![Rele Arus Lebih Waktu Terbalik Kelompok2 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/rele-arus-lebih-waktu-terbalik-kelompok2.jpg)
5 0 956 KB
LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM PROTEKSI RELE ARUS LEBIH WAKTU TERBALIK
Dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Praktikum Sistem Proteksi Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Dosen : Carlos R.S., S.T., M.T. Disusun oleh : Kelompok 2 (Dua)
Muhammad Aldo Kurniawan (061630311424)
Nur Alika Rizkita Putri
(061630311428)
Reno Anugrah Pratama
(061630311429)
Wiky Aji Pratama Putra
(061630311429)
Kelas : 5 LE
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2019
RELE ARUS LEBIH WAKTU TERBALIK 1. Tujuan Percobaan 1.1 Menyelidiki operasi rele untuk penyetelan berbeda 1.2 Menentukan rasio penyetelan ulang 1.3 Mengukur sifat penundaan 1.4 Mengukur waktu pengoperasian 1.5 Mengukur konsumsi daya instrinsic 1.6 Mencatat karakteristik bentuk rele 1.7 Mendemostrasikan pemutusan pada suatu jaringan tiga fasa dengan pewaktu dan dengan tingkatan seketika.
2. Teori Dasar Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerja berdasarkan kenaikan besaran arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu dan dalam jangka waktu tertentu sehingga dapat melebihi suatu nilai pengamanan tertentu dan dalam jangka waktu tertentu, sehingga dapat digunakan sebagai pola pengamanan arus lebih atau hubung singkat. Rele arus lebih tidak hanya bekerja karena adanya kenaikan arus tetapi yang terpenting adalah kemampuan rele untuk mendeteksi atau memonitor kenaikan arus apabila telah melampaui batas arus dan waktu yang tekah ditentukan. Untuk kerja
(performance) rele dipengaruhi oleh
konstruksimya, yaitu dengan prinsip elektromekanik atau elektronik dengn saklar statis. Pengukuran arus gangguan pada jaringan oleh rele arus lebih ditransformasikan dengan nilai arus yang lebih kecil melalui perbandingan lilitan menggunakan transformator arus ( Current Transformator / CT ). Hubungan rele arus lebih , transformator arus pemutus tenaga pada jaringan ditunjukkan pada gambar 3.1 Rele arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik ( inverse time ) beroperasi jika jangka waktu mulai bekerja ( pick up ) sampai selesainya kerja rele
diperpanjang dengan nilai yang berbanding terbalik dengan besarnya arus yang menggerakkan seperti diperlihatkan pada gambar 3.2
Gambar 3.1 Hubungan rele arus lebih pada jaringan
Rele arus lebih tidak hanya bekerja karena adanya kenaikan arus tetapi yang terpenting adalah kemampuan rele untuk mendeteksi atau memonitor kenaikan arus bila telah melampaui batas arus dan waktu yang telah ditentukan. Untuk kerja
(performance) rele dipengaruhu oleh konstruksinya yaitu dengan
prinsip elektromekanik atau elektronik dengan saklar statis.
Gambar 3.2 Karakteristik waktu terbalik (inverse time)
Rele arus lebih IKC913 merupakan rele arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik (inverse time) merupakan suatu rele statis untuk penaman jaringan
distribusi terhadap hubung singkat, dimana penundaan waktu bergantung arus. Rele mempunyai suatu pewaktu (1>) dengan penundaan waktu dan suatu tingkat seketika ( I>>) yang beroperasi tanpa penundaan . Arus puncak pengoperasian normal sama seperti yang terjadi pada proses saklar menutup, sebagai contoh tidak mendahului pemutusan (tripping) rele, mengingat hubung singkat dengan nilai tinggi memutus dengan segera. Sebagai hasil lebar jangkauan (range) penyetelan pada karakteristik pemutusan, rele dapat digunakan dalam suatu lebar berbagai penerapan, sebagai contoh : juga untuk pengaman gangguan tanah. Terminal masukan untuk pantauan monitoring arus diberikan pada terminal A2-A3,A6-A7,A10-A11, konsumsi daya pada pengukuran masukan berkisar 0,07 VA. Karakteristik pemutusan pewaktu rele didasarkan pada arus dasar (Ib) yang dapat disetel pada 0,4-3,4 kali arus rating (IN) dalam tahap 0,2 menggunakan saklar pemilih. Arus rating adalah 1 A, seperti dalam kasus versi satu fasa rele waktu tertentu. Suatu pemulai (start) dapat dicapai apabila arus pengukuran sangat besar melebihi nilai 1,1 , Ib. Dengan perangkat pengeset awal ke “normal inverse”, arus bergantung penundaaan waktu (1>) ditentukan berdasarkan formula:
t=
𝑡𝑚𝑠 𝑥 0,14 𝐼𝐵
( 𝐼𝑆 )0,02−1
Dimana nilai referensi waktu disebut k dapat juga dipilih mnggunakan suatu saklar pemilih ( k dapat dipilih pada tahap 0,02 pada tange 0,1 – 1,08, bila k = 0 dipilih keseluruham rele terhambat/blocked, fungsinya dilumpuhkan.
