Pertemuan ke :3 Lanjutan Bab.II  Mengulas materi pada pertemuan sebelumnya yaitu menayakan perbedaan jenis relay arus lebih sekitika ( moment-instantaneous), relay arus lebih waktu tertentu ( definite time ) dan relay arus lebih berbanding terbalik ( invers).  Menjelaskan tentang Prinsip dasar perhitungan penyetelan arus pada relay arus lebih, yakni batas penyetelan minimum dan batas penyetelan maksimum.  Melanjutkan contoh cara penyetelan arus pada pertemuan ke 3.

Contoh: cara penyetelan arus ( setting arus ) untuk relay arus lebih. Suatu rangkaian Gardu Induk 20 MVA, 70/20 KV seperti pada gambar dibawah : Arus maksimum pada transformator daya sama dengan arus nominalnya yaitu 300 A, maka penyetelan pada sisi primer dan sekunder serta feeder distribusi sebagai berikut : Arus nominal pada masing-masing Bus 70 kV dan 20 kV adalah :

Maka untuk penyetelan arus

a. Untuk relay definite : K d = 0,8 K fk =1,1 Sehingga arus yang melewati kumparan relay pada sisi 70 kV :

Untuk sisi 20 kV Sehingga arus yang melewati kumparan relay pada sisi 20 kV : Pada Feeder : Arus yang melewati kumparan relay :

Misalkan relay arus lebih dengan I n =2,5 A atau 5 A, maka dari hasil diatas semua ditulis : I n = 5 A dan I s 1,0 ÷ 2,0 I n Sehingga penyetelan arus untuk : a. Sisi 70 kV adalah : b. Sisi 20 kV adalah : b. Sisi Feeder 20 kV adalah :

b. Penyetelan arus untuk relay invers : K d = 1,0 K fk = 1,1 Sehingga arus yang melewati kumparan relay pada sisi 70 kV : Penyetelan arusnya : → 5 A Arus yang melewati kumparan relay pada sisi 20 kV :

Penyetelan arusnya : → 5 A Arus pada sisi Feeder 20 kV : Penyetelan arusnya : → 6 A

7. Prinsip dasar perhitungan penyetelan waktu Untuk mendapatkan pengamanan yang selektif, maka penyetelan waktu dibuat bertingkat. a. Relay arus lebih Definite time Misal suatu jaringan sistem radial seperti pada gambar dibawah:

Jika terjadi gangguan di titik F, maka untuk mendapatkan pengamanan yang selektif : t A > t B > t c. Karena pada reley arus lebih definite time waktu kerja relay tidak dipengaruhi oleh besarnya arus, maka untuk mendapatkan pengamanan yang baik perlu menentukan beda waktu ( tingkatan waktu ∆t ) antara dua tingkatan pengaman.

Jadi untuk penyetelan waktu pada rangkaian tersebut diatas adalah : t C = t 1 t B = t 2 = t 1 + ∆t t A = t 3 = t ∆t Misalkan suatu jaringan listrik radial seperti pada gambar berikut ini, seting waktu di bus D dipilih yang paling cepat, dengan waktu t D = 0,2 detik. Untuk menghindari agar relay tidak bekerja saat ada pemasukan beban baru, maka beban waktu dipilih sebesar 0,5 detik.

Contoh gambar jaringan listrik sistem radial untuk penyetingan waktu relay Sehingga relay akan bekerja dengan beda waktu sebagai berikut : t D = 0,2 detik t C = 0,2 detik + 0,5 detik = 0,7 detik t B = 0,2 detik + 2 x 0,5 detik = 1,2 detik t A = 0,2 detik + 3 x 0,5 detik = 1,7 detik

Karakteristik arus waktunya sebagai berikut :

b. Relay arus lebih Inverse Syarat untuk setting wakktu ( T D / Time dial atau TMS/ Time Multiple setting ) dari relay arus lebih jenis ini, harus diketahui data- data sebagai berikut : - Besarnya arus hubung singkat pada setiap bus - Penyetelan / setting arusnya (I S ) - Kurve karakteristik relay yang dipakai Kerja relay secara keseluruhan harus cepat bereaksi dan selektif, sehingga waktu kerja relay untuk dua bus yang berurutan pada lokasi gangguan yang sama harus mempunyai beda waktu ∆t minimum 0,4 s/d 0,5 detik. Adapun untuk tempat / lokasi gangguan yang berlainan pada satu rangkaian ( satu pengamanan ), maka relay akan bekerja sesuai dengan arus perkaliannya.

