MAKALAH IDENTIFIKASI RELAY PENGAMAN STATIK DAN MEKANIS PADA GARDU INDUK DAN PUSAT PEMBANGKIT

Identifikasi Relay Pengaman Statik dan Mekanis pada Gardu Induk dan Pusat Pembangkit

D

I

S

U

S

U

N

Oleh

                       

Evan Josua Pardosi                         5123331015

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2015/2016

 

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur pada Yang Maha Kuasa atas limpahan dan rahmatNya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas makalah ini yang berjudul “Identifikasi Relay Pengaman Statis dan Mekanis pada Gardu Induk dan Pusat Pembangkit”.

Tugas ini merupakan salah satu metode perkuliahan yang sangat bermanfaat untuk mengetahui salah satu materi dalam perkuliahan. Dalam pembuatan tugas ini banyak pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, arahan serta motivasi sehingga artikel ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu saya mengucapkan terimakasih kepada dosen pengasuh mata kuliah Proteksi Sistem Tenaga Listrik, bapak Adi Sutopo.

Saya menyadari bahwa dalam pembuatan tugas ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu saya berharap kritik dan saran yang membangun untuk dapat menyempurnakan tugas ini. Atas perhatiannya saya mengucapkan banyak terimakasih.

Medan,            Maret  2016

Penulis

DAFTAR ISI

Kata Pengantar................................................................................................................... i

Daftar Isi........................................................................................................................... ii

BAB I Pendahuluan.......................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang............................................................................................... 1

BAB II Pembahasan.......................................................................................................... 3

A. Pengertian Relay Proteksi............................................................................ 3

B. Perangkat Sistem Proteksi............................................................................ 4

C. Elemen pada Relay....................................................................................... 4

D. Relay Pengaman Statik dan Mekanis........................................................... 5

BAB III Penutup............................................................................................................. 10

Kesimpulan.......................................................................................................... 10

Daftar Pustaka..................................................................................................... 11

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Sebuah relay dioperasikan ketika mengukur perubahan kualitas, baik dari nilai normal maupun hubungannya dengan kuantitas lainnya. Kuatitas yang dioperasikan dalam kebanyakan perlindungan relay adalah arus listrik yang memasuki sirkit yang dilindungi. Relay dapat dioperasikan pada tingkat arus listrik menurut bias atau kendala standar, atau ia dapat dibandingkan dengan kuantitas lain dari sirkit seperti tegangan bis atau arus listrik yang meninggalkan sirkit yang dilindungi.

Relay elektromagnetis yang sederhana, dipakai sebagai detektor level, gravitas atau pegas yang dapat menunjukkan bias tetap atau kuantitas referensi, yang melawan kekuatan yang diproduksi oleh arus yang dioperasikan dalam sebuah elektromagnet.  Pegas ini merupakan alat kalibrasi dari relay pengmabil arus listrik. Bila terjadi kesalahan tingkat arus listrik maka akan terjadi perubahan pada kondisi pembangkit, maka jarang sekali ada kemungkinan untuk mendapatkan cara yang selektif berdasarkan pada besaran arus listrik itu sendiri. Biasanya fungsi waktu ditambahkan sehingga relay yang mendekati kesalahan, akan berjalan sebelum relay dalam sirkit yang tidak salah.  

           Karakteristik pengoperasian yang paling penting dari relay input-tunggal (detektor level) adalah hubungan diantara besar input dengan waktu operasi, umpamanya, kurva arus waktu dari relay arus-waktu. Relay komprator-fasa dan amplitudo modern yang berlangsung sesaat saja akan tetapi waktu lawan rasio input adalah menarik diperhatikan walaupun skala waktunya berada dalam hitungan milidetik, umpamanya, kurva impedansi waktu jarak jauh. Dalam setiap relay karakteristik yang paling penting diperhatikan adalah rasio dari dua input kuantitas pada ambang pengoperasian.

