Relay Pembangkit Lur P3B JB
-
Upload
tatang-festiyawan -
Category
Documents
-
view
55 -
download
4
Transcript of Relay Pembangkit Lur P3B JB
Koordinasi Relay antara Pembangkitan dan
PenyaluranPLN P3B Jawa-Bali
PROTEKSI GENERATOR & TRAFO STEP UP
Kelompok I (21G,51G/51V, 51GT,51NGT,51NT)
Kelompok II (81,24 atau 59/81)
Kelompok III (78,40)
Kelompok IV (51N/ST)
Proteksi Cadangan
Proteksi Utama
Differential Relay (87) 87T
G
T
51NT
50/51UAT
87UAT
51N
87GT
G 87G
59/81
60
21
21 Y
40
46
32
50/51
59GN
7881
Voltage Balance Relay (60)
Negative Sequence Relay (46)
Directional Power Relay (32)
Yang perlu diperhatikan dalam koordinasi proteksi grid dan pembangkit :
Variasi Frekuensi (49.50 – 50.50 Hz)Variasi Tegangan Sistem ( 150 kV :-10% hingga +5%)
(500 kV : -5% hingga +5%)
Fault Clearing timeBasic Fault clearing time
* 90 ms pada 500 kV * 120 ms pada 150 kV
Back-up time * 400 ms untuk Zone-2
operating timeCBF time
* 200 – 250 msSelektifitas antara generator dan sistem
* discriminating time 300 ms
Kondisi Sistem Operasi
Proteksi Cadangan Generator dan Trafo yang harus dikoordinasikan dengan Proteksi Penghantar
I. Back up relay proteksi untuk phase to phase atau phase to ground fault (21G, 51G/51V, 51GT, 51NGT dan 51 NT)
II. Frekuensi dan Relay Over Excitation (81G, 24 atau 59/81)
III. Out of Step dan Relay Loss of Field ( 78 dan 40)
IV. Back Up Proteksi Trafo Start up untuk phase to ground fault (51N/ST)
I. Back Up Relay Proteksi Untuk Phase to Phase atau Phase to Ground Fault
(21G, 51G/51V, 51GT, 51NGT & 51 NT)
I.a. Distance Relay (21G)
Proteksi back up yang berguna untuk memisahkan generator dan trafo generator dengan sistem , apabila ada gangguan pada generator atau trafo generator yang mana tidak diatasi oleh proteksi utama
Yang harus diperhatikan dalam setting :
Jangkauan Impedansi 21G harus dikoordinasikan dengan impedansi line relay dan CBF, ketika jangkauan impedansi 21G melewati impedansi line.
Operating time harus di-delay > dari 700 millisecond. Berdasarkan pada :
- CBF operating time : 200 msec. tCBF < 250 msec.
- Zone-2 distance relay operating time : 400 msec
- Discriminating time (t) diantara dua relai : 300 msec
G
21
Z1fZ1b
Z1f + t(700ms)
GT
ZL
I.b. Over Current Relay (51G, 51T dan 51 NGT)
Yang harus diperhatikan dalam setting :
Current setting merupakan tanggung jawab pembangkitOperating time harus dikoordinasikan dengan sistem proteksi transmisi , seperti 21-Line, CBF dan proteksi Bus barRelay harus memiliki karakteristik Inverse Time Time delay 700 ms
Untuk memisahkan generator dengan sistem , apabila ada gangguan pada sistem yang mana tidak diatasi oleh proteksi utama
II. Frekuensi dan Relay Over Excitation (81G, 24 atau 59/81)
GRID CODE SISTEM TRANSMISI JAWA BALIFrekuensi nominal 50 Hz, diusahakan untuk tidak lebih rendah dari 49.5 Hz atau lebih tinggi dari 50.5 Hz, dan selama waktu keadaan darurat (emergency) dan gangguan, frekuensi sistem diijinkan turun hingga 47.5 Hz atau naik hingga 52 Hz sebelum unit pembangkit diijinkan keluar dari operasi.
