Laporan Praktikum Sistem Proteksi - 2 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM PROTEKSI RELE ALARM GANGGUAN TANAH



Nama



: Disti Ages Mahega



Dosen Pembimbing



: Carlos R.S, S.T, M.T



Kelas



: 5 LA Kelompok 1



Amira Rofida Ladea



(061930310026)



Apra Rezi



(061930310028)



Dian Aprilian



(061930310030)



Fransisco Rama Saputra



(061930310032)



Getrin Salsabila



(061930310033)



Adha Ditiya Febrico



(061930310458)



Devi Afriani



(061930310460)



Disti Ages Mahega



(061930310461)



Dwinda Damayenti



(061930310462)



PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2021



I.



Tujuan 1. Menyelidiki perilaku rele pada beberapa nilai penyetelan. 2. Memeriksa penyetelan waktu tunda 3. Mengukur konsumsi daya intrinsik. 4. Mendemontrasikan suatu alarm gangguan tanah pada suatu jaringan tiga fasa. 5. Mendemontrasikan reaksi terhadap gangguan tanah trasient.



II.



Teori Dasar Rele alarm gangguan tanah (Earth Fault Alarm Relay) dapat memonitor jaringan tegangan menegah dan tinggi untuk gangguan tanah, dimana rele alarm ini hanya dapat mengindikasi bahwa suatu gangguan terjadi, tetapi rele tidak dapat menemukan letak gangguannya. Pada rele alarm gangguan tanah BERDER USEA 200 yang akan digunakan, gangguan disimulasikan dengan menghubungkan ke belitan bantu (auxiliary winding) pada terminal e – n pada suatu transformator tegnagan dnegan nilai tegangan UN = 100 V, terhubung dalam konfigurasi delta terbuka (open delta). Nilai pengoperasian (operating) dapat disetel secara terus-meneus pada nilai 0,3-0,7 × UN, nilai pelepasan (release) dapat juga disetel secara terusmenerus pada nilai0.5-0,99 × nilai pengoperasian. Rele juga mempunyai suatu waktu tunda (time delay), dimana dapat disetel secara terus-menerus pada nilai 0,5- 5 detik. Jika gangguan tanah menghilang sebelum penyetelan waktu tunda berakhir (disebut sebagai gangguan tanah trasient) rele tidak akan bereaksi. Perangkat membutuhkan suatu tegangan bantu 220 V AC (terminal U H) untuk operasi yang semestinya apabila konsumsi daya intrinsik sekitar 5 W. LED hijau menandakan bahwa rele siap (ready) utuk beroperasi, LED merah menandakan pembangkitan (excitation). Setelah gangguan tanah disisihkan (eliminated) rele lepas. Akan tetapi jika sutu jembatan (bridge) dihubugkan diantara LT1-LT2, isyarat (signal) gangguan tanah tersimpan dalam memori. Agar berhenti (setelah gangguan dilepaskan) secara keseluruhan tombol tekan reset ditekan/dijalankan atau jembatan menjadi terbuka.



Rele keuaran (output) K1 memisahkan dua kontak pemindah (changeover) 11, 12, 14 dan 21, 22, 24. Ini dapat dioperasikan pada suatu penyambungan /pemutusan rangkaian (jembatan 1-2) atau dengan kontak secara normal tertutup jembatan 1-3) sesuai keinginan penggunaan sutu jembatan.



Gambar 1.1 Rele Alarm gangguan tanah BERDER USEA 200.



III.



Peralatan Yang Digunakan a. Pemutus Tenaga (CB)



(1)



b. Beban resistif



(1)



c. Tranformator tiga fasa



(1)



d. Power supply 220 V AC satu fasa



(1)



e. Trafo penagatur tegangan



(1)



f. Trafo tegangan



(1)



g. Power supply 12 V DC



(1)



h. Rele alarm gangguan tanah



(1)



i. Amperemeter



(2)



j. voltmeter



(2)



k. stopwatch



(1)



l. bell/buzzer



(1)



m. kabel penghubung



(1)



n. konektor



(1)



IV.



Gambar Rangkaian



V.



