Trip Relai Incoming Akibat Keterlambatan

Sistem Proteksi pada PenyulangPendahuluan

Seiring dengan meningkatnya tuntutan keandalan sistem

tenaga listrik serta kualitas pelayanan pelanggan. PLN

senantiasa berupaya menekan angka gangguan/ pemadaman. Untuk

itu kandalan dan sistem proteksi jaringan yang dapat bekerja

dengan baik menjadi kunci utama dalam melokalisasi dan

mengurangi gangguan serta menceggah kerusakan peralatan

akibat gangguan. Dengan demikan diharapkan angka gangguan

dapat ditekan sehingga PLN tenang, pelangganpun senang.

Latar Belakang

Dalam beberapa bulan terakhir terjadi gangguan pada

penyulang (Jaringan Distribusi) yang berdampak pada tripnya

relai incoming akibat kegagalan atau keterlambatan sistem

proteksi pada penyulang.

Hal ini sangat riskan terjadi, karena tripnya relai

incoming mengakibatkan tripnya penyulang-penyulang lain yang

mendapat sulpai tegangan dari incoming tersebut yang tidak

mengalami gangguan. Sehingga sistem proteksi pada pada

jaringan distribusi kurang handal.

Berikut Data Gangguan Incoming Trafo:

BULAN JUMLAH GANGGUANJANUARI 15PEBRUARI 11

MARET 15APRIL 11TOTAL 52

Jumlah Gangguan Trafo APD Jawa Timur januari-April 2010

UPDBulan

Ganggua

n

Trafo

Operasi

Persenta

seJanua

ri

Pebrua

ri

Mare

t

Apr

ilTengah 8 6 9 7 30 87 34,48Timur 6 3 3 1 13 53 24,53Barat 1 2 3 3 9 55 16,36Jumlah 15 11 15 11 52 195 26,67

Dari data tersebut di atas dapat kita ketahui bahwa angka

gangguan incoming trafo masih terbilang cukup tinggi. Oleh

sebab itu pihak APD (Distribusi) bekerja sama dengan pihak

UPT perlu mencari solusi dalam menekan angka gangguan

incoming.

Tujuan

Menghindari tripnaya relai iancoming akibat kegagalan

sistem proteksi (Relai) penyulang

Mengetahui sistem koordinasi setingan relai incoming

dan relai penyulang

Menganalisis dan mengetahui penyebab trip incoming

Menciptakan sistem proteksi jaringan distribusi yang

sensitif, selektif dan handal.

Landasan Teori

Pengertian Dasar Proteksi

1. Fungsi Proteksi

Fungsi proteksi adalah memisahkan bagian sistem yang

terganggu sehingga bagian sistem lain dapat terus beroperasi

dengan cara sebagai berikut:

a. Mendeteksi adanya gangguan atau kondisi abnormal

lainnya pada bagian sistem yang diamankannya (fault

detection)

b. Melepaskan bagian sistem yang terganggu (fault clearing)

c. Menberikan indikasi adanya gangguan.

Komponen-komponen penting dalam sistem proteksi:

Relai Proteksi : sebagai elemen perasa yang mendeteksi

adanya gangguan dan keadaan abnormal lainnya (fault

detection)

Pemutus Tenaga (PMT) : Memutuskan arus gangguan dalam

sirkit tenaga untuk melepaskan sistem yang terganggu

(fault clearing)

Trafo Arus (CT), Trafo Tegangan (PT) dan Trafo Arus

Toroida (zero sequence current transformer) : Sebagai alat

pengubah/ pembanding besaran primer menjadi sekender.

Battery (Aki) : sebagai sumber tegangan untuk tripping

PMT serta catu daya untuk relai dan relai bantu

(auxiliary relay).

Syarat dan Karakteristik Relai

• Kepekaan ( sensitivity ) : harus peka terhadap

gangguan dalam rangsangan minimum.

• Keandalan ( reliability ) :

• dependability (Tingkat Kepastian Kerja): tidak

boleh gagal

• Security : Kepastian untuk tidak salah kerja

• Selektifitas ( selectivity ) : security : Pengaman

harus dapat memisahkan bagian sistem yang

terganggu sekecilnya yaitu hanya seksi atau

peralatan yang terganggu saja yang termasuk

kedalam kawasan pengaman utamanya.

• Kecepatan ( speed ) : memisahkan daerah terganggu

secepat mungkin sehingga kerugian/ kerusakan

akibat gangguan dapat diminimalisasi.