II.a. Under Frequency Relay (81G)
Yang harus diperhatikan dalam setting :
Harus mempertimbangkan keamanan peralatan pembangkit
Harus mendukung Load Shedding dan Islanding operation
Tidak trip pada operasi normal (49.5 <f<50.5 Hz)
Dimungkinkan untuk trip dengan time delay pada Load Shedding atau Islanding operation (47.5<f<49.5 Hz)
Dapat trip secara instan pada frekuensi dibawah Load Shedding or Islanding operation (f< 47.5 Hz)
Bila memiliki lebih dari satu unit daripada unit kedua, dimungkinkan untuk tidak trip secara instan pada 52 Hz
Untuk mendeteksi overloading yang disebabkan oleh berbagai macam gangguan sistem atau kondisi operasi
II.b. Over Excitation Relay (24)
Yang harus diperhatikan dalam setting :
Harus mempertimbangkan keamanan peralatan pembangkit terhadap over excitationHarus mendukung Load Shedding dan Islanding operationTidak trip pada V/Hz < 1.1 pu (Vmax = 1.1 pu dan fmin = 47.5/50 pu)Trip secara instan pada V/Hz > 1.1 pu
Over excitation dapat menyebabkan panas pada stator generator atau trafo generator
Contoh Setting relay 24 pada PLTGU Cilegon
59/81 G Charc vs TG Over Exc Limit
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
2 5 7 10 20 30 40 50 60 70 80 100 200 600
Time (sec)
Rat
io o
f te
rm V
to
fre
q (
pu
)
Setting Capability
KURVA KETAHANAN GENERATOR & SETTING RELAY 24 G TERHADAP GANGGUAN OVER EXCITATION TERHADAP WAKTU
III. Out of Step dan Relay Loss of Field ( 78 dan 40)
Yang harus diperhatikan dalam setting :
Proteksi bekerja dengan cepat untuk loss of excitation dengan inisial machine loading yang tinggiZone proteksi dari 40G relay sebaiknya tidak menyebabkan pengurangan kapabilitas generator (under-excited operating capability)Relay sebaiknya tidak berkerja dikarenakan recoverable power swing dalam sistem
III.a. Loss of Field Relay (40G)
Loss of excitation dapat menyebabkan tingginya nilai arus yang mana dapat membahayakan (overheat pada rotor dan stator generator)
Loss of Field Relay (40G)
o Trip seketika (instant) untuk kondisi beban sebesar 30 % atau lebih besar
o Trip dengan delay (0.5 hingga 0.6 sec) untuk kondisi beban yang kecil
Karakteristik Loss of Field
o Titik impedansi final tergantung beban pada loss of excitation mesin dan bervariasi dari Xd’/2 pada beban penuh hingga Xd pada saat tanpa beban.
o Kurva impedansi locus tergantung pada nilai impedansi sistem. Untuk impedansi sistem kurang dari 20% langsung ke titik final dan untuk impedansi sistem yang lebih besar, kurva akan berbentuk spiral menuju titik final.
Karakteristik Loss of Field
A
C
XT
XG
D
ZS
EG/ES = 1
EG ES
XGA
XT ZS
o Pada zero slip XG sama dengan Xd (synchronous reactance) dan pada 100% slip XG sama dengan Xd” (sub transient reactance).
o Pada kasus tertentu, impedansi sama dengan Xd’ (transient reactance) pada 50% slip dan pada 2Xd’ dengan slip 0.33%
o Berdasarkan pengalaman slip terjadi pada saat asinkron yang sangat rendah mendekati 1 %
Contoh : Suralaya 4 x 400 MW + 3 x 600 MW
2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 22
1.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
22
2
SVXk
SHXk
X0 k
X2 k
X3 k
X4 k
X5 k
XX4 k
Xloss4 k
XLk
Xgtk
Xrloss1y
Xrloss2y
XP0 x
Xuel0 x
22 SVRk SHRk R0 k R2 k R3 k R4 k R5 k RR4 k Rloss4 k RLk Rgtk Rrloss1y Rrloss2y RP0 x Ruel0 x
o MVA Sc =21.807o Slip = 0.1
(40)*Kurang sesuai
2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 22
1.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
22
2
SVXk
SHXk
X0 k
X2 k
X3 k
X4 k
X5 k
XX4 k
Xloss4 k
XLk
Xgtk
Xrloss1y
Xrloss2y
XP0 x
Xuel0 x
22 SVRk SHRk R0 k R2 k R3 k R4 k R5 k RR4 k Rloss4 k RLk Rgtk Rrloss1y Rrloss2y RP0 x Ruel0 x
Contoh : Suralaya 4 x 400 MW + 3 x 600 MW
o MVA Sc =21.807
o Slip = 1%
(40)*Kurang sesuai
Contoh : Suralaya 4 x 400 MW + 3 x 600 MW
o MVA Sc =21.807
o Slip = 10%
2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 22
1.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
22
2
SVXk
SHXk
X0 k
X2 k
X3 k
X4 k
X5 k
XX4 k
Xloss4 k
XLk
Xgtk
Xrloss1y
Xrloss2y
XP0 x
Xuel0 x
22 SVRk SHRk R0 k R2 k R3 k R4 k R5 k RR4 k Rloss4 k RLk Rgtk Rrloss1y Rrloss2y RP0 x Ruel0 x(40)*Sesuai
Yang harus diperhatikan dalam setting :• Out of step relay beroperasi pada kondisi lepas
sinkron yang terjadi di generator• Out of step relay tidak bekerja saat power swing
terjadi di luar generator• Relay tetap berkerja dengan baik selama kondisi
lepas sinkron pole slipping yang rendah atau besar.
