proteksi motor
Post on 18-Jun-2015
848 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Proteksi Motor Induksi
Oleh : Ir. Wirawan
Konstruksi Motor Induksi
a. Rotor Sangkar b. Rotor Belitan
14-17 Juli 2003 Kursus "Protection of Industrial Power Systems" 3
Operasi Start Dan Kondisi Abnormal Pada Motor
• Operasi start normal• Operasi start berulang• Motor stalling• Gangguan pada belitan stator
– Kegagalan isolasi– Pemanasan lebih
• Pembebanan lebih• Tegangan suplai rendah• Motor terkunci• Gangguan non-listrik
• Pemanasan lebih pada bantalan
14-17 Juli 2003 Kursus "Protection of Industrial Power Systems" 4
VElectrical
ModelSimulasi-1
MechanicalModel
Simulasi -2
θθ
S
I2R(S)
θθo
ThermalModel
Simulasi-3
Model Motor Induksi
V : tegangan suplai S : dan θ : suhu akhir motor θo : suhu awal motor I2R(S) : daya rotor ∼∼ torsi rotor fungsi slip
14-17 Juli 2003 Kursus "Protection of Industrial Power Systems" 5
Model Listrik Untuk Motor
j.XmV
rs j.Xs
Is
Ir '
j.Xr Rr
R r. ( 1 - s )s
Simulasi Dan Evaluasi Perilaku Motor (Dari Model Listrik)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
5
10
Tahanan rotor,tegangan dan arus motor
Putaran motor (dalam p.u)
Aru
s Im
, R
rp/1
00 ,
Vte
rm/1
0 d
lm p
.u
11
0
Im s
Rrp s 100⋅
Vterm s 10⋅
1.10 ns
Arus start, tegangan terminal, dan Rrotor v/s putaran motor
14-17 Juli 2003 Kursus "Protection of Industrial Power Systems" 7
Model Mekanis
Contoh parameter untuk model mekanis
Moment inersia motor&drive (GD2) GD2 5000:=
Torsi beban awal (TL) TL 0.2:= p.u
Torsi beban akhir (TF) TF 0.6:= p.u
Simulasi Dan Evaluasi Perilaku Motor (Dari Model Mekanis)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
2
4
arus motortahanan rotortorsi motortorsi beban
Variasi torsi motor&beban dan arus motor
putanan motor dalam p.u
arus
, tah
anan
rot
or, t
orsi
mot
or &
beb
an
5
0
Ims
Rrps 100⋅
Qms 2⋅
QLs 2⋅
1.10 ns
Evaluasi : τmotor, τbeban, Istart v/s putaran motor
Kemampuan Termis Motor
1. Kemampuan termis motor pada saat motor terkunci2. Kemampuan termis motor terhadap beban lebih3. Kemampuan termis motor terhadap arus urutan negatif
Data waktu untuk rotor terkunci diberikan oleh pabrik, dari data tersebut dapat diturunkan kemampuan termis motor terhadap beban lebih.Data kemampuan termis motor terhadap arus urutan negatif juga diberikan oleh pabrik (khususnya motor besar).
Energi Termis Pada Operasi Start
Energi termis pada saat start :
Istart : 4 – 7 kali Ibeban penuh
Rrotor : ∼ 3 kali Rrotor pada putaran normal
I2t : (16 ∼ 49) * 3 beban penuh pada periode yang sama
Pada start yang berulang untuk periode pendek dapat menimbulkan hot-spot yang merusak isolasi
Simulasi Dan Evaluasi Arus Motor Pada Saat Fasa Tidak Seimbang
Ia
Ib
Ic
M
sec.tg2 60=tg2Kg
Ig2( )2:=Permissible time for unballance load (sec)
p.uIg1 0.577=AIg2 In⋅ 115.47=orp.uIg2 0.577=
Ig11
3
Ima a Imb⋅+ a2 Imc⋅+
In⋅:=p.uIg2
1
3
Ima a2 Imb⋅+ a Imc⋅+
In⋅:=
Generator / Motor negative sequence current (in p.u of In )Kg 20:=Rotor thermal capability against neg. sequence current
Imc 200−:=phase C current Imb 0:=phase B current Ima 200:=phase A currentIn 200:=Machine nominal current
Machine datas (example)
1 100.1
1
10
100
Batas I2*t pada kondisi dinginBatas I2*t pada kondisi panas
Kemampuan termis motor terhadap arus I2
Arus motor (p.u)
Wak
tu (
deti
k)
19.595
0.721
tas
tos
4.4051.01 Ims
a. Relay urutan negatif sistem dengan netral tidak ditanahkan.b. Relay urutan negatif sistem dengan netral ditanahkan.
