dasar proteksi

WYD SN

DASAR HITUNGAN KOORDINASI

PENGAMAN Jaringan 20 kv

WYD SN

SAAT TERJADI GANGGUAN DI SALAH SATU FEEDER,

• ADA SUMBANGAN ARUS DARI PLTD A DAN PLTD B KETITIK GANGGUAN.

• RELE DI 3 DAN 5 AKAN TRIP

• RELE DI 1 & 6 AKAN PICK UP

• JIKA SETELAN RELE ANTARA KEDUA PUSAT LISTRIK TIDAK SESUAI, AKAN TERJADI

BLACK OUT (SELURUH PUSAT LISTRIK PADAM)

PLTD A PLTD B1

2

3

4

5

6

HUBUNGAN PARALEL ANTAR PUSAT LISTRIKHUBUNGAN PARALEL ANTAR PUSAT LISTRIK

CATATAN: SETIAP TITIK GANGGUAN DIMISALKAN BUS BARU

V<20 kVV < 20 kV

WYD SN

GH

20 kV

Gangguan HS

GANGGUAN HUBUNG SINGKATGANGGUAN HUBUNG SINGKAT

Saat terjadi gangguan hubung singkat dijaringan 20 kV di salah satu feeder,

rele di outgoing yang berada di feeder yang terganggu akan trip, tapi

di incoming mulai kerja, jika setelannya tidak sesuai rele di Incoming

menjadi trip, tegangan di bus PLTD A & PLTD B turun

PLTD A PLTD BV<20 kV

V << 20 kV

IF

WYD SN

20 kV

Gan

gg

uan

HS

GANGGUAN HUBUNG SINGKAT GANGGUAN HUBUNG SINGKAT dengan pengaman fcodengan pengaman fco

Saat terjadi gangguan hubung singkat dijaringan 20 kV di salah satu feeder,

Yang mempunyai FCO--- FCO trip.

Saat FCO trip dalam tabung terjadi arcing yang waktunya melebihi waktu setting

Yang dapat tripkan Rele di outgoing.

PLTD A IFFCOIF>>

WYD SN

GANGGUAN YANG TERJADI:GANGGUAN YANG TERJADI:

1. GANGGUAN 3 : bisa terjadi

pada fasa R , S dan T terhubung singkat

2. GANGGUAN 2 FASA : bisa terjadi antara

• fasa R & S,

• fasa T & S atau

• R & T terhubung singkat

3. GANGGUAN 2 FASA-KETANAH : bisa terjadi antara

• fasa R& S ketanah

• fasa T & S ketanah atau

• fasa R & T ketanah

4. GANGGUAN 1 FASA-KETANAH : bisa terjadi antara

• fasa R - ketanah

• fasa S - ketanah atau

• fasa T - ketanah

WYD SN

2. Gangguan di Pusat Listrik

• Tegangan turun

• Frekwensi di sistem turun, disebabkan:

Karena Daya pembangkit < Daya beban -- f < 50 Hz

1. Gangguan di jaringan 20 kV

• Tegangan di bus PLTD turun

• Kalau rele di jaringan yang terganggu trip,

Frekwensi di mesin menjadi naik, disebabkan:

karena Daya Pusat listrik > Daya beban -- f > 50 Hz

Akibat gangguan hubung singkat:

WYD SN

Penyulang

Gangguan

+

-

CT

• CT mentransfer besaran primer ke besaran sekunder

• Rele detektor hanya bekerja- dengan arus kecil akurat• Perlu sumber Volt DC untuk - tripping PMT• Karakteristik bisa dipilih Definite, Inverse, ` Very-Inverse atau Extreemely Inverse.

