RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI PRINSIP DAN APLIKASI HENDRA MARTA YUDHA RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii Hendra Mart a Yudha Pro t eksi Rele: Prinsip dan Aplikasi @2 0 0 8,Dipublikasikan o lehJurusanTeknikElekt ro Fakult asTeknikUniversit as Sriwijaya TIDAKSATUPUN DARIBAGIAN BUKUIN IDAPATDIREPRODUKSIDALAM BEN TUK APAPUNTAN PA IZIN DITULIS OLEH: Hendra Mart a Yudha, Ir, MSEE. ALAMAT: Jurusan Teknik Elekt roFakult as Teknik Unsri Jl. Raya Prabumulih KM 32 Inderalaya OI 30 662; Telp ( 0 711)580 283-318373 E- mail: hmymsc@yaho o .co m hmymsc@fkkpsdm.u n sri.ac.idWebsit e: ht t p:/ / hendra_ft eunsri.dikt i.net / RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasiii KATA PEN GANTAR RelePro t eksimerupakanbagianpent ingdalamsebuahsist emt enagaelekt rik,t idak memilikimanfaat padasaat sist emberadadalamko ndisino rmal,namunsangatdibut uhkanbilamanasist emt engahmengalamigangguandan ko ndisit idakno rmal. RelePro t eksidibut uhkanunt ukmen ginisiasipemut usandanmengiso lasidaerahyan g mengalamigan gguandanmenjagaagardaerahyangt idakmen galamigangguant et ap dapatmenjalankan fungsinya. Penulis, Hendra Mart a Yudha, Ir, MSEE RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasiiii DAFTAR ISI KATA PEN GAN TAR BAB1PEN DAHULUANDANPHILOSOFI UMUM 1. 1 PEN DAHULUANDANPHILOSOFI UMUM 1. 2TIPIKAL RELE PROTEKSI DANSISTEM RELE 1. 3KEAN DALAN1. 4SELEKTIVITAS 1. 5ZONA PROTEKSI 1. 6STABILITAS 1. 7KECEPATAN1. 8SEN SITIVITAS 1. 9PROTEKSI UTAMA DAN PROTEKSI CADAN GAN1.10FAKTOR- FAKTOR YAN G MEMPEN GARUHI SISTEM PROTEKSI 1.11KLASIFIKASI RELE 1.12UN JUK KERJA RELE 1.13IN FORMASI UNTUK APLIKASI RELE 1. 14TATANAMA DANN OMOR PERALATAN1.15DEFIN ISI DAN TERMIN OLOGI 1.16SISTEM KON TAK RELE 1. 17IN DIKATOR OPERASI 1. 18 TIPIKAL HUBUN GANRELE DAN PMT BAB 2SATUAN - SATUANDASAR: HARGA PERUN IT DAN PERSEN2. 1PEN DAHULUAN2. 2DEFIN ISI PERUN IT DANPERSEN2. 3ALJABAR VEKTOR 2. 4MAN IPULASI BESARAN - BESARANKOMPLEKS 2. 5BESARANRAN GKAIANDANKON VEN SI 2. 6N OTASI IMPEDAN SI BAB 3PERHITUN GANGAN GGUAN3. 1PEN DAHULUAN3. 2KOMPON EN SIMETRIS -AN ALISISJARIN GANTIGA FASA 3. 3PERSAMAANDANRAN GKAIANEKIVALENUN TUK BERBAGAI TIPEGAN GGUAN3. 4DISTRIBUSI TEGANGANDANARUS DALAM SISTEM AKIBAT GAN GGUAN3. 5PEN GARUH SISTEM PEN TAN AHANPADA BESARANURUTANNOL BAB 4SUMBER- SUMBER MASUKAN RELE 4. 1PENDAHULUAN4. 2RAN GKAIANEKIVALENCT DANVT 4. 3 APLIKASI TRAN SPORMATOR ARUS UNTUK PROTEKSI4. 4UN JUK KERJA CTS PADA KOMPON ENAC SIMETRIS 4. 5BURDENSEKUN DER SELAMA GAN GGUANii 1 1 3 6 7 8 9 9 1011 12 13 15 16 18 21 24 24 25 28 28 29 29 31 34 41 44 44 44 50 56 6069 69 71 73 73 77 RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasiiv 4. 6RIN GKASANEVALUASI UN JUK KERJA CT PADA KEADAANTUNAK 4. 7CON TOH UN JUK KERJA CT PADA KEADAANTUN AK 4. 8UN JUK KERJA CT AKIBAT PEN GARUH UN - EN ERGIZE 4. 9TRANSFORMATOR ARUS PEN JUMLAHANFLUKS TOROIDA 4.10 UN JUK KERJA CT PADA KOMPON ENARUS DC 4.11EVALUASI UN JUK KERJA CT 4.12 FLUKS RESIDU CT DANTRANSIENSUSIDEN CE 4.13CT BAN TU PADA RAN GKAIANSEKUN DER CT 4.14APLIKASI TRANSFORMATOR TEGAN GANDALAM PROTEKSI BAB 5 DASAR- DASAR PROTEKSI 5. 1PEN DAHULUAN5. 2PRIN SIP DIFERENSIAL 5. 3MASALAH DASAR SISTEMPROTEKSI 5. 4RELE- RELE ARUS LEBIH- WAKTU 5. 5RELE- RELE ARUS- TEGAN GAN IN STAN TAN EOUS 5. 6 RELE- RELE DAYA PEN GINDERA ARAH 5. 7 RELE- RELE JARAK DAN DIAGRAM R X 5. 8PROTEKSI CADAN GAN: JARAK JAUH vs LOKAL BAB 6PROTEKSI ARUS LEBIH DANGAN GGUANTAN AH 6. 1PEN DAHULUAN6. 2PROSEDUR KOORDINASI 6. 3PRINSIP- PRIN SIP TIN GKATANARUS WAKTU 6. 4MARJINTINGKATAN6. 5STAN DAR RELE ARUS LEBIH I.D.M.T 6. 6KOMBIN ASI I.D.M.T DANELEMENINSTAN TAN EOUS SETELANTIN GGI 6. 7RELE ARUS LEBIH VERY IN VERSE ( VI)6. 8RELE ARUS LEBIH EXTREMELY IN VERSE ( EI)6. 9RELE ARUS LEBIH IN DEPENDEN T ( DEFIN ITE)TIME 6.10 PERHITUN GANPEN YETELANRELE ARUS LEBIH 6.11PROTEKSI GAN GGUANTAN AH6.12RELE ARUS LEBIH BERARAH BAB 7PROTEKSI GEN ERATOR 7. 1PEN DAHULUAN DANPOTEN SI MASALAH 7. 2HUBUN GAN- HUBUN GANGEN ERATOR 7. 3PROTEKSI UTAMA GAN GGUANFASA- STATOR 7. 4PROTEKSI UTAMA GAN GGUANFASA UN IT TRAN SFORMATOR 7. 5PROTEKSI CADAN GAN GAN GGUANFASA 7. 6PROTEKSICADAN GAN ARUSURUTAN N EGATIF 7. 7PROTEKSIGAN GGUAN TAN AHSTATOR 7. 8PROTEKSI PEN URUN AN ATAU KEHILAN GANPEN GUATAN7. 9PROTEKSI GEN ERATOR TERHADAP GAN GGUAN 78 79 82 83 84 86 87 88 89 92 92 92 95 96 99 10 1 10 1 10 5 10 7 10 7 10 7 10 8 10 6 118 120122 122 123 123 129 134 137 137 138 139 145 147 148 149 155 RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasiv SISTEM DANBAHAYA OPERASION AL. 7.10 PROTEKSI GROUN D FIELD 7.11PROTEKSI GEN ERATOR PADA KON DISI OFF- LIN E 7.12PROTEKSI OUT- OF- STEP 7.13BEBERAPA GEN ERATOR TERHUBUN G LAN GSUN G PADA SEBUAH TRAN SFORMATOR 7. 14PROTEKSI GEN ERATOR TURBINPEMBAKARAN7. 15PROTEKSI SIN KRON OUS KON DEN SER 7.16SISTEM TRIPPIN G PADA GEN ERATOR 7.17RIN GKASANPROTEKSI BAB8PROTEKSITRAN SFORMATOR,REAKTORDAN KAPASITOR SHUN T 8. 1 TRAN SFORMATOR 8. 2FAKTOR- FAKTOR YAN G MEMPEN GARUHIPROTEKSI DIFEREN SIAL 8. 3 IN RUS MAGN ETISASI 8. 4KARAKTERISTIK RELE DIFEREN SIAL TRAN SFOR MATOR 8. 5APLIKASI DAN HUBUNGANRELE DIFEREN SIAL PADATRAN SFORMATOR 8. 6CON TOH HUBUN GANPROTEKSI DIFEREN SIAL UN TUK BANK TRAN SFORMATOR DUA BELITAN HUBUN GANWYEI DELTA 8. 7PERUBAH TAP BEBANTRANSFORMATOR 8. 8CON TOH: PROTEKSI DIFEREN SIAL UN TUK BAN KTRAN SFORMATOR MULTI BELITAN8. 9 APLIKASI ALAT BAN TU UN TUK MEN YEIMBAN GKANARUS 8.10 PARALEL CT PADA RAN GKAIANDIFEREN SIAL 8.11HUBUN GANKHUSUS RELE DIFEREN SIAL TRAN SFORMATOR 8.12PROTEKSI DIFEREN SIAL BANK TRAN SFORMATOR TIGA FASADARI UN IT TRAN SFORMATOR SATU FASA 8. 13PROTEKSI DIFEREN SIAL TANAH ( URUTANN OL) TRAN SFORMATOR 8.14PERALATAN GUNA PEMIN DAHANSISTEM PEMUTUSAN8.15DETEKSI GAN GGUANMEKAN IS TRAN SFORMATOR 8.16PROTEKSI PEN TAN AHANTRANSFORMATOR 8.17PROTEKSI DIFERENSIAL TAN AH DEN GANRELE TAN AH 8.18 PROTEKSI BAN K TRANSFORMATOR DEN GANPEN GGESER FASA TERKENDALI 8.19PROTEKSI ARUS LEBIH PADA TRAN SFORMATOR 8.20 BEBANLEBIH PADA TRAN SFORMATOR MELALUI STAN DAR KETAHAN ANGAN GGUAN8. 21CON TOH: PROTEKSI ARUS LEBIH PADA TRANSFORMATOR 8.22PROTEKSI THERMAL SEBUAH TRANSFORMATOR 8.23TEGAN GAN LEBIH PADA TRANSFORMATOR 159 163 164 164 164 165 165 166 166 167 167 167 168 170 171 172 176 176 180180182 184 184 184 185 186 187 187 193 193 194 197 20 3 20 4 RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasii RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasivi 8.24RINGKASAN : TIPE PROTEKSI TRAN SFORMATOR8.25REAKTOR 8.26KAPASITOR BAB 9PROTEKSI MOTOR 9. 1PEN DAHULUAN9. 2POTEN SI- POTEN SI BAHAYA PADA MOTOR 9. 3KARAKTERISTIK MOTOR YAN G MEMPEN GARUHI PROTEKSI 9. 4RAN GKAIAN EKIVALEN MOTOR INDUKSI 9. 5PROTEKSI MOTOR SECARA UMUM 9. 6PROTEKSI GANGGUANFASA 9. 7PROTEKSI DIFEREN SIAL 9. 8PROTEKSI GAN GGUANTAN AH 9. 9PROTEKSI THERMAL DANROTOR TERKUN CI 9.10 PROTEKSI ROTOR TERKUN CI PADA MOTOR MOTOR BESAR 9.11MOTOR DANKETIDAK SEIMBAN GANSISTEM9.12KETIDAK SEIMBAN GANDAN PROTEKSI PERUBAHANFASA 9.13PROTEKSI TEGAN GAN KURAN G 9.14PEN UTUP BALIK DAN BUS PEN GALIH 9.15PEN GASUTANBERULAN G DANPROTEKSI JOGGIN G 9.16. PROTEKSI MOTOR SIN KRON9.17. RIN GKASAN : TIPIKAL PROTEKSI UNTUK MOTOR DAFTAR ACUANLAMPIRAN20 5 20 9 211 213 213 213 214 215 217 217 219 221 222 224 225 230230231 232 233 233 234 235 Pendahul uan dan Phi l osof iUmum RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi1 BAB 1 PENDAHULUAN DAN PHILOSOFI UMUM 1. 1 PEN DAHULUANDAN PHILOSOFI UMUM Kegunaansist emt enagaelekt rikadalahunt ukmendist ribusikanenergielekt rikke berbagait it ikbeban.Sist emt enagaelekt rikharusdidesaindandikelo lasehinggadapatmendist ribusikan energi elekt rik dengant ingkat ket ersedian yang t inggi daneko no mis. Duahalinimerupakansuat uyan gsangat ko nt radikt if,halinidapat dilihat dari hubungankeduanyasepert iyangdisajikandalamGambar1- 1.Dalamgambar diperlihat kanrelasiant arakeandalandanbiayaunt ukberbagaijumlahpelanggan. Sangat pent ingunt ukdipahamibahwasist emhanyaviableant araduat it ik persinggu nganAdanB.DiagramdalamGambar1- 1memperlihat kanhubungan pent ingant aradesaindant ingkat keandalansist emdanbesarnyabiayayang dibut uhkanunt ukmencapait ingkat keandalanyangdiinginkan.Dengankat alain t ingkat keandalant idakdapat dicapaidengancaramengurangibiaya, t et apidibut uhkan ko mpro mi ant ara keduanya, dengan t et ap mempert imbangkan fakt o r- fakt o r lainnya. Gambar 1- 1: Hu bu n ganan t ara kean dalansu plai, biaya danharga bagi ko n su men Jaminanket ersediaansuplaidayadapat lebihbaikdengancaramemperbaikidesain, meningkat kan marginkapasit asdanmen gat urrangkain alt ernat ifunt ukmensuplai beban.Membagisist emkedalambeberapasubsist emdengankendalidansist em pro t eksiyangbaik,memilikifleksibilit asdalamo perasino rmaldanmemberijaminanpemut usan minimum pada saatsist em mengalami gangguan at au ko ndisi t idak no rmal. Sist emTenagaElekt rikmemerlukan invest asiyangsan gat besar.Gunamempero leh t ingkat pengembalianinvest asiyangmemadai,sist emharusdibebaniseo pt imal mungkin.Unt ukalasaninilahperludisadaribahwao perasisist emt enagaelekt rikharus beradadalamkisarant it ikAdanBsepert idalamGambar1- 1,namundemikiansangatPendahul uan dan Phi l osof iUmum RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi 2 pent ingunt ukt et apmenjagaket ersediaansist emsebaikmungkin,sehinggat ingkatlayanankepadako nsu mendapat t ercapai,dengandemikiandapat dipero leht ingkatpengembalianinvest asiyangdiharapkan.Terbebasdarigan gguan dankegagalan sist emt idakmungkin dapat dihindarisecarat o t al,semakinluassist emberart isemakinbanyak ko mpo nensist emyangt erlibat ,sehinggakemungkinant erjadinyagangguandankegagalanjugamenin gkat .Sebuahsist emt idakdidesaindandikelo lasecarabaik bilamanasist emt ersebut t idakdipro t eksisecarabaik.Halinimerupakanukurant ent ang pent ingnya suat u sist em pro t eksi. Jenisgan gguanyangserin gkalit erjadipadasist emt enagaelekt rikyangmen ggu nakansaluranudarat erbukaadalahhubungsingkat sat ufasaket anahyangdiakibat kano leh induksit eganganakibat sambaranpet irat auakibat gangguandahanat aupo ho nyang menyent uhko n dukt o r.Dalamsist emdist ribusiyangmenggunakansaluranudara, gangguanakibat t umbangnyadahan at aupo ho nmerupakanpenyebabut ama munculnyagangguanjenisini.Dalambanyakkasusflasho veryangt erjadiakibatko ndisi- ko ndisidiat ast idakmen ghasilkan kerusakanpermanenbilasirkit yan g mengalamigangguandengancepat dapat diiso lir.Padaumumnya,set elahsirkitt ersebut diiso lir,arcyangt erjadidapat dipadamkansecaraalami,dansirkit kemudian dihubungkan kembali.Dalambanyakkasus,kejadianinihanyamen gakibat kangangguansement aradandipt egangan.Tipikalwakt ugangguanadalahant ara0 ,5 sampai2menit .Gangguanyangt erjadi,umumnyamengakibat kanperubahanyang cukupberart ipadabesaransist em,sehinggadapat digunakanunt ukmembedakanant arako ndisiyangdapat dit o lerirat aut idakdapat dit o lerir.Perubahanbesaranini meliput i:aruslebih,t eganganlebihat aukurang,daya,fakt o rdayaat ausudut fasa, impedansifrekuensi,t emperat ur,t ekanandanbesaranlainnya.Indikat o rumumyan g menunjukkanadanyagan gguanadalahperubahanarusyangt erjadisecarat iba- t iba, sehingga pro t eksi arus lebih adalah jenis pro t eksi