Tipe Relay dan Setting

3JENIS DAN KARAKTERISTIK RELE11). Berdasarkan prinsip kerjaRele moving coil, Rele elektrodinamis, Rele elektromagnetis, Rele thermis, Rele elektronik2). Berdasarkan besaran Rele arus, Rele tegangan, Rele daya, Rele reaktansi, Rele impedansi, Rele frekuensi, Rele pergeseran fasa

2Klasifikasi Rele Proteksi3). Berdasarkan metoda hubungan ditektorRele primerRele sekunder34). Berdasarkan tingkat kepentingan-Rele utama-Rele tambahan

5). Berdasarkan waktu kerja-Rele tanpa kelambatan kerja-Rele dengan kelambatan waktu kerja:- Tanpa pengaturan kelambatan- Dengan mengatur kelambatan

6). Berdasarkan kontak-Rele normally open (NO)-Rele normally close (NC)Elemen Rele

4Elemen sensor: Elemen ini disebut juga elemen pengukuran, yang merespon terhadap perubahan kuantitas yang disensor seperti, arus atau tegangan.Elemen pembanding: Berfungsi membandingkan kuantitas yang disensor oleh rele dengan setting releElemen kendali: Pada nilai yang telah disetting akan memberikan sinyal ke rangkaian trip.

Rangkaian rele tipikal

5Belitan primer transformator arus dihubungkan seri dengan rangkaian utama yang diproteksiBelitan sekunder transformator arus dan belitan operasi rele.Rangkaian tripping

ANSI/IEEE device identification

7MagnitudeSemua rele yang merespon terhadap magnitude tegangan atau arus dan yang memiliki setting terhadap besaran ini. Rele-rele lainnya yang yang dioperasikan oleh besaran ini, tetapi dikalibrasi oleh besaran lainnya seperti frekuensi termasuk dalam klasifikasi rele ini.

PerkalianRele induksi bekerja berdasarkan interaksi dua fluks magnet yang terpisah. Torka operasi atau torka yang dihasilkan sebanding dengan masing-masing fluks.

T = K. 1. 2.sin dimana: T = Torka 1. 2 = Fluk yang berinteraksi = sudut fasaTipe-tipe Besaran Pengukuran8Rele tarikan jangkarSebagian elemen terdiri dari inti besi elektromagnetik yang menarik jangkar yang dapat bergerak dalam medan magnet. Gerakannya dikendalikan oleh gaya yang berlawanan yang berasal dari gravitasi atau gaya pegas. Elemen tipikal rele ini ditunjukkan pada gambar.Prinsip Kerja Rele

Secara umum rele elektromagnetik terdiri dari inti yang berbentuk U, yang dibalut dengan kumparan. Jangkar yang bergerak biasanya berupa lempengan besi yang ringan yang ditumpu pada suatu bantalan. Konstruksi Relay

10Secara teoritis gaya pada jangkar dapat dinyatakan dengan:

di mana : F = Gaya B = Rapat fluks A = Luas efektif kutub

Ketika celah jangkar menutup rapat fluks naik, tarikan magnetik akan naik dengan cepat, sehingga untuk mereset rele setelah operasi, arus harus direduksi secara memadai. Rasio arus reset terhadap arus operasi disebut returning ratio.

12

Rele Kumparan putarRele magnet permanen kumparan putar tipe rotari, seperti ditunjukkan pada gambarSuatu kumparan yang sangat ringan ditumpu pada suatu medan radial yang berasal dari magnet permanen, sehingga ia bebas berputar melewati sudut operasi tertentu. Gerakan yang setimbang dari kumparan ini menghasilkan gaya yang disimpan pada suatu pegas.

14Rele InduksiRele induksi bekerja dengan prinsip yang sama dengan motor induksi. Torka dihasilkan oleh konduktor yang bergerak di antara dua medan. Konduktornya dapat berupa piringan logam. Dua medan diperoleh dari suatu kuantitas bahan elektromagnetik sedemikian rupa sehingga terdapat beda fasa, sehingga torka yang dihasilkan ditentukan oleh persamaan :

T = K. 1. 2.sin

dimana : T = Torka1. 2 = Fluk yang dihasilkan oleh bahan elektromagnet = sudut fasa

15

Prinsip kerja rele berdasarkan arus eddy yang mengalir pada piringan. Bahan elektro magnet yang di atas akan menginduksikan arus pada piringan sehingga piringan berputar.

