12 0 370 KB
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
5. PERHITUNGAN SETTING RELAI PROTEKSI SUTT 5.1 Setting Distance Relay Yang menajdi parameter distance relai adalah impedansi. Distance akan membaca impedansi berdasarkan besaran arus dan tegangan yang dirasakannya. 5.1.1 Data Teknis Membuat rangkuman data teknis yang meliputi besaran para meter akan dipakai sebagai dasar dalam perhitungan ini, yaitu antara lain : Lokasi / Gardu Induk, Bay penghantar, tegangan kerja Merek , type Distance relay dan karakteristik yang dipilih Data ratio CT & PT Gambar konfigurasi jaringan
untuk mengetahui posisi relay yang
akan disetting, sebagai contoh gambar 6.1.
PLTU ASAM F1 L5 = 47 km
Subsistem Barat
L1= 74.5 km
MUNING
L2= 98.9 km
Subsistem Selatan
L3=37 km
RADJA
MANIS T1, 20MVA, 12.34%
BUMI
4x81,25 MVA
T2, 10MVA, 11.4 %
T1, 60MVA, 12.5% T2, 60MVA, 12.5%
T1, 30MVA, 12.39% T2, 20MVA, 11.0%
L4= 15.9 km T1, 20MVA, 12.39%
PLTA BESAR
T1, 20MVA, 12.42% T2, 20MVA, 11.0 % 2X 50,3 MVA
Gbr - 6.1 : Contoh konfigurasi jaringan 150 kV GI Asam – GI Radja
Dimana ;
L1
= penghantar yang akan dihitung
L2, L3 = penghantar dua segmen didepan L5
= penghantar dibelakangnya.
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
60
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Data parameter jaringan (imp urutan) baik untuk masing-masing segmen penghantar yang akan disetting maupun segmen yang perlu dikoordinasikan - Impedansi urutan positif (Z1 ) - Impedansi urutan negatif (Z2 ) dan Impedansi urutan nol (Zo ) Data impedansi trafo pada GI remote (GI depan) Impedansi sumber pada GI lokal. Tidak masuk sebagai inputan perhitungan distance rele tetapi dibutuhkan beberapa distance rele sebagai data masukan. Data hubung singkat Sebagai contoh besaran arus hubung singkat di masing-masing GI, baik untuk hubung singkat 3-fasa, maupun 1-fasa ke tanah
JENIS
MANIS/F1
ASAM/F2
RADJA/F3
MUNING/F4
BESAR/F5
3-FASA
6.293 A
11.184 A
5.412 A
4.784 A
4.545 A
1-FASA
2.680 A
4.668 A
2.356 A
1.997 A
1.927 A
5.1.2 Jangkauan impedansi zone-1 Setting jangkauan zone-1 harus mengcover seluruh segmen penghantar yang diamankan, dan kesalahan
relay,
melampauan batas
memperhitungkan kesalahan-
CT dan PT , sehingga diharapkan tidak segmen yang diamankan. Oleh karena itu
jangkauan Zone-1 disetting antara 80% - 85% dari impedansi line (ZL1), dimana untuk relai jenis elektromekanik / static dipilih 80 %, sedangkan untuk relai jenis numerik dapat dipilih 85%.
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
61
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Jika konfigurasi penghantar hanya 1-sirkit radial langsung memasok trafo tenaga (GI Ujung), maka jangkauan zone-1 disetting sampai dengan 95% x ZL1 . Z1 = 0.8 x ZL1 Nilai jangkauan impedansi atau reaktansi
ini dihitung dalam nilai
primer dan dikonversi ke nilai sekunder, kemudian dimsukkan dalam tap value setting sesuai dengan merek dan type relai.
Zone-1 ZL4
ZL2
A
ZL1
B
C ZL3
D Gambar 6.2 Jangkauan setelan zone-1
5.1.3 Jangkauan impedansi zone-2, Jangkauan Zone-2 harus mencover melebihi busbar di GI-B, maka Zone-2 minimum adalah 120% dari ZL1. Jangkauan zone-2 juga harus mengcover penghantar di depannya dan berfungsi sebagai pengaman cadangan jauh distance relai
di GI-B, maka
Zone-2
maksimun harus menjangkau 80% jaringan didepan yang paling pendek Z2 maks = 80% (ZL1 + 80% ZL2). Tetapi jangkauan zone-2 tidak boleh melebihi 50% impedansi Trafo tenaga yang ada di gardu induk depan (GI B) seperti pada gambar 6.3
Zone-2 min = 1,2 . ZL1 Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
62
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Zone-2 mak1 = 0,8 (Z L1 + 0,8. ZLY), dipilih nilai terbesar Zone-2 mak2 = Z L1 + 0,5. XtB
Jangkauan zone-2 dipilih nilai yang terbesar antara Z2 min dan Zone-2 mak1, tetapi tidak boleh melibihi impedansi zone-2
mak2
.
Zone-2 (mak1) Zone-2 (min) ZL4
ZL2
A
ZL1
B
C ZL3
D Gambar 6.3 Jangkauan setelan zone 2
Keterangan : ZL1 = Impedansi saluran yang diamankan. ZLY = Impedansi saluran berikutnya yang terpendek antara ZL2 dan ZL3 ( ) XtB = Impedansi Trafo tenaga di GI-B ( )
Jika jangkauan zone-2 minimum lebih besar dari zone-2 maksimum, maka setelan impedansi zone-2 diprioritaskan menggunakan nilai Z2 minimum, tetapi waktu kerja zone-2 (t2A) dinaikkan, dimana waktu tunda zone-2 (t2A) lebih besar dari waktu zone-2 didepan (t2B). Hal ini untuk memberi kesempatan kepada zone-2 distance relai di depan bekerja lebih dulu.
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
63
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
5.1.4 Jangkauan zone-3 Zone-3 minimum harus menjangkau 2 GI didepannya yang terjauh, maka Z3min = 1.2x( ZL1+ ZLx ) , tetapi tidak boleh melebihi 50% impedansi Trafo tenaga yang ada di gardu induk depan ( GI B ). Sehingga zone-3 berfungsi juga sebagai pengaman cadangan zone-2, baik didaerah pengamanannya maupun pada jaringan didepannya.
Zone-3.min = 1.2 ( ZL1 + ZLx) Zone-3.mak = 0,8 (Z L1 + 0,5. XtB)
Zone-3.mak Zone-3.min ZL1
ZL2
C ZL4 ZL3
A B
D
Gambar-6.4 Jangkauan setelan zone 3
Keterangan : ZL1 = Impedansi saluran yang diamankan. ZLx = Impedansi saluran terbesar berikutnya yang terhubung dengan bus B, dalam hal ini ZL1, ZL2, ZL3 ( ). Jika ZL1 merupakan jaringan tunggal maka ZL1 tidak termasuk dalam kategori penentuan saluran terbesar (ZL x) k
= faktor Infeed
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
64
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
5.1.5 Jangkauan Zone-3 Reverse Setelan zone-3 reverse, atau zone 4 (arah belakang) dipakai untuk memback-up proteksi Busbar. Setelan Zone–3 Reverse adalah maksimum 10 % dari Impedansi Line terkecil. Untuk Relai jarak yang tidak mempunyai range sampai dengan 10% dipilih setting minimum. Kecuali untuk pola Blocking Scheme disesuaikan dengan kebutuhan (20 – 25 % ) ZL1.