yang paling luas penggunaan nya. Pro t eksi adalah science, skill dan seni dalam aplikasi dan set t ing rele dan at au fuse unt uk mendapat kansensit ivit asmaksimumdalammendet eksiko ndisiyangt idakno rmal, t et apit et apbero perasipadako ndisino rmalat auko ndisiyangmasihdapat dit o lerir. Pendekat andasaryangdigunakandalambukuiniadalahbagaimanamendefinisikan ko ndisiyangdapat dit o lerirdant idakdapat dit oleriryangmungkinmu nculdanunt u k mendefinisikanperbedaan( penanganan) o lehreleat aufusesehinggadapat mendet eksi keadaan t ersebut . Sangat pent ingunt ukdisadaribahwat imewindo wdalammengambilkeput usanpada suat usist empro t eksisangat sempit ,danbilat erjadigangguan,pemeriksaanu nt uk verifikasiat aupro sedurpengambilankeput usanyangmemerlukan t ambahanwakt u t idak diperkenankan. Sangatvit al: 1.Bahwasistemproteksiharusmelakukankeputusansecarabenarbaikpadasaat gangguanyangterjaditidakdapatditolerirsehinggaaksiseketikaharus dilaksanakan,ataupadasaatgangguandapatditolerirataupadakeadaantransien yang dapat diabsorsi sistem tenaga; danSatuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi3 2.Bahwa sistem proteksi hanya beroperasi bila diharuskan untuk mengisolir areal yang mengalamigangguansecepatmungkindengantetapmelayaniarealyangtidak mengalami gangguan semaksimum mungkin. Wakt ugangguaninimun gkin dan seringkaliberhubungandenganhighext raneo us no iseyangseharusnyat idakmenjadikanperalat anfo o lat aumengakibat kankesalahan o perasi.Kegagalano perasidankesalahano perasi,keduanyadapat mengakibat kan bert ambahbanyakperalat anyangmen galamikerusakan,menin gkat kanjumlahbahaya bagimanusia,dankemungkinanpemut usanpelayananyanglebihlama.Keadaanini membuat InsinyurPro t eksimenjadiko nservat if,danmerekacenderungmenggunakanperalat anpro t eksiyangmemilikisejarahkeandalanyangbaik.Masalahdankegagalan peralat anpro t eksiselalumungkint erjadi,karenat idakadahalyangsempurna.Unt uk meminimisasikemungkinankerusakandankegagalanakibat gagalnyasist empro t eksi dalam prakt ek seringkali digu nakan beberapa rele at au sist em rele yang bero perasi secara paralel.Halinidapat dit empat kanpadalo kasiyangsama( primarybackup) ,at aupada Garduyangsama( lo calbackup) ,danat aupadaGarduyangberbeda( remo t ebackup) . Dalambanyakaplikasiket igacaradapat digunakansecarabersama.Padasist emt enaga list rikt egangant inggi,ko nsepinidiperluaslagidenganmen ggu nakanperalat anpengukurarus/ t eganganyangt erpisah,belit anpemut us( t rippingco il) yangt erpisah, dansumberbat ereyangt erpisahpula.Semuaperalat anpro t eksiyangt erpasangharus diko o rdinasikandenganbaiksehinggapadasaat t erjadigangguanreleut amaharus bero perasilebihdahulubilagangguanyangt erjadiberadadalamzo nao perasirele ut amat ersebut .Apabilasist empro t eksiut amagagal,sist empro t eksicadan ganharu s bekerjaunt ukmengiso lirgan gguan yangt erjadi,o lehkarenait udibut uhkansuat u sist em pro t eksi yang memiliki kapabilit as redundan yang t inggi. 1. 2TIPIKAL RELE PROTEKSI DAN SISTEM RELE Tipikalrepresent asi lo gicdarirelediberikandalamGambar1- 2.Ko mpo nen- ko mpo nensist em dapatberupa elekt ro mekanik, so lid st at e, at au ko mbinasi keduanya. Fungsi lo gic yangdigu nakansangat umum,sehin ggadalamset iapunit dapat berupako mbinasi keseluruhan at au dalam banyak kasus t idak dibut uhkan keseluruhan nya. Gambar 1- 2 : Presen t asi lo gig dari sebu ah Rele Pro t eksi Desainkhususdanfit ureyangadasangat variat ifdant ergant ungkebut uhan,fabrikasi berbeda,danprio dadesainpart icularyangberbeda.Awalnya,semuarelepro t eksi memiliki t ipe yang sama, yait u t ipe elekt ro mekanis yang sampai sekarang masih banyak digunakan, namum t ipe so lid st at e juga semakin luas penggunaannya.Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi4 Meskikecenderun ganinisemakinmenin gkat ,mungkinmembut uhkanwakt uyan g lamasebelumt ipeelekt ro mekanisbet ul- bet uldit inggalkan.Peralat ant ipeso lidst at e memilikikeunggulandalamakurasiwakt u,senso rfrekuensi,danunt uksist emyan g but uh keput usan lo gic yang lebih dari sat u, sepert i pro t eksi pilo t . So lidst at e umumnya digunakanpadasist emt enagat eganganrendahdimanareledanPMTkeduanya merupakan sat u kesat uan. Gambar 1- 3: Tipikal represent at ip rele pro t eksi yang dipergunakan bagi pro t eksi sist em t enaga Penggunaanreleelekt ro mekanisdalamsist eminidirasakankuran gakurat ,kadangkala t idaksensit if,dansukarmelaku kanpen gujian.Saat inirelet ipeso lidst at esemakinbanyakdipakaidalamsist emt enagalist rik.Karakt erist ikdasardaridesainreleperlu dipahami,penjelasanlebihdet ilmengenaihalinidiberikanpadababberikut nya.Bagi yangbelummengenalrelepro t eksi,sebuahko leksirelet ipeelekt ro mekanis diperlihat kandalamGambar1- 3.Rele- releinit elahdilepaskandarikasingnya.Unit -unit relemaupunkasingn ya,samasepert iyangdiperlihat kanpadaGambar1- 3. Penyambungan rele den gan sirkit - sirkitpenduku ng dansirkitlainnya dilakukan melalui plug at au saklar yang t ersedia. Ket igabagiandarisuat upengendali- papansaklarsist empro t eksibagisirkit 50 0 kV diperlihat kanGambar1- 4.Gambar1- 4inimen gilust rasikanko mbinasidarireleso lidst at edanelekt ro mekanis.Releso lidst at epadaumumnyat erpasangdalamrak- rak sepert idit unjukkandalamgambar.Pint u- pint uyangt ersediamemungkinkanakses gunamemperbaikiat aumenggant isirkit padapapansirkit yangadadanselainit u dilengkapi dengan fasilit as pengujian. Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi5 Gambar 1- 4 :Tipikal rele pro t eksi, ken dali dan saklar in st ru men t asi pada Gardu sist em t en aga mo dernDuapanelreleso lidst at eyangsedangdalam pengujiandiperlihat kanGambar1- 5. Penut up muka dari panel t engah dibuka sehingga bagian dalam dari panel dapatdiakses. Salah sat u bagian dari rele sedang dikeluarkan Gambar 1- 5: Tipikal rele so lid st at e u n t u k pro t eksi salu ranTran smisi pada saatsedan g dalam pen gu jianpabrik Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi6 1. 3KEANDALAN Pent ingnyamempert ahankant ingkat keandalansist emt enagaelekt rikt elah dikemukakandalamsubbab1.1.Kesalahano perasipadasuat usist emt enagaelekt rik dapatt erjadi disebabkan o leh salah sat u dari keadaan berikut : a.Kesalahan desain b.Kesalahan Inst alasi c.Penuaan 1. 3.1Desain Halinimerupakansesuat uyangsan gat pent ing.Keadaansebuahsist emt enagaelekt rik harusdipahamiden ganbaiku nt ukmen ghasilkansebuahdesainyan gbaik.Pengujiansecarako mprehensifsangat dibut uhkan,danpengujianiniharusmencakupsemua aspekdarisuat usist empro t eksisedekat mungkinsebagaimanako ndisisesun gguhnya. Unt uksist empro t eksiumum nya,sangat perluunt ukmelakukan pengujian padarele, t ransfo rmat o rarusdanperalat anbant u lainnya. Pengujianharusdapat mensimulasikanko ndisi gan gguan yan g mungkin t erjadi. 1. 3.2 Inst alasi Inst alasisebuahsist empro t eksiyangbaiksangat dibut uhkan,t et apiko mpleksit as rangkaiandalamsebuahinst alasisist empro t eksiakanmenyulit kandalammelakukanpemeriksaandanpengujiansist em.Pengujianmenjadihalyangmut lakdiperlukan unt ukmengujiapakahinst alasit erpasangsecarabenardanseluruhko mpo nensist em bekerja sesuai dengan fungsinya. Mengin gatsan gatsulitunt uk mensimulasikanseluruh ko ndisigangguansecarabenar,pengujianiniharusdilaksanakanunt ukmelihat ko ndisi inst alasisist em.Inilahgunanyapengujiandit empat ,yangdapat dilakukansecara t erbat as dan sederhana dan langsung gu na mem bukt ikan bahwa ko neksi yang dilakukant elah benar dan bebas dari kemungkinan kerusakan peralat an. 1. 3.3Penuaan Dalam Operasi

Set elahbagian- bagiansist emdiinst aldengansempurna,penuaanpundapat t erjadi sejalandenganwakt uyan gakan men ggan ggufungsisist em.Sebagaico nt o h,ko nt ak-ko nt akmu ngkinmenjadirusakdanat aut erbakarakibat seringnyabero perasiat au akibatko nt aminasi dari lingkun gan sekit ar. Ko il at au bagian lain dari rangkaian menjadi t erbuka,ko mpo nen- ko mpo nen bant umungkingagaldan sist emmekanist ert ut up dengandebuat aumengalamiko ro siyan gakan menghambat pergerakansist em.Salah sat ukesulit andalamsebuahsist empro t eksiadalahmenent ukankapansebuahsist em dibut uhkan,danhalinibarudapat diket ahuisaat sist emmengalamikegagalandalammerespo n gangguan yan g t erjadi pada sist em t enaga t ersebut . Karena alasan inilah maka Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi7 relepro t eksiharusselaludiujidariwakt ukewakt uunt ukmenjaminagarsist emt et ap dapatbekerja pada saatdibut uhkan. Pengujiansist empro t eksidilaksanakant anpaharusmenggan gguhubungan- hubunganpermanen ran gkaian. Hal ini dapatdilakukandengan cara melakukan pen gujian perblo k at aupengalihan.Biladiperlukanpemut usant empo rer,makaunt ukmenghindari kesalahanpenyambunganulangdigunakanbenderapenandayangdilet akkanpada t it ik- t it ikat aut erminalpenyambungan.Kualit asperso nelyangmelaksanakanpengujianjugasangat menent ukan.Perso nelharusbenar- benarmenguasait ugasnya danmemilikiko mpet ensiyangdibut uhkandan bekerjamengikut ist andarkerjayang diharuskan.Sirkit - sirkit yangpent ing,khususnyayangvurnerableharusdipant ausecara ko nt inyu sepert i rangkaian pemut us Pemut us Tenaga dan sirkitpengendalinya. 1. 4SELEKTIVITAS Pro t eksidisusundalamzo nao perasit ert ent u,yangmencakupkeseluru hansist emt enagaelekt rikt anpat erkecualisehinggat idakadadaerahyangt idakt erlindungi.Bila t erjadigangguan,sist empro t eksidibut uhkanunt ukmemilihdanmemut uskanPemut us Tenaga yang t erdekatdengan t it ik gangguan. Sifatpemut usan yang selekt if ini dikenal juga dengan sebut an diskriminasi yang dapatdicapai dengan dua met o da, yait u: a.Sist em Tingkat an Wakt u Sist empro t eksipadazo nayangberdekat andiat urunt ukbero perasidengan t ingkat anwakt uo perasiyangberbeda- bedamelaluipengat uranurut ankerja peralat an,sehinggapadasaat t erjadigangguan,meskisejumlahperalat anpro t eksi akanbero perasimerespo n adanyagan gguan,namunhan yaperalat anpro t eksiyan g relevan dengan zo na gangguan yan g akan menyelesaikan keseluruhan urut an pro ses pemut usan,sedangkansist emlaint idakakanmenyelesaikanurut anpemut usannya dan akan kembali kepo sisi awalnya. b.Sist em UnitDimungkinakanu nt ukmendesainsist empro t eksiyanghanyaakanmerespo nko ndisigangguanyan gberadadalamzo nayan gdidefinisikan.Pro t eksisepert iibi at audaerahpro t eksiinidapat dit erapkandalamsuat usist emt enagaelekt rik, mengingat bahwao perasisist emt idakdipengaru hio lehwakt u,makao perasisist emdapat lebihcepat .Pro t eksiUnit umumnyadicapaidenganmembandingkanbesaran- besaransist emdalambat asandaeraho perasit ert ent u.Beberapasist em pro t eksidit urunkandarisifat ket erbat asandariko nfigurasisist emt enagadan mungkin saja dapatdiklasifikasikan sebagai pro t eksi unit . Met o damanapunyangdigunakanharusselaludiingat bahwaselekt ifit asbukanlah bagian dari desain rele, hal ini merupakan suat u fungsi penerapan ko o rdinasi yang benar ant araTransfo mat o rArus( CT) danreleden gansuat upilihanpenyet elanyangt epatSatuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi8 denganmempert imbangkanbeberapahal,sepert iarusgangguan,arusbeban maksimum, impedansi sist em dan sebagainya sesuai dengan kebut uhan. 1. 