ITS Paper 21670 2209106057 Presentation

7/22/2019 ITS Paper 21670 2209106057 Presentation

1/33

GT 1.1 PLTGU Grati dan Rele Jarak

Hari Wisatawan

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya

2012


2/33

anya ge om ang rans en a a ar manuver us s s ra ser ng a menga a anbekerjanya Rele DiferensialOverallGT 1.1 (F01) yang mengamankan seluruh peralatan mulai dari titikbintang generator sampai dengan sisi tegangan tinggi ransformator utama. Gelombang transien ini

identik dengan harmonisa ke-2 yang di deteksi oleh rele. Seharusnya harmonisa ke-2 yang di deteksia a a armon sa e- yang m u arena a anyaenerg ze rans orma or u ama. e a n ge om angtransien karena manuver bus, gelombang transien tersebut juga diakibatkan karena adanya gangguan

asimetris di sisi 150 kV. Dalam hal ini, yang seharusnya bekerja adalah Rele Diferensial IBT 500kV/150 Kv. Bekerjanya Rele Diferensial karena gelombang transien ini jelas akan merugikan, baik dis s ransm s maupun s s pem ang an. e a n u sa a sa u ungs se e as ar re e pengaman

tidak terpenuhi. Sedangkan untuk Rele Jarak di sisi transmisi 500 kV resetting juga diperlukan agarrele tersebut lebih selektif dan apabila terjadi gangguan tidak menyebabkan bekerjanya ReleDiferensialOverall(F01) GT 1.1.

Kata kunci: Rele Diferensial, Rele Jarak, Harmonisa ke-2


3/33

Latar Belakan dan Tu uan

LATAR BELAKANG Serin le asn a GT 1.1 PLTGU Grati akibat an uan dari luar

Sistem transmisi akan mengalami kekurangan pasokan daya

Sisi pembangkit akan menimbulkan biaya tambahan pada proses startingnya.

Keandalan dari pembangkit akan menurun.

epasnya pem ang arena e er anya re e yang a sesua engan en s gangguan yangterjadi di sisi transmisi.

Sebagai contoh adalah ketika terjadi manuver bus di GITET Grati, maka Rele Diferensial sisi pembangkit

akan bekerja karena adanya gelombang transien yang menyerupai gelombang harmonisa ke-2 yang.

merupakan gangguan. Ketika terjadi gangguan asimetris di sisi 150 kV di GI Bangil, Rele Diferensial GT 1.1 juga bekerja akibat

gelombang transien dari gangguan tersebut. (Seharusnya yang bekerja adalah Rele Diferensial IBT)

Koordinasi antar Rele Diferensial antara sisi emban kit den an IBT harus sesuai baik dari setin

arus diferensialnya maupun seting harmonisanya.

TUJUAN

,


4/33

Dasar Teori

Rele Diferensial (Differential Relay) Prinsip kerja rele ini berdasarkan hukum kirchhoff

(Ip) sama dengan jumlah arus yang keluar darisekunder (Is).

Dimana:

Id = Arus Diferensial (A)

Ip/I1 = Arus Sisi Masuk / Primer (A)

Is/I2 = Arus Sisi Keluar /Sekunder (A)

Id = I1 + I2> 0 Ampere= + > mpere.


5/33

Dasar Teori

Koneksi Rele Diferensial dan CT


6/33

Dasar Teori

Karakteristik Rele Diferensial

Slope 1akan menentukan arus diferensialdan arus penahan pada saat kondisi

normal dan memastikan sensitifitasrele pada saat gangguan internaldengan arus gangguan yang kecil.

Slope 2berguna supaya rele tidak kerja oleh

gangguan eksternal yang berarussangat besar sehingga salah satuCT mengalami saturasi (diset

denganslopelebih dari 50%).


7/33

Dasar Teori

Rele Jarak (Distance Relay)

pada saluran transmisi.

Rele Jarak menggunakan pengukuran tegangan danarus untuk mendapatkan impedansi saluran yang

arus aman an.

Rele Jarak tidak tergantung oleh besarnya arus

gangguan yang terjadi, tetapi tergantung pada jarakgangguan yang terjadi terhadap rele proteksi.

Impedansi yang diukur dapat berupa Z, R sajaataupun X saja, tergantung jenis rele yang dipakai.


8/33

Dasar Teori

Setting Rele Jarak (Distance Relay) Zone I mengamankan saluran yang diproteksi (protected line) Settingnya adalah 80 persen impedansi

.