Prosedur Percobaan 1. Rangkaialah rangkaian pada gambar 1.2 ! 2. Mula-mula buat penyetelan berikut pada rele ! Waktu tunda (time delay)



: 0,5 detik



Rasio penyetelan ulang (resetting ratio) UR/UA : 0,5 Jembatan (bridge) 1-2



: tersambung



Jembatan lain (other bridge)



: terbuka



3. Pastikan bahwa nlai tegangan yang terukur dari transformator pengatur tegnagan satu fasa adalah 0 volt, kemudian naikkan tegangan secara perlahan sampai rele beroperasi ditandai dengan nyalanya buzzer. Catat tegangan yan terukur sebagai nilai pengoperasian rele. 4. Kemudian turunkan tegangan secara perlahan sampai rele melepas kembali. Catat nilai tegangan yang terukur sebagai nilai pelepasan. 5. Masukkan hasil pengukuran nilai tegangan pada tabel 1. 6. Ulangi pengukuran di atas untuk rasio penyetelan ulang 0,9 dan 0,99.



Catat nilai tegangan terukur pada tabel 2 dan 3. 7. Bandigkan nilai pengukuran dengan penyetelan pada rele tersebut. 8. Rangkailah rangkaian seperti pada gambar 4.3 dalam syarat untuk mengukur konsumsi daya intrinsik. 9. Hitung daya terlihat yang digambarkan oleh rangkaian elektronik melalui pengukuran tegangan dan arus pada rangkaian tambahan. Hasil pengukuran dan perhitungan daya terlihat pada rangkiaan elektronik masukkan paa tabel 3. 10. Hitung daya yang digambarkan dari rangkaian pegukuran melalui pengukuran dan perhitungan daya terlihat pada rangkaian pengukuran masukkan pada tabel 5. 11. Rangkailah rangkaian seperti gambar 1.4! 12. Pada percobaan ini, rele meneriama tegangan pengukuran dari belitan delta terbuka transformator tegangan tiga fasa , yang memonitor tegangan sisa (residual) bila suatu saluran terjadi gangguan tanah pada suatu jaringan dengan titik netral mengambang. 13. Rangkaian ini dicatu suatu tegangan maksimum 100 V apabila sutu gangguan terjadi. 14. Harus diperhatikan melaksanakan percobaan, bahwa sambungan saluran netral N antara transformator tiga fasa dan transformator tegangan adalah terbuka, saat suatu hubung singkat ke tanah pada sistem yang ditanahkan terjadi, menjadikan transformator beban lebih. 15. Awali dengan membuat penyetelan berikut pada rele : UA/UN



: 0,6



UR/UA



: 0,5



t



: 0,5 dt



16. Agar dapat melaksanakan pengukuran waktu, suatu gangguan tanah dihubungkan, sebelum memulai percobaan ( conth fasa L1 : liat tanda garis hubungan yang digambarkan pada rangkaian). Hubungan ini dijaga pada keseluruhan proses pengukuran. 17. Memulai pengukuran waktu dengan menghidupkan stopwatch bersamaan dengan menghidupkan modul pemutus tenaga (CB).



Stopwatch dihentikan apabila saklar CB terbuka (ini disebabkan oleh rele alarm gangguan tanah) 18. Setel waktu berikut satu persatu pada rele, dan bandingkan dengan pengukuran waktu pemutudan (tripping) yang sesuai. VI.



Hasil Percobaan Tabel 1. Hasil pengukuran untuk rasio penyetelan ulang UR/UA = 0,5 Besaran yang diukur



Penyetelan nilai pengoperasian UA/UN Nilai pengoperasian yang diukur (V) Nilai pelepasan yang diukur (V)



1 0,3 30,4 17,0



Hasil Pengukuran 2 3 4 0,4 0,5 0,6 41,3 30,7 57,9 23,3 25,2 23,7



5 0,7 69,9 37,5



Tabel 2. Hasil pengukuran untuk rasio penyetelan ulang UR/UA = 0,9 Besaran yang diukur Penyetelan nilai pengoperasian UA/UN Nilai pengoperasian yang diukur (V) Nilai pelepasan yang diukur (V)



1 0,3 29,6 27,1



Hasil Pengukuran 2 3 4 0,4 0,5 0,6 41,3 48,3 58,0 33,8 40,7 51,1



5 0,7 69,3 60,3



Tabel 3. Hasil pengukuran untuk rasio penyetelan ulang UR/UA = 0,99 Besaran yang diukur Penyetelan nilai pengoperasian UA/UN Nilai pengoperasian yang diukur (V) Nilai pelepasan yang diukur (V)