5ZONA PROTEKSI Idealnya,zo napro t eksisepert iyangdisebut kant erdahuluharuso verlapmelewat i Pemut usTenaga( PMTat auCB) sepert iyangdiperlihat kandalamGambar1- 6,dimana PMT menjadi bagian dari kedua zo na. Gambar 1- 6: Lo kasi CT pada kedu a sisi PMT Karenaalasanfisis,ko ndisiidealinikerapkalisukardicapai,sehinggadalambeberapa kasus hanya dimun gkin kan CT berada pada salah sat u sisi PMT, sepert i pada Gambar 1- 7. Keadaaninimengakibat kanbagianant araCTdanPMTAmenjadit idakt erlindungi denganbaikbilamanat erjadigangguandidaeraht ersebut .DalamGambar1- 7, gangguan pada t it ik F akan mengakibat kan pro t eksi busbar bekerja dan membuka PMT, namun demikian gan gguan t et ap berlanjut karena suplai dat ang dari arah penyulang. Gambar 1- 7: Lo kasi CT pada sat usisi PMT Pro t eksiPenyulang,bilamerupakanpro t eksit ipeUnit t idakakanbereaksi,karena gangguaninit idakberadadalamzo nao perasinya.Masalahinidiat asidengan membent ukzo nat ambahan,yangakanbereaksibilamanapembukaanPMTt idak sepenuhnya dapatmenghent ikan aliran arus gan gguan. Wakt u t unda dibut uhkan dalamSatuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi9 mengat asigangguanini,meskidenganpem bat asano perasiiniunt ukmemberi kesempat an bagi pro t eksi busbar bero perasi dan wakt u t undapun dapatdikurangi. Tit ikpenyambungandarisist empro t eksiden gansist emt enagaelekt rikumum nya menjadibat asanbagiset iapzo nao perasidanberhubunganden ganlo kasiCT.Sist em pro t eksidapat sajamenggunakan t ipeUnit ,dandalamkasusinibat asanset iapzo na didefinisikandenganjelasdenganlo o pt ert ut up.Gambar1- 8memperlihat kant ipikal pengat uranzo napro t eksiyango verlap.Alt ernat iflainnya,zo nao perasit idakt erlalu ket at ,t it ikawalt erdefinisisecarajelas,t et apizo nat ambahant ergant ungpada bagaimanapengukuran besaransist emdankarenayaakanbervariasit ergant ungpada sist em t ersebutdan kesalahan yang mungkin t erjadi. Gambar 1- 8: Zo n a t u mpan g t in dih dari su at usist em pro t eksi 1. 6STABILITAS Termino lo giiniberlakujugadalamsist empro t eksisebagaipembedadarijaringan sist emt enaga,yangmengacupadakemampuan sist emunt ukt et aplebamdalamsegala ko ndisi beban dan gangguan ekst ernal diluar zo na pro t eksinya 1. 7KECEPATAN Fungsiut amadarisuat usist empro t eksiadalahmengiso lirgangguandarisist emt enaga sesegeramungkinyangdapat dilakukan.Tujuanut amanyaadalahunt ukmenjaga ko nt inyuit assuplaidengancaramemut uskan set iapgangguansebelumgangguant ersebut menyebabkansist emkehilangansinkro nisasinya,yangakanmengakibat kanpenghent iano perasipemban gkit .Pembebananpadasist emakanmenghasilkanpergesranfasaant arat eganganpadaberbagait it ikpembebanandankarenanyadapatmeningkat kanpro babilit askehilangansinkro nisasipadasaat sist emmengalami guncan ganakibat adanyagangguan.Semakincepat gangguandiiso lirsemakinbesar Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi10kemungkinanpembebanansist em.DalamGambar1- 9diperlihat kant ipikalrelasiant ara pembebanansist emdanwakt upemut usangangguanunt ukberbagait ipegangguan. Dapat dilihat bahwa,gangguanfasamemilikipengaruhyanglebihbesart erhadap st abilit assist embiladibandingdenganganggu ant anah.Olehkarenait udiperlukan wakt u pemut usan yang lebih cepat . Gambar 1- 9: Tipikal besar daya yan g dapatdit ran smisikansebagai fu n gsi dari wakt upemu lihan Tidakcukuphanyau nt ukmenjagast abilit assist em,kerusakanyangt idakdiharapkanharuspuladihindari.Dayarusakdarisemburan akibat gangguanmembawaarusyan g sangat besaryangdapat mengakibat kanko ndu kt o rt embagat erbakarat aumelelehkan laminasiint it ransfo rmat o rat aumesin- mesinelekt rikdalamwakt usingkat .Meski lo kasinyajauhdarisumbergangguanit usendiri,arusgangguanyangsan gat besar dapatmenimbulkan kerusakan pada pembangkitbilamana gangguan ini dibiarkan lebih daribeberapamenit .Terlihat bahwaperalat anpro t eksiharusbero perasisesegera mungkin.Kecepat anmenjadihalpent ing,namunpert imbanganeko no mist et ap menjadiperhat ian.Olehkarenaalasant ersebut ,sist emdist ribusiyangt idakbegit u t erpengaruho lehkecepat ano perasisist empro t eksibiasanyamenggunakanmet o da perbedaanwakt upadasist empro t eksinya,namunpadasist emt ransmisiEHV memerlukanperalat anpro t eksiyangmemilikikecepat ano perasi t ingggi,pert imbangan penent uan kecepat an o perasi hanya dipengaruhi o leh fakt o r kebenaran o perasi rele. 1. 8SEN SITIVITAS Sensit ivit asadalahsebuaht ermino lo giyangkerapdipergunakanyan gmengacupada aruso perasiminimumyangdiperlukanunt ukdapat mengo perasikansist empro t eksi. Sist empro t eksidikat akansensit ifbilaaruso perasiut amayangdibut uhkannyarendah. Bilamanat ermino lo giinidit erapkanpadareleindividual,makasensit ifit asinit idak mengacu pada penyet elan arus at au t egangan, namun pada besarnya ko nsumsi VA pada arus o perasi minimum. Berbagai t ipe elemen rele umumnya merupakan ku mparan yan g Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi11 memilikirangepenyet elanarusyangcukuplebar,ko ilyangadamemilikiimpendasi yangberbandingt erbalikt erhadapkuadrat hargaaruspenyet elan,sehinggaVAu nt uk set iap penyet elan t et ap sama. Hal ini merupakan masukanyang benar yang dibut uhkan unt uk menggerakkan rele dan juga menjadi ukuran sensit ifit as rele t ersebut . 1. 9PROTEKSI UTAMA DANPROTEKSI CADAN GAN Keandalansist emt enagaelekt rikt elahdidiskusikanpadasubbabsebelumnya.Banyak kasusdapat menjadifakt o rpenyebabkegagalanpro t eksidanselaluadakemungkinankegagalanPMT.Karenaalasaninilah,sangat umumunt ukselalumenambahkanpada sist empro t eksiut amasuat usist empro t eksilainsebagaicadanganbagisist emut ama danunt ukmenjaminbahwapro sespengiso lirangangguandapat t erlaksana.Prot eksi cadangan mu ngkin dipero leh secara o t o mat is sebagai bagian dari skema pro t eksi ut ama, at aut erpisahsebagaisebuahperalat ant ambahan.Skemapro t eksidenganperbedaan t ingkat anwakt usepert ipadapro t eksiaruslebihat aujarakadalahco nt o hdaripro t eksi cadanganyangmenjadibagiandaripro t eksiut amanya.Seksiat aubagiandaridaerah yangmengalamigan gguanyan gakandidiso lirdibedakanberdasarkant ingkat anwakt u, t et apibilamanrelegagalat auPMTgagalunt ukmembuka,makareleberikut nyayang t erlet akpalingdekat dengandaerahgangguandiharapkandapat menyelesaikanurut an o perasipemut usannyasehinggaPMTdapat t erbuka,dengancaraint eripsisat useksi lebihjauh,makacadanganpro t eksidapat dipero leh.Met o dapembukaansat useksi kebelakangdimungkinkan,namu nhalinit idakbergunabilagangguanjust rut erjadi padaPMT.Unt uksist emint erko neksi,halinimenjadilebihrumit ,o perasidiat asakan dilakukan berulang sehingga semua jaringan paralel dapatdiiso lir keseluruhan. Jika sist em t enaga dipro t eksi dengan pro t eksi ut ama menggu nakan skema unit , pro t eksi cadangant idakakandipero lehsecaralangsu ng,o lehkarenait uhalbiasabilasebagai t ambahan bagi pro t eksi ut ama dipasang pula pro t eksi arus lebih t ingkat an wakt u sebagai pro t eksicadangan lo kalu nt ukmengant isipasikemungkinangagalnyapro t eksiut ama, yangakanmemut usPMTt erdekat bilamanaPMTyangmengalamigangguan. Bagaimanapunpro t eksicadanganbekerjalebihlambat daripro t eksiut amanya, t ergant ungpadako nfigurasisist emt enagaelekt rikt ersebut danmungkinsedikit t idak selekt if.Unt ukbeberapasirkit pent ingkinerjasepert iinit idaklahcukupbaik,meski hanya sebagai pro t eksi cadanganat au dalam beberapa kasus t idak saja memiliki efek dari masukkanyan gberagam.Dalamkasussepert iini,biasanyadipasangduplikasisist em pro t eksikecepat ant inggi.Carasepert iiniakanmenghasilkancadanganbersamayan g sempurnagu namenut upikegagalan peralat anpro t eksiakibat kegagalanPMTat au menguran gi wakt u penundaan. Pro t eksi bagi kegagalan PMT dapatdiuji dengan melihatbahwa arus gangguanmenin gkatdalam int erval wakt u yang sempitdari pro t eksi ut ama. Jikainit erjadi,makasambunganlainkeseksibusbarakandiiso lir,keadaaninidapatdit anganisebagaisuat ukegagalanbusbar.Ko ndisiinimembut uhkanpro t eksicadangan denganwakt upenundaanminimum,danmembat asio perasipemut usanhanyapada sat u Gardu, bandingkan dengan alt ernat if pemut usan sat u seksi lebih jauh. Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi12 Tambahandant ipepro t eksicadanganyangakandigunakant ergant un gpadaresikokegagalanyan gmu ngkint erjadidanberhubun ganden ganmasalaheko n o missist em. Padasist emDist ribusidimanawakt upemut usangangguant idakkrit is,pro t eksi cadangan remo t e dengan wakt u t unda sudah cukup, t et api unt uk sist em Transmisi EHV dimanast abilit assist emmenjadisesuat uyangpent ing,kecualibilagangguandapatdiiso lirsecepat mungkin,makapro t eksicadanganlo kaldiperlukan.Idealnyapro t eksi cadangant erpisahdenganpro t eksiut ama.CT,PT,relebant u,ko ilpemut usandan suplaidcjugadigandakan.Ko ndisiinisedikit sukardit erapkan.Tipikalko mpro miyang sering menjadi pilihan adalah sebagai berikut : a.CTTerpisah( hanyabelit ansekunderdanint i) digunakanu nt ukmasing- masin g relepro t eksi.Carainihanyamemerlukant ambahandanruangyanglebihbesarakibatpenggunaan ko mbinasi burden. b.Menggunakan PTBersama.Mengingat bahwakeamanankeluaranPTsangatpent ing,karenait udibut uhkansupalidayat erpisahunt ukmasing- masingreledandilengkapidengansist empemant aukegagalansuplaidayadenganmemasangrele pemant au yang akan mengakt ifkan alarm bila t erjadi kegagalan pada suplai daya dan juga o perasi yang t idak diharapkan pada sist em pro t eksi. c.SuplaiPemut usTerpisahbagikeduasist empro t eksi.Duplikasibat eredanko il pemut us pada PMT juga diperlukan. Rangkaian harus dipant au secara ko nt inyu. d.Pro t eksiUt amadan Cadangan ( at auduplikasipro t eksiut ama) harusbero perasi denganprinsipyangberbeda,sehinggapadasaat t erjadigangguanyang mengakibat kankegagalanpadasalahsat usist em,makasist emlainnyat idak mengalami hal yang sama. 1.10FAKTOR- FAKTOR YAN G MEMPEN GARUHI SISTEM PROTEKSI Ada 4 fakt o r ut ama yang mempengaruhi suat u sist em pro t eksi, yait u: 1. 10 . 1Eko no mi Masalaheko no mimerupakanmasalahpent in g.Pro t eksit idakmenghasilkansesuat u dant idakdibut uhkanpadako ndisino rmal,sayangnyagangguandanmasalaht idak selalumuncul,jadidapat denganmudahdiput uskanunt ukt idakmembuang- buan g uangunt ukpro t eksibilat idakadamasalah.Set iapengineerberharapsist empro t eksi t idakdibut uhkan,namunbilamunculganggu an,pro t eksimenjadisangat vit aldan berart i. 1.10 . 2 Fakt o r Perso nalit as Apa,bilamana,dandimanako ndisiyangt idakdiharapkanakant erjadipadasist em t enagahampirt idakmun gkin diramalkan,dankemun gkinant erjadisangat t idak t erbat as.Dengandemikianengineerharusmampumendesainsuat usist empro t eksi Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi13 yangdapat men gat asisemuakemu ngkinanyan gt erjadiberdasarkanperhit ungan danpengalamanmasalampau.Halinimenjadikanpro t eksisebagaisebuahSEN Iselain sebagaiSCIEN CE.Meskipunt elahbanyakt ekno lo giyangdikembangkan,dansist empro t eksiyangdisarankan namu nbelumadast andardyangberlakuu nt ukit u.Jadi sist em pro t eksi sangatmerepleksikan perso nalit as dari engineer yang mendesainnya. 1. 10 . 