3. Peralatan yang dibutuhkan 1. Pemutus tenaga / CB
(1)
2. Beban resistif
(1)
3. Transformator tiga fasa
(1)
4. Power supply 220 V Ac satu fasa
(1)
5. Power supply 12 V DC
(1)
6. Rele arus lebih waktu terbalik tiga fasa
(1)
7. Amperemeter
(2)
8. Voltmeter
(2)
9. Stopwacth
(1)
10. Bell/buzzer
(1)
11. Kabel penghubung
(1)
4. Prosedur percobaan 1. Merangkai rangkaian seperti digambarkan pada gambar 3.3 2. Pertama-tama set harga berikut pada rele : Tingkat seketika
I>>
:0
Faktor pewaktu
k
: 10 (artinya : tms diberikan 0,1
Jembatan E7-E8
: terpasang
3. Menghubungkan penjembatan (bridge) “ Relay” dan “PLC” pada CB untuk meniadaan perintah pemutusan (trip) pada modul CB. 4. Set nilai penyetelan arus atau arus dasar Ib pada rele ke nilai 2 (artinya : arus penyetelan rele ( IS= 0,4 A ) 5. Memperhatikan posisi resistor beban, resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%). Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB ( CB posisi on). 6. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus yang masuk ke rangkaian pengukuran dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai rele mulai beroperasi (start) diisyaratkan melalui keluarannya (kontak E7-E8) yang ditandai dengan berbunyinya buzzer. Mencatat nilai arus pada amperemeter sebagai nilai arus pengahsutan (Ist) pada tabel 1. 7. Setelah ini, melalui resistor beban kurngi arus smpai rele melepas (release) yang ditandai dengan padamnya buzzer. Mencatat nilai arus pada amperemeter sebagai nilai arus pelepasan (IRE) pada tabel 1. 8. Mengurangi arus jaringan dengan membuat resistor beban pada posisi maksimum. Memutuskan sumber tegangan tiga fasa dengan memutuskan kontak CB ( CB dalam posisi off)
9. Mengulangi percobaan untuk nilai penyetelan arus IB dari 3 sampai 6. Mencatat masing-masing pengukuran arus pengasutan (IST) dan Arus penyetelan (IS). Gunakan untuk menghitung rasio penyetelan ulang rele dan melengkapi hasil pengukuran pada tabel 1. 10. Merangkai diagram rangkaian seperti digambarkan pada gambar 3.4 dalam syarat untuk mengukur konsumsi daya instinsic 11. Memperhatikan posisi resistor beban, posisi resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%) . Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on). 12. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus yang masuk ke rangkaian pengukuran dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai arus berkisar 1A 13. Mencatat nilai pengukuran arus dan tegangan untuk menentukan daya terlihat (apparent power) pada rangkaian pengukuran dengan melengkapi tabel 2 14. Mencatat nilai pengukuran arus dan tegangan unutk menentukan daya terlihat (apparent power) pada rangkaian elektronik dengan melengkapi tabel 3 15. Dalam syarat untuk mendemostrasikan pengoperasian rele waktu terbalik, merangkai rangklaian seperti pada gambar 3.5 16. Pertama-tama membuat penyetelan berikut pada rele : Tingkat seketika
I>>
:0
Faktor
k
: 10 (artinya :tms diberikan 0,1)
Arus dasar
IB
: 2 (artinya : Is diberikan 0,4 )
Jembatan A8-A12
: terpasang ke CB
17. Memperhatikan posisi resistor beban, posisi resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%) . Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on). 18. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus beban (IF) pada jarungan dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai arus berkisar 0,44 A.
Setelah ini padamkan jaringan dengan memutuskan kontak CB (CB posisi off) 19. Mempersiapkan stopwatch dan set ke posisi 0. Secara bersamaan hiduokan stopwatch dan menghubungkan ke sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik denan menghubungkan kontak CB ( CB posisi on) 20. Memperhatikan lampu indikator On pada CB. Memadamkan stopwatch bersamaan dengan padamnya lampu indikator ON (lampu indikator off menyala) 21. Mencatat penunjukan waktu pada stopwatch sebagai pengukuran waktu operasi rele dan memasukkan hasil pengukuran pada tabel 4. 22. Menekan tombol reset pada rele sampai lampu indikator operasi padam. 23. Mengulangi untuk setiap prosedur percobaan dengan arus gangguan If dari 0,54 A sampai 1,24 A (dalam tahap 0,1 A). Harus diingat sebelum menghubungkan kontak CB (CB poaisi on) resistor beban harus dalam posisi maksimum ( R=100%) 24. Menggunakan persamaan perhitungan waktu operasi rele pada setiap tahap arus gangguan dan melengkapi tabel 4 25. Mengulangi pengukuran denan penyetelan faktor waktu ke 50 (tms- 0,5), mencatat hasil penukuran pada tabel 5. Jangan memvariasikan penyetelan arus. 26. Untuk mendemostrasikan pemutusan seketika, set penyeelan arus pada rele IB =12 27. Memperhatikan posisi resistor beban , posisi resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%) . Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on). 28. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus beban (IF) pada jarungan dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai arus berkisar 0,9 A. Setelah ini padamkan jaringan dengan memutuskan kontak CB (CB posisi off) 29. Membuat penyetelan berikut pada rele setelah arus dipadamkan dan stpwatch teah di set ulang :
Arus dasar
(IB)
: 2 (Is = 0,4 A)
Tingkat seketika
I>>
:2 (hasil pada harga pengperasian 2 x Is=0,8
A) Faktor waktu k
: 10
30. Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on) dan secara bersamaan menghiduokan stopwacth 31. Memperhatikan lampu indikator ON pada CB. Memadamkan stopwatch bersamaan dengan padamnya lampu indikator OnN ( lampu indikator Off menyala). Mencatat reaksi pada rele.