1. Pengaman Gangguan Antar Fasa (OCR)

2. Pengaman Gangguan Satu Fasa Ketanah (GFR)

PERALATAN PENGAMAN PADA JARINGAN 20 kV

Cara kerja:

WYD SN

Rele Arus Lebih Sekunder

• Elektromekanis

Sederhana Definite, (instant)

Setelanwaktu

• Rele definite hanya menyetel waktu

• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus

dari CT masuk ke kumparan Rele

• Selenoid yang dililit kumparan akan menjadi

magnit dan kontak akan ditarik kebawah

• lamanya kontak menyentuh switch tergantung

setting waktunya

WYD SN

Rele Arus Lebih Sekunder

• Elektromekanis

Karakteristik Inverse

• Rele inverse menyetel waktu & arus

• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus

dari CT masuk ke kumparan Rele

• Selenoid yang dililit kumparan akan mem

bentuk , fluks terpotong oleh piringan,

piringan berputar.

• Lamanya kontak menyentuh switch tergantung

setting waktunya

WYD SN

• Elektrostatik

Comp

Set I (arus)

Set timer

KontakOutput

RectCT

• Arus gangguan hubung singkat masuk ke CT

• Arus ini di searah kan di Rectifier dan arus searah di teruskan ke comp

• Kapasitor digunakan menambah arus yang masuk coil tripping

I

C

WYD SN

RS

TE

CTS1

S2OCR

OCRGFROCR

SAMBUNGAN RELAY ( WIRING ) PADA JARINGAN DISTRIBUSI

DENGAN 3 OCR

3 Buah OCR1 Buah GFR

PMT

IBA DOC

R

S

T

WYD SN

R

TE

PMT

CTS1

S2OCR

OCRGFR

2 Buah OCR 1 Buah GFR

IBA DOC

SAMBUNGAN RELAY ( WIRING ) PADA JARINGAN DISTRIBUSI

DENGAN 2 OCR

R

S

T

WYD SN

T (detik)

I (ampere)MOMENTISET

SETt

KARAKTERISTIK INSTANT = MOMENT

PADA KARAKTERISTIK INSTANT MEMPUNYAI WAKTU MINIMUM: 40 s/d 80 milisecond DENGAN ARUS YANG BESAR

Digunakan: untuk back up pada pengaman distribusi

WYD SN

t (detik)

I (ampere)

SETt

KARAKTERISTIK TUNDA WAKTU TERTENTU ( DEFINITE TIME )

SETI

Karakteristik definite time: bisa di setting arus besar setting waktu kecil

WYD SN

t (detik)

I (ampere)

KARAKTERISTIK KOMBINASI INSTANT DENGAN TUNDA WAKTU INVERSE

SETI MOMENTISET

Digunakan untuk setting inverse dan moment

WYD SN

PERBANDINGAN DEFINITE DAN INVERS

WYD SN

JARINGAN RADIAL SINGLE

51

51N

51G

51

51G

51

51G

51

51G

TRAFO UNIT,TRAFO DAYA

SUMBERKIT

KOORDINASI DENGAN O.C INVERSE

PERHITUNGAN KOORDINASI SELALU DIMULAI DARI RELAIPALING HILIR, DAN BERGERAK KE HULU

PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

WYD SN

SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI

1. Differential Relay Pengaman Utama Trafo

1 2 3 4 5

A B C D

2. Over Current Relay Trafo sisi 150 kV Pengaman Cadangan Lokal Trafo Pengaman Cadangan Jauh Bus B

3. OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman Utama Bus B1 Pengaman Cadangan Jauh saluran BC

4. OCR dan GFR di B2 Pengaman Utama saluran BC Pengaman Cadangan Jauh saluran CD

5. OCR dan GFR di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman Cadangan Jauh seksi berikut

2

CONTOH

1

WYD SN

PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

UNTUK :• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA

• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA

• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH

RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAH HUKUM OHM

I = V

Z

I = ARUS GANGGUAN H.S

V = TEGANGAN SUMBER

Z = IMPEDANSI DARI SUMBER KETITIK GANGGUAN,

IMPEDANSI EKIVALENT

BIASANYA NILAI IMPEDANSI EKIVALENT INI YANGMEMBINGUNGKAN PARA PEMULA.

• GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA KETANAH

WYD SN

UNTUK GANGGUAN 3 FASA :IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH IMPEDANSI URUTANPOSITIF NILAI EKIVALEN Z1

TEGANGANNYA ADALAH E FASA

UNTUK GANGGUAN 2 FASA :IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH JUMLAH IMPEDANSIURUTAN POS. + URUTAN NEG. NILAI EKIVALEN Z1 + Z2

TEGANGANNYA ADALAH E FASA-FASA

DARI KETIGA JENIS GANGGUAN, PERBEDAANNYA ADA PADA

UNTUK GANGGUAN 1 FASA KETANAH :IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH JUMLAH IMPEDANSIURUTAN POS. + URUTAN NEG. +URUTAN NOLNILAI EKIVALEN Z1 + Z2 + Z0

TEGANGANNYA ADALAH E FASA

UNTUK GANGGUAN 2 FASA KETANAH :

IMPEDANSI YANG DIGUNAKANADALAH JUMLAH IMPEDANSIURUTAN POS. + URUTAN NEG. +URUTAN NOLNILAI EKIVALEN Z1 + Z2 * Z0

Z2 + Z0

WYD SN

BENTUK JARINGAN PERLU DIKETAHUI UNTUK MENGHITUNGARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

UNTUK DISTRIBUSI YANG DIPASOK DARI GARDU INDUK / KIT :

SUMBER KIT

TRAFODAYA

AMBIL DATAIMPEDANSIMVA, KV dll

BUS20 KV

TEG. KIT

PENYULANG 20 KV

AMBIL DATA Z POS. NEG, Z NOL

DARI KITAMBIL DATA -Xd’-MVA-kV

GH

WYD SN

SUMBER KIT

IMPEDANSI SUMBER PEMBANGKIT.

Reaktansi kit diambil X’d = ….%

Reaktansi trafo diambil XT = ....%

X’d XT

Dalam hitungan impedansi dipergunakan • Satuan perunit (pu)• Satuan listrik

Misal : (satuan pu)

Dipilih sebagai Daya base/dasar = 100 MVA, tegangan 20 kV

Daya Gen: 10 MVA, teg = 6,3 kV, X’d = 12 %

Daya Trafo: 12 MVA, ratio teg 6,3/20 kV, XT = 4 %

Formula: MVAbase

MVAGen/Trafo* X’d atau XT

XX’d =

100

10 * 0,12 = 1,2 pu XXT =

100

12 * 0,04 = 0,33 pu

WYD SN

IMPEDANSI PENYULANG

DATA IMPEDANSI PENYULANG DIDAPAT • DIHITUNG

• DARI TABEL

• PER KM

IMPEDANSI PENYULANG x panjang penyulang (km)Z (ohm/km)

Misal :

Z1jaringan = 0,230 + j 1,32 (ohm/km) , panjang jaringan = 50 km

Z1jaringan (ohm) = (0,230 + j 1,32 ) ohm/km x 50 km

= (11,5 + j 66 ) ohm

Dipilih sebagai Daya base(dasar) = 100 MVA, tegangan 20 kV

Zbasis =kV2

MVAbase

202

100= = 4 ohm

Z1jaringan (pu) = (11,5 + j 66 ) ohm /4 ohm = (2,875 + 16,5) pu

Zbase

CATATAN: KARENA HITUNGAN DALAM HITUNGAN RIEL DAN IMAJINER, MAKA LIHAT TEORI MATRIK 3 BUS

WYD SN

PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN :

1.GANGGUAN TIGA FASA : RUMUSNYA : V

ZI =

V = TEGANGAN FASA - NETRAL

Z = IMPEDANSI Z1 ekivalen

2. GANGGUAN DUA FASA :V

ZI =

V = TEGANGAN FASA - FASA

Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 ) ekivalen

RUMUSNYA :

WYD SN

RUMUSNYA :PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN :

4. GANGGUAN SATU FASA KETANAH :

RUMUSNYA :V

ZI =

V = 3 x TEGANGAN FASA

Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 + Z0 ) eki

3. GANGGUAN DUA FASA - KETANAH : V

ZI =

V = TEGANGAN FASA - FASA

Z = IMPEDANSI Z1 + Z2 * Z0

Z2 + Z0

ekivalen

WYD SN

0,14

1I

I x t

Tms

k

SET

fault

detik

1I

I

Tms0,14t

k

SET

FAULT

Setelan Tms dan waktu pada relay invers

t = Waktu trip (detik).