Kuantitas pemberian energi akan membangkitkan fluks pada celah magnet, yang mana sebuah disk aluminium ditempatkan. Bidang dari bagian depan kutup itu menjadi subbagi Kedalam kutub subsider, salah satu kutup yang dikelilingi oleh loop tembaga yang padat. Perputaran arus terinduksi dalam loop ini menyebabkan sebuah fasa digantikan diantara fluks yang muncul dari kutub bayangan dan kutub yang berdekatan letaknya. Effeknya adalah memproduksi medan yang bergerak kesamping sehingga menyapu disk relay yang menghasilkan kekuatan penarikan pada disk mendatang sebab arus terinduksi pada disk ini.

Relay arah juga memilki fungsi untuk mengontrol relay kelebihan arus-waktu dimana sumber daya juga ditempatkan sedemikian rupa sehingga banyak arus melintasi relay karena adanya kesalahan eksternal dan kesalahan internal dalam sirkit yang dilindungi. Jadi setiap relay dapat disusun menurut perjalanan saja apabila arus mengaliur keluar dari bis. Sebaiknya, dengan cara menyambungkan relay arah menurut serinya dimana setiap relay kelebihan bebas pada dua ujung bagian kesalahan akan dioperasikan, jadi hal ini turut mengisolasi kesalahan itu walaupun tidak menganggu saluran lainnya.

Untuk relay elektromekanis, sudut torsi maksimum didefinisikan sebagai sudut dimana arus dipergunakan pada relay itu harus digantikan dari tegangan yang dipakai pada relay itu untuk memproduksi torsi maksimum. Walaupun demikian, elemen relay secara inheren adalah metrik watt, karakteristiknya dapat dirubah dengan penambahan komponen yang menggeser fasa untuk memberikan torsi maksimum pada sudut fasa yang membutuhkannya. Untuk relay statis, dimana torsi itu secara tegas dianggap tidak relevan, maka MTA yang efektif adalah sudut kepekaan maksimum.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Pengertian Relay Proteksi

Relay adalah suatu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur /memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian trip atau alarm) akibat adanya perubahan lain. Perangkat relay proteksi dibagi dalam beberapa elemen diantranya adalah elemen pegindraan, elemen pembanding, elemen pengukur atau elemen penentu.

Dalam perencanaan sistem proteksi, maka untuk mendapatkan suatu sistem proteksi yang baik diperlukan persyaratan-persyaratan sebagai berikut :

1. Sensitif.

Suatu relay proteksi bertugas mengamankan suatu alat atau suatu bagian tertentu dari suatu sisitem tenaga listrik, alat atau bagian sistem yang termasuk dalam jangkauan pengamanannya.

2. Selektif.

Selektivitas dari relay proteksi adalah suatu kualitas kecermatan pemilihan dalam mengadakan pengamanan. Bagian yang terbuka dari suatu sistem oleh karena terjadinya gangguan harus sekecil mungkin, sehingga daerah yang terputus menjadi lebih kecil.

3. Cepat.

Makin cepat relay proteksi bekerja, tidak hanya dapat memperkecil kemungkinan akibat gangguan, tetapi dapat memperkecil kemungkinan meluasnya akibat yang ditimbulkan oleh gangguan.

4. Handal.

Dalam keadaan normal atau sistem yang tidak pernah terganggu relay proteksi tidak bekerja selama berbulan-bulan mungkin bertahun-tahun, tetapi relay proteksi bila diperlukan harus dan pasti dapat bekerja, sebab apabila relay gagal bekerja dapat mengakibatkan kerusakan yang lebih parah pada peralatan yang diamankan atau mengakibatkan bekerjanya relay lain sehingga daerah itu mengalami pemadaman yang lebih luas. Untuk tetap menjaga keandalannya, maka relay proteksi harus dilakukan pengujian secara periodik.

5. Ekonomis.

Dengan biaya yang sekecilnya-kecilnya diharapkan relay proteksi mempunyai kemampuan pengamanan yang sebesar-besarnya.

6. Sederhana.

Perangkat relay proteksi disyaratkan mempunyai bentuk yang sederhana dan fleksibel.

