Download - Digital Relay
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
BAB IV
SEPAM 2000 SEBAGAI PERALATAN PROTEKSI
DI P.T.SEMEN PADANG
4.1 Dasar-dasar Sistem Proteksi
Sistem proteksi di dalam sistem tenaga listrik adalah suatu pengaman
peralatan listrik yang dipasang pada gardu induk, transformator, motor, saluran
transmisi dan distribusi guna mendeteksi adanya gangguan pada sistem tenaga
listrik dan melakukan tindakan setelah terjadinya gangguan.
Secara umum, sistem proteksi berfungsi untuk :
a. Merasakan, mengukur dan menentukan bagian sistem yang terganggu serta
memisahkan secepatnya sehingga sistem lainnya yang tidak terganggu dan
dapat beroperasi secara normal.
b. Mengurangi kerusakan yang lebih parah dari peralatan.
c. Mengurangi pengaruh gangguan terhadap bagian sistem yang lain yang tidak
terganggu di dalam sistem tersebut.
d. Mencegah meluasnya gangguan.
e. Memperkecil bahaya bagi manusia.
Untuk melaksanakan fungsi di atas maka relai proteksi harus memiliki
persyaratan sebagai berikut :
1. Keandalan
Yang dimaksud keandalan adalah ukuran kepastian sebuah peralatan atau
sistem untuk beroperasi sebagaimana yang diharapkan. Keandalan
Bayu Putra ( 03 175 047) 1
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
memiliki dua aspek yaitu keterpercayaan (mampu bekerja) dan
keterjaminan. Keterpercayaan adalah tingkat kepastian suatu relai atau
sistem proteksi beroperasi secara benar (untuk semua gangguan yang telah
ditentukan agar beroperasi). Keterjaminan adalah ukuran kepastian relai
atau system proteksi untuk tidak keliru beroperasi(selama kondisi operasi
normal atau gangguan di luar zone prteksinya). Jadi sistem proteksi harus
bekerja secara benar dalam keadaan bagaimanapun, terhadap gangguan
pada zone yang telah ditentukan dan dapat memblok (tidak bekerja) secara
tepat jika terjadi gangguan di luar zone proteksinya.
2. Selektifitas (selectivity)
Selektifitas dapat diartikan bahwa relai berlokasi dekat gangguan harus
memiliki prioritas utama untuk beroperasi. Sifat ini sangat berhubungan
denagan kontinuitas pelayanan maksimum dengan pemutusan minimum.
Bila terjadi gangguan, maka sistem proteksi harus memilih dan mentrip
PMT yang tepat untuk memisahkan bagian jaringan sekecil mungkin.
3. Kecepatan operasi
Sebuah relai proteksi harus bereaksi secepat mungkin ketika meraska ada
gangguan. Sifat ini sangat erat kaitannya dengan waktu pemutusan kritis,
kerusakan peralatan sekecil mungkin, ketahanan peralatan dan kualitas
sistem.
4. Kepekaan (Sensitivity)
Sensitivitas sistem proteksi adalah kemampuan system untuk
mengidentifikasi kondisi abnormal yang melebihi nilai “pick up” atau nilai
Bayu Putra ( 03 175 047) 2
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
ambang deteksi dan menginisiasi aksi proteksi ketike kontinuitas yang
diinderanya melewati nilai ambang.
5. Ekonomis dan sederhana
Relai harus memberikan perlindungan maksimum pada tingkat biaya
minimum dan memiliki rangkaian dan piranti sederhana sehingga
harganya lebih ekonomis.
Sistem proteksi terdiri atas tiga bagian, yaitu :
1. Peralatan perasa (detektor), berfungsi untuk mendeteksi perubahan
parameter, peralatan ini berupa CT dan PT
2. Relai proteksi, berfungsi untuk mengevaluasi besar perubahan parameter
dan membandingkannya dengan besaran dasar yang telah ditentukan.
3. Peralatan switching, berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan
bagian tertentu dari sistem dengan sumber daya.
Sistem proteksi tidak selamanya bekerja secara sempurna walaupun sudah
diusahakan memilih jenis relai yang baik dan penyetelan yang baik, adakalanya
sistem proteksi itu masih gagal bekerja. Karena adanya kemungkinan kegagalan
pada sistem proteksi maka diperlukan proteksi cadangan (Backup Protection).
Dengan demikian proteksi menurut fungsinya dapat dikelompokkan menjadi :
a. Proteksi Utama (Primary Protection)
Pada umumnya selektif dan cepat, memproteksi langsung ke beban atau
motor.
Bayu Putra ( 03 175 047) 3
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
b. Proteksi Cadangan (Backup Protection)
Pada umumnya mempunyai perlambatan waktu, hal ini untuk memberikan
kesempatan pada proteksi utama bekerja lebih dahulu, dan jika proteksi
utama gagal, baru proteksi cadangan bekerja , proteksi ini tidak seselektif
proteksi utama.
