14047-4-821425052424

MAKALAHRELAY ARUS LEBIH

Disusun Oleh :

Nama

: Seto Margo PramonoKelas

: KE-3D/18NIM

: 3.29.10.0.19PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2012Kata Pengantar

Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh. Alhamdulillahirabbilalamin, banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk Allah Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul RELAY ARUS LEBIH. Meskipun penulis berharap isi dari makalah ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini dapat lebih baik lagi. Akhir kata penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi semua pembaca. Semarang, Oktober 2012 Penyusun Seto Margo PramonoDAFTAR ISI

1. Pendahuluan

1

2. Pengaman Lemur (Sekring)

2

3. Relai Arus Lebih

3

4. Karakteristik Relay Arus Lebih

4

5. Dasar Penyetelan Relai Arus Lebih

7

1 PendahuluanGangguan pada yang terbanyak dan membahayakan pada sistem tenaga listrik ialah gangguan hubung singkat. Akibat adanya hubung singkat ialah terjadinya arus lebih yang pada umumnya jauh lebih besar dari pada arus pengenal peralatan dan terjadi penurunan tegangan yang drastic pada sistem tenagan listrik, sehingga bila gangguan tersebut. Besarnya arus lebih dipengaruhi oleh besarnya pembangkit dan letak gangguannya lihat gambar 4.1

Gambar 1 Arus gangguan hubung singkat maksimum dan minimum

Dengan demikian mulai dari sistem tenaga listrik yang terkecil pun memerlukan pengaman hubung singkat. Pengaman untuk gangguan hubung singkat ini ialah pengaman arus lebih.

Pengamanan arus lebih ini terdapat dua kelompok yaitu pengaman lebur dan relai arus lebih.

1

2 Pengaman Lebur.Pengaman lebur (sekring) yang berfungsi sebagai pengaman arus lebih dan sebagai pemutus beban dan sebagai pemutus beban. Pengaman lebur ini umumnya hanya digunakan pada sistem tegangan rendah, dan beberapa digunakan pada sistem tegangan menengah.

Kita ketahui bahwa besarnya arus gangguan dipengaruhi besarnya sumber ataupun impedansi sumber dan impedansi saluran atau letak titik gangguan.

Salah satu contoh koordinasi pengamanan arus lebih dengan pertingkatan arus yaitu pengamanan dengan penggunaan sekring seperti terlihat pada gambar 4.2

Gambar 2 Koordinasi sekring

Yang umumnya digunakan pada jaringan tegangan rendah.

Untuk sistem tegangan menengah dan tinggi koordinasi dengan menggunakan pertingkatan arus sukar dilaksanakan hal ini disebabkan :

Besarnya arus hubung singkat sangat dipengaruhi oleh besarnya pembangkitan, sedang pada sistem ini besarnya pembangkitan selalu berubah

ubah tergantung pada waktu.

Perbedaan arus gangguan di depan dan di belakang daerah batas pengaman sangat kecil, misalnya letak gangguan di F1 dan F2 serta F3 dan F4 lihat gambar 3

2

Gambar 3 gangguan dekat rel

Untuk mendapatkan beda arus yang cukup, supaya selektifitasnya baik, dengan penggunaan pertingkatan arus maka batas pengaman maksimu sampai 80 % dari panjang saluran.

Dengan demikian selektifitas dengan pertingkatan arus sukar akan didapatkan untuk seluruh daerah pengaman, sehingga pengaman arus lebih dengan pertingkatan arus hanya digunakan untuk penyetelan pada relai arus seketika yang akan diuraikan kemudian.

3 Relai Arus LebihRelai arus lebih yang berfungsi merasakan adanya arus lebih dan kemudian memberiperintah kepada pemutus beban untuk membuka. Relai arus lebih ini umumnya digunakan pada sistem tegangan menengah sampai tegangan tinggi.

Pengamanan dengan menggunakan relai arus lebih mempunyai beberapa keuntungan yaitu:

Pengamanannya sederhana.

Dapat sebagai pengaman utama dan berfungsi juga sebagai pengaman cadangan

Harganya relative murah.

Relai arus lebih pada umumnya digunakan sebagai pengaman : Jaringan tegangan menengah / saluran distribusi

Untuk sistem tenaga listrik yang kecil dan radial

Untuk sistem tenaga listrik yang besar pengaman arus lebih hanya digunakan sebagai pengaman cadangan, karena untuk mengkoordinasi sulit untuk mendapatkan selektifitas yang baik.

Pengaman cadangan transformator tenaga dan generator. Pengaman motor listrik yang kecil

Pengaman gangguan tanah untuk sistem distribusi ataupun saluran transmisi.

4 Karakteristik Relay Arus Lebih3

Koordinasi pada relay arus lebih untuk mendapatkan selektifitas terutama dilakukan dengan seting waktu kerja relai, disamping juga karena ada perbedaan arus ada sisi hilir dan sisi hulunya. Pada relai arus lebih terdapat beberapa karakteristik waktu, yang dapat dikelompokan menjadi 4 jenis yaitu waktu seketika, waktu terbalik. IDMT dan kombinasi antar waktu seketika dengan karakteristik lainnya. Adapun masing masing karakteristik diuraikan dibawah.