16Rele Arus Lebih atau Over Current Relay (OCR) adalah rele yang beroperasi bila arus yang mengalir melampaui nilai yang ditentukan. Rele Arus Lebih dapat berupa rele arus sesaat, yaitu tanpa perlambatan (20 ms hingga 50 ms). Karakteristik ReleRele Arus LebihMakin tinggi arus, makin pendek waktu operasinya. Rele arus lebih adalah rele yang paling sederhana. Hanya ada satu variabel yang diperlukan untuk mengoperasikan rele, yaitu arus. Namun demikian terdapat beberapa tipe yang berbeda dari karakteristik rele yang hanya menggunakan variabel arus. Pemilihan tipe karakteristik rele tergantung pada pemakaian dan kebutuhan akan koordinasi proteksi seperti dengan fuse atau rele-rele lainnya. Konstruksi Rele Arus Lebih Induksi

Dua buah belitan elektro-magnetik. Belitan primer dihubungkan ke belitan sekunder (CT) pada saluran yang diproteksi dan di tap dengan interval tertentu. Tapping dengan plug memberikan setting arus pada rentang 50% hingga 200% dengan step 25%.Jika rele digunakan untuk merespon kegagalan pentanahan step dibuat pada rentang 10 hingga 70%. Untuk mengatur setting arus dilakukan dengan menyisipkan pin pada soket yang tersedia. 17

OCR

Karakteristik Waktu - Arus

Karakteristik arus-waktu dari rele ini ditunjukkan pada gambar. Kurva ini menunjukkan hubungan antara plug setting multiplier (PSM) pada sumbu x dan waktu operasi pada sumbu y. 19

KURVA / KARAKTERISTIK @ STANDARD / NORMAL INVERSE ( SI )

@ VERY INVERSE ( VI )

@ EXTREMELY INVERSE ( EI )

@ LONG TIME INVERSE ( LTI )

Jenis relay arus lebih:Relay arus lebih seketika (moment-instantaneous)Relay arus lebih waktu tertentu (definite time)Relay arus lebih berbanding terbalik (invers)

Relay arus lebih seketika (moment-instantaneous)Jangka waktu kerja relay sangat singkat yakni sekitar 20 100 mili detik.Keterangan:P : Pegas R : RelayCT : Current transformatorTC : Triping CoilA : Alarm

Karakteristik Relay Arus lebih:Bila arus beban naik melebihi harga yang diijinkan, maka harga Ir juga akan naik. Bila naiknya arus melebihi harga operasi dari relai (setting arus), maka relay akan bekerja yang ditandai dengan alarm yang berbunyi dan TC melepas engkol sehingga PMT membuka.

2. Relay arus lebih waktu tertentu (definite time )Jangka waktu relay ini: mulai pick-up sampai selesainya kerja relay. Dilengkapi dengan relay kelambatan waktu (time lag relay).Kerja relay tergantung pada penyetelan / setting relay kelambatan waktu. Gambar :(a). Relay arus lebih waktu tertentu dan (b). Karakteristik relay arus lebih waktu tertentu

3. Relay arus lebih berbanding terbalik (invers)Relay arus lebih dengan karateristik waktu-arus berbanding terbalik adalah jenis relay arus lebih dimana waktu relay mulai pick-up sampai dengan selesainya kerja relay tergantung dari besarnya arus yang melewati kumparan relaynya, maksudnya relay tersebut mempunyai sifat terbalik untuk nilai arus dan waktu bekerjanya. Gambar :(a). Relay arus lebih berbanding terbalik ( invers) (b). Karateristik arus lebih berbanding terbalik ( invers)

RRECTIFIERSETTINGIA CTLEVELDETECTOR

RELAIBANTUSUPLAI DCTIPE RELAI STATIK

MAXIGATE&RECT.FCSLD1TLD2RL1RFLD33RLIsINSTANTIsFILTERCURVESHAPERLD = LEVEL DETECTORT = TIMERR = REGULATORIaIbIcSETTINGINSTANTBLOK DIAGRAM RELAI ARUS LEBIH STATIK0.2/0.10.2/00.4/00.8/00.4/0A/DOUTPUTDRIVERMICROCOMPUTER16/08//04//02/01/0

0.4/00.2/00.2/00.1/00.05/00.05/0.025CURVE SELECT SWITCHHIGH SET SWITHSETTINGTMS SWITH SETTINGTIMEHSHS OUTPUTRELAYTIME / CURRENTOUTPUT RELAYFULLWAVERECTIFIERINTERPOSSINGCTINPUTCURRENT SETTINGSTATIC OVER CURRENT RELAYMCGGRele Daya Balik Tipe Induksi

Rele daya balik tipe induksi mengukur besaran tegangan dan arus, sebagaimana alat ukur daya dan memiliki arah putar. Jika fasor arus memiliki arah yang sama dengan fasor tegangan, rele akan memiliki torka pada arah operasi, dan bila sebaliknya rele akan memiliki torka yang berlawanan.

31Reverse Power Relay Statik

Rele Differensial

Rele ini beroperasi bila terdapat perbedaan antara kuantitas elektrik yang masuk dan keluar dari peralatan yang diamankan. Rele ini membandingkan vektor arus yang masuk dan meninggalkan peralatan yang diamankan 33

Bila hubung singkat terjadi dalam daerah proteksi, i1 sama dengan i2 dan rele akan bekerja. Sedang bila hubung singkat terjadi di luar daerah proteksi, i1 berlawanan dengan i2 dan rele tidak akan bekerja. 34

Differential Relay