Proteksi cadangan dapat dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu :
a. Proteksi cadang setempat
Berfungsi untuk menginformasikan adanya gangguan kepada seluruh
PMT yang terkait dengan kegagalan sistem proteksi sehingga
pemutus tenaganya tidak membuka.
b. Proteksi cadangan remut
Bila terdapat kegagalan pada suatu proteksi, maka proteksi di sisi
hulunya harus dapat mendeteksi dan kemudian bekerja dengan
perlambatan waktu.
4.2 Koordinasi Relai
Urutan kerja antara relai utama dengan relai penyangga yaitu berupa
perbedaan interval waktu operasi antara kedua relai tersebut, dan urutan opersi ini
disebut dengan koordinasi relai. Koordinasi proteksi ini bertujuan untuk
memaksimalkan pelayanan pada suatu system daya. Dalam artian, luas daerah
pelayanan tetap maksimal serta tingkat kontinuitas pelayanan tetap terjamin.
Lebih lanjut lagi dapat diartikan bahwa bilamana terjadi gangguan pada suatu
system, maka diusahakan luas daerah yang akan diisolir terbatas pada daerah yang
Bayu Putra ( 03 175 047) 4
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
terganggu saja, sehingga dengan demikian pelayanan tetap dapat diberikan untuk
daerah yang lain. Bilamana terjadi kegagalan proteksi utama, maka akan ada
system proteksi cadangan yang menjadi penyangga kegagalan tersebut. Dengan
demikian untuk setiap gangguan dalam system, ada interval koordinasi minimum
yang spesifik atau tundaan waktu (delay time) antara operasi relai utama dan relai
penyangga, interval ini menjamin bahwa relai penyangga beroperasi hanya ketika
relai utama gagal menyelesaikan tugas yang diberikan padanya.
4.3 Sepam 2000 Sebagai Sistem Proteksi di P.T. Semen Padang
Sepam 2000 merupakan satu paket relai produk Merlin Gerin yang
menggunakan sistem digital. Selain rangkuman dari berbagai macam relai, Sepam
2000 juga dilengkapi dengan alat ukur dan parameter kontrol sehingga dapat
langsung berhubungan dengan operator di CCR (Central Control Room). Sepam
2000 merupakan generasi terakhir saat ini, sebelumnya telah ada Sepam 15,
Sepam 100, dan Sepam 1000. Sepam 2000 dapat dipakai baik pada jaringan
tegangan tinggi, tegangan menengah, maupun tegangan rendah
1. Indikator status
2 .Display
3. Metering Key
4. Cartridge
5. Socket untuk TSM20001
Bayu Putra ( 03 175 047) 5
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Sepam 2000 dibaca dan diset dengan menggunakan terminal “Pocket TSM
2001”. Peralatan ini terdiri dari sebuah keyboard dengan empat baris tampilan
( 20 karakter per baris) dan sebuah sistem tampilan. Parameter yang dibacanya
ialah : pengukuran, penyetelan, membatasi kondisi operasi (sesuai dengan trafo
instrumen di atas) dan tinjauan informasi pemeliharaan seperti kesalahan arus,
nomor operasi pemutus arah ,dan lain-lain.
Sepam 2000 adalah suatu alat yang terdiri dari suatu set proteksi yang
lengkap dengan relai dan beberapa unit kontrol yang menggantikan alat ukur :
- Amperemeter
- Voltmeter
- KWH meter
- VAR Meter W / Current Module
- Watt Transducer
Semua itu ditinjau oleh alarm dan operasi pesan yang berhubungan dengan
fungsi pengaman dan sistem logic control dengan cara memasukan suatu lampu
indikasi. Sepam 2000 merupakan alat yang memiliki kemampuan yang spesifik
yang dapat digunakan dalam berbagai keperluan sesuai kebutuhan. Sepam 2000
memiliki cakupan yang luas dan kapasitas monitor yang dilengkapi dengan
Programmable Logic Control (PLC). Setiap Sepam dilengkapi alat ukur
parameter dan kontrol yang dihubungkan dengan operator.
Sepam menurut fungsi pemakaian dibedakan atas :
- Substation (S)
Bayu Putra ( 03 175 047) 6
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
- Busbar (B)
- Transformator (T)
- Motor (M)
- Kapasitor (C)
- Generator (G)
Sepam 2000 di Gardu Induk P.T.Semen Padang memiliki fungsi yang meliputi :
1. Sebagai kontrol dan monitoring :
- Open / Close
- Lock out relay
- Inhibit closing
- Annunciation lood shedding
- Diskiriminasin logic
- Penghubung deteksi kontak
- Operaasi counter
- Trip circuit supervision
2. Sebagai metering :
- Phase current
- Maksimun current
- System voltage
- Frekuensi
- Differential current and through current
- Starting current and time
Bayu Putra ( 03 175 047) 7
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
3. Sebagai proteksi:
Phase overcurrent protection
Voltage restrained overcurrent protection
Earth fault protection
Sensitive earth fault protection
Directional overcurrent protection
Directional earth fault protection
Directional earth fault protection for compensated networks
Thermal overload protection
Negative sequence unbalance protection
Excessive starting time and locked rotor protection
Starts per hour protection
Phase undercurrent protection
Phase to phase undervoltage protection
Remanent undervoltage protection
Positive sequence undervoltage and phase rotation direction check
protection
Phase to phase overvoltage protection
Neutral voltage displacement protection
Underfrequency protection
Overfrequency protection
Under power protection
Real over power protection
Bayu Putra ( 03 175 047) 8
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Reverse real power protection
Reactive overpower protection
Temperatur monitoring by RTD protection
Motor differential protection
Negative sequence overvoltage protection
Keuntungan Sepam 2000
1. secara umum mengurangi kerugian :
o desain : pemilihan yang siap pakai
o pemasangan : sebagai alat pembantu, pengukuran instrumen dan
pemberitahuan
o tugas : pemasangan yang sederhana sebagai testing
o operasi : menggunakan remote kontrol TSM 2001
o biaya : pengurangan biaya
o mudah disesuaikan dengan PLC, pantas untuk kemungkinan
perencanaan
2. Availabilty (keberadaannya)
Menggunakan testing sendiri dan prosedur diagnosaa sendiri secara terus
menerus dan memberikan data seefisien mungkin dalam setiap kesalahan.