5. Hasil percobaan Tabel 3.1 Pengukuran rasio penyetelan ulang Besaran yang diukur
Hasil pengukuran 1
2
3
4
5
Arus penyetelan, Is (A)
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Harga pengasutan, IST (A)
0,35
0,54
0,71
0,9
1,08
Harga pelepasan , IRE (A)
0,35
0,53
0,69
0,89
1,06
Rasio penyetaln ulang IRE / IST (A)
1
1,01
1,02
1,01
1,02
Tabel 3.2 Pengukuran daya terlihat pada komponen elektronik Tegangan (V)
Arus (mA)
Daya (VA)
230
19,67
4,6
Tabel 3.3 Pengukuran daya terlihat pada rangkaian pengukuran Arus (A)
Tegangan (mV)
Daya (VA)
1
70
0,07
Tabel 3.4 Pengukuran arus dan waktu interupsi untuk Is= 0,4A tms=0,3 Besaran yang diukur Arus gangguan IF
Hasil pengukuran 1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,44
0,54
0,64
0,74
0,84
0,94
1,04
1,14
1,24
1,1
1,35
1,6
1,65
2,1
2,35
2,6
2,85
3,1
10,9
5,9
3,5
2,9
2,5
2,4
2,1
1,8
1,6
22
6,97
4,46
3,4
2,8
2,44
2,17
1,98
1,83
(A) Faktor keamanan IF/IS t pengukuran (dt) t perhitungan (dt)
Tabel 5 Pengukuran arus dan waktu interupsi untuk Is =0,4 A tms = 0,5 Besaran yang diukur Arus gangguan IF
Hasil pengukuran 1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,44
0,54
0,64
0,74
0,84
0,94
1,04
1,14
1,24
1,1
1,35
1,6
1,65
2,1
2,35
2,6
2,85
3,1
15,2
8,5
6
4,5
4,1
3,8
3,5
3,1
2,7
36,8
11,7
7,4
5,6
4,8
4,1
3,7
3,3
3,06
(A) Faktor keamanan IF/IS t pengukuran (dt) t perhitungan (dt)
6. Tugas dan Pertanyaan
1. Berdasarkan hasil pengukuran tabel 1, berapa range dan harga rata-rata rasio penyetelan ulang atau factor arus kembali (Kd) rele arus lebih waktu terbalik yang digunakan ? 2. Berapa konsumsi daya instrinsic (apparent power) rele arus lebih yang dihasilkan untuk arus rangkaian pengukuran 1 A ? 3. Dari hasil pengukuran pada tabel 5, berapa range dan harga rata-rata factor keamanan pengukuran 9, jika waktu operasi rele arus lebih yang diinginkan t= 5 detik 4. Gambarkan karakteristrik rele arus lebih waktu terbalik berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4 dan tabel 5 5. Tentukan penyetelan arus atau dasar IB dan factor perkalian waktu (tms) pada rele arus lebih waktu terbalik dari sistem tenaga listrik seperti gambar dibawah. Faktor keamanan (Kd) merupakan nilai rata-rata hasil percobaan.
7. Perhitungan Tabel
7.1 Perhitungan Tabel 3.2 Dik
:V I
= 237 V = 20.06 mA = 0,02006 A
Dit
:S?
Jawab S
= V. I = 237 X 0.02006 A = 4,75 VA
Daya terlihat pada komponen elektronik adalah 4,75 VA
7.2 Perhitungan Tabel 3.3 Dik
:I
=1A
V
= 66 mV = 0,066 V
Dit
:S?