5.1.6 Jangkauan Resistive Pengaman gangguan fasa tanah yang lebih sensitif sebaiknya menggunakan karakteristik Quadrilateral. Dalam perhitungan setting, untuk kondisi jaringan yang banyak pohon, tahanan gangguan diasumsi sekitar 40 ohm (primer). Akan tetapi tidak boleh melebihi nilai ground fault resistance comparator Tahanan loop pada gangguan tanah
Rm1L
0.8 ( RLo 2. RL1) . 3
Dimana Rlo = tahanan urutan nol RL1 = tahanan urutan positif Tahanan loop total adalah
R1 RmL1 RF , dimana RF adalah tahanan gangguan
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
65
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Kompensasi gangguan urutan nol
ko
(ZLo ZL1) . 3 . ZL1
Dimana Zlo = Impedansi urutan nol ZL1 = Impedansi urutan positif Ground fault resistance comparator
R2
Dimana ; ko
Vpp 3 . ( 2 ko) CCC
= Kompensasi urutan nol
Vpp = Tegangan phasa – phasa CCC = Kapasitas arus maksimum dari penghantar Jangkauan resistif yang dipilih :
R1 R R2
Untuk gangguan fasa-fasa dapat menggunakan karakteristik mho atau quadrilateral. Setting yang
menggunakan
jangkauan resistif (Rb) distance relay karakteristik
Quadrilateral
harus
memperhitungkan impedansi busur api atau tahanan gangguan antar fasa antara 5 s.d. 10 ohm primer, akan tetapi tidak melebihi 10% dari impedansi
beban-maksimum
(10%
Zload-maksimum).
Zload
maksimum dihitung berdasarkan tegangan operasi terendah yang pernah dicapai.
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
66
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
5.1.7 Impedansi Starting Impedansi starting adalah impedansi dimana relai mulai merasakan adanya gangguan. Biasanya impedansi starting tidak men-tripkan, tetapi pada beberapa vendor, impedansi starting dipakai acuan untuk inisiatate atau permisive teleproteksi. Jika impedansi starting dipakai untuk zone pengamanan sebagai zone-4, maka dperlukan setelan waktu zone-4 ( t4 ). Impedansi beban : Zload
Vpp CCC x 3
dimana Vpp adalah tegangan sistem CCC kemampuan hantar arus pada pernghantar Impedansi beban maksimum dibatasi paling besar 50% dari beban Zload maks 50 % Zload
Catatan : pada relai jenis muneric dapat dipilih lebih besar, tetapi tidak melampaui kurva beban pada susut beban 30º
5.1.8 Setelan Waktu Kerja Zone-1
: Instantaneous
Zone-2
: 0,3 – 0.8 detik (sesuai kebutuhan)
Zone-3
: 0,8 –1,6 detik (sesuai kebutuhan)
Zone-3 Reverse
: 0,8 –1,6 detik (sesuai kebutuhan)
5.1.9 Ayunan Daya (Power Swing)
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
67
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Power Swing Block aktif untuk semua zone. Jangkauan impedasi setting antara 20 – 30 % dari zone terluar. ZPSB = (1.2-1.3 ) x Zone-3 Waktu kerja power swing block (TPSB) adalah kurun waktu yang dibutuhkan untuk mem-blok relai selama terjadi ayunan daya. Tipikal range waktu power swing blocking yang tersedia pada beberapa distance relay : Siemens – 7SA511 range
: 0.01 - 32 sec ( step 0.01)
TMTD – GRZ-100
: tidak terbatas
range
AREVA – Micom P442
range : 0.0 - 302 sec ( step 0.1)
GE – D60
range : 0.0 - 65
ABB – REL 511
range : 0.0 - 65
sec ( step 0.1)
Statbilitas trainsien pada sistem tenaga listrik terjadi sekitar 5 secon, maka setting waktu adalah : TPSB =
( 0.5 – 5 ) detik
5.1.10 Sudut kerja adalah sudut parameter jaringan yang diproteksi : Sudut kerja gangguan fasa-fasa (Фph) Фph = arc ZL1 Sudut kerja gangguan fasa-tanah(ФN)
ФN = arc ZLo
5.1.11 Option Setelan untuk optional ditentukan sesuai kebutuhan sistem, seperti :
Teleproteksi
SOTF
VTS
Autoresloser (SPAR/TPAR)
Contoh DR-1 :
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
68
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
PERHITUNGAN DISTANCE RELAY GEC-Alsthom SHPM-01 Quadramho ” Penghantar 150 kV Langsa – Idie” 1). Data Relai - Merek/ type
: GEC-Alsthom SHPM-01 Quadramho
- Arus nominal
: 1A
- Pola TP
: PUTT
2) Ratio CT & PT - Ratio CT
: 800/ 1 A
- Ratio PT
: 150000/110 volt
n CT ratio PT ratio
n = 0.587
3) Data Transmisi 150 kV 3.1 Pangkalan Brandan – Langsa sirkit 1 & 2 Konduktor
ACRSR 240 mm2 ,
CCC 1 = 650 A
Panjang
L1 78.27 km
Imp. ur positif
RL11 0.129
XL11 0.420
ZL11 ( RL11 j XL11 ) L1
ZL11 10.097 32.873i
1
ph1 arg ( ZL11 ) k Imp. ur negatif RL10 0.416
ZL10 ( RL10 j XL10) L1
/km
ph1 72.926 deg
XL10 1.880
ZL10 32.56 147.148i
3.2 Langsa – Idie sirkit 2
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
69
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Konduktor
ACRSR 240 mm2 ,
Panjang
L2 46.3 km
CCC 2 = 650 A
Imp. ur positif RL21 0.129
XL21 0.420
ZL21 ( RL21 j XL21) L2 1
ph2 arg ( ZL21) k
Imp. ur negatif RL20 0.416
/km
ZL21 5.973 19.446i ph2 72.926 deg
XL20 1.880 /km
ZL20 ( RL20 j XL20) L2
ZL20 19.261 87.044i
3.3 Langsa – Lhokseumawe sirkit 1 Konduktor
ACRSR 240 mm2 ,
Panjang
L3 128.5 km
Imp. ur positif
RL31 0.129
XL31 0.420 /km
ZL31 ( RL31 j XL31) L3
ZL31 16.576 53.97i
Imp. ur negatif
CCC 3 = 650 A
RL30 0.416
XL30 1.880
ZL30 ( RL30 j XL30) L3 ZL30 53.456 241.58i 3.4 Idie – Lhokseumawe sirkit 2 Konduktor
ACRSR 240 mm2 ,
Panjang
L4 82.9 km
CCC 4 = 650 A
Imp. Ur positif RL41 0.129
XL41 0.420 /km
ZL41 ( RL41 j XL41) L4 1
ph4 arg ( ZL41) k Imp. Ur negatif RL40 0.416
ZL40 ( RL40 j XL40) L4
ZL41 10.694 34.818i ph4 72.926 deg XL40 1.880 ZL40 34.486 155.852i
1 nilai-nilai Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta perusahaan N4 77.523 deg
N4 arg ( ZL40) k
70
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
P ANGK. BRANDAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
LANGSA
IDIE L2= 46.3 km
ID EI
BIREUM L4=82.9 km L5=61.3 km
L1 = 87.27 km L3 = 128.5 km
PBDA N
L8 = 24.12 km
TLC UT
LAN GSA
LHOKSEULKS MAWE
WE