• Out of step relay hanya diijinkan bekerja pada power angle antara generator dan sistem dalam keadaan kurang tenaga
• Out of step relay tidak bekerja pada recoverable power swing
III.b. Out of Step Relay (78)
Untuk mengamankan mesin dari osilasi mekanis yang disebabkan oleh pole slipping pada generator.
Out of Step Relay (78)
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 11
0.5
0
0.5
11
1
XLk
X0 k
X2 k
X3 k
X4 k
X5 k
XX11 y
XX12 y
XX13 y
XX14 y
XX15 y
Xm y
SVXk
SHXk
11 RLk R0 k R2 k R3 k R4 k R5 k RR11 y RR12 y RR13 y RR14 y RR15 y Rm y SVRk SHRk
Contoh : Suralaya 4 x 400 MW + 3 x 600 MW
o MVA Sc =21.807
o Slip = 0.1
(78)*Kurang sesuai
Locus Impedansi pada Eg/Es=1,2
Jangkauan Outside Forward 78 G
Jangkauan Inside Forward 78 G
Locus Impedansi pada Eg/Es=1,0
Locus Impedansi pada Eg/Es=0,8
Jangkauan Inside Reverse 78 G
Jangkauan Outside Reverse 78G
o Paiton 5&6 + Paiton PLN MVA Sc =11.793
o Slip = 10
Contoh : Paiton 2 x 610 MW
2 0 22
0
22.0
2.0
XLk
X,0 k
X,2 k
X,3 k
X,4 k
X,5 k
X7,1 y
X7,2 y
X7,3 y
X7,4 y
X7,5 y
X7,6 y
Xup1y
Xup2y
Xlo1y
Xlo2y
22 ,,,,,,,,,,,,,,,RLkR,0 k
R,2 k
R,3 k
R,4 k
R,5 k
R7,1 y
R7,2 y
R7,3 y
R7,4 y
R7,5 y
R7,6 y
Rup1yRup2
yRlo1
yRlo2
y
(78)*Kurang sesuai
2 0 22
0
22.0
2.0
XLk
X0 k
X2 k
X3 k
X4 k
X5 k
X71 y
X72 y
X73 y
X74 y
X75 y
X76 y
Xup1y
Xup2y
Xlo1y
Xlo2y
22 RLk R0 k R2 k R3 k R4 k R5 k R71 y R72 y R73 y R74 y R75 y R76 y Rup1y Rup2y Rlo1y Rlo2y
Contoh : Paiton 2 x 610 MW
o Paiton 5&6 + Paiton PLN MVA Sc =11.793
o Slip = 1
(78)*Kurang sesuai
Contoh Koordinasi Relai antara 78G dan 40 G pole 10 %
Locus Impedansi Eg/Es=0,8
2 0 22
0
22
2
XLk
X,0 k
X,2 k
X,5 k
X7,1 y
X7,2 y
X7,3 y
X7,4 y
X7,5 y
X7,6 y
X41y
XC,0 x
Xup1y
Xup2y
Xlo1y
Xlo2y
22 ,,,,,,,,,,,,,,,RLkR,0 k
R,2 k
R,5 k
R7,1 y
R7,2 y
R7,3 y
R7,4 y
R7,5 y
R7,6 y
R41yRC
,0 xRup1
yRup2
yRlo1
yRlo2
y
Kurva kapabilitas generator
Jangkauan 40 G
Jangkauan Outside Forward 78G
Jangkauan Inside Forward 78G
Jangkauan Inside Reverse 78G
Jangkauan Outside forward 78G
*Kurang sesuai
IV. Back Up Proteksi Trafo Start up untuk phase to ground fault (51N/ST)
IV. Start-up Transformer Protection (51N/ST)
Untuk memisahkan auxiliary trafo dengan sistem bila gangguan sistem pada auxiliary pembangkit tidak teratasi oleh proteksi utama
Yang harus diperhatikan dalam setting :
Current setting merupakan tanggung jawab pembangkitOperating time harus dikoordinasikan dengan back up proteksi sistem transmisi, seperti GFR Line dan GFR Trafo Inter BusRelay harus memiliki karakteristik Inverse Time Time delay 1500 ms
Terimakasih