Dasar Proteksi PDF [PDF]

Citation preview

DASAR PROTEKSI/PENGAMAN Jaringan DISTRIBUSI 20 kv



HUBUNGAN PARALEL ANTAR PUSAT LISTRIK V < 20 kV



PLTD A



V>



FCO



Gangguan HS



20 kV



Saat terjadi gangguan hubung singkat dijaringan 20 kV di salah satu feeder, Yang mempunyai FCO---→ FCO trip.



Saat FCO trip dalam tabung terjadi arcing yang waktunya melebihi waktu setting Yang dapat tripkan Rele di outgoing.



GANGGUAN YANG TERJADI: 1. GANGGUAN 3 : bisa terjadi pada fasa R , S dan T terhubung singkat 2. GANGGUAN 2 FASA : bisa terjadi antara •



fasa R & S,



•



fasa T & S atau



•



R & T terhubung singkat



3. GANGGUAN 2 FASA-KETANAH : bisa terjadi antara



•



fasa R& S ketanah



•



fasa T & S ketanah atau



•



fasa R & T ketanah



4. GANGGUAN 1 FASA-KETANAH : bisa terjadi antara •



fasa R - ketanah



•



fasa S - ketanah atau



•



fasa T - ketanah



PERALATAN PENGAMAN PADA JARINGAN 20 kV



1. Pengaman Gangguan Antar Fasa (OCR) 2. Pengaman Gangguan Satu Fasa Ketanah (GFR) Cara kerja:



CT Penyulang Gangguan • CT mentransfer besaran primer ke besaran sekunder + -



• Rele detektor hanya bekerjadengan arus kecil → akurat • Perlu sumber Volt DC untuk tripping PMT • Karakteristik bisa dipilih → Definite, Inverse, ` Very-Inverse atau Extreemely Inverse.



Rele Arus Lebih Sekunder • Elektromekanis Sederhana → Definite, (instant) • Rele definite hanya menyetel waktu • Saat terjadi gangguan hubung singkat arus dari CT masuk ke kumparan Rele Setelan waktu



• Selenoid yang dililit kumparan akan menjadi magnit dan kontak akan ditarik kebawah



• lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya



Rele Arus Lebih Sekunder • Elektromekanis Karakteristik Inverse • Rele inverse menyetel waktu & arus • Saat terjadi gangguan hubung singkat arus 



dari CT masuk ke kumparan Rele • Selenoid yang dililit kumparan akan mem bentuk , fluks terpotong oleh piringan, piringan berputar.



• Lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya



• Elektrostatik



CT



I







Rect



Kontak Output Comp Set timer



C



Set I (arus)



• Arus gangguan hubung singkat masuk ke CT • Arus ini di searah kan di Rectifier dan arus searah di teruskan ke comp • Kapasitor digunakan menambah arus yang masuk coil tripping



WIRING DIAGRAM OVER CURRENT RELAY & GROUND FAULT RELAY TRAFO 150/20 KV



NGR



TRAFO 150/20 KV



PMT



CT



Jaringan distribusi



OCR/GFR



PMT



CT



ON NGR



OCR



OCR



OCR



RELAY GFR



CARA KERJA OCR PADA SAAT HUBUNG SINGKAT 3 FASA PMT



CT



TRAFO 150/20 KV



HUBUNG SINGKAT 3 FASA



ON OFF



NGR



OCR



OCR



OCR



GFR



Gangguan terjadi pada fasa R,S dan T Arus gangguan hubung singkat mengalir di jaringan, Karena arus tersebut > dari ratio CT pada sekunder CT mengalir arus Masuk ke OCR --→ OCR memasok arus ke PMT--→ PMT trip.