3.5 Data Trafo tenaga GI Langsa Trafo -1 150/20 kV S1 30 MVA
Z% 12.13
2
Z% 150 XT1 100 S1
XT1 90.975
GI Idie Trafo -1 150/20 kV Lhokseumawe Trafo -1 150/20 kV S2 30 MVA Z% 11.1 S3 30 MVA
Z% 12.13
2
XT2
Z% 150 100 150 S2 2 Z%
XT3 100 S3 XT2 83.25
XT3 90.975 GI Bireum Trafo -1 150/20 kV S4 30 MVA
Z% 12.2
2
Z% 150 XT4 100 S4
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
XT4 91.5
71
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Zone 1 k11
Z1S2 Zph
dipilih
k11 1.989 K11 1
1 2 ...9
K11
K12 0.9 K12 0 0.1 ..0.9 4) Perhitungan Jangkauan Induktif K13 0.08 K13 0 0.02 ..0.08 4.1 Jangkauan Zone-1 K14 1 K14 1 5 Z1P2 0.8 ZL21 Z1P2 4.778 15.557i ( Primer) Zone 1 Aktual,
Z1P2 16.274 ( Primer) Zph 4.8
Gangguan fasa-fasa Z1S2 Z1P2 n2
Z1ladi ( K11 K12 K13) K14 Zph Z1S2 9.547 ( Sekunder
Arus Nominal Relay
In2 Z1ladi 1 A 9.504 sekunder 1
Z1Pladi Z1ladi n2 k1 Z1S2 In2
Z1Pladi 16.2 primer
k1 9.547
Ground Fault Compensation Setting dipilih K1 & K2 tap maksimum, dipilih K1 4 dan K2 0.8 ZL20 ZL21 KN KN 1.129 3 ZL21 K1 0 1 2 3 4 K2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 ph 72.926 ph arg ( ZL11 ) k K1 K2 j arg ( Z1S2) Zph Zph 4.8 e N ph KNIn2 N 66.973 dipilih ph 70 deg N 65 deg
Kn ZN In2
Kn 5.419 K4 5
dipilih K4
0 1 2 .5
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
72
K5 0.4
K5
0 0.1 ..0.9
K6 0.02
K6
0 0.02 ..0.08
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Impedansi loop ground :
Zloop Zph cos ph 2
j Zph sin ph 2 ZN cos N 2 j ZN sin N 2 360 360 360 360
Zloop 7.955 ( Sekunder) 1perusahaan Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai Zg 101.161
Zg arg ( Zloop) k
73
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Gangguan 1 fasa-tanah Zg1ladi tertinggi, ( K11 K12 K13 ZN ,imp.Zg1ladi 10.729 Dipilih nilai tetapi tidak) K14 melibihi Trafo daya 1 Z2min ) Zg1Pladi Z21 Z2mak1 ( Z2mak1 Z2min ( Z2min Z2mak1 primer) 18.288 Zg1Pladi Zg1ladi n2
Z22 Z21 ( Z21 Z2mak2 ) Z2mak2 ( Z2mak2 Z21 )
dipilih Z2 Z22 4.2 Jangkauan Zone-2
Z22 39.585
Z2S Z2 n2 Z2min 1.2 ZL21
Z2S 23.223 ( Sekunder) Z2min 24.411 ( Primer) 1
Z2S K24 K24 1 k2 0.8 ZL41) Z2mak1 0.8 ( ZL21 Zph
k2 Lhokseumawe 4.838 arah Z2mak1 39.585 ( Primer)
Dipilih
K21 4
K21
0 1 2 .9
GI. Idei0 0.1 ..0.9 Z2mak2 0.8 ( ZL21 0.5 K22 0.8 j XT2) terhadap Trf diK22 1 5
K24
Z2b ( ZL21 0.8 ZL41) Zone 2 Aktual,
Z2mak2 49.09 ( Primer)
Z2b 14.528 47.3i
Gangguan fasa-fasa Z2ladi ( K21 K22) K24 Zph Z2ladi 6.765 22.025i sek 1
Z2Pladi Z2ladi n2
Z2Pladi 11.531 37.542i pri
Gangguan 1 fasa ketanah Berbagi dan menyebarkan sertaZg2ladi nilai-nilai perusahaan Zg2ladi ilmu ( K21pengetahuan K22) K24 ZN 26.009 sek 1
Zg2Pladi Zg2ladi n2
Zg2Pladi 44.333 pri
74
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
4.3 Jangkauan Zone-3
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
75
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Asumsi faktor Infed KI 1 Z3min 1.2 ( ZL21 ZL41)
Z3min 68.119 ( Primer)
Z3mak1 0.8 [ ZL21 ( 1.2 ZL41) KI] , arah Lksweumawe Z3mak1 51.24 ( Primer)
Z3mak2 0.8 ( ZL21 0.5 j XT2) arah trafo di GI. Idei Z3mak2 49.09 ( Primer)
Z3b [ ZL21 [ KI [ 0.8 ( ZL41 0.8 ZL51) ] ] ] Z3b 66.718
Dipilih nilai tertinggi, tetapi tidak melibihi imp. Trafo daya Z31 Z3mak1 ( Z3mak1 Z3min ) Z3min ( Z3min Z3mak1 ) Z32 Z31 ( Z31 Z3mak2 ) Z3mak2 ( Z3mak2 Z31 )
Jangkauan Z3 ,< 0.5XT1 (di GI. Idei), maka Z3 dipilih Z3 Z32
Z3 49.09
Z3S Z3 n2
( Primer)
Z3S 28.799 ( Sekunder)
Zone 3 Forward Aktual, Gangguan K33 1fasa-fasa Untuk dan K34 1 Z3ladi ( K31 K32) K33 Zph 1
Z3Pladi Z3ladi n2 dipilih
k3
Z3S 1 K33 k3 6 , Zph Z3ladi 28.8 sek Z3Pladi 49.091 pri
Gangguan 1 fasa ketanah Zg3ladi ( K31 K32) K34 ZN
Zg3ladi 32.511 sek
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 76 1 Zg3Pladi 55.417 Zg3Pladi ( K31 K32) K34 ZN n2
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
4.4 Jangkauan Zone-3 revese Zone 3 Reverse diblock atau dipilih minimum K35 1
K35
1 2 9
K36 0.0
K36
0 0.1 ..0.9
K37 0.25
K37
0.25 0.5 1
Zone 3 reverse aktual, Z3rladi ( K35 K36) K33 K37 Zph 1
Z3rPladi Z3rladi n2
Z3rladi 1.2 sek Z3rPladi 2.045 pri
5) Perhitungan Jangkauan Resistif
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
77
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Tahanan loop pada ggn tanah Rm1L
0.8 ( RL20 L2 2 RL21 L2) n2 3
Rm1L 4.882 / fasa
Asumsi tahanan gangguan Rf = 40 ohm (primer) Rf 40 n2
Rf 23.467
Tahanan loop total adalah R1 Rm1L Rf
R1 28.349 /loop
Ground fault distance comparator
Vn 150 10
R2
Vn ccc2 3
n2
K3 kr 28.349
& ccc2 650
R2 78.164
Rs R1 kr Rs In2
3
dipilih
8.16 32 40 48 K3 28
Persyaratan : RSbt = K3/In < RbS = (15 x Zone 1) * Kn Kn
ZN Zph
Kn 1.129
RbS 15 Z1ladi Kn
RbS 160.93 ( sekunder)
Dipilih K3 40 Nilai RS actual adalah RSladi
K3 In2
RSladi 40
6) Sudut kerja
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
78
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
ph 70 deg
ph
N 65 deg
N
45 50 ..85 45 50 ..85
7) Faktor kompensasi urutan nol (Ko) KN
ZL20 ZL21 3 ZL21
Ko = KN ,
KN 1.129
Ko = 1.12
8) Waktu kerja Tk1 = instanteneous
tk2ladi 0.4 ( Z2b Z22 ) 0.8 ( Z22 Z2b ) Tk2 = 0.4 detik Switch tk3ladi Left Hand Right Hand 0.8 ( Z3b Z32 ) 1.2 ( Z32 Z3b ) Number Function Function
Status
Tk3 = 0.8 detik SW9
Power swing blocking disable
SW8
Disable weak infeed option
Enable weak infeed option (POR) only
OFF
SW7
Disable weak infeed
Enable weak infeed trip if trip weak infeed option selected
OFF
SW6
Normal A/R action
Block A/R if CIS not energised OFF for scheme 02 to 07 inclusive
SW5
Disable self-checking
Enable self-checking
ON
SW4
Normal A/R action
Block A/R f/ 3Ph Z1/AT fault
OFF
VTS indication and block
ON
SOTF dead time 200ms
ON
SW3 VTS indication only 9) Pemilihan swicth dan Optional SW2