Tms = Time multiple setting.

Ifault = Besarnya arus gangguan Hub Singkat (amp)

Setelan over current relay (inverse) diambil arus gg hub singkat terbesar.

Setelan ground fault relay (inverse) diambil arus gangguan hub singkat terkecil.

ISET = Besarnya arus setting sisi primer

Setelan over current relay (Invers) diambil 1,05 s/d 1,1 x Ibeban

Setelan ground fault relay (inverse) diambil 0,06 s/d 0,12 x arus gg hub singkat terkecil.

Faktor k tergantung pada kurva arus waktu, sebagai berikut:

Nama kurva k

IEC standard Inverse 0,02

IEC very Inverse 1

IEC Extremely Inverse 2

IEEE standard Inverse 0.02

IEEE Short Inverse 0.02

IEEE Very Inverse 2

IEEE inverse 2

IEEE Extremely Inverse 2

WYD SN

KURVA RELAY INVERS

Extremely Inverse

Very Inverse

I.D.M.T

WYD SN

CODE RELAYCODE RELAY

RELAY DEVICE PROTECTION FUNCTION

FUNCTION NO

21 DISTANCE

25 SYNCHONIZING

27 UNDER VOLTAGE

32 DIRECTIONAL POWER

40 LOSS OF EXCITATION (FIELD)

46 PHASE BALANCE (CURRENT BALANCE, NEGATIVE SEQUENCE

CURRENT)

47 PHASE SEQUENCE VOLTAGE (RESERVE PHASE VOLTAGE)

49 THERMAL (GENERALLY THERMAL OVERLOAD)

50 INSTANTANEUS OVERCURRENT

51 TIME-OVERCURRENT

59 OVER VLTAGE

60 VOLTAGE BALANCE (BETWEEN TWO CIRCUIT)

67 DIRECTIONAL OVERCURRENT

81 FREQUENCY (GENERALLY UNDERFREQUNCY)

86 LOCKOUT

87 DIFFRENTIAL

WYD SN

CLASSIFICATION OF PROTECTION RELAY FUNCTION

Type Relay Application

A Alarm Only

B Bus Protection

C Temperature

G Ground-Fault Protection ( Relay CT in a system

Neutral circuit or Generator Protection)

GS Ground-Fault Protection ( Relay CT is Toroidal or Ground sensor Type)

L Line Protection

M Motor protection

N Ground Fault Protection (Relay Coil Connected in Residual CT Circuit)

T Transformer Protection

V Voltage

Examples:

87T = Transformer Differential Relay51G = Time- Over current Relay Used for Ground Fault Protection49M = Motor winding overload (or Over Temperature) Relay

WYD SN

SCHEME GENERATOR

1- 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan

1-51G, backup ground time overcurrent relay

3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan

1 -51G, backup ground time overcurrent relay

1 - 87, differential relay

1 - 32, reserve power relay untuk pengendalian protection

1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan

1. GENERATOR KECIL (sistem isolated)

2. GENERATOR SEDANG (sistem isolated/ paralel)

Daya: 500 s/d 1000 kVA tegangan 600 volt (maksimum)

Daya: 500 s/d 12 500 kVA tegangan 600 volt (maksimum)

WYD SN

2. GENERATOR SEDANG (pengaman khusus)




1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection


1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced

Daya: 500 s/d 12 500 kVA, tegangan 600 volt (maksimum)

WYD SN




1 – 87G, ground differential relay

1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection


1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced.

1 – 49, temp relay untuk monitor belitan temp stator

1 – 64F, generator field relay, hanya untuk mesin yg mempunyai medan supply slip rings

1 – 60, voltage balance relay

4. GENERATOR BESAR Daya: 50 000 kVA

WYD SN

Terima KasihTerima Kasih

LANJUT: KE ANALISA SISTEM TENAGA

dasar proteksi

Documents