2. Perangkat Sistem Proteksi

Proteksi terdiri dari seperangkat peralatan yang merupakan sistem yang terdiri dari komponen-komponen berikut :

1. Relay, sebagai alat perasa untuk mendeteksi adanya gangguan yang selanjutnya   memberi perintah trip kepada Pemutus Tenaga (PMT).
2. Trafo arus dan/atau trafo tegangan sebagai alat yang mentransfer besaran listrik primer dari sistem yang diamankan ke relai (besaran listrik sekunder).
3. Pemutus Tenaga (PMT) untuk memisahkan bagian sistem yang terganggu.
4. Baterai beserta alat pengisi (batere charger) sebagai sumber tenaga untuk bekerjanya relai, peralatan bantu triping.
5. Pengawatan (wiring) yang terdiri dari sisrkit sekunder (arus dan/atau tegangan), sirkit triping dan sirkit peralatan bantu.

3. Elemen pada Relay

Secara garis besar bagian dari relay proteksi terdiri dari tiga bagian utama, seperti pada blok diagram, dibawah ini :

Masing-masing elemen/bagian mempunyai fungsi sebagai berikut :

1. Elemen pengindera.

Elemen ini berfungsi untuk merasakan besaran-besaran listrik, seperti arus, tegangan, frekuensi, dan sebagainya tergantung relay yang dipergunakan. Pada bagian ini besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya, apakah keadaan yang diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan normal, untuk selanjutnya besaran tersebut dikirimkan ke elemen pembanding.

2. Elemen pembanding.

Elemen ini berfungsi menerima besaran setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh elemen oleh elemen pengindera untuk membandingkan besaran listrik pada saat keadaan normal dengan besaran arus kerja relay.

3. Elemen pengukur/penentu.

Elemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan secara cepet pada besaran ukurnya dan akan segera memberikan isyarat untuk membuka PMT atau memberikan sinyal.

4. Relay Pengaman Statik dan Mekanis

Berdasarkan besaran ukur dan prinsip kerja, rele proteksi dapat dibedakan sebagai berikut :

1. Relay Arus Lebih (Over Current Relay)

Relay arus lebih adalah suatu rangkaian peralatan rele pengaman yang memberikan respon terhadap kenaikan arus yang melebihi harga arus yang telah ditentukan pada rangkaian yang diamankan.

Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.

Macam-macam karakteristik relay arus lebih :

• Relay waktu seketika (Instantaneous relay)
• Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)
• Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)

Keuntungan dari penggunaan proteksi relay arus lebih ini antara lain :

• Sederhana dan murah
• Mudah penyetelannya
• Dapat berfungsi sebagai pengaman utama dan cadangan
• Mengamankan gangguan hubung singkat antar fasa, satu fasa ke tanah, dan
  dalam beberapa hal digunakan untuk proteksi beban lebih (overload).
• Pengaman utama pada jaringan distribusi dan substransmisi
• Pengaman cadangan untuk generator, trafo, dan saluran transmisi.

2. Relay Tegangan Kurang (Under Voltage relay)

Relay tegangan kurang adalah relay yang bekerja dengan menggunakan tegangan sebagai besaran ukur. Relay akan bekerja jika mendeteksi adanya penurunan tegangan melampaui batas yang telah ditetapkan..Untuk waktu yang relatif lama tegangan turun adalah lebih kecil dari 5% dari tegangan nominal dan dalam jangka waktu jam beberapa peralatan yang beroperasi dengan tegangan di bawah 10 % akan mengalami penurunan efisiensi.

Relay tegangan kurang berfungsi sebagai :

1. Mencegah srating motor bila suplai tegangan turun .
2. Dalam pengamanan sistem dapat dikombinasikan dengan relai frekuensi kurang.

3. Relay Jarak (Distance Relay)

Relay jarak adalah relay yang bekerja dengan mengukur tegangan pada titik rele dan arus gangguan yang terlihat dari relay, dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat di tentukan.

Relai jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan impedansi setting, dengan ketentuan:

1. Bila harga impedansi ganguan lebih kecil dari pada impedansi seting relai maka relai akan trip.
2. Bila harga impedansi ganguan lebih besar daripada impedansi setting relai maka relai akan tidak trip.

