7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 1/8

Relai Jarak/Distance Relay, Karakteristik,

Pola Proteksi dan penyetelan Relai Jarak 

Relai jarak atau distance relay digunakan sebagai

pengaman utama (main protection) pada suatu sistem 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!, Zone", dan Zone#, serta dilengkapi juga dengan teleproteksi

(T$) sebagai upaya agar proteksi bekerja selalu cepat dan selekti% didalam

daerah pengamanannya.

Prinsip Kerja Relai Jarak 

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.

$erhitungan impedansi dapat dihitung menggunakan rumus sebagai

berikut &

Z%'%*%

+imana&

Z% ' *mpedansi (ohm)

% ' Tegangan (olt)

*% ' rus gangguan

Relai jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi

gangguan yang terukur dengan impedansi setting, dengan ketentuan &

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 2/8

a. -ila harga impedansi ganguan lebih kecil dari pada impedansi setting

relai maka relai akan trip.b. -ila harga impedansi ganguan lebih besar daripada impedansi setting

relai maka relai akan tidak trip.

Gambar Blok Diagram Relai Jarak.

Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak  

enurut jenis gangguan pada sistem tenaga listrik, terdiri dari gangguanhubung singkat tiga %asa, dua %asa, dua %asa ke tanah dan satu %asa ke

tanah. Relai jarak sebagai pengaman utama harus dapat mendeteksi

semua jenis gangguan dan kemudian memisahkan sistem yang terganggu

dengan sistem yang tidak terganggu.

!. /angguan 0ubung Singkat Tiga 1asa$ada saat terjadi gangguan tiga %asa yang simetris, maka amplitudo

tegangan %asa R,S,T turun, namun beda %asanya tetap !"22 listrik.

*mpedansi yang diukur relai jarak pada saat terjadi gangguan hubung

singkat tiga %asa adalah sebagai berikut &relai ' R*relai'*RZR' R *R+imana,ZR ' impedansi terbaca oleh relaiR ' Tegangan %asa ke netral*R ' rus %asa

". /angguan 0ubung Singkat +ua 1asa

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 3/8

Untuk mengukur impedansi pada saat terjadi gangguan hubung singkat

dua %asa, tegangan yang masuk ke komparator relai adalah tegangan

%asa yang terganggu, sedangkan arusnya adalah selisih (secara 3ektor)

arusarus yang terganggu. isalkan terjadi hubung singkat antara %asaS dan T, maka pengukuran impedansi untuk hubung singkat antara %asa

S dan T adalah sebagai berikut & relai ' S 4 T* relai ' *S *TSehingga,ZR ' relai*relai ' ( S 4 T ) ( *S 4 *T )

#. /angguan 0ubung Singkat Satu 1asa 5e TanahUntuk mengukur impedansi pada saat hubung singkat satu %asa ke

tanah, tegangan yang dimasukkan ke relai adalah tegangan yang

terganggu, sedangkan arus %asa terganggu di tambah arus sisa dikali

%aktor kompensasi. isalnya terjadi gangguan hubung singkat satu %asa

R ke tanah, maka pengukuran impedansi dilakukan dengan cara

sebagai berikut& Tegangan pada relai& relai ' Rrus pada relai & *relai ' *R652.*nrus netral & *n'*R6*S6*T5ompensasi urutan nol & 52'!#(Z2Z!Z!)

Z!'R(*R652.*n)Untuk gangguan hubung singkat satu %asa ke tanah, *mpedansi urutan

nol akan timbul pada gangguan tanah. danya 52 adalah untuk

mengkompensasi adanya impedansi urutan nol tersebut. Sehingga

impedansi yang terukur menjadi benar.

Karakteristik Relai Jarak  

5arakteristik relai jarak merupakan penerapan langsung dari prinsip dasar

relai jarak. 5arakteristik ini biasa digambarkan didalam diagram R7.

Diagram R-X 

acammacam karakteristik relai jarak adalah sebagai berikut &

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 4/8

!. 5arakteristik impedansi8iriciri nya &

a. erupakan lingkaran dengan titik pusatnya ditengahtengah,

sehingga mempunyai si%at non directional. Untuk diaplikasikan

sebagai pengaman SUTT perlu ditambahkan relai directional atau

relai arah.b. empunyai keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high

resistance.c. 5arakteristik impedansi sensiti3e oleh perubahan beban, terutama

untuk SUTT yang panjang sehingga jangkauan lingkaran impedansi

dekat dengan daerah beban.

Gambar 1. Karakteristik Impedansi

". 5arakteristik ho8iriciri &a. Titik pusatnya bergeser sehingga mempunyai si%at directional.b. empunyai keterbatasan untuk mengantisipasi gangguan tanah high

resistance.c. Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone# dengan karakteristik ho

lensa geser.

Gambar 2b. Karakteristik Mho Z1Z2 parsial !ross-polarise Mho Z"

#ensa geser.#. 5arakteristik Reaktansi

8iriciri &

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 5/8

a. 5arateristik reaktansi mempunyai si%at non directional. Untuk aplikasi

di SUTT perlu ditambah relai directional atau relai arah.b. +engan seting jangkauan resisti% cukup besar maka relai reaktansi

dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi.

Gambar ". Karakteristik Reaktan$e dengan %tarting Mho.9. 5arakteristik :uadrilateral

8iriciri &

a. 5arateristik ;uadrilateral merupakan kombinasi dari # macamkomponen yaitu & reaktansi, berarah dan resisti%.

b. +engan seting jangkauan resisti% cukup besar, maka karakteristik

relai ;uadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan

tahanan tinggi.c. Umumnya kecepatan relai lebih lambat dari jenis mho.