A. OCR ( Over Current Relay / Relai Arus Lebih )

OCR bekerja apabila terjadi arus yang melebihi

settingannya. Relai ini bekerja untuk melindungi peralatan

listrik lainnya apabila terjadi arus lebih akibat :

1. Adanya penambahan beban atau perkembangan beban

2. Adanya gangguan hubung singkat di Jaringan maupun

Instalasi listrik

Gangguan hubung singkat terjadi antar fasa yaitu dua

fasa maupun tiga fasa

Karakteristik Relay Arus Lebih

1. Relai arus lebih seketika ( moment, instant )

2. Relai arus lebih waktu tertentu ( definit time )

3. Relai arus lebih waktu terbalik ( inverse time )

4. Kombinasi waktu seketika dengan waktu tertentu

5. Kombinasi waktu seketika dengan waktu terbalik

Gambaran Karakteristik Relai Arus Lebih

A. Relai Arus Lebih Seketika ( moment, instant )

Karakteristik relai ini bekerja tanpa adanya penundaan

waktu. Jangka waktu mulai relai pick up sampai kerja

relai sangat singkat ( 20 ms – 50 ms ).

B. Relai Arus Lebih Waktu tertentu ( definit time )

Karakteristik relai ini bekerja dengan settingan waktu.

Jangka waktu mulai relai pick up sampai kerja relai

diperpanjang dengan harga tertentu tidak tergantung

besarnya arus

C. Relai Arus Lebih Waktu Terbalik ( inverse time )

Karakteristik relai ini bekerja berkebalikan dengan

waktu. Jangka waktu mulai relai pick up sampai kerja

relai berbanding terbalik dengan besarnya arus yang

mengerjakannya .

D. Kombinasi Relai Arus Lebih Seketika dengan Waktu Tertentu

Relai ini bekerja dengan perpaduan 2 karakteristik.

Apabila arus yang melewati melebihi Isetting relai instant

dan definit, maka kedua karakteristik tersebut sama –

sama bekerja tetapi relai instant lebih cepat bekerja

maka indikasi relai menunjukkan instant sedangkan apabila

arus yang melewati melebihi Isetting relai definit tetapi

dibawah Isetting instant maka yang merasakan dan bekerja

adalah karakteristik relai definit sedangkan

karakteristik relai instant tidak bekerja.

E. Kombinasi Relai Arus Lebih Seketika dengan Waktu Terbalik

Relai ini bekerja dengan perpaduan 2 karakteristik.

Apabila arus yang melewati melebihi Isetting relai instant

dan inverse, maka kedua karakteristik tersebut sama –

sama bekerja tetapi relai instant lebih cepat bekerja

maka indikasi relai menunjukkan instant sedangkan apabila

arus yang melewati melebihi Isetting relai inverse tetapi

dibawah Isetting instant maka yang merasakan dan bekerja

adalah karakteristik relai inverse sedangkan

karakteristik relai instant tidak bekerja.

B. DGFR ( Directional Ground Fault Relay / Relai Arus

Gangguan Tanah )

DGFR adalah perpaduan 2 karakteristik relai yaitu :

1. DGR ( Directional Ground Relay )

Rele ganguan tanah berarah dipasang pada

penyulang 20 kV sebagai pengaman utama untuk

mengamankan gangguan 1 phasa ke tanah. Rele ini

bekerja berdasarkan dua besaran. Yaitu arus Io

( dari ZCT yang baru memang baru muncul kalau ada

gangguan tanah ) dan Vo ( dari PT ) Open Delta yang

menghasilkan suatu sudut dan arah tertentu. Bila

salah satu komponen tidak terpenuhi maka rele tidak

akan bekerja.

2. GFR ( Ground Fault Relay/ Earth Faulth )

Rele arus lebih tanpa arah atau GFR adalah rele

yang bekerja apabila dilalui arus yang melebihi

settinganya ( dari ZCT ). Arus lebih yang dideteksi

rele ini berasal dari ganguan phasa – tanah.