Jawab S
= V. I = 0,066 V X I = 0,066 VA
7.3 Perhitungan Tabel 3.4 Dik
Dit
Jawab
: Is
= 0,4 A
tms
= 0,3
: t, untuk IF = a. 0,44 A
d. 0,74 A
g. 1,04 A
b. 0,54 A
e. 0,84 A
h. 1,14 A
c. 0,64 A
f. 0,94 A
i. 1,24 A
:
a. Untuk IF = 0,44 A
t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (0,44⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (1,1)0,02 -1 0,042 0,0019
= 22,1 dt
b. Untuk IF= 0,54 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (0,54⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (1,35)0,02 -1 0,042 0,00602
= 6,98 dt
c. Untuk IF= 0,64 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (0,64⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (1,6)0,02 -1 0,042 0,00944
= 4,45 dt
d. Untuk IF = 0,74 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (0,74⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (1,85)0,02 -1 0,042 0,01238
= 3,39 dt
e. Untuk IF t
=
=
= =
= 0,84 A tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (0,84⁄0,4) - 1
0,3 x 0,14 (2,1)0,02 -1 0,042 0,015
= 2,8 dt
f. Untuk IF = 0,94 A t
=
=
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (0,94⁄0,4) -1
= =
0,3 x 0,14 (2,35)0,02 -1 0,042 0,0172
= 2,44 dt
g. Untuk IF = 1,04 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (1,04⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (2,6)0,02 -1 0,042 0,0193
= 2,17 dt
h. Untuk IF = 1,14 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 𝑥 0,14 0,02 (1,14⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (2,85)0,02 -1 0,042 0,02116
= 1,98 dt
i. Untuk IF = 1,24 A
t
= =
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,3 x 0,14 0,02 (1,24⁄0,4) -1
0,3 x 0,14 (3,1)0,02 -1 0,042 0,0229
= 1,83 dt
7.4 Perhitungan Tabel 3.5 Dik
Dit
: Is
= 0,4 A
tms
= 0,5
: t, untuk IF =
Jawab
a. 0,44 A
d. 0,74 A
g. 1,04 A
b. 0,54 A
e. 0,84 A
h. 1,14 A
c. 0,64 A
f. 0,94 A
i. 1,24 A
:
a. Untuk IF = 0,44 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (0,44⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (1,1)0,02 -1 0,07 0,0019
= 36,84 dt
b. Untuk IF = 0,54 A
t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (0,54⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (1,35)0,02 -1 0,07 0,00602
= 11,63 dt
c. Untuk IF = 0,64 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (0,64⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (1,6)0,02 -1 0,07 0,00944
= 7,42 dt
d. Untuk IF = 0,74 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (0,74⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (1,85)0,02 -1 0,07 0,01238
= 5,65 dt
e. Untuk IF = 0,84 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (0,84⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (2,1)0,02 -1 0,07 0,015
= 4,67 dt
f. Untuk IF = 0,94 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (0,94⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (2,35)0,02 -1 0,07 0,0172
= 4,07 dt
g. Untuk IF = 1,04 A t
=
=
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (1,04⁄0,4) -1
= =
0,5 x 0,14 (2,6)0,02 -1 0,07 0,0193
= 3,63 dt
h. Untuk IF = 1,14 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (1,14⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (2,85)0,02 -1 0,07 0,02116
= 3,3 dt
i. Untuk IF = 1,24 A t
=
=
= =
tms x 0,14 0,02 (If⁄Is) -1
0,5 x 0,14 0,02 (1,24⁄0,4) -1
0,5 x 0,14 (3,1)0,02 -1 0,07 0,0229
= 3,06 dt
7.5 Perhitungan tabel 3.4 dan tabel 3.5 Dik
: Is
= 0,4 A
Dit
: Faktor Keamanan (Kfk), untuk IF
Jawab
a. 0,44 A
d. 0,74 A
g. 1,04 A
b. 0,54 A
e. 0,84 A
h. 1,14 A
c. 0,64 A
f. 0,94 A
i. 1,24 A
:
a. Untuk IF = 0,44 A Kfk
If 0,44 A = = =1,1 Is 0,4 A
b. Untuk IF = 0,54 A Kfk
If 0,54 A = = =1,35 Is 0,4 A
c. Untuk IF = 0,64 A Kfk
If 0,64 A = = =1,6 Is 0,4 A
d. Untuk IF = 0,74 A Kfk
If 0,74 A = = =1,85 Is 0,4 A
e. Untuk IF = 0,84 A Kfk
If 0,84 A = = =2,1 Is 0,4 A
f. Untuk IF = 0,94 A Kfk
If 0,94 A = = =2,35 Is 0,4 A
g. Untuk IF = 1,04 A
Kfk
If 1,04 A = = =2,6 Is 0,4 A
h. Untuk IF = 1,14 A Kfk
If 1,14 A = = =2,85 Is 0,4 A
i. Untuk IF = 1,24 A Kfk
If 1,24 A = = =3,1 Is 0,4 A
8. Pembahasan Tugas dan Pertanyaan 8.1. Bagian 5.1 Berdasarkan hasil pengukuran tabel 1 untuk pengukuran rasio penyetelan ulang, didapatkan nilai rasio penyetelan ulang atau faktor arus kembali (Kd) secara berurutan dari pengukuran satu sampai lima adalah 1 , 1,01 , 1,02 , 1,01 dan 1,02. Maka dari hasil tersebut dapat ditentukan range dan harga rata-rata rasio penyetelan ulang sebagai berikut :
Range merupakan kisaran nilai faktor arus kembali (Kd) dari nilai yang terkecil hingga nilai yang terbesar, sehingga Range = Faktor arus kembali (Kd) min – Faktor arus kembali (Kd)max = 1 – 1,02
Harga rata-rata rasio penyetelan ulang merupakan total dari seluruh hasil pengukuran dibagi dengan banyaknya pengukuran yang dilakukan, sehingga nilai rata-ratanya adalah :
Kd rata-rata =
Kd1 +Kd2 +Kd3 +Kd4 +Kd5 5
=
1+1,01+1,02+1,01+1,02 5
=
5,06 5
= 1,012 Sehingga nilai range Kd yang diperoleh adalah 1 – 1,02 dan harga ratarata rasio penyetelan ulang (Kd) adalah 1,012
8.2. Bagian 5.2 Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 2 untuk pengukuran daya terlihat pada komponen elektronik didapatkan nilai untuk tegangannya sebesar 230 V dan nilai arusnya sebesar 19,67 mA dan hasil pengukuran pada tabel 3 untuk pengukuran daya terlihat pada rangkaian pengukuran didapatkan nilai untuk tegangannya sebesar 0,07 V untuk arus yang ditentukan sebesar 1 A. Konsumsi daya intrinsic rele arus lebih merupakan penjumlahan dari konsumsi daya pada rangkaian elektronik dan konsumsi daya pada rangkaian pengukuran, maka berdasarkan hasil pengukuran dapat ditentukan konsumsi daya intrinsicnya adalah sebagai berikut : Konsumsi daya intrinsic = Daya Rangkaiaan Elektronik + Daya Rangkaian Pengukuran = (VRE x IRE) + (VRP x IRP) = (230 V x 0,01967 A) + (0,07 V x 1 A) = 4,6 VA + 0,07 VA = 5,3 VA Dari hasil perhitungan didapatkan konsumsi daya instrinsicnya sebesar 5,3 VA.