Gambar &. Karakteristik '(adrilateral

Pola Proteksi

gar gangguan sepanjang SUTT dapat ditripkan dengan seketika pada

kedua sisi ujung saluran, maka relai jarak perlu dilengkapi %asilitas

teleproteksi. $olapola proteksi tersebut adalah &

!. )ola Dasar 8iriciri $ola dasar &  Tidak ada %asilitas sinyal $<8 Untuk lokasi gangguan antara =2 4 !22 > relai akan bekerja ?one"

yang @aktunya lebih lambat (tertunda).

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 6/8

". )ola )*++ ,)ermissie *nderrea$h +ranser +rip/$rinsip 5erja dari pola $UTT & $engiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak ?one!.  Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak ?one"

bekerja disertai dengan menerima sinyal. (carrier receipt). -ila terjadi kegagalan sinyal $<8 maka relai jarak kembali ke pola

dasar. +apat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

#. )ermissie 0errea$h +ranser +rip ,)0++/$rinsip 5erja dari pola $ATT & $engiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak ?one".  Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak ?one"

bekerja disertai dengan nmenerima sinyal (carrier receipt). -ila terjadi kegagalan sinyal $<8 maka relai jarak kembali ke pola

dasar.

+apat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

9. )ola Blo$king ,Blo$king %$heme/$rinsip 5erja dari pola -locking & $engiriman sinyal block (carrier send) oleh relai jarak ?one# re3erse.  Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak ?one"

bekerja disertai dengan tidak ada penerimaan sinyal block. (carrierreceipt).

-ila terjadi kegagalan sinyal $<8 maka relai jarak akan mengalami

mala kerja. embutuhkan sinyal $<8 cukup hal% dupleB. Relai jarak yang dibutuhkan merk dan typenya sejenis.

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 7/8

Penyetelan Daerah Jangkauan pada Relai Jarak 

Relai jarak pada dasarnya bekerja mengukur impedansi saluran, apabila

impedansi yang terukur dirasakan relai lebih kecil impedansi tertentu

akibat gangguan (Zset C Z1) maka relai akan bekerja. $rinsip ini dapatmemberikan selekti3itas pengamanan, yaitu dengan mengatur hubungan

antara jarak dan @aktu kerja relai.

$enyetelan relai jarak terdiri dari tiga daerah pengamanan, $enyetelan?one! dengan @aktu kerja relai t!, ?one" dengan @aktu kerja relai t",

dan ?one# @aktu kerja relai t#.

!. )enetelan Zone-1+engan mempertimbangkan adanya kesalahankesalahan dari data

saluran, 8T, $T, dan peralatan penunjang lain sebesar !2> "2 >,

?one! relai disetel =2 > dari panjang saluran yang diamankan.Zone! ' 2,= . Z <! (Saluran). Daktu kerja relai seketika, (t!' 2) tidak

dilakukan penyetelan @aktu .". )enetelan Zone-2

$rinsip peyetelan Zone" adalah berdasarkan

pertimbanganpertimbangan sebagai berikut &Zone" min ' !," . Z<!Zone" mak ' 2,= (Z <! 6 2,=. Z<")+engan & Z<! ' *mpedansi saluran yang diamankan.Z<! ' *mpedansi saluran berikutnya yang terpendek ()Daktu kerja relai t"' 2.9 sd 2.= dt.

#. )enetelan one-"

$rinsip penyetelan ?one# adalah berdasarkan

pertimbanganpertimbangan sebagai berikut &Zone#min ' !." ( Z<! 6 2,=.Z<" )Zone#mak! ' 2,= ( Z<! 6 !,".Z<" )Zone#mak" ' 2,= ( Z<! 6 k.ZTR )+engan & <! ' *mpedansi saluran yang diamankanZ<" ' *mpedansi saluran berikutnya yang terpanjangDaktu kerja relai t#' !." sd !.F dt.

9. )eetelan one-" reerse

7/23/2019 Relai Jarak

http://slidepdf.com/reader/full/relai-jarak 8/8

1ungsi penyetelan ?one# re3erse adalah digunakan pada saat

pemilihan teleproteksi pola blocking. +asar peyetelan ?one# re3erse

ada dua jenis & -ila Z# re3 memberi sinyal trip. Zone# re3 ' !.G Z"Z<!

-ila Z# re3 tidak memberi sinyal trip. Zone# re3 ' " Z"Z<!.G. )enetelan %tarting

1ungsi starting relai jarak adalah & endeteksi adanya gangguan. enentukan jenis gangguan dan memilih %asa yang terganggu.

$rinsip penyetelan starting di bagi ", yaitu &

Starting arus lebih* %asa%asa ' !." 888 atau ct* %asanetral ' 2.!. 888 atau ct

Starting impedansiZsmin ' !."G B Zone#Zs maB' 2.G B k(888 atau 8t BH#)

F. )enetelan Resisti rea$h1ungsi penyetelan resisti% reach adalah mengamankan gangguan yang

bersi%at high resistance. $rinsip penyetelan resisti% reach (Rb) tidak

melebihi dari kreteria setengah beban (!" Z beban ). Untuk system I2 k & Rb ' !G B Zone! B k2 B ". Untuk system !G2 dan G22 k & Rb ' = B Zone! B k2 B "

Semoga berman%aat,5ategori& Sistem $roteksi dan $entanahan