3Lo kasi Pemut us dan Peralat an Masukan Pro t eksihanyadapat dit erapkandimanaPMTat auperalat anpemut uslaindanCT besert aPTberadagunamengiso lirdanmeman t auinfo rmasimengenaigangguandanmasalah dalam sist em t enaga. 1. 10 . 4Indikasi Gangguan Masalah,gangguandan ko ndisiyangt idakdapat dit o lerirharusmemilikiperbedaan yangsignifikandengan ko ndisino rmaldanmampudit o lerir.Beberapasinyalat au perubahanbesaranharusmampudit anganidanreledapat mendet eksiperubahanit u. Besaran- besaranyangharusdit anganiant aralain:arus,t egangan,impedansi,reakt ansi, daya,fakt o rdaya,araharusat audaya,frekuensi,t emperat ur,dant ekanan.Perubahan yangcu kupsignifikandaribesarandiat asmun gkinmenjadiindikasiadanyamasalah at au ko ndisi t idak no rmal dan rele harus dapatbero perasi. Kuncidariselekt ivit asdanaplikasipro t eksiyangpert amaadalahmenent ukanbesaran apayangharusdit anganiunt ukmembedakankeadaanno rmaldant idakno rmal.Dari info rmasiini,releat ausist emreledapat menent ukanapakahharusbereaksiat aut idak. Jikat idakt erdapat perbedaanyangcukupsignifikanant arako ndisino rmaldant idak no rmal,makapro t eksit idakmungkinbereaksi.Co nt o hyan gserin gt erjadipadasist em dist ribusi.Padasaat t erjadiaccident at aukeadaanyangmengakibat kanjaringan t er-energize at au t erjadi hubung t anah, hal ini t idak bo leh t erjadi, namun bila gangguan ini sangat kecilat aumendekat ino l,sedangkanbesaranlaint idakberubah,makadalam ko ndisi ini t idak sat upun rele yang mampu mendet eksinya. 1.11KLASIFIKASI RELE Reledapat diklasifikasikandenganberbagaicara,sepert iberdasarkanfungsi,masukan, karakt erist ikkerjaat auberdasarkanprinsipo perasi.Berdasarkanfungsi,ada5fungsi dasar rele, yait u: 1. 11. 1Rele Pro t eksi Relepro t eksidansist empendukungnyasert afusebero perasibilat erjadiket idak no rmalanpadasist em.Relepro t eksidigunakanpadasemuabagiandarisist emt enaga Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi14 list rik, yait u mulai dari generat o r, bus, t ransfo rmat o r, sist em Transmisi, sist em Dist ribusi dan Penyulang, Mo t o r, Beban,Bank kapasit o r, Reakt o r, dan sebagainya. 1. 11. 2Rele Regulasi Relejenisiniberhubungandengansist empengendalianpeubahTapt ransfo rmat o rdan gaverno r.Releinidigunakanpadako ndisino rm aldant idakbereaksibilaadagangguankecuali bila gangguan yan g t erjadi berlangsung cukup lama. 1. 11. 3Rele Sinkro nisasi dan Reclo ser Relesinkro nisasi,pengujisinkro nisasi,danreclo seradalaht ipereleyangt ermasuk sebagaipro gramming.Relejenisinidigunakanunt ukkeperluanenergizeat au rest o ring jaringan set elah gangguan guna men ghubungkan bagian sist em set elah sist em deenergize. 1. 11. 4Rele Pemant au Relejenisinidipergunakanu nt ukverifikasiko ndisisist emat auko ndisirelepro t eksi. Reledigunakanunt ukmemant augangguan,t egangansist em,arahdaya/ arus,namu nt idaksecaralangsungmendet eksigangguan.Dalamsist empro t eksi,releinidibut uhkan unt uk memant au ko nt inuit as sirkitsepert i pada pilo twire at au sirkitt riping. Alarm juga memiliki fungsi mo nit o ring pula. 1. 11. 5Rele Bant u Unit - unit bant uyangdigunakansepenuhnyapadasist emprot eksipemakaiannya sangat bervariasi.Secaraumumada2kat ago ri,yait u:co nt act mult iplicat io ndancircuitiso lat io n. Dalam sist em rele dan sist em kendali rele bant u diperlukan unt uk: a.Memperbanyak keluaran gu na keperluan m ult i t ripping, alarm, dan mengo perasikanperalat an lain. b.Ko nt ak- ko nt ak yang akan melayani arus dan t egangan t inggi pada sist em sekunder. c.Iso lasi elekt rik dan mekanik pada sirkitsekunder. 1. 11. 6Klasifikasi Lain Rele Reledapat puladiklasifikasikanberdasarkanmasukanyangdiberikan,sepert iarus, t egangan,frekuensidant hermis.Reledapat jugadiklasifikasikanberdasarkanprinsip o perasinya,sepert i:elekt ro mekanik,so lidst at e,digit al,diferensialpercent age, mult ist raint danunit pro duct .Berdasarkankarakt erist ikkerjareledapat dibedakanat as: Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi15 relejarak,reakt ansi,direct io nalo vercurrent ,inverset ime,phase,gro und,definit e,high speed, slo w speed, phase co mpariso n, o ver- current , under/ o ver vo lt age. 1.12UN JUK KERJA RELE Sangat lahsulit unt ukmenent ukansecaraspecifikat aumengevaluasiunjukkerjarele dengant eknikst at ist ik.Sepert iyangdikemukakan,relet erhubungpadasist emt enaga dan energize, t et api rele t idak akt if ( dalam mo de diam)sampai suat u ko ndisi yang t idak diinginkan t erjadipadazo nao perasin ya.Jadit idaklahmun gkin unt ukmenget ahuidari pengalamanat auko ndisino rmalapakahsebuahreleakanbereaksidengan benardanbero perasidenganbenarpadakeadaanyangdibut uhkan.Halinimenjadialasanut ama mengapapemeliharaansist emrelesangat dibut uhkan.Dengant ingkat gangguanyan g relat ifrendah,munculpert anyaanakankahrelebekerjasecarabenarbilagangguant erjadi?Apabilat erjadikegagalanat auko ndisiyangt idakdiinginkan padasist emt enaga,makabukt ibahwarelebekerjabelumakandidapat sampaikejadianberikut nya t erjadi. Oleh karena it u, pemeliharaan rele hanyalah unt uk menjamin rele dapatbekerja, bukanunt ukmemperbaikikesalahan.Tidakheranbilaadareleyangt elahdigunakan lebih dari 40t ahun. Apabilat erjadigangguanpadasist emt enaga,releut amadiharapkanbekerjadan mengiso lirgangguan.N amundemikian,rele- releyangdaeraho perasinyaberada disekit ar t it ik gangguanakanmenerimasinyal gangguandanmulai pula bereaksi. Rele-releinit idakakanmenginisiasipembukaanPMTapabilareleut amamampubekerja secarabenar.Info rmasimengenaiunjukkerjarelecadanganinit idakakandidapatapabilarelet idakt rip,namundemikianreleinit et appent ing.Hampirsemuasist em pro t eksimampumerespo ngangguanyan gt erjadi,t et apihanya1releyangsebet ulnya mengakt ifkant ripingko ildariPMTmeskit idakadabukt it ent angini.Unjukkerjarele t erdo kument asiapabilaadabukt iyangmemperlihat kant ent angit u.Unjukkerjadapatdigo lo ngkan dalam 3 kat ago ri ut ama, yait u: 1. 12. 1Operasi Benar Operasi benar diperlihat kan o leh: Paling sedikitt erdapat1 buah rele primer yang bero perasi dengan benar. Tidak ada sat upun rele cadangan yang bekerja karena gangguan yan g sama. Areal gangguan dapatdiiso lir secepatyang diharapkan. Hampir99%at auhampirsemuarelebero perasidengan benardan diingin kan,yait usesuaidenganren canadanpro gram.Operasiyangbenart apit idakdiingin kanmenjelaskanbeberapakasusreledanperalat anpendukungnyabekerjanamuno perasinyat idakdiharapkan.Sebagaico nt o ht erjadinyablack- o ut t ot alpadasuat u sist em, hal ini sebet ulnya t idak diharapkan. Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi16 1. 12. 2Operasi Salah Operasiyangsalahdapat t erjadiakibat kesalahanat aukegagalanfungsiat auo perasi sist empro t eksiyangt idakdiharapkan.Ko ndisiinidapat menyebabkanpengiso liranyangt idakdibut uhkan.Alasant erjadinyao perasit idakbenardapat berupasat uat au beberapa ko mbinasi hal- hal berikutini: Aplikasi rele yang salah. Set t ing yang salah Kesalahan perso nal Masalahperalat anat aukegagalan( rele,breaker,CT,PT,bat ere,wiring,pilo tchannel, auxilliary, et c) . 1. 12. 3Tanpa Kesimpulan Tanpakesimpulanmerujukkepadakasusdimanasat uat aubeberaparelenampaknya bero perasiyangdibukt ikanden gant erbukanyaPMT,t et apit idakadapenyebabyang dapat dipast ikan.Tidakadabukt isist emmengalamimasalahat augangguan,t idakada kerusakanperalat an.Kasust anpakesimpulanmembut uhkaninvest igasiyangcuku p lamadanpadaumu mnyakasusinit idakdicat at dandilapo rkan.N amun demikian, penggunaanperalat anmo dern,sepert io scillo graphdandat areco rdingmembukt ikanat au menjadi kunci bukt i t erjadinya hal t ersebut . 1.13IN FORMASI UN TUK APLIKASI RELE Aspekt ersulit yangkerapdit emuidalampenggunaanreleadalahakurasiyang dibut uhkan.Halinisangat berart idanmeno lo n gdalamso lusiprakt isdandibut uhkanbagiperso nalyangt erlibat dalammenyelesaikanmasalahyan gmu ngkinada.Beberapa info rmasi yang dibut uhkan, ant ara lain: 1. 13. 1Ko nfigurasi Sist em Diagramsegarisdarisist emt enaga,at audiagramt igafasadanwiringdiagramsist em secaralengkapdibut uhkan.Lo kasiPMT,CT,VT,Generat o r,Bus/ Rel,dansebagainya harus t ergambar secara jelas dan lengkap. 1.13. 2Impedansi dan Hubungan Ant ar Peralat an, Frekuensi, TeganganDan Urut an Fasa Sist em Info rmasimengenaibesaranfrekuensi,t egangandanurut anfasasert aparamet erlain dibut uhkanpuladalamaplikasirele.Info rmasiiniumumnyat ergabun gdalamko nfigurasi sist em Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi17 1. 13. 3Masalah dan Pro t eksi Terpasang Apabila inst alasi sist em t enaga baru t erpasang, maka dat a ini mungkin t idak ada, namu nharusdiket ahui.Info rmasimengenaipro t eksiyangt elahadadanmasalahyangada harus diket ahui agar updat e at au penambahan yang dilakukan dapatlebih baik. 1. 13. 4Pro sedur Operasi dan Pemakaian Penambahan at au perubahan harus diko nfirmasikan pada sist em yang ada, pro sedur dan keinginan yan g akan mempen garuhi pro t eksi. 1. 13. 5Pent ingnya Peralat an Yang Dipro t eksi Haliniseringkalidiperlihat kano lehukurandanlevelt egangansist em.Co nt o h,sist em Transmisi t egangant inggi umum nya dipro t eksio leh pilo t pro t ect io n kecepat an t inggi dansist emt eganganrendahdipro t eksidengant imeo vercurrent .N amundemikian,hal iniharusdiklarifikasisebagaikebut uhansist em. Secaraumumdapat dikat akan,semakin pent ing peralat an yang dilindungi semakin cepatpro t eksi yang dibut uhkan. 1. 13. 6Analisis Gangguan Sist em St udi gangguan sangatpent ing dalam aplikasi sist em pro t eksi. Unt uk pro t eksi gangguanfasadibut uhkanst udigangguan t igafasa,sedangkan unt ukpro t eksigan gguan- t anah diperlukanst udigangguansat ufasaket anah.St udiharusmencakupt egan ganurut anno ldant egan gan/ arusurut annegat if.Halinidibut uhkant erut amabilasenso rarah gangguant anahdiperlukan.Padajaringan,info rmasimengenaibesargangguandarisisi ujungjarin ganpadasaat breakert erbukadiperlukandalambanyakkasus.Arusyan g t ercat at haruslaharusyangakanmelaluireleat aufusebukanarusgangguant o t alyang t erjadi. St udi harus mencant umkan sat uan dan besaran yang ada dan digunakan. 1.13.7Beban Maksimum dan Bat asan Ayunan Sist em Bebanmaksimumyangdiperbo lehkanlewat padaperalat andalamwakt usingkat at au dalamo perasidarurat ,dimanaperalat anpro t eksit idakbo lehbekerjaharusdinyat akansecara khusus. Apabila diket ahui, maksimum ayu nan sist em dimana sist em t enaga dapatbert ahan set elah t erjadi gangguan t ransien t ersebutperlu dicant umkan. 1.13. 8Lo kasi CT dan PT, Rat iodanHubungannya Dat ainibiasanyat elahdiperlihat kanpadadiagramsat ugarissist em,namundat ayang adabiasanyat idaklengkapat aukurangjelas.Apabilat erdapat peralat anmult irat io , Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi18 makarat io at aut apyangharusdigu nakanharuspuladinyat akanden ganjelas. Pent anahan dari PT at au peralat an lain yang bert eganganharus din yat akan dengan jelas pula. 1. 13. 9Pengembangan Sist em Kedepan Perkembangansist emat auperubahanyangmu ngkin akandiren canakant erjadiharus pula t erident ifikasi. 1. 14TATAN AMA DANN OMOR PERALATAN