STANDART WAKTU KERJA RELAI KARAKTERISTIK WAKTU BERDASARKAN BS 142 / IEC 255-3 / IEEE -ANSI

Standart Inverse Very

Inverse

Extremlly Inverse

Long Time Inverse Short Time

Inverse

𝑡 = 0.14 𝑥 𝑡𝑑

ቈቈ 𝐼𝑓𝐼𝑠𝑒𝑡 ቈ0.02

ቈ− 1

KETERANGAN

t = waktu kerjatd = time dial

DATA PENGUJIAN RELAI

Klasifikasi Penyebab Trip pada Incoming

1. Proteksi penyulang 20 kV mecet, terlambat, atau tidak

bekerja

2. Proteksi trafo tidak stabil

3. Kesalahan koordinasi proteksi

4. CT jenuh

5. Salah wiring atau triping command

6. DC Fault

7. Gangguan di bus 20 kV

8. Gangguan penyulang dalam converage setting moment

incoming ( 4x In Trafo)

9. Over load.

Dampak dari Trip Incoming

Apabila beban total penyulang saat incoming trip besar

dapat berakibat pada kerusakan trafo

Penyulang yang tidak mengalami gangguan ikut padam

(gangguan meluas)

Daya yang terjual ke konsumen berkurang akibat gangguan

Pendapatan perusahaan otomatis berkurang

Kualitas pelayanan konsumen menurun

Nilai SAIDI dan SAIFI meningkat

Kualitas kinerja menurun

Dalam hal ini yang akan jadi fokus utama pembahasan

adalah pada kegagalan proteksi pada penyulang.

Indikasi Kegagalan pada Sistem Penyulang:

1. Ralai tidak bekerja (relai mengalami kerusakan)

o DC Fault

o Wiring

o Rusak

o Salah setting

2. Relai bekerja tetapi mengalami keterlambatan

* Keterlambatan pada relai bantu

o Type Hight Speed

o Type Low Speed

* Keterlambatan pada mekanis PMT penyulang

* Perintah trip dari relai ke koil (contactor)

mengalami hambatan

3. Untuk penyualng yang amsih mengguankan relai jenis

manual seperti MCGG perlu mendapat perhatian lebih

karena jelai jenis ini tidak dapat dilihat event

dari hasil download relainya langsung. Di samping

itu biasanya relai jenis ini sering mengalami

keterlambatan atau beru bekerja setelah arus nominal

melebihi settingan.

Tinjauan dan Penanganan Awal

Tinjauan awal setting relai incoming da relai penyulang:

Perkiraan lokasi/bagian yang terjadi gangguan

o Jaringan sebelum relai penyulang

o Rel/Busbar setelah relai penyualang menuju relai

incoming

Jenis gangguan serta beban pada saat terjadi gangguan

Investigasi dan Tinjauan Langsung ke Lapangan

Melihat event (jurnal gangguan) bisa langsung

didownload dari relainya seperti pada relai jenis

digital seperti (Vamp, Micom, dan SEL) atau meminta

keterangan dari piket dispatcher/ operator GI

Melakukan pemeriksaan kondisi fisik relai

Memastikan wiring contact trip sudah terpasang dengan

benar

Pengujian relai :

o OCR

o DGR

o Earth Fault

o Recloser

Uji Time CB

Pengubahan settingan bila perlu

Koordinasi dengan pihak UPT selaku pihak yang

bertangguang jawab terhadap relai incoming.

Solusi dan Tindakan Lanjut

1. Pemantauan indikasi gangguan relai serta kondisinya

melalui daftar gangguan penyulang atau laporan dari

operator GI

2. Investigasi Relai yang terindikasi mengalami gangguan

atau masalah

3. Pemeliharaan serta pengujai relai secar berkala

disertakan pada saat pemeliharaan kubikel tahunan.

4. Memastikan settiangan relai dengan melakukkan pengujian

terlebih dahulu

5. Mengkoordinasikan settingan relai penylang kepada pihak

UPT sebagai dasar penentuan settingan relai incoming

6. Mengetahui karakteristik setiap jenis (Merk) relai

7. Memberikan laporan kepada pihak yang terkait jika

terjadi perubahan pada settingan relai

Kendala

1. Penggunaan relai yang masih analog sehingga, jika

terjadi gangguan tidak dapat terdeteksi event gangguan

tersebut.

2. Sistem proteksi masih menggunakan relay bantu type low

speed

3. Tidak adanya relay earth faulth sebagai back up relay

DGR apabila tidak bekerja.

Saran

Koordinasi dan kerja sama yang baik antara pihak UPT

dan Distribusi sehingga dapat menciptakan sistem

proteksi yang handal

Penggantian relai yang masih analog dengan relai

digital serta relay bantu jenis kontaktor biasa dengan

jinis hight speed

Memasang relay Earth Faulth sebagai back up relay DGR