8.3. Bagian 5.3 Berdasarkan hasil pengukuran tabel 5, didapatkan nilai faktor keamanan (Kfk) rele arus lebih waktu terbalik secara berurutan dari hasil pengukuran satu sampai sembilan sebesar 1,1 ; 1,35 ; 1,6 ; 1,85 ;
2,1 ; 2,35 ; 2,6 ; 2,85 dan 3,1. Dari nilai-nilai tersebut dapat ditentukan range dan harga rata-ratanya adalah sebagai berikut : Range Kfk
= Faktor Keamanan (Kfk) min – Faktor Keamanan max = 1,1 – 3,1
Kfk rata-rata = = =
Kfk 1+Kfk 2+Kfk 3+Kfk 4+Kfk 5+Kfk 6+Kfk 7+Kfk 8+Kfk 9 9
1,1+1,35+1,6+1,85+2,1+2,35+2,6+2,85+3,1 9 18,9 9
= 2,1 Nilai range Kfk yang didapatkan adalah 1,1 sampai 3,1 dan harga ratarata faktor keamanan (Kfk) rele arus lebih waktu terbalik adalah 2,1.
8.4. Bagian 5.4 Dik
Dit
: Is = 0,4 A
Kfk = 3,1
IF = 1,24
t
: tms ?
Jawab : 0,02
I
t{(IF )
tms =
= = = =
S
-1}
0,14
5{(3,1)0,02 -1} 0,14 5(1,0228876-1) 0,14 5(0,022886) 0,14 0,11443 0,14
= 0,817
= 5 detik
Jadi pada saat waktu operasi rele arus lebih adalah 5 detik maka nilai tms yang didapatkan adalah 0,817.
8.5. Bagian 5.5 Grafik karakteristik rele arus lebih waktu terbalik berdasarkan hasil pengukuran tabel 4 dan tabel 5.
Keterangan : a. tms = 0,3 b. tms = 0,5 8.6. Bagian 5.6
Dik
: Kfk = 2,1 Kd
= 0,944
Dit
: Arus dasar (IB) dan faktor perkalian waktu (tms) pada rele
arus `
lebih waktu terbalik pada gambar 3.3
Jawab : 1. Untuk rele RA Dik : S = 15 MVA = 15 x 106 VA V = 70 KV = 70 x 103 VA t = 5 detik rasio CT = 300/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S
=
√3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
15 x 106 VA 3 √3 . 70 x 10 VA
= 123, 72 A
1
x In rasio CT 5
300
x 123,72
1299,06 = 300
= 4,33 A IB =
IS
= =
4,33 A
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
=
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
5{(2,1)0,02 -1} 0,14 5(1,01495 -1) 0,14 5(0,01495) 0,14
=
4,33
= 21,65 0,2 A
=
0,07475 0,14
= 0,534 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 21,65 dan nilai tms nya adalah 0,534
2. Untuk rele RB Dik : S = 10 MVA = 10 x 106 VA V = 70 KV = 70 x 103 VA t = 5” rasio CT = 300/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S
=
√3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
10 x 106 VA √3 . 70 x 103 VA
= 82,84 A
1
x In rasio CT 5
300
x 82,84
866,04 = 300
= 2,89 A IB =
IS
= =
2,89 A
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
=
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
5{(2,1)0,02 -1} 0,14 5(1,01495 -1) 0,14 5(0,01495) 0,14
=
2,89
= 14,45 0,2 A
=
0,07475 0,14
= 0,534 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 14,45 dan nilai tms nya adalah 0,534
3. Untuk rele RC Dik : S = 10 MVA = 10 x 106 VA V = 70 KV = 70 x 103 VA t = 5” rasio CT = 350/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S √3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
=
10 x 106 VA √3 . 70 x 103 VA
=82,48 A
1
x In rasio CT 5
350
x 82,48
866,04 = 350
= 2,47 A IB =
IS
= =
2,47 A
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
=
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
5{(2,1)0,02 -1} 0,14 5(1,01495 -1) 0,14 5(0,01495) 0,14
=
2,47
= 12,35 0,2 A
=
0,07475 0,14
= 0,534 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 12,35 dan nilai tms nya adalah 0,534
4. Untuk rele RD Dik : S = 35 MVA = 35 x 106 VA V = 70 KV = 70 x 103 VA t = 10” rasio CT = 600/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S √3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
=
35 x 106 VA √3 . 70 x 103 VA
=288,67 A
1
x In rasio CT 5
x 288,67
350
3031,035 = 600
= 5,052 A IB =
IS
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
= = =
5,052 A
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
10{(2,1)0,02 -1} 0,14 10(1,01495 -1) 0,14 10(0,01495) 0,14
=
5,052 0,2 A
= 25,26
=
0,1495 0,14
= 1,068 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 25,26 dan nilai tms nya adalah 1,068
5. Untuk rele RE Dik : S = 50 MVA = 50 x 106 VA V = 12 KV = 12 x 103 VA t = 15” rasio CT = 400/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S √3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
=
50 x 106 VA √3 . 12 x 103 VA
=2405,63 A
1
x In rasio CT 5
x 2405,63
400
25259,115 = 400
= 63,15 A IB =
IS
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
= = =
63,15 A
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