Tat anama dan singkat an sering digunakandi Amerika. Fungsi dari berbagai t ipe rele dan peralat anlaindiident ifikasikandenganmenggunakanst andart at anamaAN SI/ IEEE sebagai berikut . Fasa dari sist em t iga fasa dit andai dengan huruf A, B, C at au a, b, c at au r,s,t ( Ero pa) .Penggunaanangka1,2,3dihindarkan,karenaangka- angkaini dipergunakanpula unt uk mengident ifikasi hal lainnya. Angka 1 unt uk men gident ifikasi urut anpo sit if,angka2u nt ukurut annegat if.Hurufkapit aldipergunakandisisi masukan dari bank t ransfo rmat o r, sedangkan pada sisi lain digunakan huruf kecil. Peno mo randenganmenggunakanakhiran( suffix) lebihdisukaidalamident ifikasi fungsi dasar dari peralat an list rik, sepert i: PMT, rele, saklar dan set erusnya. Bila peralat an dengant ipesamadigunakandalamsirkit at ausist emyangsama,makaunt uk membedakannyadit ambahkanan gka/ n o mo runt ukident ifikasinya.Hurufyang disert akanset elahno mo rident ifikasiperalat anmerupakaninfo rmasit ambahandalam penggunaan peralat ant ersebut .Sayangnyahalinimen yebabkanhurufyangsama digunakanden ganko no t asidanart iyangsangat berbeda.Namundemikianhalini dapatdiket ahui dengan mudah dari aplikasinya. Huruf- huruf dan singkat an berikutsering digunakan sebagai berikut : AAlarm AC o r acArus bo lak balik BRel, bus, bat ere, blo wer PBBypass BTBus t ie CArus, clo se, co nt ro l, capacit o r CCClo sing co il, co upling capcit o r CSCo nt ro l swit ch, co nt act o r swit ch CTCurrentt ransfo rmer CCTVCo upling capacit o r vo lt age device DDo wn, direct , discharge DC/ dcDirectcurrentEExcit er, excit at io n FField, feeder, fan Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi19 G*Gro und, generat o r GN DGro und HHeat er, ho using LLine, lo wer, level, liquid MMo t o r, met ering MOCMechanism- o perat ed co nt actMOSMo t o r- o perat ed swit ch N *N eut ral, net wo rk N CN o rmally clo sed N ON o rmally o pen OOpen PPo wer, pressure PBPushbut t o n PFPo werfact o r RRaise, react o r SSpeed TTransfo rmer, t rip TCTrip Co il UUp VVo lt age, vacuum VARReact ive Po wer VTVo lt age Transfo rmer WWat t s, wat er X,Y,ZAuxiliary relay N o mo rperalat anyangseringdigunakandiberikandalamdaft arberikut ini.Secara lengkapno mo rperalat anyangumumdigunakandiberikandalamst andarIEEEC37.2-1979. 1Mast erelement :umumnyadigunakanunt ukperalat anyangdio perasikan manual.Yangu mummenggunakan adalahPMTt ipespringret urnt o cent er co nt ro lswit ch,dimanako nt aksaklaradalah10 1T( t rip) ,10 1c( clo se) ,10 1SC ( t ert ut up bila t urned t oclo se dan t et ap t ert ut up bila dibuka, t erbuka bila t urned t o t ripdant et apt erbukabiladibuka) .Apabilat erdapat beberapabreaker, breakerinidiident ifikasikandenganmenggunakanno mo r10 1,20 1,30 1dan set erusnya. 2Timedelayst art ingat auclo singrelay:kecualiunt ukfun gsi- fungsiperalat andengan no mo r ident ifikasi 48, 62 dan 79. 3Checking at au int erlo cking relay. 4Mast er co nt act o r 5St o ping device 6St art ing circuitbreaker. 7Ano de circuitbreaker 8Co nt ro l po wer disco n nect ing device 9Reversing device Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi2010 Unitsequence swit ch 11Overspeed device 12Synchro n o us- speed device 13Underspeed device 14Speed at au frequency mat ching device 17Shunt ing at au discharge swit ch 18Accelerat ing at au decelerat ing device 19St art ing t orunning t ransit io n co nt act o r 20Elect rically o perat ed valve 21Dist ance relay 22Equalizer circuitbreaker 23Temperat ure co nt ro l device 24Synchro nizing at au synchro nism check device 25Apparat us t hermal device 26Undervo lt age relay 27Flame det ect o r 28Iso lat ing co nt act o r 29Annunciat o r relay 30Separat e excit at io n device 31Direct io nal po wer relay 32Po sit io n swit ch 33Mast er sequence device 36Po larit y at au po larizing vo lt age device 37Undercurrentat au underpo wer relay 40 Field relay 41Field circuitbreaker 42 Running circuitbreaker 43Manual t ransfer o r select o r device 46Reverse- phase at au phase balance relay 47Phase sequence vo lt age relay 48Inco mplet e sequence relay 49Machine at au t ransfo rmer t hermal relay 50 Inst ant aneo us o vercurrentat au rat e o f rise relay 51Ac t ime o vercurrentrelay 52Ac circuitbreaker: dengan mekanisme pembukaan ko nt ak sebagai berikut : a) 52a,52aa:t erbukabilako nt ak- ko nt akbreakert erbuka,t ert ut upbila ko nt ak- ko nt ak breaker t ert ut up. b) 52b,52bb:t ert ut upbilako nt ak- ko nt akbreakert erbuka,t erbukabila ko nt ak- ko nt akbreakert ert ut up.( 52aadan52bbbero peraihanyasebagai mekanisme pergerakan st artdan dikenal sebagai ko nt ak berkecepat an t inggi)53Excit er at au dc generat o r relay 55Po wer fact o r relay 56Field applicat io n relay 57Sho rtcircuit t ing o r gro unding device Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi21 58Overvo lt age relay 59Vo lt age at au currentbalance relay 62Time delay st o pping at au o pening relay 63Pressure swit ch 64Gro und det ect o r relay 65Go verno r 66N o t ching at au jo gging device 67AC direct io nal o vercurrentrelay 68Blo cking relay 69Permissive co nt ro l device 70 Rheo st at71Level swit ch 72DC circuitbreaker 73Alarm relay 76DC o vercurrentrelay 77Pulse t ransmit t er 78Phase angle measuring at au o uto f st ep pro t ect ive relay 79AC reclo sing relay 80Flo w swit ch 81Frequency relay 82DC reclo sing relay 83Aut o mat ic select ive co nt ro l at au t ransfer relay 84Operat ing mechanism 85Carrier at au pilo twire receiver relay 86Lo cko utrelay 87Different ial pro t ect ive relay 88Line swit ch 89Regulat ing device 90Vo lt age direct io nal relay 91Vo lt age and po wer direct io nal relay 92Field changing co nt act o r 93Tripping at au t rip free relay. 1.15DEFIN ISI DANTERMIN OLOGI Beberapadefinisidant ermino lo gipent ingyangseringdigunakandalampembahasan t ent ang sist em pro t eksi ant ara lain: BurdenPengenaanbebano lehrangkaianrelepadasumberdayaat ausumberyang dinyat akandenganperkalianant arat egangan danarus( VAat auWat t ) dalam berbagaiko ndisi,baikdalampenyet elanat aupundalamrat ingarusat aut egangan. Rat ingkeluarandarit ransfo rmat o rpengukuran dinyat akandenganVAdanselalu dalamrat ingarusat aut egangan.Besaransangat pent ing,yangmenyat akan Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi22 kemampuanpengenaanbebano lehrele,danpengenaaniniharusselaludalam bat asan rat ing arus yang ada. Diskriminasi Kualit asdimanasist empro t eksimampumembedakanant arako ndisidimanarele bero perasi at au rele t idak harus bero perasi. Dro p- OutRele dikat akan dro p- o utbila rele bergerak dari po sisi energise kepo sisi sebaliknya. Dro p- Outat au Rat ioPick- up Rat io ant arahargabat asdaribesarankarakt erist ikdimanarelereset danbero perasi. Harga ini seringkali disebutharga diferensial rele. Kuant it as Energisin g Besaranelekt rik,baikarusat aut eganganbaiksecarat erpisahat aupunko mbinasi keduanyayan gdapat menjadibesaraenergisingyan gdapat dit erapkansebagai penggerak rele agar rele dapatpick- up. Karakt erist ik Wakt u Operasi Kurvayangmemperlihat kanhubunganant araberbagaiperbedaanhargadari besarankarakt erist ikyangdapat dit erapkankepadareledanrelasiwakt uo perasidari besaran yang dit erapkan t ersebut . Kurva Karakt erist ik Kurvayangmemperlihat kanbesaran- besarano perasidaribesarankarakt erist ikyang berhubungandenganberbagaivariasihargaat auko mbinasidaribesaran- besaran energising Penyet elan Efekt if Penyet elandarisebuahsist empro t eksiyangt elahmempert imbangkanpengaruh CT. Penyet elan efekt if dapatdinyat akan dalam t ermino lo gi besaran arus primer at au arus sekunder dari CT yang didesain unt uk keperluan t ersebut .. Pro t eksi Ut ama Sist empro t eksiyangdiharapkanakanbero perasipadasaat t erjadigangguandalamdaerah pro t eksinya. Pick- Up Rele dikat akan pick- up bila rele berubah dari un- energise menjadi energise. Peralat an Pro t eksi Peralat an,t ermasukrelepro t eksi,t ransfo rmat o rdanperalat anbant ulainyan g dipergunakan dalam suat u sist em pro t eksi. Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi23 Penyet elan Harga t erendah dari besaran karakt erist ik at au energising yan g diperlukanrele unt uk dapatbero perasi dalam berbagai ko ndisi khusus. Beberapa harga biasanya dinyat akan unt ukrelet ersebut dandinyat akandalamhargalangsung,persenat aurat ingat au mult iples. Pro t eksi UnitSuat usist empro t eksiyangdidesainunt ukhanyabero perasipadako ndisit idak no rmal dengan zo na perlindun gan yang t erdefinisi secara jelas. Rele Inst ant aneo us Sebuah rele yang bero perasi dan resett anpa memerlukan wakt u t unda. Cat at an:Set iaprelememerlukanwakt uunt ukbero perasi,karenait udefinisidiat as dapatdidiskusikan sesuai dengan karakt erist ik o perasinya. Rele Inverse Time Delay Relet ipeinimemilikiwakt uo perasiberbandingt erbalikdenganfungsibesaran karakt erist ik elekt rik rele t ersebut . Rele Bant uBeban yang dit imbulkan o leh rangkaian yang t erhubung Rele Pro t eksi Suat ureleyangdidesainunt ukdapat menginisiasipemut usanbagansist emt enaga elekt rikat auunt ukmemberikansinyal,padasaat t erjadigangguanat auko ndisi t idakno rmal.Relepro t eksijugat ermasuklebihdarisat uunit releelekt rikdan aseso ries lainnya. Sist em Pro t eksi Gangguan Tanah Suat usist empro t eksiyangdidesainhanyaakanbereaksibilamanat erjadigangguant anah pada sist em t ersebut . Wakt u Operasi Denganrelede- energisidandalamko ndisiawalnya,wakt uyangdibut uhkanant ara saatbesaran karakt erist ik dirasakan dan saatdimana rele bero perasi. Wakt u Tunda Wakt u yang dibut uhkan unt uk menunda o perasi sebuah sist em rele. Zo na Pro t eksi Bagiandarisuat upro t eksisist emt enagayangdiberisuat usist empro t eksiat au bagian dari suat u sist em pro t eksi. Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi24 1. 16SISTEM KON TAK RELE Terdapatdua t ipe sist em ko nt ak rele, yait u: a.ResetSendiri Ko nt akt o r t et ap bekerja selama besaran pengendalinya dit erapkan dan akan kembali kepo sisi awal bilamana besaran pengendali hilang at au berkurang b.ResetElekt ris at au Manual Ko nt akt o r akan t et ap dalam po sisi o perasi meskipun besaran pengen dali t elah hilang at auberkurang.Ko nt akdapat dikembalikankepo sisiawaldengancaramanualat au dengan bant uan elemen elekt ro magnet is Gambar 1- 10 : In dikasi dari ko n t ak- ko n t ak dalam sebu ah diagram Kebanyakan elemen rele pro t eksi merupakan t ipe resetsendiri dan bila diperlukan dapatdibuat ko nt akkeluaranyangreset manual.Reledenganko nt akt ipereset manual dibut uhkanunt ukmenjagasinyalt et apko nt inyuat auunt ukpengun cian.Ko nt ak-ko nt akpadadiagramdigambarkandalampo sisiyangberhubungan dengan t idak bero perasinyaat aude- energise.Ko nt akpembuat adalahsuat upo sisit ert ut up bilarele pick- up,dimanako nt akmembukaadalahko ndisimenut uppadasaat relede- energise dan t erbuka saatrele pick- up. Co nt o h dari ko nvensi ini diperlihat kan pada Gambar 1- 10 1. 17IN DIKATOR OPERASI Sebagaipet unjukbagiperso nelsist emt enagaelekt rik,sist empro t eksidilengkapipula denganindikat o r.Menurut st andarInggrisindikat o rinidisebut flag,sedangkanAmerikamenyebut nyasebagait arget .Tidakset iapkeadaanrelediberiindikat o r. Hanyako ndisio perasipemut usansajayangdiberiindikat o r.Denganbeberapa pengecualian,umumnyadigu nakanko mpo nenbist ableunt ukkeperluanini,baikyang bero perasi secara mekanis maupun elekt ris. Indikat o r mekanis t erdiri dari sebuah jendela kecilyangdapat membukaat aumenut upgunamenunjukkanko ndisio perasirele. Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi25 Sebagaiflagbiasanyadigunakan st ripingdiago nalberwarnamerahden ganlat ar belakangput ih.Indikat o relekt riksederhanaberupaelemenjangkaryangakant ert arik bilareleenergise.Jangkarakan membukajen delaunt ukmenandaio perasit ersebut . Alt ernat if indikat o r lain berupa silinder magnet is permanen. 1. 18 TIPIKAL HUBUN GAN RELE DANPMT Relepro t eksiyangdigunakandihubungkankesist emt enagaelekt rikmelaluiCTdan at auVT.Peralat anmasukkaniniat aut ransfo rmat o r- t ransfo rmat o rinidigunakanunt ukmemisahkanreledarisist emyangbert egangant inggidanmengu rangi magnit udet eganganat auarussampailevelsekundersesuaidengankemampuanrele pro t eksi.Secaraskemat ist ipikalhubunganrelepro t eksidanPMTdiperlihat kandalam Gambar1- 11berikut .DalamGambardit unjukkandiagramskemat ikdario nlineac dan skemat is sirkitt riping dc. Sist emrelepro t eksidihubungkankesist emt enagaelekt rikmelaluiCTyangumumnya disert aidenganPMTdanbiladibut uhkanjugadilengkapiVT( PT) .Dalamgambarkeduanyadigu nakanpadareldayaGardu,namunpadasist emt egan gant inggi,VT dihubungkanpadajaringanTransmisi.PMTdidalamgambardiberino mo r52sesuai dengan sist em peno mo ran st andar AN SI/ IEEE. Padadcskemat ik,ko nt ak- ko nt akselaludiperlihat kandalampo siside- energiseDengandemikianbilaPMTt ert ut updandalamkeadaanbero perasi,ko nt akt o r52at ert ut up. Padasaat t erjadigangguanyangdiikut idenganbero perasinyasist emrele,ko nt ak keluaranrelemenut updanakanmenyebabkanko ilt ripPMT52Tenergize,yang fungsinyamembukako nt ak- ko nt akPMTdanmemut uskan sirkit dayayan g dihubungkan o leh PMT t ersebut . Gambar 1- 11: Tipikal hu bu n ganrele pro t eksi danPemu t u s Ten aga Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi26 Ko nt ak- ko nt akrelet idakdidesainunt ukmemut uskanarusko ilt ripingPMT,jadi dalamprakt eknyadigunakanrelebant uCSyangberfungsisebagaisealinat aubypass dariko nt ak- ko nt akrelesepert idiperlihat kandalamgambar.BilaPMTt erbuka,saklar 52aakant erbukaunt ukdeenergizeko ilt riping52T.Int erupsigangguanyan g dikerjakano lehPMTakanmembukako nt ak- ko nt akrelepro t eksisebelummembuka ko nt ak 52a. Ko nt akt o rBant u( CS) yangdipergunakansebagaisuplemendalamsebuahsist em pro t eksi rele dapatdihubungkan dengan t iga cara, yait u: a.Series sealing Ko ildariko nt akt o rserialmembawaaruspemut usyangdiinisiasio lehrelepro t eksi danko nt akt o rakanmenut upko nt ak- ko nt akyangt erpasangparaleledenganko nt ak- ko nt akrelepro t eksi.Keadaaninimem buat ko nt ak- ko nt akrelepro t ekt if t et appadapo sisinyadanmenjagaagarrangkaianpemut ust et apt ert ut up,meski t erjadi get aran pada ko nt ak ut amanya. Tidak ada wakt u t ambahan unt uk o perasi dan indikat o rt idakakanbero persaisampaiarusbet ul- bet ulmelewat iko ilpemut usan. Kelemahandarimet o dainiadalahsemuaelemenseriharusmemilikikeco co kandengan rangkaian pemut us. b.Shuntreinfo rced Disinidipergunakan ko nt aksensit ifyangdiat urunt ukmemut usPMTdansecara simult anmeng- energiseunit t ambahan,yangkemudianmendo ro ngko nt ak-ko nt akyangakanmeng- energiseko ilpemut u s.Harusdicat at bahwadibut uhkan duako nt akunt ukkebut uhanrelepro t eksi,karenat idakdiperkenankanunt uk mengenergiseko ilpemut usdanko nt akt o rpenguat secaraparalel.Jikahalini t erjadi,danlebihdarisat urelepro t eksiyangt erhubungpadako ilpemut usPMT yangsama,seluruhrelebant uakanenergisesecaraparalelunt ukset iapo perasirele danindikat o rakan membingu ngkan.Duplikasiko nt akut amakerapdipergu nakanunt uk menguran gi jumlah t it ik ko nt ak. c.Shuntreinfo rced wit h sealing. Ini adalah pengembangan dari cara b, agar memungkin kan rele dengan t o rka rendah dapatdigunakan at au dimana dapatt erjadi kemungkinan munculnya lo ncat an bunga api pada ko nt ak at au unt uk alasan lain. Tipe- t ipeperalat anint erupt o ryangbero perasisecarabaikberdasarkanaruslebihyang lewatselama gangguanat au at as dasar o perasi dc t rip ko il. Tipe pert ama didesain sebagai t ripseri,direct act ing,direct release,indirect releasedano vercurrent release.Pada mumnyasemuabuilt - inpadaunit relearuslebih,dimanalevelarusyan gdipilihdapatdisesuaikan. Tipe- t ipe ini umumnya digunakan pada sist em t egangan rendah. Pada sist emt egangant inggi,set iapGardudimanarelet erpasangdilengkapidenganbat ere yangberfungsisebagaicat udayabagit ripko il.Suplaidcinimenjadisalahsat ubagian yangamat pent ingdalamsist empro t eksidanmemerlukanperhat iandant ingkatpemeliharaanyangt inggiu nt ukmenjagat in gkat keandalannya.Kebanyakanrele Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi27 pro t eksidikemassebagaisuat uunit fasaindividualdanunit gro und,sehinggaunt uk sist emt igafasadangangguant anahdibut uhkan4buahrele.DalamGambar1- 12diperlihat kan t ipikal hubungan rele t ersebut . Gambar 1- 12 : Tipikal hu bu n ganrele- rele Fasa danrele Tan ah u n t u k pro t eksi sist em t en aga Satuan-Satuan Dasar RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi 28 BAB 2SATUAN- SATUAN DASAR: HARGA PERUN IT DAN PERSEN 2. 1PEN DAHULUAN Sist emt enagaelekt rikbero perasipadat egangant ert ent u.Umumnyasat uanyang dipergunakanu nt ukmenyat akanbesarant eganganiniadalahkilo vo lt ( kV) .Sist em sepert iiniberfungsipulaunt ukunt ukmendist ribusikansejumlahbesardayaelekt rik. Sat uanyangdipergu nakanunt ukmenyat akandayaelekt rikiniadalahkilo vo lt - ampere ( kVA) danmegavo lt - ampere( MVA) .Besaran- besaranini,danbesaranlainsepert i kilo wat t ( kW) ,kilo vars( kVAR) ,ampere( A) ,Ohm( ) ,fluksdanlainnyabiasanya dinyat akandalamper- unit ( pu) at audalampersen( %) darihargadasarnyaat auharga acuannya.Penggunaanbesaranpudanpersenkerapdigunakankarenamudah menyat akandanmenghit un gnya,t erut amabilat erdapat perbedaanlevelt egangandanukuran peralat an dalam sist em t ersebut . Gambar 2 - 1: Tipikal jarin ganSist em Ten aga Elekt rik Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi29 Ko mpo nen ut amadarisebuahsist emt enagaelekt rikadalahsist empembangkit an, sist emTransmisidan sist emDist ribusi.Tipikalsebuahsist emt enagaelekt rik diperlihat kan dalam Gambar 2- 1. Insinyur sist em t enaga elekt rik sangatmemperhat ikan o perasisist emdanpengaruhgangguant erhadapsist emyangbilat erjadidapatmenyebabkankerusakanpembangkit danmenghent ikansuplaienergielekt rik. Gangguan- gan gguan inidapat berupahubun gsingakat ,ko ndukt o rt erbukaat au ayunansist emyangdisebabkano lehsambaranpet ir,kegagalanpembangkit at au kesalahanmanusia.Unt ukdapat sesegeramungkindalammengiso lirgan gguanyan g t erjadi,sist emt enagaelekt rikdibagi- bagidalamzo napro t eksit ert ent udanrele digunakanunt ukmemant aubesaran- besaranelekt rikpadazo na- zo nat ersebut .Bila t erjadiperubahanbesaranelekt rikdizo nat ert ent u,releakanmenginisiasipro ses pemut usan guna mengiso lir zo na t ersebut . 2. 2DEFIN ISI PERUN IT DAN PERSEN Persenart inya10 0 kalipu.Keduanyadapat digunakandanpilihansist emyan gakandigunakant ergant ungkepadapemakainya,penggu naan%at aupuharusdinyat akan dalam set iap analisis yang dikerjakan. Hargapudaribesaranelekt rikyangdigunakanmerupakanrat io besarant ersebutt erhadapbesaranacuanat aubesarandasar,rat io init anpadimensidanmerupakan bilangandesimal.Besaranakt ual,sepert it egangan( V) ,arus( I) ,daya( P) ,dayareakt if ( Q) ,vo lt - ampere( VA) ,resist ansi( R) ,reakt ansi( X) danimpedansi( Z) dapatdinyat akan dalam pu at au % sebagai berikut : acuanatauDasarBesaran Aktual Besaran pudalam Besaran2- 1 100 pu xdalam besaran% dalam Besaran 2- 2 Dimanabesaranakt ualmerupakanhargaskalarat auko mplekdaribesaranelekt rik t ersebut yangdinyat akandengansat uanyan gsesuai,sepert i:vo lt ,ampere,o hmat auwat t ,sedangkanbesarandasarat auacuanadalahbesarant ert ent uyangdipilihsesuai dengankebut uhandandit et apkansebagaiacuan.Jadisist empuat au%adalahbesaran t anpa dimensi yang dapatberupa bilangan skalar at au ko mplek. 2. 3ALJABAR VEKTOR Suat uvekt o rmenggambarkansuat ubesaranbaikdalammagnit udmaupunarah.Gambar2- 2memperlihat kanvekt o rOPyangmemilikimagnit udsebesarZ dengansudut sebesar t erhadapsumbuaxisOX.Besaraninidapat dipecahmenjadidua ko mpo nen x dan y. Magnit ud at au harga skalardari vekt o rZdisebutdengan mo dulu s Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi30Z dansudut disebut argumenat auamplit udo .Met o dako nvensio nalunt uk mengekspresikanvekt o rZ adalah Z .Bent ukinimerupakanrepresent asiyang spesifikdarisuat uvekt o runt ukpenggabaransecaragrafisat audiko nversikandalam bent uk lain. Gambar2 - 2 : Vekt o r Z Z OP Agarsebuahvekt o rdapat berguna,makavekt o rt ersebut harusdiekspresikandalam bent ukaljabar.Vekt o rZ padaGambar2- 2merupakanpenjumlahansecaravekt o ris ko mpo nen x dan y. Secara aljabar vekt o r ini dapatdit ulis sebagai berikut : jy x Z+ 2- 3 Dimanajmenu njukkan bahwako mpo nen yt egaklurust erhadapko mpo nenx. Tat anama dalam sist em kelist rikan, sumbu axis OX adalah sumbu REAL at au sefasa, dan sumbuvert ikalOYdisebut sumbuimaginerat ausumbukuadrat ur.Simbo lj,yang bersat udenganko mpo nen y,dapat puladikat akansebagaisebuaho perat o ryang memperlihat kanperput aransebesar900berlawanandenganarahput aranjarum jam. Jikavekt o rt ersebut diput ar1800,art inyafungsio perat o rjbekerjaduakali,dengankat a lain bilamana j =1 , makajj at au j2 = - 1 Represent asidarisebuahbesaranvekt o rsecaraaljabardalamko o rdinat rekt angular disebut besaranko mplek,o lehkarenait ux+jyadalahbesaranko mplekdandalambent uk rekt angular Z , dimana: 2 2y x Z + sedangkanxy1tan 2- 4a Dan cos Z x dengan sinZ y 2- 4b Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi31 Dalam bent uk lain vekt o r Zdapatjuga dinyat akan dalam bent uk sebagai berikut : ( ) sinj cos + Z Z 2- 5 Mengingat bahwa cos dan sindapat dinyat akandalambent ukekspo nensial dimana: 2je esin -j j dan 2e ecos-j j + Sehingga vekt o r Zdapatdinyat akan dalam bent uk sebagai berikut : je Z Z 2- 6 Oleh karena it u sebuah besaran vekt o r dapatpula dit uliskan dalam bent uk t rigo no met ri at aupun ekspo nensial. 2. 4MAN IPULASI BESARAN - BESARAN KOMPLEKS Besaran ko mpleks dapatdinyat akan dalam salah sat u dari empatbent uk berikut : a.Ko nvensio nal Zb.Rekt angularjy x +c.Trigo no met rik( ) sinj cos + Zd.Ekspo nen sial je Z Mo do lusZ danargumen keduanyadikenalsebagaiko o rdinat po lar,sedangkan x danydisebut sebagaiko o rdinat kart esian.Dapat dilihat bahwa,jikadipero lehbesaran dalam salah sat u ko o rdinat , maka besaran dalamko o rdinatlainnyapundapatdipero leh. Manipulasibesaranko mplesdapat dilakukandenganmenggunakan salahsat ubent uk ko o rdinatdiat as. 2. 4.1Penjumlahan dan Pengurangan Gambar2- 3memperlihat kanpenjumlahandua vekt o r 1 1 1 Z Z dan 2 2 2 Z Z . Vekt o rresult anadalahpenjumlahanmasing- masingko mpo nendarikeduavekt o r, sehingga dengan menggunakan ko o rdinatkart esian dipero leh: ( ) ( )( ) ( )2 1 2 12 2 1 1 2 1 y y j x xjy x jy x Z Z+ + + + + + +2- 7 Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi32 Gambar 2 - 3: Pen ju mlahandu a vekt o r Sedangkan unt uk pengu rangan, dengan cara yan g sama dipero leh: ( ) ( )( ) ( )2 1 2 12 2 1 1 2 1 y y j x xjy x jy x Z Z + + + 2- 8 DaridiagramyangdisajikandalamGambar2- 3danpersamaandiat asdapat dilihatbesaran ko mplek dalam bent uk rekt angular dapatdimanipulasi secara aljabar. 2. 4.2Pembagian dan Perkalian Menggunakanbent ukrekt angulardanberdasarkanhukum- hu kumaljabar,perkalian dua buah vekt o r dapatdilaksanakan sebagai berikut : ( )( )2 121 2 2 1 2 12 2 1 1 2 1