SOTF dead time 110 s
enable
SOTF for ilmu any comparator op serta SOTF for current and no volt Berbagi danSW1 menyebarkan pengetahuan nilai-nilai perusahaan on any phase
ON
OFF 79
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
CONTOH DR-2
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
80
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Perhitungan Distance relay 150 kV BERLIAN- DURIAN
1). Data Relai - Merek/ type
: AREVA – MICOM 442
- Arus nominal
: 1A
- Pola TP
: PUTT
10)Ratio CT & PT - Ratio CT
: 1600/ 1 A
- Ratio PT
: 150000/100 volt
n CT ratio
n = 1.0667
PT ratio
RADJO
MANGGA
BERLIAN
IDEI
L2= 134.85 km
JAMBU
L3=56.6 km L4=27.142 km
L6 = 116.73 km L1 = 192.5 km
PBDAN
DURIAN
LKSW
L5 = 73 km
LANGS
NANGKO
TLCU
3. DATA TRANSMISI 3.1 SUTT 150 KV MANGGA - DURIAN Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
81
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Konduktor
ACRSR- Dove 2x 340 mm2 ,
Panjang
L1 = 192.5 km
Imp. Ur. Positif
ZL1
= 0.04678 + j 0.23772 Ω/km
ZL11 = 9.005 + j 45.761 Ω Imp. Ur. Nol
ZL0 ZLM
θ ph1 = 78.867 º
= 0.42786 + j 1.4349 Ω/km
ZL10 = 82.363 + j 276.226 Ω Imp. Mutual
CCC1 = 1200 A
θ N1 = 73.39 º
= 0.049 + j 0.269 Ω/km θ M1 = 79.67 º
ZLM10 = 52.635 Ω 3.2 SUTT 150 KV MANGGA - BERLIAN Konduktor
ACRSR- Dove 2x 340 mm2 ,
Panjang
L2 = 134.85 km
Imp. Ur. Positif
ZL2
= 0.04678 + j 0.23772 Ω/km
ZL21 = 6.309 + j 32.058 Ω Imp. Ur. Nol
ZL0 ZLM
θ ph2 = 78.867 º
= 0.42786 + j 1.4349 Ω/km
ZL20 = 57.7 + j 193.513 Ω Imp. Mutual
CCC2= 1200 A
θ N2 = 73.39 º
= 0.049 + j 0.269 Ω/km θ M2 = 79.67 º
ZLM20 = 36.768 Ω 3.3 SUTT 150 KV BERLIAN - DURIAN Konduktor
ACRSR- Dove 2x 340 mm2 ,
Panjang
L3 = 56.60 km
Imp. Ur. Positif
ZL3
= 0.04678 + j 0.23772 Ω/km
ZL31 = 9.005 + j 45.761 Ω Imp. Ur. Nol
ZL0 ZLM
θ ph3 = 78.867 º
= 0.42786 + j 1.4349 Ω/km
ZL30 = 82.363 + j 276.226 Ω Imp. Mutual
CCC3 = 1200 A
θ N3 = 73.39 º
= 0.049 + j 0.269 Ω/km
ZLM30 = 15.432
Ω
θ M3 = 79.67 º
3.4 SUTT 150 KV DURIAN - JAMBU Konduktor
ACRSR- Dove 2x 340 mm2 ,
CCC4 = 1200 A
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
82
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Panjang
L4 = 27.142 km
Imp. Ur. Positif
ZL4
= 0.04678 + j 0.23772 Ω/km θ ph4 = 78.867 º
ZL41 = 1.737 + j 6.351 Ω Imp. Ur. Nol
ZL0
= 0.42786 + j 1.4349 Ω/km
ZL40 = 12.425 + j 38.674 Ω Imp. Mutual
ZLM
θ N4 = 73.39 º
= 0.049 + j 0.269 Ω/km
ZLM40 =
θ M4 = 79.67 º
7.421 Ω/ph
3.5 SUTT 150 KV MANGGA - NANGKO Konduktor
ACRSR- Dove 2x 340 mm2 ,
Panjang
L5 = 73 km
Imp. Ur. Positif
ZL5
= 0.04678 + j 0.23772 Ω/km
ZL51 = 2.65 + j 17.325 Imp. Ur. Nol
ZL0
Ω
ZLM
θ ph5 = 78.867 º
= 0.42786 + j 1.4349 Ω/km
ZL50 = 28.396 + j 100.471 Ω Imp. Mutual
CCC5 = 1200 A
θ N5 = 73.39 º
= 0.049 + j 0.269 Ω/km
ZLM50 =
19.96 Ω/ph
θ M5 = 79.67 º
3.6 SUTT 150 KV MANGGA - RADJO Konduktor
ACRSR- Dove 2x 340 mm2 ,
Panjang
L6 = 116.73 km
Imp. Ur. Positif
ZL6
= 0.04678 + j 0.23772 Ω/km
ZL61 = 4.237 + j 27.701 Ω Imp. Ur. Nol
ZL0 ZLM
θ ph6 = 78.867 º
= 0.42786 + j 1.4349 Ω/km
ZL60 = 45.407 + j 160.657 Ω Imp. Mutual
CCC6 = 1200 A
θ N6 = 73.39 º
= 0.049 + j 0.269 Ω/km
ZLM60 =
32.377 Ω/ph
θ M6 = 79.67 º
3.7 Data Impedansi Trafo Tenaga
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
83
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
a) GI Berlian Trafo 150/20 kV Trafo 1 & 2 0.125 150 XT11 30
2
XT11 93.75
b) GI Mangga Trafo 150/20 kV Trafo 1 XT21
0.1223 150 30
2
XT21 91.725
c) GI Durian Trafo 150/20 kV Trafo 1 XT31
4)
0.1294 150 30
2
XT31 97.05
DISTANCE RELAY MICOM - P442
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
84
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
SUTT 150 KV BERLIAN -DURIAN 4.1 ). Jangkauan Z1, Z2 & Z3 ZONE-1 ZL31 13.713 ( Primer) Z1P 0.8 ZL31
Z1P 10.971 ( Primer)
Z1S Z1P n1
Z1S 5.851 ( Sekunder)
ZONE-2 Z2min 1.2 ZL31
Z2min 16.456
Z2mak1 0.8 ( ZL31 0.8 ZL41)
Z2mak1 15.177
ZTrf2 0.8 ( ZL31 0.5 XT31 j)
ZTrf2 49.63
ZONE-3 Forward Infeed K3 1.0 Z2b ZL31 0.8 ZL41 Z3min 1.2 ( ZL31 ZL11 )
Z2b 18.971 Z3min 72.423
Dipilih Zone 2 terbesar tetapi tidak lebih besar dari zone 2 trafo Z3mak1 0.8 [ ZL31 ( 1.2 ZL11 ) K3] Z3mak1 55.744 Z3mak2 0.8 [ ZL31 ( 1.2 ZL41) K3] Z3mak2 17.281 Z21mak Z2mak1 ( Z2mak1 Z2min ) Z2min ( Z2min Z2mak1 ) ZTrf3 0.8 ( ZL31 0.8 XT31 j) ZTrf3 72.907 Z22mak Z21mak ( Z21mak ZTrf2 ) ZTrf2 ( ZTrf2 Z21mak ) Z3b [ ZL31 ( 1.2 ZL41) ] Z3b 21.602 Z2P Z22mak ( Z22mak Z2b ) Z31 Z3mak1 ( Z3mak1 Z3mak2 ) Z3mak2 ( Z3mak2 Z3mak1 ) Z2P 16.147i Z323.177 Z31 ( Z31 Z3min ) Z3min ( Z2P Z3min 16.456 Z31 ) pri Z3P ZTrf3 ( Z32 ZTrf3 ) Z32 ( ZTrf3 Z32 )
Z3P ilmu 72.423 ( Primerserta ) Berbagi dan menyebarkan pengetahuan nilai-nilai perusahaan Z3S Z3P n1
Z3S 38.625 ( Sekunder)
85
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
PROTECTION SETTING DISTANCE ELEMENT Line setting : L 56.602 km
Lmin 0.3
km
Lmax 1000 km Lstep 0.01 km ZL ZL31 n1 ZL 7.314 sekunder L 78.9 deg
Zone setting :
Bit
0.001 In Lmin 500 90 deg ZLmax In deg Lmax 90 0.001 ZLstep Lstep 0.1 deg In ZLmin
:76543210
Bit 0 = Z1x enabled Bit 1 = Z2 enabled Bit 2 = Zp enabled Bit 3 = Z3 enabled Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan Bit 4 = Z4 enabled Zone status : 0 0 0 0 1 0 1 0
86
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Ground Fault Compensation setting : kZ0
ZL30 ZL31 3 ZL31
kZ0 1.729 kZ0min 0 kZ0max 7 kZ0step 0.001
1
kZ0 arg ( kZ0) k
kZ0 6.5 deg
kZ0min 0 deg kZ0max 360 deg kZ0step 0.1 deg
Zone 1 Z1 Z1S
Z1 5.851 sekunder
tZ1 T1 tZ1 0 sec
0.001 In 500 Zmax In 0.001 Zstep In Zmin
Zone 2 Z2 Z2S
Z2 8.777 sekunder
tZ2 T2
tZ2 0.4 sec
tZmin 0 tZmax 10
sec sec
Zone 3 Z3 Z3S
Z3 38.625 sekunder
tZ3 T3
tZ3 1.2 sec
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