CARA KERJA OCR PADA SAAT HUBUNG SINGKAT 1 FASA - KETANAH PMT



CT



TRAFO 150/20 KV



R HUBUNG SINGKAT 1 FASA



3Io



S T



ON OFF



NGR



OCR



OCR



OCR



GFR



Gangguan HS terjadi pada fasa T, arus mengalir masuk ke GFR -→ PMT trip



KARAKTERISTIK INSTANT = MOMENT T (detik)



t SET I SET MOMENT



I (ampere)



PADA KARAKTERISTIK INSTANT MEMPUNYAI WAKTU MINIMUM: 40 s/d 80 milisecond DENGAN ARUS YANG BESAR Digunakan: untuk back up pada pengaman distribusi



KARAKTERISTIK TUNDA WAKTU TERTENTU ( DEFINITE TIME ) t (detik)



t SET



I SET



I (ampere)



Karakteristik definite time: bisa di setting arus besar setting waktu kecil



KARAKTERISTIK KOMBINASI INSTANT DENGAN TUNDA WAKTU INVERSE t (detik)



I SET



I SET MOMENT



I (ampere)



Digunakan untuk setting inverse dan moment



PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT JARINGAN RADIAL SINGLE KOORDINASI DENGAN O.C INVERSE



SUMBER KIT



TRAFO UNIT, TRAFO DAYA



51



51



51



51



51G



51G



51G



51G



51N



PERHITUNGAN KOORDINASI SELALU DIMULAI DARI RELAI PALING HILIR, DAN BERGERAK KE HULU



CONTOH



SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI



A



1



1



B



C



2



2



3



D



4



5



1. Differential Relay Pengaman Utama Trafo 2. Over Current Relay Trafo sisi 150 kV Pengaman Cadangan Lokal Trafo Pengaman Cadangan Jauh Bus B 3. OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman Utama Bus B1 Pengaman Cadangan Jauh saluran BC 4. OCR dan GFR di B2 Pengaman Utama saluran BC Pengaman Cadangan Jauh saluran CD



5. OCR dan GFR di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman Cadangan Jauh seksi berikut



PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT UNTUK :



• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA • GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA • GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA KETANAH • GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH



RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAH



I=



V Z



HUKUM OHM



I = ARUS GANGGUAN H.S V = TEGANGAN SUMBER Z = IMPEDANSI DARI SUMBER KETITIK GANGGUAN, IMPEDANSI EKIVALENT



BIASANYA



NILAI IMPEDANSI EKIVALENT INI YANG MEMBINGUNGKAN PARA PEMULA.



DARI KETIGA JENIS GANGGUAN, PERBEDAANNYA ADA PADA UNTUK GANGGUAN 3 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH IMPEDANSI URUTAN POSITIF NILAI EKIVALEN Z1 TEGANGANNYA ADALAH E FASA UNTUK GANGGUAN 2 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. NILAI EKIVALEN Z1 + Z2



UNTUK GANGGUAN 2 FASA KETANAH : TEGANGANNYA ADALAH E



FASA-FASA



IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. + URUTAN NOL NILAI EKIVALEN Z1 + Z2 * Z0 Z2 + Z 0 UNTUK GANGGUAN 1 FASA KETANAH : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. + URUTAN NOL NILAI EKIVALEN Z1 + Z2 + Z0 TEGANGANNYA ADALAH E



FASA



PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN :



1.GANGGUAN TIGA FASA :



2. GANGGUAN DUA FASA :



RUMUSNYA :



I =



V Z



V =



TEGANGAN FASA - NETRAL



Z =



IMPEDANSI Z1 ekivalen



RUMUSNYA :



I =



V



Z



V = TEGANGAN FASA - FASA



Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 ) ekivalen



PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN :



3. GANGGUAN DUA FASA - KETANAH :



RUMUSNYA :