y y j y jx y jx x xjy x jy x Z Z+ + + + + Mengingatbahwa12 j , maka ( ) ( )1 2 2 1 2 1 2 1 2 1y x y x j y y x x Z Z + + 2- 9 Daripersamaandiat asdapat dilihat bahwa 2 1x x adalahfungsico sinusdan 2 1y y adalah fungsisinus.Jadibagianrealdarivekt o rresult anhasilperkaliansamadanident ik dengan( )2 1 2 1cos + Z Z danbagianimaginersamadanidekt ikdengan ( )2 1 2 1sin + Z Z .Biladiko nversidalambent ukko nvensio nal,menggunakanko o rdinatpo lar, maka: Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi33 2 1 2 1 2 1 + Z Z Z Z 2- 10 Dengankat alainperkalianduabuahvekt o r,dilakukandengancaramengalikankedua mo dulusnyadanmenju mlahkankeduaargumen,sedangkanunt ukpembagiandilakukanden gancaramembagikeduamo dulusdanmemperkuran gkan kedu a argumennya sebagai berikut : 2 12121 ZZZZ2- 11 2. 4.3Bilangan Ko mplek Bilanganko mplekmun gkindidefinisikan sebagaisebuahko nst ant ayang merepresent asikanko mpo nen- ko mpo nenrealdanimaginerdarisuat ubesaranfisis. Paramet erimpedansidarisebuahrangkaianelekt rikadalahsebuahbilanganko mplek yangmemilikiko mpo nenrealdanimagineryangmasing- masingmenyat akanbesaranresist ansidanreakt ansi.Kerapkalikit adibingun gkano lehvekt o rdanbilanganko mplek. Sebuah vekt o r, sepert i yang didefinisikan pada bagian t erdahulu mungkin saja merupakanbilanganko mplek.Dalamko nt eksini,vekt o rmerupakanpenyederhanaan darisuat ubesaranfisisyangmemilikimagnit udko nst andanarahyangko n st an. Bilanganko mplek,bilamerupakansebuahbesaranfisis,rangsangandanrespo ndari sebuaho perasiyangdikenalsebagaio perat o rko mplek.Dalamko nt eksini,t erlihat jelas bedanyadenganvekt o r.Karenabilanganko mplekdalamset iapkalkulasidiasumsikanmengikut iat uranpasif,met o daunt ukmerepresent asikannyadit ent ukano leh bagaimana bent uk variabel t ersebut . 2. 4.4Operat o r- Operat o r Operat o r- o perat o radalahbilanganko mplekyangdipergunakanunt ukmen ggerakkansuat uvekt o rmelewat isudut t ert ent ut anpamerubahmagnit udat aukarakt erdari vekt o rt ersebut .Suat uo perat o rbukanlahsebuahbesaranfisisdant idakmemiliki dimensi.Simbo lj,yangt ergabungdenganko m po nenkuadrat urdaribesaranko mplek, merupakansebuaho perat o ryangmemut arsebuahvekt o rsebesar900berlawanan denganarahput aranjarumjam.Operat o rlainnyayangkerapdipergu nakanadalah sebuaho perat o ryangdapat memut arsebuahvekt o rsebesar1200,yangdinyat akandengansimbo l- simbo la,hdan .Simbo laadalahsimbo lyanglebihsering dipergunakanunt ukmenyat akano perat o rt ersebut dandalambukuinihanyaakan menggu nakan simbo l a. Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi34 Operat o r- o perat o rdibedakano lehsat ufit urlebih.Operat o radalahakardarisat uan. Menggunakant eo remaDeMo ivres,akarkendarisat uandiberikandengan menyelesaikan ekspresi berikut : ( )n n 1 1m 2 sinj m 2 cos 1 + Dimana m adalah bilangan int eger. Darimana: nm 2sin jnm 2cos 11 + n Dimanammerupakanbilangan1,2,3,........( n- 1) .Dariekspresidiat asjadalahakarke4dan a adalah akar ke 3 dari kesat uan,dimana masing- masing memeilikiempatdant iga harga nyat a. Berikutini diberikan beberapa fungsi yang berguna dari o perat o r a. 32je23j21- a + 34j2e23j21- a j0e j0 1 1 + 3 j a - a20 a a 12 + +3a - aj223a j a - 1 2. 5BESARANRAN GKAIANDAN KON VEN SI Analisisrangkaianmerupakansebuahst udimengenairespo nsuat urangkaianpada ko ndisit ert ent u,sebagaico nt o ht erjadinyahubungsingkat .Variabelrangkaianadalah t egangandanarus.Secarako nvensio nal,arusmengalirbilat egangandit erapkan,t et api dalamhalinit erjadidualit asant aravariabeldanyangmanasebagaipenyebablainnya. Bilat erdapat rangkaian,makat erjadipemindahanenergi.Suat urangkaiandapat dapatdinyat akansebagaisebuahsumberenergiat aupemakaienergi.Bagian- bagiandari rangkaiandisebut sebagaielemen.Sumberdapat dikat akansebagaielemenakt ifdan pemakaisebagaielemenpasif.Beberapaelemenrangkaianbersifat disipat if,dimana elemeninisecarako nt inyumengko nsumsienergiyangdiberikan,misalnyaresist ansi. Elemenlainmungkinmemilikisifat sebagaisumberdansekaliguspemakaienergi, co nt o hnyaindu kt o rdankapasit o r.Elemen- elemenrangkaiant erhubungsat udanlainnyamembent uksuat ujaringanyangmemilikisimpul( t erminal) dancabang-cabang ( kumpulan elemen t erhubung seri)membent uk sebuah sirkitt ert ut up.Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi35 Gambar 2 - 4: Simbo l- simbo l umu m elemen ran gkaian DalamGambar2- 4diperlihat kanbeberapasimbo lelemenrangkaian.Dalamt eo ri rangkaianact unak,kemampuanran gkaianunt ukmenerimaaliranarusyangberasal darisumbert eganganyangdiberikandisebut sebagaiimpendansirangkaian.Karena t egangandanarusadalahdwigunamakaparamet errangkaianpundwiguna,yang disebut denganadmit ansi.Tegangandanarusmerupakanfungsisinuso idalt erhapap wakt udanmemilikifrekuensit unggaldanko nst an.Paramet errangkaian( baik impedansimaupunadmit ansi) adalahsebuahsist emlinear,bilat eral( bebasaraharus)dan ko nst an dalam harga unt uk frekuensi yang ko nst an. 2. 5.1Variabel Rangkaian Tegangandanarusmerupakanfun gsisino so idalt erhadapwakt u,bervariasipada frekuensit unggaldanko nst an,keduanyaberhubungandenganvekt o rberput ardan dapatdigambarkan sebagai sebuah vekt o r bidang ( vekt o r yang didefinisikan dengan dua sumbuko o rdinat ) padasebuahvekt o rdiagram.Sebagaico nt o h,hargasesaat darie, sebuah t egangan yang bervariasi t erhadap wakt u adalah: ) t ( sinE em + 2- 12 Dimana: mE adalah amplit udomaksimum dari gelo mbang f 2 adalah kecepat an angular f = merupakan frekuensi dan = adalah argumen unt uk menyat akan amplit udot egangan pada wakt u t= 0 Padat =0 ,hargaakt ualdarit eganganadalah sinEm.Sehinggabila mE merupakan mo dulusdarisuat uvekt o rdenganargumen ,maka sinEmadalahko mpo nenimaginerdarivekt o r mE .DalamGambar2- 5diperlihat kanilust rasibesaranini sebagai vekt o r dan juga sebagai fungsi sinuso idal. Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi36 Gambar 2 - 5: Represen t asi sebu ah fu n gsi sin u so idal Arusyangdihasilkandaripenerapan t egan ganpadasebuahrangkaianelekt rik t ergant ungpadaimpedansirangkaian.Jikat eganganmerupakanfungsisinuso idaldandiberikandalamfrekuensit ert ent u,bilaimedansiko n st anmakaarusakanmengalir padaimpedansit ersebut jugabervariasisecaraharmo nispadafrekuensiyangsama, sehinggadapat diperlihat kanpadasebuahdiagramvekt o ryangsamadandapatdit uliskan dengan persamaan berikut : ) - t( sin ZEim + 2- 13 Dimana 2 2X R + Z

,_

C1- L X 2- 14 RX tan1 - Daripersamaan2- 13dan2- 14dapat dilihat bahwapergeseranangular ant aravekt o r arusdant egangandanmagnit udarus ZEmmI ,t ergant ungpadaZ .Dalambent uk bilangan ko mplek impedan siZdapatdit uliskan sebagaijX R Z + , bagian ko mpo nenrealRadalahresist ansidanbagianko mpo nenimaginerXadalahrekat ansi.Jika reakt ansirangkaianadalahindukt if( dimanaC 1/ L > ) arust ert inggal( lag) t erhadap t egangansebesarsudut ,sebaliknyabilamanareakt ansirangkaiankapasit if ( C 1/ L < ) , arus mendahului ( lead)t erhadap t egangan sebesar sudut . Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi37 Ko nvensi yang digunakan dalam menggambarkan kedua vekt o r diagram adalah denganmemilihsalahsat uvekt o rsebagaiacuandan merelasikanvekt o rlainnyadengan vekt o r acuan ini berdasarkan sudutlag danlead. BesaranZ yang disebut kan sebagai impedansi rangkaianadalahsebuaho perat o rko mplekdandibedakandarisebuahvekt o rkarena besaraninit idakmemilikiarah.Ko nvensilaianyangdigunakandalammenjelaskanbesaran- besaran sinuso idal ini, ant ara lain besaran efektifat au ro o tmean square ( rms) , yang kerapkali dit ulis dengan simbo l ( t anpa akhiran)sebagai berikut : 22IImmEE2- 15 Hargarmsadalahhargayangmemilikiefekpemanasanyangsamasepert ibesaranarus searah yang mengalir dalam rangkaian t ersebut . 2. 5.2Tegangan Rise, Tegangan Jat uh, Arah Aliran Arus dan N o t asi Unt uk menjelaskan ko ndisi suat u rangkaian elekt rikkerapkali mengacu pada perbedaan po t ensialant araduat it ikdalamrangkaiant ersebut .Bilat erdapat bedapo t ensial,maka arusakanmengalirdanenergielekt rikakandit ransferat audiserapo lehrangkaian t ersebut .Olehkarenaalasant ersebut t ermino lo git eganganrisedant eganganjat uh akandigunakanunt ukmendefisinisikansecaraakurat danalamiahmengenaibeda po t ensial.Teganganriseadalahsuat ukenaikanpo t ensialyangdiukurant araduat it ik searah denganaliran arus dalam suat u ran gkaiandan energi dit ransfer dari t it ik t ersebutkeseluruhan.Jadit eganganriseadalaht egangan pengendalidarisuat urangkaianyan g mengandu ngelemenakt ifdanmerupakansumberenergielekt rikbagirangkaian t ersebut .Teganganjat uhadalahsuat ubedapo t ensialyangdiukursearahdenganaliranarusant araduat it ikdalamsuat urangkaian,danenergidiserapo lehelemenrangkaiant ersebut .Dengankat alaint egangan jat uhadalaht eganganpasifyangmunculpada elemenrangkaianyangmengandu ngelemen pasifdankarenanyaenergiakandiserap pada bagian elemen t ersebut . Menurut HukumKirchho ffpert amaDalamsebuahrangkaiant ert ut upjumlah t eganganrise( pengendali) samadengan jumlaht eganganjat uh.Halinidiperlihat kan dengan persamaan dasar berikutini: e dt iC1dtdiL iR + + 2- 16 Bagiankiridaripersamaandiat asadalahrepresent asit eganganjat uhpadaelemen rangkaian,masing- masingresist o r,indukt o rdankapasit o r,sedangkanbagiankanan Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi38 adalahrepresent asidarit eganganrise.Dalambent ukt unak,persamaandiat asdapatdit uliskan menjadi: Z I E 2- 17 Persamaandiat asdikenaldenganpersamaankesamaant egangan.Unt ukkebut uhananalisis fo rmal at au perhit ungan, dibut uhkan no t asi yang menunjukkan arah aliran arus po sit ifdanmenyat akanarahpo sit ifdarit eganganjat uhdant eganganrise.Unt uk kebut uhanini,dikenalduamet o da,yait u:1.Met o daduaakhiran,yangdigunakanunt ukanalisissimbo likdan2.Met o dasat uakhiranat aumet o dadiagramat ikunt uk kebut uhkan perhit ungan numeris. Gambar 2 - 6: Pemo delanRan gkaianElekt rik Dalammet o da2akhiran,araharuspo sit ifdiasumsikanbergerakdarisimpulamenujusimpulbdanarusdin yat akandengan ab I .Dalammet o dadigramat ikarahaliranarus diperlihat kano leharahanakpanah.Tegan ganriseadalahpo sit ifbilaarahnyasearah denganaliran arus.Halinidapat dilihat dariGambar2- 6,t erlihat bahwa1 E danan E dalaht eganganrisepo sit if.Dalamdiagram,arahinidiperlihat kandengan arahanak panah,sedangkanunt ukmet o daduaakhiran,an E danbn E menunjukkanbahwa t eganganrisedalamarahnadannb.Teganganjat uhjugadalamarahpo sit ifbilamana searahdenganarahaliranarus.DariGambar2- 6adapat dilihat bahwa ( ) I Z Z Z 3 2 1 + + adalaht o t alt eganganjat uhdalamlo o pberdasarkanarahaliranarus danharussamadengan 2 1 E E .DalamGambar2- 6b,t eganganjat uhant arasimpula danbdinyat akandenganab V yangmenunju kkanbahwat egangansimpulblebih Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi39 rendahdarisimpuladan berhargapo sit ifbilaarusmengalirdariakeb.Sebaliknya denganba Vadalah t egangan dengan harga yang berlawanan., secara simbo lik: bn an abbn an abV V V danV V V 2- 18 Dimana n adalah t it ik acuan bersama. 