4. Relay Arah (Directional Relay)

Relay Arah adalah relay pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan tegangan yang dapat membedakan arah arus gangguan ke depan atau arah arus ke belakang. Relay ini merupakan pengaman cadangan dan bila bekerja akan mengerjakan perintah trip.

Relay arah bekerja berdasarkan pada hubungan sudut fasa antara dua besaran input dari relay yaitu:

• Besaran referensi (patokan) umumnya adalah tegangan sistem
• Besaran kerja (operating) adalah arus .

5. Relay  Hubung Tanah (GFR)

Relay hubung tanah berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan hubung singkat fasa ke tanah.

6. Relay Arus Hubung Tanah Terbatas (REF)

Relay arus hubung tanah adalah rela yang bekerja mengamankan transformator bila ada gangguan satu fasa ketanah di dekat titik netral transformator yang tidak dirasakan oleh relay differensial.

7. Relay Diferensial (Differential Relay)

Relay diferensial adalah relay yang bekerja berdasarkan Hukum Kirchof, dimana arus yang masuk pada suatu titik sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut. Yang dimaksud titik pada proteksi diferensial ialah daerah pengamanan, dalam hal ini dibatasi oleh 2 buah trafo arus.

Jika terjadi gangguan diluar peralatan listrik peralatan listrik yang diamankan (external fault), maka arus yang mengalir akan bertambah besar, akan tetapi sirkulasinya akan tetap sama dengan pada kondisi normal, sehingga relay pengaman tidak akan bekerja untuk gangguan luar tersebut. Jika gangguan terjadi didalam (internal fault), maka arah sirkulasi arus disalah satu sisi akan terbalik, menyebabkan keseimbangan pada kondisi normal terganggu, akibatnya arus ID akan mengalir melalui relay pengaman dari terminal 1 menuju ke terminal 2. Selama arus-arus sekunder transformator arus sama besar, maka tidak akan ada arus yang mengalir melalui kumparan kerja (operating coil) relay pengaman, tetapi setiap gangguan (antar fasa atau ke tanah) yang mengakibatkan sistem keseimbangan terganggu, akan menyebabkan arus mengalir melalui Operating Coil relay pengaman, maka relai pengaman akan bekerja dan memberikan perintah putus (tripping) kepada circuit breaker (CB) sehingga peralatan atau instalasi listrik yang terganggu dapat diisolir dari sistem tenaga listrik.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Relay adalah suatu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur /memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian trip atau alarm) akibat adanya perubahan lain.

Dalam perencanaan sistem proteksi, maka untuk mendapatkan suatu sistem proteksi yang baik diperlukan beberapa syarat seperti sensitive, selektif, cepat, handal, ekonomis.

Dari penjelasan di atas maka dapat disimpulkan bahwa relay adalah suatu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur /memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian trip atau alarm) akibat adanya perubahan lain. Perangkat relay proteksi dibagi dalam beberapa elemen diantranya adalah elemen pegindraan, elemen pembanding, elemen pengukur atau elemen penentu.

Berdasarkan prinsip kerja, rele proteksi dapat dibedakan sebagai berikut :

8. Relay Arus Lebih (Over Current Relay)
9. Relay Tegangan Kurang (Under Voltage relay)
10. Relay Jarak (Distance Relay)
11. Relay Arah (Directional Relay)
12. Relay  Hubung Tanah (GFR)
13. Relay Arus Hubung Tanah Terbatas (REF)
14. Relay Diferensial (Differential Relay)

DAFTAR PUSTAKA

http://blog.umy.ac.id/hidayat/2011/11/09/jenis-relay-proteksi-berdasarkan-besaran-ukur-dan-prinsip-kerja/

https://ilmupraktek.wordpress.com/2014/09/14/dasar-dasar-relay-proteksi/

http://dunia-listrik.blogspot.co.id/2009/07/relay-arus-lebih.html

kumpulan makalah elektro

Tweet