I =



V Z



V =



TEGANGAN FASA - FASA



Z =



IMPEDANSI Z1 + Z2 * Z0 ekivalen Z2 + Z 0



4. GANGGUAN SATU FASA KETANAH : RUMUSNYA :



I =



V



V =



3 x TEGANGAN FASA



Z



Z = IMPEDANSI ( Z + Z + Z ) eki 1 2 0



Setelan Tms dan waktu pada relay invers



 I  k  t x   fault  − 1  ISET   Tms = 0,14 t=



0,14  Tms  IFAULT   I  SET



k



  −1  



detik



Faktor k tergantung pada kurva arus waktu, sebagai berikut: Nama kurva IEC standard Inverse



k 0,02



IEC very Inverse



1



IEC Extremely Inverse



2



IEEE standard Inverse



0.02



IEEE Short Inverse



0.02



IEEE Very Inverse



2



IEEE inverse



2



IEEE Extremely Inverse



2



t = Waktu trip (detik). Tms = Time multiple setting. Ifault = Besarnya arus gangguan Hub Singkat (amp) Setelan over current relay (inverse) diambil arus gg hub singkat terbesar. Setelan ground fault relay (inverse) diambil arus gangguan hub singkat terkecil. ISET = Besarnya arus setting sisi primer Setelan over current relay (Invers) diambil 1,05 s/d 1,1 x Ibeban Setelan ground fault relay (inverse) diambil 0,06 s/d 0,12 x arus gg hub singkat terkecil.



KURVA RELAY INVERS



I.D.M.T



Very Inverse



Extremely Inverse



CODE RELAY RELAY DEVICE



PROTECTION FUNCTION



FUNCTION NO



21



DISTANCE



25



SYNCHONIZING



27



UNDER VOLTAGE



32



DIRECTIONAL POWER



40



LOSS OF EXCITATION (FIELD)



46



PHASE BALANCE (CURRENT BALANCE, NEGATIVE SEQUENCE CURRENT)



47



PHASE SEQUENCE VOLTAGE (RESERVE PHASE VOLTAGE)



49



THERMAL (GENERALLY THERMAL OVERLOAD)



50



INSTANTANEUS OVERCURRENT



51



TIME-OVERCURRENT



59



OVER VLTAGE



60



VOLTAGE BALANCE (BETWEEN TWO CIRCUIT)



67



DIRECTIONAL OVERCURRENT



81



FREQUENCY (GENERALLY UNDERFREQUNCY)



86



LOCKOUT



87



DIFFRENTIAL



CLASSIFICATION OF PROTECTION RELAY FUNCTION



Type



Relay Application



A



Alarm Only



B



Bus Protection



C



Temperature



G



Ground-Fault Protection ( Relay CT in a system Neutral circuit or Generator Protection)



GS



Ground-Fault Protection ( Relay CT is Toroidal or Ground sensor Type)



L



Line Protection



M



Motor protection



N



Ground Fault Protection (Relay Coil Connected in Residual CT Circuit)



T



Transformer Protection



V



Voltage



Examples: 87T = Transformer Differential Relay 51G = Time- Over current Relay Used for Ground Fault Protection 49M = Motor winding overload (or Over Temperature) Relay



SCHEME GENERATOR 1. GENERATOR KECIL (sistem isolated) Daya: 500 s/d 1000 kVA tegangan 600 volt (maksimum)



1- 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1-51G, backup ground time overcurrent relay



2. GENERATOR SEDANG (sistem isolated/ paralel) Daya: 500 s/d 12 500 kVA tegangan 600 volt (maksimum)



3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1 -51G, backup ground time overcurrent relay 1 - 87, differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk pengendalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan



2. GENERATOR SEDANG (pengaman khusus) Daya: 500 s/d 12 500 kVA, tegangan 600 volt (maksimum)



3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1 -51G, backup ground time overcurrent relay



1 - 87, differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection



1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan 1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced



4. GENERATOR BESAR Daya:  50 000 kVA



3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan 1 -51G, backup ground time overcurrent relay 1 - 87, differential relay 1 – 87G, ground differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan 1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced. 1 – 49, temp relay untuk monitor belitan temp stator 1 – 64F, generator field relay, hanya untuk mesin yg mempunyai medan supply slip rings



1 – 60, voltage balance relay



Terima Kasih



LANJUT: KE ANALISA SISTEM TENAGA