Seting relay arus lebih untuk satu lokasi gangguan. Sistem Jaringan dan lokasi gangguan : Kurve karakteristik relay :

8. Relay Jarak Impedansi suatu saluran transmisi adalah sebanding dengan panjangnya, untuk relay jarak jenis ini dapat mengukur besarnya impedan saluran pada jarak tersebut serta berfungsi sebagai pengaman jaringan. Prinsip dasar pengukuran adalah dengan membandingkan arus gangguan yang dirasakan oleh relay terhadap tegangan / lokasi dimana relay dipasang. Dengan membandingkan dua besaran tersebut, impedans saluran transmisi dari lokasi relay sampai titik / lokasi gangguan dapat diukur.

Prinsip kerja sistem pengaman dengan menggunakan relay jarak.

a.Gangguan di Bus B (batas pengamanan) Tegangan yang diukur di A adalah V, : dimana : I f =arus gangguan di titik B Z L = impedans antara titik pengukuran (TC) dengan titik gangguan(titik B) Perbandingan tegangan dan arus di A : yang berarti relay dalam batas keseimbangan (pickup).

b. Jika Gangguan di F2 Tegangan yang diukur di A adalah V 2 > V B : Perbandingan tegangan dan arus di A : Jika V 2 > V B dan I f2 = I f,maka Z 2 > Z B, sehinggs relai tidak bekerja.

c. Jika Gangguan di F 1 (di dalam daerah pengamanan) Tegangan yang diukur di A adalah V 1 < V B,: Perbandingan tegangan dan arus di A : Jika V 1 < V B dan I f1 = I f,maka Z 1 < Z B, berarti relai akan bekerja

Karakteristik kerja Pengaman dengan relay jarak : Ketelitian pengaman pada relay jarak dipengaruhi oleh : 1. Penyetelan Z L yang didasarkan pada impedansi saluran 2. Pengukuran dilakukan pada sisi sekunder dari ransformator arus (CT) dan transformator tegangan (PT), sehingga ketelitian dipengaruhi oleh CT dan PTnya.

Rangkuman  Suatu relay harus memenuhi syarat antara lain : cepat bereaksi, selektif, peka/ sensitif dan mempunyai keandalan/ reliability.  Fungsi relay untuk menentukan dengan segera pemutusan / penutupan pelayanan penyaluran setiap elemen sistem tenaga listrik bila mendapatkan gangguan atau kondisi kerja yang abnormal, disamping itu relay harus bisa mengetahui letak dan jenis gangguan, sehingga dari pengaman ini dapat dipakai untuk pedoman perbaikan peralatan yang rusak.  Relay arus lebih adalah suatu relay yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang melewatinya.

 Ada tiga jenis relay arus lebih yaitu : relay arus lebih sekitika ( moment-instantaneous), relay arus lebih waktu tertentu ( definite time ) dan relay arus lebih berbanding terbalik ( invers).  Prinsip dasar perhitungan penyetelan arus untuk penyetelan minimum bahwa, relay arus lebih tidak boleh bekerja pada saat terjadi beban maksimum, dan batas penyetelan maksimum relay harus bekerja bila terjadi gangguan hubung singkat pada rel berikutnya.  Prinsip dasar perhitungan penyetelan waktu, Untuk mendapatkan pengamanan yang selektif, maka penyetelan waktu dibuat bertingkat

 Relay jarak dapat mengukur besarnya impedan saluran pada jarak tertentu serta berfungsi sebagai pengaman jaringan. Prinsip dasar pengukuran adalah dengan membandingkan arus gangguan yang dirasakan oleh relay terhadap tegangan / lokasi dimana relay dipasang. Dengan membandingkan dua besaran tersebut, impedans saluran transmisi dari lokasi relay sampai titik / lokasi gangguan dapat diukur.

Soal-soal 1. Sebutkan dan jelaskan syarat-syarat relay ? 2. Sebutkan klasifikasi relay berdasarkan besaran yang diukur ? 3. Jelaskan fungsi dari pada relay ? 4. Apa yang anda ketahui tentang relay arus lebih ? 5. Sebutkan daerah-daerah dalam proteksi relay 6. Gambarkan dan terangkan prinsip kerja relay arus lebih seketika (moment-instantaneous ) ? 8. Jelaskan prinsip dasar perhitungan untuk penyetelan arus pada relay arus lebih, dan tuliskan persamaan yang digunakan ?

8. Berikan contoh prinsip dasar perhitungan penyetelan waktu jenis relay arus lebih definite time ? 9. Gambarkan sistem pengaman jaringan radial yang menggunakan relay jarak, dan terangkan prinsip pengamanannya ?