87
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Resistive Reach calculation : Zloadmin 0.5
Vp 3 Iccc
Zloadmin Zloadmin n1
Zloadmin 30.929 primer Zloadmin 16.496 sekunder
Tipikal Resistive reach max : R gangguan fasa akan mencegah impedansi beban min dengan margin lebih besar atau sama dengan 40 %. R gangguan tanah dengan margin lebih besar atau sama dengan 20 %. Margin resistive reach max : MRphmax 0.3 Zloadmin
MRphmax 4.949 sekunder
MRgmax 0.2 Zloadmin
MRgmax 3.299
sekunder
Resistive reach max : Resistive reach min : Rphmax Zloadmin MRphmax Rphmax 11.547 sekunder Rphmin Ra n1 Rphmin 1.091 sekunder Rgmax Zloadmin MRgmax Rgmax 13.197 sekunder 40reach n1 min (ph fault) Rgmin 21.333 sekunder TipikalRgmin Resistive : lebih besar dari fault resistance (dgn formula warrington) Resistive reach reach min (g:fault) : 20 ohm primer (tipikal) Setting resistive Jarak konduktor fasa : m
Rphminr 0
Arus gangguan fasa-fasa : Ihs3f 3000 A 400 R3ph 1 Rphmax R3ph 11.55 sekunder Rphmaxr In 3 3 Ihs2f Ihs3f Ihs2f 2.598 10 A 2 0.01 Rphstep R3g Zloadmin R3g 16.5 sekunder In 28710 Lc Arc resistance : Ra Ra 2.046 1.4 Ihs2f R2ph 0.8 R3ph
R2ph 9.24 sekunder
R2g Zloadmin
R2g 16.5 sekunder
Rgminr 0
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
R1ph 0.8 R2ph
R1ph 7.39 sekunder
Rgmaxr
400 88 In 0.01
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Fault Locator : Mutual compensation : DISTANCE SCHEME : ZLM30 kZm mode : Standard scheme kZm 0.375 Program 3 ZL31 Standard mode : PUP Z2 Fault type
: Both enabled
Trip mode
: Force 3 pole
kZmmin 0 kZmmax 7
kZmstep 0.001 Phase to ground and Phase to phase fault
Bit : 6 5 413 2 1 0kZm Bit0.8 0 = deg TOR Z1kZmmin enabled 0 deg kZm arg ( kZm) k Bit 1 = TOR Z2 enabled Bit 2 = TOR Z3kZmmax enabled 360 deg Bit 3 = TOR AllkZmstep Zones enabled 0.1 deg Bit 4 = Dist. Scheme enabled Bit 5 = SOTF All Zones Bit 6 = SOTF Level Detectors TOR-SOTF Mode : 0 1 1 1 0 0 0 SOTF Delay
: 30 sec.
Weak Infeed
: Disabled
Loss of Load
: Disabled
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
89
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
POWER SWING : R MRphmax
R 4.95
X MRphmax
X 4.95
Rmin 0 400 Rmax In 0.01 Rstep In
AUTORECLOSE 1P Trip Mode 1P Dead Time 1 : 1
:1-3 sec
Reclaim Time
: 40
sec
Pulse Time
: 0.2
sec
CONTOH DR-3
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
90
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Perhitungan Distance relay 150 kV DURIAN - BERLIAN 1). Data Relai - Merek/ type
: TMTD / TOSHIBA – GRZ 100
- Arus nominal
: 1A
- Pola TP
: PUTT
2) Parameter CT & PT - Ratio CT
: 1600/ 1 A
- Ratio PT
: 150000/100 volt
n CT ratio PT ratio
n = 1.0667 3) Parameter Transmisi Penghantar yang diproteksi ZLA1 ZL31
ZLA1 2.648 13.455i
ZLA0 ZL30
ZLA0 24.218 81.22i
ZLAM 0
ZLAM 0
Penghantar di depan yang terkecil impedansinya ZLB1 ZL21
ZLB1 6.309 32.058i
ZLB0 ZL20
ZLB0 57.7 193.513i
ccc1 1480 Penghantar di depan yang terbesar impedansinya ZLC1 ZL21
ZLC1 6.309 32.058i
ZLC0 ZL20
ZLC0 57.7 193.513i
Penghantar terkecil impedansinya di depan penghantar terkecil impedansinya ZLD1 ZL51
ZLD1 2.65 17.324i
ZLD0 ZL50
ZLD0 28.396 100.471i
4) Perhitungan Setting ZL1sek ZLA1 n1
ZL1sek 2.824 14.352i
ZL0sek ZLA0 ZL0sek 25.832 perusahaan 86.635i Berbagi dan menyebarkan ilmu n1 pengetahuan serta nilai-nilai
91
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
4.1) Karakteristik Setting Karakteristik phasa – phasa (0 = Quadralateral ; 1 = Mho)
ZCS 1
Karakteristik phasa tanah ZCG 0
Ground Fault Compensation Setting KN
ZLA0 ZLA1 3 ZLA1
KN 1.729
1
KN 6.524
KN arg ( KN) k
1
ph arg ( ZLA1) k
ph 78.867
N ph KN
N 85.391
Zone-1 Re( ZLA0) 100 Krs Z1Prim Re 0.9( ZLA1 ZLA1) Kxs
Im( ZLA0) 100 Im( ZLA1)
( ZLAM ) 100 Z1Sek Re Z1Prim n1 Krm Re( ZLA1)
Krs 914.622 Z1Prim 2.383 12.11i Z1Prim 12.342 pri Kxs 603.626 Z1Sek 2.542 12.917i Krm 0 Z1Sek 13.165 sek
Z1S Z1Sek ( ZCS 0) Im( Z1Sek) ( ZCS 1) Z1S 13.165 sek Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
Z1G Z1Sek ( ZCG 0) Im( Z1Sek) ( ZCG 1)
92
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Zone-2 Z2min 1.2 ZLA1
Z2min 16.456 primer
Z2mak1 0.8 ( ZLA1 0.8 ZLB1)
Z2mak1 31.882 pri
Z2b ( ZLA1 0.8ZLB1)
Z2b 39.852 pri
Z2mak2 0.8 ( ZLA1 j 0.5 XT1)
Z2mak2 48.311
Z21 Z2mak1 ( Z2mak1 Z2min ) Z2min ( Z2min Z2mak1 ) Z22 Z21 ( Z2mak2 Z21 ) Z2mak2 ( Z21 Z2mak2 ) dipilih dipilih Z2Prim Z22
Z2Prim 6.156 31.282i Z2Prim 31.882 pri pri
Z2Sek Z2Prim n1
Z2Sek 6.566 33.367i
Z2Sek Z2Prim n1
Z2Sek 6.566 33.367i sek
Z2Sek 34.007
Z2S Z2Sek ( ZCS 0) Im( Z2Sek) ( ZCS 1) Z2S 34.007 Ω
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
Z2G Z2Sek ( ZCG 0) Im( Z2Sek) ( ZCG 1)
93
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
ZONE-3 Forward, asumsi faktor infed
dipilih KI 1
Z3min 1.2 ( ZLA1 ZLC1)
Z3min 55.664 pri
Z3mak1 0.8 [ ZLA1 ( 1.2 ZLB1) KI]
Z3mak1 42.337
Z3mak2 0.8 [ ZLA1 0.8 ( ZLB1 0.8 ZLD1) ] Z3mak2 40.848
maka Z3 dipilih
Z3mak3 0.8 ( ZLA1 j 0.8 XT1) Z3Prim Z3mak3 54.617i 70.796 Z3Prim Z33 10.748 Z3b1 ZLA1 1.2 ZLB1
52.921 Z3PrimZ3b1 55.664
Z3b2 ZLA1 0.8 ( ZLB1 0.8 ZLD1)
Z3b2 51.06
Z3b Z3b1 ( Z3b1 ( Z3b2 Z3b1 ) Z3Sek Z3Prim n1 Z3b2 ) Z3b2 Z3Sek 11.464 58.258i Z3b 52.921 Z3Sek 59.375 sek Z31 Z3mak1 ( Z3mak1 Z3min ) Z3min ( Z3min Z3mak1 ) Z3S Z3Sek ( ZCS 0) Im( Z3Sek) ( ZCS 1) Z32 Z31 ( Z31 Z3mak2 ) Z3mak2 ( Z3mak2 Z31 ) Z3S 59.375 Z3G1 Z3Sek ( 1 KN ) Z3G Z3G1 ( ZCG 0) Im( Z3G1) ( ZCG 1) Z3G 158.962 Zone-4 Reverse, seminimum mungkin
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
Z4S 0.01 Z4G Z4S ( 1 KN )
Z4G 0.027
94
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Blinder Tahanan loop pada ggn tanah Rm1L
0.8 ( Re( ZLA0) 2 Re( ZLA1) ) n1 3