15{(2,1)0,02 -1} 0,14 15(1,01495 -1) 0,14 15(0,01495) 0,14
=
63,15 0,2 A
= 315,75
=
0,22425 0,14
= 1,602 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 315,75 dan nilai tms nya adalah 1,602
6. Untuk rele RF Dik : S = 10 MVA = 10 x 106 VA V = 12 KV
= 12 x 103 VA
t = 15” rasio CT = 250/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S √3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
=
10 x 106 VA 3 √3 . 12 x 10 VA
=481,13 A
1
x In rasio CT 5
x 481,13
250
5051,865 = 250
= 20,2 A IB =
IS
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
= = =
20,2 A
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
15{(2,1)0,02 -1} 0,14 15(1,01495 -1) 0,14 15(0,01495) 0,14
=
20,2
= 101 0,2 A
=
0,22425 0,14
= 1,602 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 101 dan nilai tms nya adalah 1,602
7. Untuk rele RG Dik : S = 60 MVA = 60 x 106 VA V = 12 KV = 12 x 103 VA t = 20” rasio CT = 350/5 Dit : IB dan tms Jawab : In =
S √3 . V
Is = Kfk x = 2,1 x
=
60 x 106 VA √3 . 12 x 103 VA
=2886,75 A
1
x In rasio CT 5
x 2886,75
350
30310,875 = 350
= 86,6 A IB =
IS
= =
86,6 A
0,2 x In 0,2 x 1 A
tms =
=
=
t{(Kfk)0,02 -1} 0,14
20{(2,1)0,02 -1} 0,14 20(1,01495 -1) 0,14 20(0,01495) 0,14
=
86,6
= 433 0,2 A
=
0,299 0,14
= 2,136 Jadi, pada rele RA nilai IB nya 433 dan nilai tms nya adalah 2,136
9. Analisa 9.1. Analisa Hasil Percobaan Pertama Pada percobaan pertama, rangkaian yang digunakan adalah rangkaian pada gambar 3.4.pertama – tama set harga rele dengan tingkat waktu seketika (I>>0), factor waktu (K) 30 (artinya tms diberikan 0,3) dan jembatan E7-E8 dalam posisi terpasang. Atur nilai arus penyetelan (Is) sesuai dengan nilai yang telah ditentukan posisikan resistor beban dalam posisi maksimum (R=100%). Naikkan nilai arus yang masuk ke rangkaian pengukuran dengan menurunkan posisi resistor beban dari keadaan maksimum sampai rele mulai beroperasi yang ditandai dengan berbunyinya buzzer.Nilai arus pada saat rele beroperasi merupakan nilai arus penghasutan (IST). Selanjutnya kurangi nilai arus dengan menaikkan nilai pada resistor beban hingga rele melepas (release) yang ditandai dengan padamnya buzzer. Nilai arus yang terukur pada saat rele melepas merupakan nilai arus pelepasan (IRE). Lakukan percobaan pada rangkaian ini sebanyak lima kali sesuai dengan nilai arus penyetelan yang telah ditentukan pada table 1. Catat nilai arus penghasutan (IST) dan nilai arus pelepapasan (IRE) pada masing – masing pengukuran.Hitung rasio penyetelan ulang dengan membagi arus pelepasan dengan nilai arus pengasutan (IRE/IST). Pada pengukuran pertama dengan nilai arus penyetelan 0,4 A didapatkan nilai arus penghastuan (IST) 0,38 A dan nilai arus pelepasan (IRE) 0,35 A. dari hasil perhitungan didapatkan nilai rasio penyetelan ulang pada rele sebesar 0,92. Pada pengukuran kedua dengan nilai arus penyetelan ulang pada rele 0,6 A didapatkan nilai arus pengasutan (IST)
0,57 A dan nilai arus pelepasan (IRE) 0,52 A. dan hasil perhitungan didapatkan rasio penyetelan ulang rele sebesar 0,91. Pada pengukuran ketiga dengan nilai arus penyetelan 0,8 A didapatkan nilai arus pengasutan (IST) 0,8 A dan nilai arus pelepasan (IRE) 0,74 A. dari hasil perhitungan didapatkan nilai rasio penyetelan ulang rele sebesar 0,93. Pada pengukuran keempat dengan nilai arus penyetelan 1,0 A didapatkan nilai arus pengasutan (IST) 0,93 A dan nilai arus pelepasan (IRE) 0,91 A. dari hasil perhitungan didapatkan nilai rasio penyetelan ulang pada rele sebesar 0,98. Pada pengukuran kelima dengan nilai arus penyetelan 1,2 A didapatkan nilai arus penghasutan (IST) 1,11 A dan nilai arus pelepasan (IRE) 1,09 A. dari hasil perhitungan didapatkan nila rasio penyetelan ulang pada rele sebesar 0,98. Dari hasil pengukuran yang telah dilakukan.Dapat dilihat bahwa nilai arus pengasutan (IST) mendekati nilai arus penyetelan (IS) dengan selisih nilai yang kecil.Hal ini berarti rele arus lebih beroperasi pada saat nilai arus pengasutannya mendekati nilai arus penyetelan yang telah ditentukan.Kemudian dan hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa nilai arus pelepasan (IRE) selalu lebih kecil dari nilai arus pengasutan (IST), hal ini membuktikan bahwa nilai factor arus kembali adalah benar selalu kurang dari satu.