Zone II

mengamankan saluran yang diproteksi (protected line) dan saluran sebelahnya (adjacent line)

Settingnya adalah 120 persen impedansi saluran yang diproteksi. one

mengamankan saluran sebelahnya (adjacent line) Settingnya adalah saluran yang diproteksiditambah 120 persen saluran sebelahnya (adjacent line)


9/33

Dasar Teori

Arus Infeed Infeed adalah pengaruh penambahan atau pengurangan arus yang melalui titik terminal terhadap

arus yang melalui rele yang ditinjau.

Adanya pengaruh infeed ini akan membuat impedansi yang dilihat rele menjadi lebih besar

(overreaching) atau menjadi lebih kecil (underreaching)

Dan impedansi yang terukur oleh rele adalah:


10/33

Dasar Teori

Konfigurasi saluran transmisi ganda ke tunggal

Jadi faktor infeed


11/33

Dasar Teori

Konfigurasi saluran transmisi ganda ke ganda

Jadi faktor infeed

Untuk gangguan f dekat rel B (x 0), faktor infeed k = 2 Untuk gangguan f dekat rel C (x 0), faktor infeed k =1

-


12/33

Dasar Teori

Konfigurasi saluran transmisi tunggal ke ganda

Jadi faktor infeed

Untuk gangguan f dekat rel B (x 0), faktor infeed k = 1 Untuk gangguan f dekat rel C (x 0), faktor infeed k = 0.5

Untuk gangguan diantara rel B dan C nilai infeed bervariasi antara 0.5 - 1


13/33

Dasar Teori

Arus Inrush (Inrush Current)

Arus transien yang besar yang disebabkan oleh kejenuhan magnetik inti trafo.

Untuk trafo daya, besarnya arus inrush biasanya 2 sampai 5 kali arus beban

Akibatn a, arus inrush terbaca seba ai arus an uan oleh rele roteksi.

Perhitungan yang tepat untuk % minimum harmonisa ke-2 adalah sangat penting sebagai parameteruntuk diferensiasi

Penyebab Inrush Current

Setiap peningkatan tegangan yang mendadak pada trafo daya akan menghasilkan arus transien yanglebih besar daripada arus normalnya. Lonjakan tegangan tersebut, biasanya disebabkan oleh hal-halsebagai berikut:

-

Tegangan pemulihan setelah terjadi gangguan short circuit yang besar pada sistem interkoneksi(recovery inrush)

Energize-nya trafo daya lain yang terparalel dengan interkoneksi (sumpathetic inrush) Out-of-phase generator


14/33

Sistem Kelistrikan


15/33

Sistem Kelistrikan

Saluran Type Panjang Resistansi Reaktansi

1-2

ACSR

Gannet 4 x2 79,410 0,0251 0,2808

2-3 ACSR Dove

4 x 327 mm2 23 0,0293 0,2815


16/33

Sistem Kelistrikan


17/33

Sistem Kelistrikan


18/33

Analisa dan Pembahasan

Perhitungan Setting Rele Jarak (Distance Relay)

Saluran TypeKonduktor

Panjang(Km)

Resistansi(Ohm/km)

Reaktansi(Ohm/km)

CT PT

- ACSR

392 mm2, , , .

2.3 ACSR Dove

23 0,0293 0,2815 2000/1 A 500 / 0.1kV


19/33


Perhitungan Setting Rele Jarak (Distance Relay)

Im edansi Primer saluran GITET Grati GITET Krian

Impedansi Primer saluran GITET Krian GITET Gresik

n u men apa an mpe ans e un er(besaran yang dirasakan oleh Rele Jarak), maka:


20/33

Analisa dan Pembahasan Perhitun an Settin Rele Jarak Distance Rela

Setting untuk Zona 1

Setting di rele:



Setting di rele:


21/33

Analisa dan Pembahasan Perhitun an Settin Rele Jarak Distance Rela

Matrikulasi Setting Rele Jarak

Zone 1 Zone 2 Zone 3

SETTING

NoGI /

GITET

SUTT /

SUTET Eksis ting Resetting Eksis ting Resetting Eksis ting Resetting

1 Grati Krian 1 8 85 7,61 85 16.393 85 11,737 85 21.739 85 12,92 85

, . , . ,

Krian 2 8 85 7,61 85 16.393 85 11,737 85 21.739 85 12,92 85

, . , . ,


22/33

Analisa dan Pembahasan Perhitun an Settin Rele Diferensial

To 500 kV

SwitchGear

Sisi Low Voltage

200 /

1 A

30 VA 5P20

Y

11BAT01

153,75 MVA

512,5 2 x 2,5% / 10,5 kV

Ynd1

=

Y

11MKA01

87

Y

Sisi High Voltage

10,5 kV 5%

50 Hz

10000 /

25 / 1 A

30 VA 5P20


23/33


Arus di Rele Diferensial pada saat beban penuh

Pada kondisi normal full loadarus di rele adalah

Seting Rele Diferensial

e ng re e = a au , n r


24/33


er tungan ett ng e e erens a

Arus Deferensial pda sisi High Voltage(512,5 kV)