Rm1L 8.395
fasa
Asumsi tahanan gangguan Rf = 40 ohm (primer) Rf 20 n1
Rf 21.333
Tahanan loop total adalah R1 Rm1L Rf
R1 29.728
Time Ground Zone fault distance comparator Zone 1 Tegangan
tk1 150 0 103 volt tk1 0 sec Vn
Zone 2 tk2 0.4 ( Z2Prim 3Z2b ) 0.8 ( Z2Prim Z2b ) Kapasitas ccc1 1.48 10 A tk2 0.4 sec ccc2 800 A Zone 3 tk3 0.8 ( Z3Prim Z3b ) 1.2 ( Z3Prim Z3b ) Vn 0.5 R2 n1 R2 57.735 sec tk3 1.2 ccc2 3
Power Swing Block Blinder maks pada terkait AR SPAR PSBZ 0.3 Z3Prim n1 PSBZ 17.813 Vn n1 Rg Rg 30.969 3 ( 2 ph2 ccc2 ccc2 KN ) Z3Sangle
BFRG Rg
BFRG 30.969
BRRG BFRG
BRRG 30.969
BFRS 0.25 R2
BFRS 14.434
BRRS BFRS
BRRS 14.434 o
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
BFLGangle 105
95
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
UVC (Phase selector element) Vn
100 3
UVCV 0.7 Vn
Vn 57.735 UVCV 40.415
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan sertaUVCZ nilai-nilai perusahaan UVCZ ZLA1 n1 14.628
UVC ph
UVC 78.867 deg
96
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Switch-on-to-fault/stub protection (OCH) Nominal arus beban < OCH < Arus gangguan 2 phasa InCT 1 OCH 1.2 InCT
OCH 1.2 A
VT failure supervision Vn 57.735
fase - ground
UVFS 0.6 Vn 3
UVFS 60
0.60 150 90 kV (primer fasa-fasa) UVFG 0.6 Vn pilih
UVFG 34.641
UVFG 40
Under Voltage element for weak infeed tripping UVLS 0.6 Vn 3
UVLS 60
UVLG 0.6 Vn
UVLG 34.641
Synchronism check SY1UV 1.05 Vn
SY1UV 60.622
SY1OV 0.85 Vn
SY1OV 49.075
Berbagi dan menyebarkan nilai-nilai Vn 57.735ilmu pengetahuan serta1.05 150 perusahaan 157.5
0.85 150 127.5
97
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
CONTOH DR- 4 Perhitungan Distance relay 150 kV MANGGA - BERLIAN
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
98
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
1). Data Relai - Merek/ type
: SIEMENS– 7SA511
- Arus nominal
: 1A
- Pola TP
: PUTT
2) Parameter CT & PT - Ratio CT
: 1600/ 1 A
- Ratio PT
: 150000/100 volt
n CT ratio PT ratio
n = 1.0667 3) Perhitungan Setting 1110 Residual compensating faktor RatioR
1117 Ratio R0/R1
RatioX
1118 Ratio X0/X1
1 RL10 1 RatioR 2.715 3 RL11
1 XL10 1 3 XL11
RatioX 1.679
XM1S ZM1 sin M1 k n1
XM1S 0.26 sek
RM1S ZM1 cos M1 k n1
RM1S 0.05 sek
1119 Ratio RM/R1
RatioRM
1 RM1S 1 3 RL11
RatioRM 0.039
1120 Ratio XM/X1
RatioXM
1 XM1S 1 3 XL11
RatioXM 0.032
Induktansi
XL11 0.238 / km
1122 Secondary reactance per unit line
XLS XL11 n1
XLS 0.254 / km (sek)
1201 Protection 1200Distance Distance Protection General Setting
ON
1202 Directional FD & T4
Non Directional
1203 Delay T4 detection direc. Trip
T4 2 detik
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
1204 Delay T5 detection non direc. Trip
T5 2.5 detik
99
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
1300 Distance Protection Inpedend. Zone Jangkauan induktif ZONE-1 Z1P 0.8 ZL11
Z1P 37.308 pri Z1P 7.204 36.606i
Z1S Z1P n1
Z1S 39.795 sek
Zone-2
X1S Z1S sin ph1 k Z2min 1.2 ZL11
X1S 39.05 sek Z2min 55.962
Z2mak1 ggn 0.8 fasa-fasa(asumsi) ( ZL11 0.8 ZL41) Resistansi
arah RF JAMBU 10 n1 RF 10.667 sek Z2mak1 47.415
ZTrf2 0.8 ( ZL11 0.5 XT31RF j) R1S Z1S cos ph1 k 2 Z2b ZL11 0.85 ZL41
ZTrf2 75.769 R1S 13.02 sek Z2b 60.059
Dipilih Zone 2 terbesar tetapi tidak lebih besar dari zone 2 trafo Z21mak Z2mak1 ( Z2mak1 Z2min ) Z2min ( Z2min Z2mak1 ) Z22mak Z21mak ( Z21mak ZTrf2 ) ZTrf2 ( ZTrf2 Z21mak ) Z2P Z22mak ( Z22mak Z2b ) Z2b ( Z22mak Z2b ) dipilih Z2P 10.806 54.909i
Z2P 55.962 pri
Z2S Z2P n1
Z2S 59.693 sek
X2S Z2S sin ph1 k
X2S 58.57 sek
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
100
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
dipilih Zone 3 terbesar tetapi tidak lebih besar dari zone 3 trafo Zone-3 Forward asumsi faktor infeed ) Z3mak2 K3 Z31 Z3mak1 ( :Z3mak1 Z3mak2 ( 1.0 Z3mak2 Z3mak1 ) Z3min 1.2 ZL11 0.8 ZL11 Z3min 100.731 pri Z32 Z31 ( (Z31 Z3min ) ) Z3min ( Z3min Z31 ) Z3P ZTrf3 ( Z32 ) Z32 Z32 ) Z3mak1 0.8 [ ZL11 (ZTrf3 1.2 ZL41 ) K3 ]( ZTrf3 Z3mak1 52.47 pri Z3P 75.769 pri Z3mak2 0.8 [ ZL11 [ K3 [ 0.8 ( ZL11 0.8 ZL41) ] ] ] dipilih Z3mak2 Z3P 9.44 75.239 51.614i pri pri
Z3P Z3mak1 ZTrf3 0.8 (n1 ZL11 0.5 XT31 j) Z3S Z3P
ZTrf3 75.769 pri Z3S 55.968 sek
ZL11 ZL21 79.306 pri
Jangkauan induktif X3S Z3S sin ph1 k
X3S 54.92 sek
Jangkauan resistif Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan R3S Z3S cos ph1 k
RF 2
R3S 16.14 sek
101
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Setelan Waktu T1 0
T1 0 detik
T2 0.4 ( Z2b Z22mak ) 0.8 ( Z22mak Z2b ) T2 0.4 detik
T3 0.8 ( Z3b Z32 ) 1.2 ( Z32 Z3b ) Ground Fault Compensation Setting K1
ZL10 ZL11 3 ZL11
T3 1.2 detik
K1 1.729
1
dipilih Ko 1.7 KN 6.523
KN arg ( K1) k
1
ph 78.866
ph arg ( ZL11 ) k
Berbagi dan menyebarkan N ph ilmu KNpengetahuan serta nilai-nilai perusahaan N 72.343
dipilih
ph 80 deg
N 80
102
deg
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
FAULT DETECTION Impedansi Penuh (Load Encroachment) JangkauanBeban Resistive Tegangan sistem Tahanan loop pada ggn tanah
kV 150000
Power factor sistem 0.85 ( RL10 L1 2 RL11 L1) Pf 0.80 Rm1L n1 Rm1L 30.335 /fasa 3 kV VLoad ILoad 1600 A 3 Asumsi tahanan gangguan Rf = 40 ohm (primer) VLoad Rf 20 n1 ZLd ILoad Tahanan loop total adalah
Rf 21.333 ZLd 54.127 pri sek
ZL n1 Rf REZLd Rm1L
ZL 57.735 sek RE 51.668
Impedansi load acos ( Pf ) minimum (Ground fault distance comparator) L L 36.87 pilih L 37 deg deg 3 3 Vn 150 10 ccc1 1.2 10
RLoad ZL Vn cos L k R2 n1 ccc1 3 XLoad ZL sin L k
RLoad 46.109 sek R2 76.98 XLoad 34.746 sek
Syarat : Rr act < (15*Z1S*2*KZN) ZLoad RLoad j XLoad ZLoad 46.109 34.746i sek Rr 15 R1S 2 K1 Rr 675.115 ZLoadmaks 0.5 ZLoad ZLoadmaks 28.868 sek dipilih nilai R ground fault zone-1, 2 & XLoadmaks 3 XLoadmaks 0.8 XLoad 27.797 sek R1E RE XAmaks 2 X3S R2E RE Arah depan (forward) dipilih ; ZLF ZLoad