1 0,3 27,7 29,9



Hasil Pengukuran 2 3 4 0,4 0,5 0,6 42,7 48,2 60,3 38,6 45,5 54,3



Tabel 4. Hasil pengukuran daya rangkaian elektronik U (V) 230,72



I (mA) 21,7



S (VA) 50,0



Buzzer tidak beroperasi



239,78



25,5



61,1



Buzzer beroperasi



Keterangan



5 0,7 68,9 65,7



Tabel 5. Hasil pengukuran daya rangkaian pengukuran Besaran yang diukur U (V) I (mA) S (VA)



Hasil Pengukuran 2 3 4 40 60 80 1,66 2,44 3,55 0,66 1,46 2,84



1 20 1,05 0,21



5 100 5,56 5,56



Tabel 6. Hasil pengukuran waktu operasi rele Besaran yang diukur t penyetelan (dt) t pengukuran (dt) VII.



1 0,5  00.61



Hasil Pengukuran 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 01.00 02,19  03,75  04,72  05,71 



Analisa VII.1 Analisa Data Percobaan 1 Pada percobaan 1 , rangkaian yang digunakan adalah gambar rangkaian 4.2 dengan penyetelan pada rele yaitu sebagi berikut : waktu tunda 0,5 detik, Ur/Ua = 0,5, jembatan bridge 1-2 terhubung dan jembatan lian terbuka. Nilai pengoperasian Ua/Un divariasikan dari 0,3 – 0,7 dan didapati hasil yang tertera pada tabel 1. Dari data pada tabel 1 dapat kita ketahui bahwa dengan nilai rasio penyetelan ulang Ur/Ua = 0,5 dan nilai Ua/Un yang semakin lama semakin besar nilainya, maka nilai pengoperasian yang diukur juga semakin besar dan begitu juga dnegan nilai pelepasan yang diukur. Pada nilai Ua/Un = 0,3 nilai pengoperasian yang diukur adalah 30,45 dengan nilai pelepasan = 17,07 dan pada Ua/Un = 0,7, nilai pengoperasian yang diukur adalah sebesar 69,9 serta nilai pelepasan sebesar 37,5. Ini menunjukan semakin besar nilai ua/Un yang disetting maka semakin besar pula nilai pengoperasian dan pelepasan yang diukur. VII.2 Analisa Data Percobaan 2 Pada percobaan 2 , rangkaian yang digunakan masih dengan rangkaian 4.2 yang membedakan hanya nilai rasio penyetelan ulang Ur/Ua yang bernilai 0,9. Nilai pengoperasian Ua/Un juga divariasikan dari 0,3 – 0,7 dan



didapati hasil yang tertera pada tabel 2. Dari data pada tabel 2 dapat kita ketahui bahwa dengan nilai rasio penyetelan ulang Ur/Ua = 0,9 dan nilai Ua/Un yang semakin lama semakin besar nilainya, maka nilai pengoperasian yang terukur juga semakin besar dan begitu juga dnegan nilai pelepasan yang diukur. Pada nilai Ua/Un = 0,3 nilai pengoperasian yang diukur adalah 29,6 dengan nilai pelepasan = 27,1. Dan pada Ua/Un = 0,7, nilai pengoperasian yang diukur adalah sebesar 69,3 serta nilai pelepasan sebesar 60,3. Ini menunjukan semakin besar nilai ua/Un yang disetting maka semakin besar pula nilai pengoperasian dan pelepasan yang diukur. Yang membedakan data percobaan 2 dan percobaan 1 ialah pada percobaan 2 ini perbedaan antara nilai pengoperasian yang diukur dengan nilai pelepasan yang diukur hanya beda beberapa angka saja, tidak seperti percobaan 1 yang beda nilai pelepasannya hampir 50% dari nilai pengoperasiannya. VII.3 Analisa Data Percobaan 3 Pada percobaan 3 , rangkaian yang digunakan masih dengan rangkaian 4.2 yang membedakan hanya nilai rasio penyetelan ulang Ur/Ua yang bernilai 0,99. Nilai pengoperasian Ua/Un juga divariasikan dari 0,3 – 0,7 dan didapati hasil yang tertera pada tabel 3. Dari data pada tabel 3 dapat kita ketahui bahwa dengan nilai rasio penyetelan ulang Ur/Ua = 0,99 dan nilai Ua/Un yang semakin lama semakin besar nilainya, maka nilai pengoperasian yang terukur juga semakin besar dan begitu juga dnegan nilai pelepasan yang diukur. Pada nilai Ua/Un = 0,3 nilai pengoperasian yang diukur adalah 27,7 dengan nilai pelepasan = 29,9. Dan pada Ua/Un = 0,7, nilai pengoperasian yang diukur adalah sebesar 68,9 serta nilai pelepasan sebesar 65,7. Ini menunjukan semakin besar nilai ua/Un yang disetting maka semakin besar pula nilai pengoperasian dan pelepasan yang diukur. Pada percobaan 3 ini, data yang dihasilkan hampir sama dengan data percobaan 2 yaitu beda nilai pengoperasian dan pelepasan yang diukur hanya beda beberapa angka saja.