2. 5.3Daya Perkalian ant ara beda po t ensial yang membent ang dan arus yang melalui cabang sebuah rangkaiant erukursebagaiperubahanenergipersat uanwakt uant arakeduat it ikpada cabangrangkaiant ersebut .Jikabedapo t ensialiniadalaht eganganjat uhpo sit if,cabang t ersebut merupakanelemenpasifdanakanmenyerapenergiyangada.Perubahan energipersat uanwakt uinidikenaldengansebut andaya,danberdasarkanko nvensi, dayaberhargapo sit ifbilaenergidiserapdannegat ifbilaenergidisuplai.Unt uk menent ukanapakahenergidiserapat audisuplai,diperlukanperhit ungandayarat a- rat a darisat usikluspenuh.Jika) t ( sinE em + dan) t ( sinI im + ,maka persamaan daya rat a- rat a adalah: ) - t( sinI ) t( sinE i e pm m + + [ ] ) t2( sinQ ) t( 2 cos - 1 P p + + + 2- 19 Dimana: cos I E P dan sinI E Q Dari persamaan diat as dapatdilihatbahwa dalam sat u sikuls besaran P bervariasi ant ara 0ke2PdanbesaranQbervariasidari Qke+Qdanbent ukgelo mbangnyamenjadidua kalibent ukgelo mbangt eganganat auarus.Hargarat a- rat adariperubahandayadalam sat usiklusko nst an,yan gbesarnyasamaden ganPyangsephasadengant egangandikenaldengansebut andayaakt if,sedangkanhargarat a- rat adariQadalahno l,yan g berart ienergidisimpandalamset engahsikluspert amadandisuplaikembalike rangkaian pada set engah siklus berikut nya dan dikenal sebagai daya reakt if.Bila P dan Q ko nst anyan gmenyat akanperubahandayadalamsebuahrangkaiandanmerupakanhasildariperkalianant aravekt o rt egangandanarus,makabilaS merupakanvekt o r perkalianI E denganEsebagaivekt o racuandan sebagaisudut ant araE danIdidapat : Q j P S + 2- 20

Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi40BesaranS dikenalsebagaidayasemudant ermino lo giinidipergunakanunt uk menjelaskan rat ing dari sebuah rangkaian. Gambar 2 - 7 Sist em Tiga Fasa 2. 5.4Sist em Sat u Fasa dan Po lifasa Suat usist emdikat akansat ufasaat aupo lifasat ergant ungkepadasumberdayayang menjadi pemaso k sist em t ersebutapakah sat u fasa at au po lifasa. Suat u sumber dikat akan sat uat aupo lifasat ergant ungapakahsumbert ersebut memilikit eganganpengendali sat uat aupo lifasa.Sebagaico nt o h,suat usumbert igafasaadalahsebuahsumberyang memilikit igat eganganpengendalibo lakbalikdenganurut anfasaA,B,danC.Set iap t eganganpengendalifasaberhubungandengancabang- cabangt erkait sepet i diperlihat kan dalam Gambar 2- 7a. Jikasist empo lifasamemilikit eganganseimbangyangket iganyamemilikimagnit ud yangsamadan mencapaihargamaksimu npadaint ervalwakt usamasert amemiliki impedansicabangyan gidekt ik,sist emsepert iinidisebut dengan sist emseimbang. Sist emdikat akant idakseimbangbilamanako ndisit ersebut t idakt erpenuhi..Bilamana sist emfasabanyakseimbang,perhit unganm enjadilebihsederhanakarenahanya membut uhkanperhit unganpadasalahsat ufasanyasaja,penyelesaianbagifasalainnya dilakukansecarasimet ri.Sist emdayapadaumumnyabero perasisebagaisuat usist emt igafasaseimbang.Karenaalasant ersebut t eganganpadamasing- masingfasamemiliki magnit ud yang sama dan dapatdirepresent asikan sebagai t iga buah vekt o r yang t erpisah 0120at au3 / 2radian, sepert i diperlihat kan dalam Gambar 2- 7b. Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi41 Karenaket igat egangansimet ris,makaket iganyadapat diekspresikandengansalahsat u dari ket iganya, sepert i: a ca2ba aE a EE a EE E2- 21 Dimana adalah sebuah o perat o r vekt o r j22e . Lebih jauh, jika impedansi masing- masin g fasajugaident ikdalamsuat usist emseimbang,makaarus- arusyangdihasilkanpunseimbang. 2. 6NOTASI IMPEDANSI Daridiagramsist emt engaelekt rikdapat dilihatbahwat erdapat beberapalevelt egangan dalamsist emyangsama,sehinggat idaklahprakt isbilakit amenggunakankapasist as MVApembangkit sebagaiacuanunt ukmenent ukanbesaranpuat aupersensist em. Sebelumkit amelakukanperhit ungan,paramet ersist emharusmengacupadasuat u besarandasardanmeresprensent asikan nyasebagaisuat ubesaranyangmenyat ukanimpedansisist em,baikdalambesarano hmik,persenat aupu.Besarandasaradalahdaya dant egangan.Umumnyabesaranyangdigunakanadalahbesarandayat igafasadalam MVAdant eganganlinedalamkV.Besarandasarbagaiimpedansimerupakanhasildari kedua besaran dasar t ersebut , yait u: MVA(kV)Z2b 2- 22 Impedansidasardapat dihit ungdalambesaransat ufasaat aut igafasa.Hargapuat au persendariset iapimpedansiyangadadalamsist emadalahrat io ant arabesaranakt ual dan besaran dasar, karenanya: 100 x Z Z) (kVMVA x Z Zpu %2dasardasar pu2- 23 Dengant ranspo sisisederhanadaripersamaandiat asdapat dit ent ukanhargao hmik impedansi,hargapudanpersen.Sepert idinyat akandiat as,sist emmungkinsajabekerja dengan level t egangan yang berbeda dan sangat mungkin pula rat ing MVA pembakit an berbedapula.Sehinggapemilihanbesarandasaryangmenjadiberbedapula,karenait u diperlukanperhit ungan unt ukmerubahsebuahbesaransist emdaribesarandasaryan g sat u ke besaran dasar yang baru, sebagai berikut :Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi42 lama - dasarbaru - dasarma) pu(dasarla baru) - r pu(MVAdasaMVAMVA x Z Z 2- 24 2baru - dasarlama - dasarma) pu(dasarla baru) - dasar pu(kVkVkV xZ Z

,_

Pemilihanno t asiimpedansit ergant ungpadako mpleksit assist em,no t asiimpedansi pembangkit danpert imbanganko ndisisist em.Jikasist emcukupsederhanadandido minasio lehsist emt ransmisidandat adiberikandalamo hmik,dengandemikianmet o dao hmikdapat digunakandalamperhit ungan.N amundemikian,pemilihant egangandasardanmenyat ukanimpedan sidengandasarini,sebagaipendekat anperhat ikan co nt o h berikutini. Gambar 2 - 8: PemilihanTegan ganDasar, kVdasar DariGambar2- 8dapat dilihat bahwat egangandasardariket igarangkaiandipengaruhi o lehrat io t ransfo rmat o r.Olehkarenait udalammengacuimpedansio hmikdarisat u sisikesisilaint ransfo rmat o rdilakukan denganmen galikanhargao hmikimpedansi dengankuadratrat iot egangan ant ara kedua belit an t ransfo rmat o r t ersebut . Met o da pu merupakanmet o dayangsangat co co kdigunakankarenamemilikiberbagaikelebihan. Dua alasan ut ama kenapa sist em ini dipilih adalah: i.Impedansiakansamadilihat darisisimanapun bilarat io t egangandasardarikedua sisi t ransfo rmat o r sama dengan rat iobelit an t ransfo rmat o r. ii.Kebingunganakibat harusdilakukanperkaliandengan10 0 dalamperhit ungan menggu nakan persen dapatdit iadakana. Sebagaico nt o h,dalamGambar2- 9,Generat o r 1G dan 2G mempunyaireakt ansi subt ransien 26% pada rat ing 66,6 MVA, 11 kV dan Transfo rmat o r 1T dan 2T dengan rat iot egangan 11/ 145 kV dengan impedansi 12,5% pada 75 MVA. Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi43 Gambar 2 - 9: Co n t o h Sist em Ten aga Elekt rik Sederhan a DenganmemilihdasarMVAsebesar10 0 MVAdant egangandasar132kV,t ent ukanpersen impedansi dari besaran dasar yang baru. a.Reakt ansi Generat o r pada harga dasar yang baru: ( )( )47,1%132145x66,6100x 2622 b.Reakt ansi Transfo rmat o r pada harga dasar yang baru:

( )( )20,1%132145x75100x 12,522 Tegangan dasar pada Generat o r dan Rangkaian masing- masing 11 kV dan 145 kV yang merupakan rat iobelit an Transfo rmat o r. Harga pu dari besaran diat as dapatpula dicari dengan membagi besaran t ersebutdengan 10 0 , sedangkan besaran o hmic dapatdihit ung menggu nakan persamaan 2- 19. Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi44 BAB 3 PERHITUN GAN GANGGUAN 3. 1PENDAHULUAN Sist emt enagapadaumumnyadiperlakukansebagaisuat ujaringant igafasaseimbang. Bilat erjadigangguan,keseimbangan sist emakant erganggu,sehin ggamenyebabkan t imbulnyat egangandan arusket idakseimbangandalamjarin gant ersebut .Halinit idak t erjadipadagangguant igafasa,karenagan ggu aninimelibat kanket igafasajaringanyangsamapadalo kasiyan gsama,halinidisebut sebagaigangguanseimbang.Denganmenggu nakanmet o dako mpo nensimet risdanmenerapkant eo ridanko nsep pergant iansist emsebelumdanset elahgangguan,sehinggadimun gkin kanunt u k menganalisis berbagai ko ndisi sist em pada saatt erjadi gangguan. Darisegipemakaianperalat anprot eksisangat pent ingunt ukmenget ahuidist ribusiarus gangguan yang melalui sist em dan perbedaan t egangan yan g t erjadi pada seluruh bagian sist emakibat gangguan.Lebihjauh,bat asanhargadariaruspadaset iapt it ikdimana t erdapat relepro t eksiharusdiket ahui.Jikagangguant ersebut harusdiiso lir.Info rmasi yang umum dibut uhkan adalah: i.Arus gangguan maksimum pada t it ik dimana rele t erpasang. ii.Arus gangguan minimum pada t it ik dimana rele t erpasang. iii.Arus gangguan maksimum yang akan melalui rele t erpasang. Unt ukmendapat kaninfo rmasibesaran- besarandiat as,bat asanst abilit asgenerat o rdanko ndisi o perasi yan g mun gkin t ermasu k met o da pent anahan sist em harus diket ahui dangangguanselaludiasumsikanden ganimpedan sigangguann o lgu namen dapat kanarus maksimum pada ko ndisi sist em t ersebut . 3. 2KOMPON ENSIMETRIS -ANALISIS JARIN GANTIGA FASA Denganmen ggu nakanprinsipsuperpo sisi,dapat dilihat bahwasuat uvekt o rsist emt iga fasadapat digant ikandengant igaset vekt o rt igafasaseimbang.Masing- masingt erdiri dariduaset vekt o rt igafasayangmemilikiurut anfasaberlawanandansat uset vekt o rt anpaurut anfasa.Ket igaset vekt o rinimasing- masingdisebut denganvekt o rurut an po sit if,negat ifdanno l.Persamaandanrelasiant arabesaranfasadanbesaranurut an diberikan berikutini: 0 2 1 c0 2 1 b0 2 1 aE E a E a EE E a E a EE E E E22+ + + + + + 3- 1 Perhi tungan Gangguan RELE PROTEKSI Pri nsi p dan Apl i kasi45 dan ) E E E (21E) E a E a E (21E) E a E a E (21Ec b a 0c b a 2c b a 122+ + + + + + 3- 2 Dimana semua besaran mengacupada besaran fasa A. Hubungan yang sama didapat kanunt uk besaran arus. Dalam Gambar 3- 1 diperlihat kan ilust rasi dari reso lusi sebuah vekt o r sist em t iga fasa t ak seimbang. Gambar 3- 1: Ilu st rasi dari reso lu si dari sebu ah vekt o r sist em t iga fasa t ak seimban g. Bilagangguant erjadipadasuat usist emt enaga,ket igaimpedansimenjadit idaksama lagi( kecualidalamgangguant igafasa) danmenghasilkanarusdant eganganyangt ak seimbangpula,ket idakseimbangant erbesart erjadipadat it ikgangguan.Sepert i dikemukandiawal,gangguandapat dipelajaridengancaramenghubungsingkat seluruh t eganganpenggerakdalamsist emdanmen ggant ikanhubungan padat it ikgangguandengan seubah sumber t egan gan pen ggerak yan g sama den gan t egangan sesaatsebelum gangguant erjadi.Karenanya,impedansisist emlainnyamasihdianggapseimbang, dilihat darit it ikgangguandan t it ikgangguan dapat dianggapsebagait it ikdimana injeksiarusdant egangant idakseimbangdilakukankedalamsist em.Pendekat anini diperlukanunt ukmendefinisikanko ndisigangguan danmemu ngkinkan sist emdirepresent asikandenganjaringanurut andenganmenggu nakanmet o dako mpo nensimet ris.Jaringankemudiandinyat akandalamjaringanurut anpo sit if,negat ifdanno l danhanyat egangan danarusurut anyangmunculdidalamsirkit