak?• Jawab : Relai jarak mengukur tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang terlihat dari relai, dengan membagi besaran tegangan dan arus,

maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat ditentukan 2. Sebutkan dan jelaskan karakteristik relai jarak?Jawab :

1. Karakteristik impedansi Ciri-ciri nya : a. Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya ditengah-tengah, sehingga mempunyai sifat non directional. Untuk diaplikasikan sebagai pengaman SUTT perlu ditambahkan relai directional atau relai arah. b. Mempunyai keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high resistance. c. Karakteristik impedansi sensitive oleh perubahan beban, terutama untuk SUTT yang panjang sehingga jangkauan lingkaran impedansi dekat dengan daerah beban.

2. Karakteristik Mho Ciri-ciri: a. Titik pusatnya bergeser sehingga mempunyai sifat directional. b. Mempunyai keterbatasan untuk mengantisipasi gangguan tanah high resistance. c. Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone-3 dengan karakteristik Mho lensa geser.

3. Karakteristik Reaktansi Ciri-ciri: a. Karateristik reaktansi mempunyai sifat non directional. Untuk aplikasi di SUTT perlu ditambah relai directional atau relai arah. b. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka relai reaktansi dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi.

4. Karakteristik Quadrilateral Ciri-ciri: a. Karateristik quadrilateral merupakan kombinasi dari 3 macam komponen yaitu : reaktansi, berarah dan resistif. b. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar, maka karakteristik relai quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi. c. Umumnya kecepatan relai lebih lambat dari jenis mho.

• KELOMPOK 8• 1. Apa alasan anda kenapa di katakan relai jarak merupakan

proteksi utama pada saluran transmisi?• Jawab : untuk mendeteksi gangguan phasa-phasa dan phasa-

tanah pada SUTT/SUTET dimana rele jarak tersebut dipasang dan berperan sebagai relai utama salain itu berfungsi sebagai pengaman cadangan (Back Up) untuk seksi berikutnya.

SEKIAN &

TERIMA KASIH