VII.4 Analisa Data Percobaan 4 Pada percobaan 2 , rangkaian yang digunakan adalah rangkaian 4.3 yang ditujukan untuk mengukur konsumsi daya intrinsik pada rangkiaan. Hasil pengukuran dapat kita lihat pada tabel 4. Dari data yang yeng telah didapat, dapat kita lihat bahwa pada tegangan (V) ssebesar 230,72 V, arus yang terukur sebesar 21,7 mA dan daya sebesar 50,0 buzzer tidak beroperasi atu tidak berbunyi, sedangkan pada tegangan 239,78, arus yang terukur 25,5 dan daya 61,1 maka buzzerberoperasi atau berbunyi. VII.5 Analisa Data Percobaan 5 Pada percobaan 2 , rangkaian yang digunakan masih dengan rangkaian 4.2 yang membedakan ialah nilai U (V) yang ditentukan yaitu dari20 V – 100 V. Hasil pengukuran yang dapat dilihat pada tabel 5, pada tegangan 20 V arus yang terukur adalah 1,05 mA dan daya yang dihitung sebesar 0,21 VA dan pada tegangan teringgi yaitu 100 v arus yang terukur ialah sebesar 5,56 mA dengan daya sebesar 5,56 VA. Dari sini dapat kita ketahui bahwa semakin besar nilai tegangan maka nilai arus dan daya nya pun semakin besar pula. VII.6 Analisa Data Percobaan 6 Pada percobaan 2 , rangkaian yang digunakan adalah rangkian 4.4 dengan penyetelan pada rele : Ua/Un = 0,6, Ur/Un = 0,5 dan t = 0,5 dt. Pada percobaan ini digunakan alat bantuan berupa stopwatch. Data pengukuran dapat dilihat pada tabel 6. t penyetelan (dt) di setting dari nilai 0,5 dt – 5 dt. Dan hasil t pengukuran yang didapat ialah pada t penyetelan 0,5, t pengukurannya = 00.61 dt, dan pada tpenyetelan 5 dt nilai t pengukuran adalah sebesar 05.71 dt. Ini menunjukan bahwa adanya kesamaan antara waktu penyetelan dengan waktu pengukuran yang menunjukan akurasi dari waktu operasi rele.



VIII.



Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada percobaan satu, dua dan tiga didapat bahwa semakin besar nilai Ua/Un yang disetting maka nilai pengoperasian dan nilai pelepasan yang diukur semakin besar juga. Hanya saja yang membedakan adlah pada percobaan 1 dengan nilai Ur/Ua= 0,5 beda nilai pelepasan yang diukur hampir 50% bedanya dari nilai pengoperasian yang diukur. Sednagkan pada percobaan 2 dan 3 perbedaan nilai pengoperasian dengan nilai pelepasan yang diukur hanya beda beberapa angka saja. 2. Dari percobaan 1-3 dapat kita bandigkan bahwa semakin besar nilai setting Ur/Ua pada penyetelan rele maka nilai pengoperasian yang dihasilkan semakin kecil hal ini dapat dilihat pada btabel dan begitu juga dengan nilai pelepasan yang diukur karena mengikuti nilai pengoperasiannya. 3. Pada percobaan 4 dari data yang yeng telah didapat, dapat kita lihat bahwa pada tegangan (V) ssebesar 230,72 V, arus yang terukur sebesar 21,7 mA dan daya sebesar 50,0 buzzer tidak beroperasi atu tidak berbunyi, sedangkan pada tegangan 239,78, arus yang terukur 25,5 dan daya 61,1 maka buzzerberoperasi atau berbunyi. 4. Pada percobaan 5, dapat kita ketahui bahwa semakin besar nilai tegangan maka nilai arus dan daya nya pun semakin besar pula. 5. Pada percobaan 6, dan dari data pada tabel 6 menunjukan bahwa adanya kesamaan antara waktu penyetelan dengan waktu pengukuran yang menunjukan akurasi dari waktu operasi rele.