Seting Slope


25/33


1600 TRANSFORMER DIFFERENTIAL

PROTECTION DATA

AE06 87BRA

IBT Lama Baru

Pick-up value of differential current 0.15 I/InTr 0.25 I/InTr 0.25 I/InTr

Pick-up value of high set trip 0.8 I/InTr 10.0 I/InTr 10.0 I/InTr

Slope 1 of tripping characteristic 0.25 0.30

Base point 2 for slope 2 of tripping charact. 2.5 I/InTr 2.5 I/InTr

Slope 2 of tripping characteristic 0.5 0.6

State of 2nd harmonic restraint on on on

2nd harmonic contend in the different. current 45% 15% 48%

Time for cross-blocking with 2nd harmonic 0 *1P 1 *1P

Choice a further (n-th) harmonic restraint 5th harmonic 5th harmonic 5th harmonic

n-th harmonic contend in the differen. current 48% 48% 50%

Active time for cross-blocking with n-th harm. 0 *1P 1 *1P

Limit IDIFFmax of n-th harmonic restraint 1.5 I/InTr 1.5 I/InTr

Max. blocking time at CT saturation +* *1P +* *1P

Min. restr. current for blocking at CT satur. 15.00 I/InTr 15.00 I/InTr

Trip time delay of diff. current stage IDIFF> 0.00 s 0.00 s 0.00 s

r p me e ay o . curren s age >> . s . s . s

Reset delay after trip has been initiated 0.10 s 0.10 s 0.00 s


26/33


Gangguan 17 Maret 2010 (Manuver di GITET GRATI)


27/33



Sisi Low VoltagePada kondisi sebelum gangguan arus di rele adalah

Arus di Rele Diferensial pada kondisi sebelum gangguan


28/33




29/33



Sisi Low Voltage

Sisi Hi h Volta e

Arus di Rele Diferensial pada kondisi gangguan


30/33



Pada kondisi gangguan arus di rele adalah

Pada saat gangguan terjadi,

Harmonisa ke-2 > Seting 38,7% > 15% Pembacaan 0*1P atau 0*20ms

Rele Diferensial bekerja GCB GT 1.1 trip.

Apabila nilai seting untuk harmonisa ke-2 diubah 15% ke 48%

Pembacaan 0*1P atau 0*20ms ke 1*1P atau 1*20ms Rele Diferensial tidak akan bekerja GCB GT 1.1 tidak trip


31/33

Penutup

Kesimpulan Perubahan seting 2nd harmonic contend in the different. current dari 15% menjadi 48%.

ke-2 sebesar 45%.

Perubahan seting Time for cross-blocking with 2nd harmonic dari 0 *1P menjadi 1 *1P.

Perubahan ini berpengaruh pada pembacaan harmonisa ke-2. Pada 0 *1P, rele membacaarmon sa e- anpa meng a s an sa u per o e ge om ang an angsung memer n a an

rele untuk bekerja. Harmonisa ke-2 yang terbaca dianggap sebagai harmonisa ke-2 yang

permanen.

Sedangan pada 1 *1P, rele membaca harmonisa ke-2 selama satu periode gelombang dan

baru memerintahkan rele untuk bekerja. Sehingga apabila ada gelombang harmonisa ke-2

sebagai akibat dari manuver di GITET Grati (gelombang transien) tidak dianggap sebagaigangguan.

Perubahan 5nd harmonic contend in the different. current dari 48% menjadi 50%. Perubahanini akan berpengaruh pada besarnya nilai harmonisa ke-5.

Perubahan Time for cross-blocking with 5th harmonic dari 0 *1P menjadi 1 *1P.


32/33

Penutup

Saran Sebelum seting-seting rele tersebut diaplikasikan, dapat dilakukan perhitungan kembali dengan

melibatkan semua bagian yang ada, baik dari P3B sebagai penanggung jawab GITET dan PT.Indonesia Power sebagai penanggung jawab pembangkit.

Seting-seting rele tersebut harus selalu di audit seiring dengan bertambahnya beban dan

pembangkit, karena nilai-nilai parameternya akan mengalami perubahan.


33/33

ITS Paper 21670 2209106057 Presentation

Documents

Transcript of ITS Paper 21670 2209106057 Presentation