9.2. Analisa Hasil Percobaan Kedua Pada percobaan kedua rangkaian yang digunakan adalah rangkaian pada gambar 3.5 rangkaian tersebut ditujukan untuk mengukur konsumsi data
intrinsic.Konsumsi
daya
intrinsic
dapat
diperoleh
dengan
menjumlahkan daya terlihat pada rangkaian elektronik dengan daya terlihat pada rangkaian pengukuran. Catat nilai pengukuran arys dan tegangan untuk menentukan konsumsi daya intrinsic pada rangkaian elektronik dengan table 2 dan pada rangkaian pengukuran dengan melengkapi table 3.
Pada saat nilai arus yang masuk ke rangkaian diatur sebesar 1 A. didapatkan nilai pengukuran arus dan tegangan pada rangkaian elektronik dengan nilai arus sebesar 20,06 mA ayat 0,02006 A dan nilai tegangan sebesar 237 V. sedangkan pada rangkaian pengukuran didapatkan nilai arus sebesar 1 A dan nilai tegangan sekitar 66 mV atau 0,066 V. hasil pengukuran arus dan tegangan tersebut selanjutnya digunakan untuk mencari daya terlihat pada masing - masing rangkaian. Pada rangkaian elektronik diperoleh nilai daya terlihat sebesar 4,75 VA, sedangkan pada rangkaian pengukuran diperoleh nilai daya terlihat sebesar 0,066 VA. Nilai daya terlihat pada rangkaian elektronik dan rangkaian pengukuran selanjutnya dijumlahkan untuk memperoleh nilai konsumsi daya intrinsic.Dari hasil penjumlahan diperoleh nilai untuk konsumsi daya intrinsic sebesar 4m82 VA. Dari hasil percobaan kedua dapat dilihat bahwa nilai arus dan tegangan pada rangkaian elektronik dan rangkaian pengukuran berbanding terbalik.Pada rangkaian elektronuk nilai tegangan yang didapatkan lebih besar daripada nilai arusnya.Sedangkan pada rangkaian pengukuran nilai aurs lebih besar daripada nilai tegangannya.
9.3. Analisa Hasil Percobaan Ketiga Pada percobaan ketiga rangkaian yang digunakan adalah sama dengan rangkaian yang digunakan pada percobaan keempat yaitu rangkaian yang digambarkan pada gambar 3.6. percobaan ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari pengoperasian rele arus lebih waktu terbalik. Pada percobaan ketiga, rele diatur dengan tingkat waktu seketika (I>>) 0, factor waktu (K) 30 (artinya : tms diberikan 0,3), arus dasar IB 2 (artinya : Is diberikan 0,4 ) dan jembatan A8 – 12 terpasang ke CB. Pada percobaan ini pengukuran dilakukan sebanyak Sembilan kali pengukuran dengan arus gangguan dari pengukuran pertama sampai kesembilan adalah 0,44 A, 0,54 A, 0,64 A, 9,72 A, 0,84 A, 0,94 A, 1,04 A, 1,14 A, dan 1,24
A. Gunakan stopwatch dan catat penunjukkan waktunya sebagai pengukuran waktu tunda operasi rele pada tabel 4. Pada pengukuran pertama, denga arus gangguan (IF) sebesar 0,44 A didadaptkan waktu tunda operasi rele selama 9,15 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan waktu tunda operasi rele didapatkan sebesar 22,1 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapat sebesar 1,1 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kedua, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,54 A didapatkan waktu tunda operasi rele selama 5,27 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapatkan sebesar 6,,98 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 1,36 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran ketiga, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,64 A didapatkan waktu tunda operasi rele selama 3,89 detik. Sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didappatkan 4,45 detik harga factor keamananan (KFK) didapatkan sebesar 1,6 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran keempat, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,74 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 2,78 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 3,39 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 1,85 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kelima dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,84 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 2,58 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 2,8 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,1 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran keenam, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,94 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 2,37 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 2,44 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,35 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran ketujuh, dengan arus gangguan (IF) sebesar 1,04 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 1,99 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 2,17 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,6 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kedelapan, dengan arus gangguan (IF) sebesar 1,14 didapatkan waktu tunda operasi
rele selama 1,92 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 1,98 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,85 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kesembilan, dengan arus gangguan (IF) sebesar 1,24 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 1,80 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 1,85 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 3,1 dari hasil perhitungan. Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa rele arus lebih waktu terbalik bekerja dengan dipengaruhi waktu diamana semakin besar arus gangguan yang diberikan ke rele maka akan semakin cepat waktu tunda operasi rele.