R1E 51.668 sek XAmaks 109.83 sek R2E 51.668 sek ZLF 57.735
Reaktansi XAf 1.2 X3S Resistif
XAf 65.898 dipilih
XAf 70 RA2 40
RA1 30
sek
sek Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
103
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Arah belakang (backward)
XArec 40 sek
Power swing Block : ZPSB 1.3 Z3S
XPSB 1.3 XAf
XPSB 91 sek
RPSB 1.2 RAE2
RPSB 72 sek
Delta R:
dR RPSB RAE2
dR 12
syarat
PSB >1.3 R3S PSB R3S dR
sek
PSB 28.141
dipilih Berbagi dan menyebarkan dR 12 ilmu serta nilai-nilai perusahaan pengetahuan sek
104
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
RINGKASAN DATA SETTING DISTANCE RELAY SIEMENS TYPE-7SA511 Imp urutan positif
ZL11 9.005 45.757i
imp urutan nol
ZL10 82.363 276.218i 150000
1100 Ratio CT & PT
CT1
1600 1
A
PT1
3 100
Volt
3
1119 Ratio RM/R1
PTS1
100
1120 Ratio XM/X1
3
CT1 RatioRM n1 0.039 PT1 RatioXM 0.032
1117 Residual compensating faktor Induktansi
XL11 0.238 / km pri
1117 R0/R1reactance per unit line 1122Ratio Secondary
RatioR 2.715
1118 Ratio XLSX0/X1 XL11 n1
RatioX 1.679 / km sek XLS 0.254 XM1S 0.26 sek
1124 Line length
L1 192.5 km RM1S 0.05 sek
1200 Distance Protection General Setting 1201 Distance Protection
ON
1202 Directional FD & T4
Non Directional
1203 Delay T4 detection direc. Trip T4 = 2 detik Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 1204 Delay T5 detection non direc. Trip
T5 = 2.5 detik
105
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
1314 Zone-2 Direction
Forward
1315 T2 untuk 1-fasa
T2 = 0.4 detik
1316 T2 untuk 3-fasa
T2 = 0.4 detik
1317 T2 untuk 3-fasa
T2 = 0.4 detik
Zone-3 1300 Distance Protection Inpedend. Zone Zone-1 1321 Resistance (fasa-fasa) R3
R3S = 16.86 Ω sek
1301 Resistance (fasa-fasa) R1 1322 Induktansi (fasa-fasa) X3
R1S 13.02 Ω sek X3S = 58.57
1302 Induktansi (fasa-fasa) X1 1323 Resistance (fasa-earth) R3E 1303 Resistance (fasa-earth) R1E 1324 Zone-3 Direction 1304 Zone-1 Direction
X1S 39.05 R2E = 54.94 Ω sek R1E 51.668 Forward Forward
1325 1305 T2 T1 untuk 1-fasa 1-pole
T3 T1 =01.2 detik
1306 1326 T1 T2 untuk untuk 3-pole 3-fasa
T1 =01.2 detik T3
1327 T2 untuk 3-fasa Zone-2
T3 = 1.2 detik
1311 Resistance (fasa-fasa) R2 1400 Distance Protection Controled Zone 1312 Induktansi (fasa-fasa) X2 1401 Resistance (fasa-fasa) R1B 1313 Resistance (fasa-earth) R2E 1402 Induktansi (fasa-fasa) X1B
R2S = 16.86 Ω sek
1403 Resistance (fasa-earth) R1EB
R2EB = 51.66 Ω sek
1404 Zone-1B Direction
Forward
1405 T1B untuk 1-pole
T1B = 0.4 detik
X2S R1B R2E X1B
= 58.57 Ω sek = 16.86 Ω sek = 51.668 Ω sek = 58.57 Ω sek
1406 untuk 3-pole T1B = 0.4 detik Berbagi danT1B menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
106
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
1411 Resistance (fasa-fasa) R1L
R1L = 16.86 Ω sek
1412 Induktansi (fasa-fasa) X1L
X1L = 58.57 Ω sek
1413 Resistance (fasa-earth) R1EL
R2EL = 51.66 Ω sek
1414 Zone-1L Direction
Forward
1415 T1L untuk 1-pole
T1L = T2 = 0.4 detik
1416 T1L untuk 3-pole
T1L = T2 = 0.4 detik
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
107
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
1600 Distance Protection fault Detection 1601 OCR detection I/In
IF = 0.5 A
1602 EF detection Ie/In
IG = 0.1 A
1622 Fault detection forward reach X+A
XA f = 70 Ω sek
1623 Fault detection reverse reach X-A
XArev = 40 Ω sek
1624 Fault detection resistance fasa-fasa RA1
RA1 = 30 Ω sek
1625 Fault detection resistance fasa-fasa RA2
RA2 = 40 Ω sek
1626 Fault detection resistance fasa-grund RAE1
RAE1 = 50 Ω sek
1627 Fault detection resistance fasa-ground RAE2
RAE2 = 60 Ω sek
1628 Fault detection fasa-fasa angle RA1/RA2
ΦL = 37 º
1629 Fault detection fasa-ground angle RAE1/RAE2
ΦL = 37 º
2000 Power Swing Blocking 2002 Power swing function
Block all
2003 Delta R between P/S and Fault detection
dR = 12 Ω sek
2004 Rate of change of P/S dR/dt
dR/dt = 180 Ω/det
2005 Power swing action time T-Act
TPSB = 10 mdet
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
108
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
2600 Emergency Over Current Protection
OFF
2700 Thermal Over Load Protection
OFF
3000 Earth Fault non earthed network
OFF
3100 Earth Fault Directional
OFF
3300 Earth Fault non Directional
OFF
3400 Auto Reclose Function 3401 A/R function
ON
3402 A/R block Rev
Yes
3403 Manual block
Yes
3405 T- Reclaim
Trecl = 10 det
3406 Time lock-out after un succesful A/R
Tlo
3407 Time block after manual close
Tmclose = 20 det
3412 CB ready interrogation at the first command
Yes (normal set)
3413 CB close
Never
3422 RAR 1-pole program
SPAR
3424 RAR T- action
= 10 det
t act1P = 0.2 det
3425 RAR Time 3-pole
t act 3P = 0.5 det
3426 RAR 1-pole dead time
t dead1 = 1 det
3427 RAR accelerated 1pole dead time (UO dependent )
t dead1 = 1 det
3429 Blocking with evolving
Alaways
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
109
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
3430 Discrimination time for evolving fault
t discri = 1.5 det
3431 3-pole when AR is blocked during 1-pole dead time
Yes
3442 Delayed AR program
No DAR
3443 Number of DAR shots after 1-pole inisiationAR
1 kali
3444 Number of DAR shots after 3-pole inisiation AR
1 kali
3445 Delayed AR action time
t = 0.2 det
3446 Delayed AR 3-pole dead time for 1st shot
t1 3pole = 3 det
3447 Delayed AR 3-pole dead time for 2st shot
t2 3pole = 6 det
3448 Delayed AR 3-pole dead time for 3st shot
t3 3pole = 0 det
3500 Synchrocheck Function 3501 Synchron-check function
ON
3502 Maximum voltage for dead line or busbar U
Umin = 80 volt