4.1 Relay Arus Lebih SeketikaRelay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan bila besar arus gangguannya melampaui penyetelannya (Im), dan jangka waktu kerja relai mulai pik up samapai kerja relai sangat singakat tanpa penundaan waktu ( 20 60 mdet ), liaht gambar 4.4 relai ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relai lain.

Gambar 4 karakterstik waktu seketika

4.2 Relai Arus Lebih Waktu tertentu.

Relai ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan bila besar arus gangguannya melampaui penyetelannya (), dan jangka waktu kerja relai mulai pik up sampai kerja relai diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus lihat gamabar 5

4

Gambar 5 karakteristik waktu tertentu

4.3 Relai Lebih Waktu TerbalikRelai ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan bila besar arus gangguannya melampaui penyetelannya ( Is ), dan jangka waktu kerja relai mulai pik up sampai kerja relai waktunya diperpanjang berbanding terbalik dengan besarnya arus lihat gambar 6.

Pada jenis ini karakteristik kecuraman waktu arus dapat beragam dan berdasarkan standar BS 142 th dikelompokan menjadi :

Normal inverse Very inverse Long inverse Definite time

Gambar 6 karakteristik waktu terbalik.

5

4.4.4 Relai Arus Lebih IMDT

Gambar 7 karakteristik waktu IDMT

Relai arus lebih dengan karakteristik IDMT ( Inverse Definite Minimum Time ) mempunyai karakteristik kombinasi antara relai arus lebih waktu terbalik dan waktu tertentu. Didaerah awal seperti relai arus lebih waktu terbalik dan kemudian menjadi waktu tertentu lihat gambar 7

4.6 Kombinasi Relai Arus Lebih Waktu tertentu, Terbalik dan IDMT DenganWaktu Seketika.Relai arus lebih waktu seketika umunya tidak berdiri sendiri tetapi digabung dengan relai arus lebih waktu tertentu atau waktu terbalik atau IDMT.

Dalam hal ini bila arus yang melewati relai lebih dari arus seting Is, tetapi lebih kecil dari arus seting seketika Im, waktu kerjanya mengikuti karakteristik waktu tertentu, terbalik atau IDMT,

Gambar 8 kombinasi karakteristik waktu tertentu dan seketika

6

Sedang bila arus yang melewati relai lebih besar dari arus seting seketika, relai akan bekerja seketika, masing masing

Gambar 9 kombinasi karakteristik waktu terbalik dan seketika

Gambar 10 kombinasi karakteristik IDMT dan seketika

5 Dasar Penyetelan Relai Arus LebihSeperti telah diuraikan diatas pada dasarnya relai arus lebih terutama sebagai pengaman gangguan hubung singkat, tetapi dalam beberapa hal diusahakan dapat berfungsi sebagi pengaman beban lebih. Fungsi relai ini disamping sebagai pengaman utama untuk seksi yang diamankan juga berfungsi sebagai pengaman cadangan seksi berikutnya. Pertimbangan kedua hal diatas merupakan dasar dalam penentuan penyetelan arus kerjanya.

Adapun pertimbangan penyetelan waktu ialah diusahakan relai secara keseluruhan bekerja cepat tetapi tetap selektif.

7

Karena arus gangguan antar fase dan satu fase berbeda maka penyetelannya juga berbeda sehingga pada butir ini akan diuraikan criteria penyetelan untuk gangguan antar fase. Untuk gangguan satu fase ketanah akan dibahas kemudian.

Kaidah / criteria dasar penyetelan relai arus lebih untuk proteksi gangguan antar fase ialah sebagai berikut :

5.1 Penyetelan Arus Pik Uap (kerja)a. Batas minimum.Pada dasarnya relai arus lebih tidak boleh bekerja pada beban maksimum, dalam batas penyetelan arus pik up minimum adalah :

Dimana : : Arus seting minimum : arus beban maksimum : factor keamanan (1,1-1,2)

: factor arus kembali ( arus kembali/arus kerja)

Untuk relai dengan karakteristik waktu tertentu 0,8 0,9 dan untuk relai dengan karakteristik waktu terbalik (relai jenis induksi) dan relai static mendekati 1,0

Umunya Is diset 1,2 1,5 x pengenal trafo arus, kecuali relai arus lebih yang di control dengan tegangan turun.

b. Batas maksimum.Seperti telah diuraikan diatas bahwa relai arus lebih disamping sebagai pengaman utama juga berfungsi sebagi pengaman cadangan untuk seksi hilir berikutnya.

Dengan demikian relai ini harus pasti dapat menjangkau ujung seksi hilir berikutnya pada arus gangguan yang minimum lihat gambar 11

Gambar 11 Batas maksimum

8

Dalam hal ini diambil gangguan 2 fase saat pembangkitan minimum.

Dimana :

: penyetelan arus kerja maksimum

: factor keamanan dalam hal ini 0,7 0,8

: ialah arus gangguan 2 fase pada pembangkitan minimum di satu hilirnya.9