9.4. Analisa Hasil Pecobaan Keempat Pada percobaan keempat rangkaian yang digunakan merupakan rangkaian yang digambarkan pada gambar 3.6. Prosedur kerja pada percobaan ini sama seperti percobaan ketiga tetapi factor waktu (K) yang digunakan pada rele berbeda. Pada percobaan keempat factor waktu yang digunakan adalah 50 (artinya : tms yang diberikan 0,5) nilai arus yang diberikan juga sama yakni 0,44 A, 0,54 A, 0,64 A, 0,74 A, 0,84 A, 0,94 A, 1,04 A, 1,14 A, dan 1,24 A. Pada pengukuran pertama, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,44 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 18,84 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 36,84 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 1,1 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kedua, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,54 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 8,02 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 11,63 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 1,35 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran ketiga, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,64 didapatkan waktu tunda operasi
rele selama 5,46 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 7,42 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 1,6 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran keempat, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,74 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 4,34 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 5,65 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 1,85 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kelima, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,84 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 4,14 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 4,67 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,1 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran keenam, dengan arus gangguan (IF) sebesar 0,94 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 3,82 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 4,07 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,35 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran ketujuh, dengan arus gangguan (IF) sebesar 1,04 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 3,39 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 3,63 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,6 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kedelapan, dengan arus gangguan (IF) sebesar 1,14 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 3,16 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 3,3 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 2,85 dari hasil perhitungan. Pada pengukuran kesembilan, dengan arus gangguan (IF) sebesar 1,24 didapatkan waktu tunda operasi rele selama 2,96 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan didapat sebesar 3,06 detik. Harga factor keamanan (KFK) didapatkan sebesar 3,1 dari hasil perhitungan. Dari hasil percobaan bahwa rele arus lebih waktu terbalik bekerja dipengarui waktu, dimana semakin besar arus gangguan yang diberikan ke rele maka akan semakin cepat waktu tunda
operasi rele. Terdapat
perbedaan dlam waktu tunda operasi rele pada percobaan ketiga dan keempat. Dimana pada percobaan keempat waktu tunda operasi rele lebih
besar daripada percobaan ketiga, hal tersebut dikarekan factor waktu (K) pada percobaan keempat disetel le bih besar (0,5) dibandingkan pada percobaan ketiga dimana factor waktu (K) yang disetel adalah 30 (tms diberikan 0,3) 9.5. Analisa Hasil Percobaan Kelima Pada percobaan kelima rangkaian yang digunakan adalah rangkaian [ada gambar 3.6. [ertama buat penyetelan pada rele dengan arus dasar (IB) sebesar 2. (Is = 0,4 A). Tingkat waktu seketika (I>>) sebesar 2 (hasil pada harga pengoperasian 2 x Is = 0,8 A), dan factor waktu (K) 10. Pada saat CB di onkan dan secara bersamaan stopwatch dihidupkan dengan sektika rele langsung bekerja memutuskan rangkaian. Sehingga lampu indicator OFF pada CB langsung menyala, Reaksi rele untuk tingkat waktu seketika mendekati nol. Dengan deminikian rele arus lebih untuk tingkat waktu seketika beroperasi tidak dipengaruhi waktu.
10.
Kesimpulan 10.1 Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerja berdasarkan kenaikan besaran arus yang melebihi sautu nilai pengamanan tertentu dan dalam jangka waktu tertentu. Rele arus lebih tidak hanya bekerja karena adanya kenaikan arus tetapi yang terpenting adalah keamanan rele
untuk mendeteksi dan memonitor kenaikan arus bila telah melampaui batas arus dan waktu yang ditentukan. 10.2 Konsumsi daya intrinsic dapat diperoleh dengan menjumlahkan daya pada rangkaian elektronik dengan daya pada rangkaian pengukuran. 10.3 Pada rangkaian elektronik nilai tegangan lebih besar daripada nilai arusnya, sedangkan pada rangkaian pengukuran nilai tegangan lebih kecil daripada nilai arusnya. 10.4 Rele arus lebih waktu terbalik merupakan rele arus lebih yang bekerja dipengaruhi waktu, dimana semain besar arus gangguan yang masuk ke rele maka akan semakin cepat waktu operasi rele. 10.5 Rele arus lebih waktu seketika merupakan rele arus lebih yang beroperasi tanpa dipengaruhi waktu (nilai t nya mendekati 0).
LAMPIRAN