3505 Maximum voltage different dU
/U2>)
Yes
3517 Dead Line / Live Bus check before A/R (U1>/U2>)
Yes
3518 Dead Line / Dead Bus check before A/R (U1>/U2>)
Yes
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
110
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
3519 Override of any check before A/R
No
3521 Synchron-check with manual close
Yes
3522 Freq. Difference for synchronous manual close
dF = 0.1 Hz
3525 Synchron-check before manual close (U1>/U2>)
Yes
3526 Live Line / Dead Bus check before MC (U1>/U2>)
Yes
3527 Dead Line / Live Bus check before MC (U1>/U2>)
Yes
3528 Dead Line / Dead Bus check before MC (U1>/U2>)
Yes
3529 Override of any check before manual close
No
3530 Synchron-check supervision time = 0.5 det
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
Tsc
111
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
5.2 Line Current Differensial 5.2.1 Data Teknis Membuat rangkuman data teknis yang meliputi besaran para meter akan dipakai sebagai dasar dalam perhitungan ini, yaitu antara lain : Lokasi / Gardu Induk, Bay penghantar, tegangan kerja Merek , type current differensial Data ratio CT Data hubung singkat Data MVAR charging / current charging penghantar. Sebagai contoh besaran arus hubung singkat di masing-masing GI, baik untuk hubung singkat 3-fasa, maupun 1-fasa ke tanah Pertimbangan teknis setelan line differensial : 1. Phase differential element setting untuk gangguan phasa – phasa. Harus lebih kecil dari arus gangguan minimum yang mungkin terjadi, tetapi harus lebih besar dari arus charging terbesar yang mungkin bisa terjadi. Bila diperlukan pergunakan margin nilai 1.2 – 2 kali. Bila Ic
= Arus charging pht x Margin (2)
Ifmin = Arus gangguan minimum x margin (1.2) Ic < setelan I diff < Ifmin Dari range tersebut ditentukan I diff =
Ic + Ifmin 2
2. Zero sequence current differential setting untuk gangguan phasa tanah
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
112
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Minimum setting 3Io ditentukan untuk mendeteksi arus gangguan phasa tanah dengan tahanan gangguan yang tinggi. Umumnya nilai setting 3Io antara 30 – 50% dari arus minimum arus gangguan yang terjadi.
(Min fault current x 30%) / CT ratio < 3Io pick up < (Min fault current x 50%) / CT ratio
3. Relai harus stabil terhadap gangguan eksternal. Faktor-faktor kesalahan yang menentukan slope setelan : Kesalahan trafo arus CT
: 10%
Arus eksitasi
: 5%
Faktor keamanan
: 5%
Oleh karena itu setelan slope dipilih : Slope 1 : 20 – 30 % Slope 2 : 40 – 60%
Differential current
5 4.5 4 3.5 3
Trip
Idiff I2.5 2
No Trip
1.5 1 0.5 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5 Ibias I
3
3.5
4
4.5
5
Bias current
Gbr. 6.5 Kurva karakteristik line differential current
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
113
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
4. Waktu kerja Untuk mencegah tripnya Line Differential akibat kesalahan arus transient ataupun kejenuhan CT maka waktu kerja line differential > 0.1 dtk 5.3 Selective Directional Relay Selective directional relay hanya dapat dipergunakan dan diaktifkan pada penghantar double circuit. Ketika operasi satu circuit ataupun salah satu circuit trip karena gangguan maka selective directional relai harus diblok atau dinonaktifkan. Penonaktifan selective directional relai ini harus dapat dilakukan secara manual maupun secara otomatis. a. Data dan pertimbangan teknis :
Data kontribusi arus hubung singkat 1 phasa maupun 3 phasa, yang mengalir melalui kedua penghantar. Dapat dihasilkan melalui perhitungan.
Data relai, berupa nominal arus dan minimum tap setting arus, hal ini terkait dengan besarnya selisih arus yang mengalir ketika terjadi gangguan dekat pada GI remote.
Setelan arus kerja didasarkan pada besarnya perbedaan arus gangguan yang mengalir pada kedua penghantar yang masih dapat dirasakan oleh relai, tetapi harus diatas perbedaan arus yang mengalir pada kondisi normal akibat adanya faktor error CT dan relai.
b. Setting Arus kerja Iset : selisih arus gangguan yang mengalir pada kedua penghantar untuk lokasi gangguan 90% – 95% dari GI lokal.
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
114
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
Selisih arus ini merupakan nilai primer yang kemudian dikonversikan kedalam besaran sekunder, kemudian buatkan dalam tap value setting sesuai range relai yang dipasang Contoh : Konduktor ACRS 120 , CCC = 300 A CT = 300/5 A, Kontriusi Arus hubung singkat untuk lokasi gangguan 95% pada penghantar 1. I3F1pht1
= 1300 A
I1F1pht1
= 180 A
I3F1pht2
= 1150 A
I1F1pht2
= 160 A
Maka setelan arus untuk gangguan phasa – phasa : Iset primer
= (I3F1pht1 – I3F1pht2) = (1300 – 1150) = 150 A (primer)
Tap Value
= Iset primer / (In relai x Rasio CT) = 150 / ( 5 x 300/5) = 0.5
Maka Iset aktual menjadi : = 0.5 x In relai = 2.5 A (sekunder) = 0.5 x In relai x rasio CT = 150 A (primer) Maka setelan arus untuk gangguan phasa – tanah
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
115
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Iset primer
Perhitungan Setting Relai Proteksi SUTT
= (I1F1pht1 – I1F1pht2) = (180 – 160) = 20 A (primer)
Tap Value
= Iset primer / (In relai x Rasio CT) = 20 / (5 x 300/5) = 0.067 maka dipilih 0.1 disesuaikan dgn minimum tap
setting Maka Iset aktual menjadi : = 0.1 x In CT = 0.5 A (sekunder) = 0.1 x In relai x rasio CT = 30 A (primer) c. Pemilihan setelan waktu kerja : Karena selective directional relai umumnya dipergunakan sebagai pengaman utama, maka waktu kerja nya harus instant.
Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan
116