Vr
JX1 R1 R2
relay
IaIbIc
IaIbIc
Vr
JX1 R1 R2
relay
Relai Arus Urutan Negatif
Pengukur Dan Proteksi Panas Lebih Karena Faktor Non-Listrik
AC Supply
low highDt-3
RTD
Pengaman Lebur (Sebagai Proteksi Motor Terhadap Gangguan h.s)
0 500 1000 1500 2000 2500 30001
0
1
prospective fault currentpre-arcing currentarcing current
If( )n
Ipa( )n
Ia( )b
,,n n b
tpa tarcing
co
Kelebihan : a) sederhana, b) memberikan proteksi terhadap motor dan peralatan switching dan penyulang ke motor
Kelemahan : untuk jangka lama karakteristik tidak dapat ditelusuri
OCR Sebagai Proteksi Motor
1 100
50
100
Standard inverseVery inverseExtremely inverse Long time inverse
100
0
tr1 s,
tr2 s,
tr3 s,
tr4 s,
101 XIns XIns, XIns,
Kelebihan : karakteristik dapat dipilih disesuaikan dengan karakteristik motor yang diproteksi
Kekurangan : tidak dapat memberikan proteksi pada arus rendah dekat arus nominal
Relai Termis Sebagai Proteksi Motor Untuk Beban Lebih
Kelebihan : Karakteristik I2t dapat dipilih sesuai dengan karakteristik termis motorKelemahan : Sesuai dengan karakteristik termisnya, relai bekerja relatif lambatpada arus besar.
tcx s, τx lnXIss( )2
XIss( )2 1−
⋅:= thx s, τ x ln
XIss( )2 Imot
Is
2
−
XIss( )2 1−
⋅:=
1 101
10
100
1 . 103
1 . 104
10000
1
tc x s,
th x s,
101 XIs s
Motor protection coordinationShort circuit protection characteristic n 5:=
Thermal overload time constant (scale) x 1:=
Definite time setting tdef 6:=
Tinstantenouse tins 1:=
Inrush factor Irush 1.02:=
thA x Imm, if Imm ILR> tdef, thA x Imm,,( ):= thA x Imm, if Imm Irush ILR⋅> tins, thA x Imm,,( ):=
0 20 40 60 80 100 1200
50
100
arus startkemampuan termiswaktu maksimum rotor terkuncishort circuit protectionOverload ryOCR definite and instantenous
ts
T s
TLR s
trn s,
thAx s,
thAx I m m,
Istarts Ims, Im s, Im s, Im s, Imm,
Koordinasi OCR Inverse – OCR Definite – OCR Instantaneous Dan Relai Beban Lebih Pada Proteksi Motor
ref : asymotorpoly.mcd
Pemasangan Proteksi Motor(Pada Sistem Dengan Netral Ditanahkan Melalui
Tahanan Rendah)
5 2
I A X
I B X
I C X
I A Y
I C Y
I B Y
R e l a y Y
P S
+
T C
C C
A l a r m
R e l a y X
X O U T 1
X O U T 2
X I N
Y O U T 1
Y I N
Y O U T 2
5 2 a
5 2 a
5 2 b
5 2
I A X
I B X
I C X
I A Y
I C Y
I B Y
Relay Y
P S
+ -
TC
C C
Alarm
Relay X
X O U T 1
X O U T 2
XIN
Y O U T 1
YIN
Y O U T 2
52a
52a
52b
Pemasangan Proteksi Motor(Pada Sistem Dengan Netral Ditanahkan Melalui
Tahanan Tinggi)
8127/59
4650 49 66
50N
Motor Load
37 55
47
Optional
Remote RTD Inputs
Motor ProtectionRelay
50N: Neutral/Ground OC
50: Overcurrent
46: Current Unbalance
49: Motor Thermal
66: Antijogging Protection
47: Phase Reversal
27/59: Under/Overvoltage
37: Underpower
55: Power Factor
81: Frequency
3, 2, 1
1
3
OR
Load JamLoad Loss
Proteksi Motor Multi Fungsi Terintegrasi
Tujuan :a. Operasi start / stop tidak membahayakan motor
itu sendiri dan tidak mengganggu proses produksi dari motor-motor yang dipasok oleh sistem tenaga listrik yang sama.
b. Kondisi abnormal dapat dibatasi dan segera diatasi.
c. Motor dapat dipisahkan dari jaringan sehingga aman saat tidak dipakai / sedang dipelihara
Peralatan Asut & Proteksi
Sirkit Kontrol Dan Proteksi Untuk Motor Kecil
OL 1
STARTPB
OL 2
OL 3
M
THREE - FASESUPPLY SOURCE CONTROL
TRANSFORMER
OL 1 OL 2 OL 3
FUSE
M
CAP
RECT
RES
RECT
RES
UV
STOPPB
UV
UV
UV
14-17 Juli 2003 Kursus "Protection of Industrial Power Systems" 23
Spesifikasi Proteksi Motor Yang Mempunyai Multi Fungsi Dan Terintegrasi
Fungsi proteksi : 1. Overcurrent2. Neutral/Ground Overcurrent3. Current unbalance 4. Thermal motor5. Loss of Load6. Load jam7. Maximum Start per Hour8. Minimum Time between Start9. Phase reversal10. Under voltage11. Over voltage12. Under/Over Frequency13. Reverse Power14. Under power
Fungsi lain :
1. Metering
a. Current
b. Voltage
c. Power
d. Energy
2. Load profile
3. Motor operating statistics
4. Motor start report
5. Motor start trending
top related