Dalam hal proteksi Sepam 2000 di gardu induk PT. Semen Padang
melakukan proteksi terhadap :
1. Transformator
Bayu Putra ( 03 175 047) 9
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Proteksi yang dilakukan Sepam 2000 pada trafo adalah
o Phase overcurrent protection
o Eearth fault Protection
o Thermal overload protection
o Over voltage protection
o Under frequency protection
o Diefferential relay
2. Busbar
Proteksi yang dilakukan Sepam 2000 pada busbar adalah :
o Phase over current protection
o Voltage restrained over current protection
o Earth fault protection
o Negative sequence unbalance protection
o Phase over voltage protection
o Phase under voltage protection
4.3.1 Phase Overcurrent Protection
Akibat adanya gangguan hubung singkat maka timbul arus yang melebihi
nilai nominal peralatan sehingga dapat merusak peralatan-peralatan tersebut.
Proteksi arus lebih fasa (Phase Overcurrent) terdiri dari 3 fasa. Relai ini
akan mulai pick up ketika arus masing-masing fasa mencapai nilai settingnya.
Relai ini diberikan perlambatan waktu (time delay). Perlambatan waktunya boleh
Bayu Putra ( 03 175 047) 10
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Definite Time (DT) atau Inverse Definite Minimum Time-IDMT (standard inverse
Time - SIT, very inverse-VIT, extremely inverse-EIT, atau ultra inverse-UIT).
Proteksi Definite Time
Is adalah arus setting dalam amper, dan T adalah perlambatan waktu
proteksi.
Gambar 4.10 Prinsip proteksi definite time
Proteksi IDMT
Gambar 4.11 Prinsip proteksi IDMT
Is adalah asimtot vertikal kurva, dan T adalah perlambatan waktu
operasi untuk 10 Is.
Kurva tersebut didefenisikan menurut persamaan:
Bayu Putra ( 03 175 047) 11
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
standard inverse time (SIT)
t = 0.14
( I / Is)0 .02 − 1.
T2.97
very inverse time (VIT)
t = 13 .5( I / Is)− 1
.T
1 . 5
extremely inverse time (EIT)
t = 80
( I / Is)2 − 1.
T0 .808
ultra inverse time (UIT)
t = 315
( I / Is)2.5 − 1. T
Fungsi ini juga dimasukkan kedalam perhitungan variasi arus
selama interval time delay.
Penyettingan OCR dapat dilakukan dengan hal-hal sebagai berikut :
1) Menentukan T (waktu tunda) dan Is (arus setting) yang diinginkan dimana :
Defenite : Is diset antara 0,3 In Is 24 In dalam Amper
T diset antara 50 ms T 655s
IDMT : Is diset antara 0,3 In Is 2,4 In dalam Amper
T diset antara 100 ms T 12,5 s
2) Menentukan If, arus gangguan yang lebih besar dari Is
3) Menentukan I/Is dengan membagi arus gangguan dengan arus setting
4) Menentukan masing-masing waktu relai pick up menurut kurva IDMT tas,
bila memakai arus sesaat maka relai tidak menggunakan waktu tunda
sehingga t = T.
4.3.2 Thermal Overload Protection
Bekerja berdasarkan kenaikan arus secara perlahan-lahan akibat adanya
beban lebih, terdapat 2 buah kurva karakteristik waktu kerja yaitu kurva dingin
(cold curve), dan kurva panas (hot curve).
Bayu Putra ( 03 175 047) 12
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
“Kurva dingin (cold curve) dipakai untuk kenaikan arus gangguan dari
kondisi awal sampai batas panas tertentu (diasumsikan dalam besaran arus).
Kurva panas (hot curve) dipakai untuk kenaikan arus dari kondisi panas tertentu
sampai batas panas untuk membuat relai bekerja (diasumsikan dalam besaran
arus).”
Relai ini mensimulasikan kenaikan panas pada peralatan yang diproteksi
dengan menggunakan arus yang diukur dari dua fasa (I1 dan I3) atau tiga fasa.
Relai ini memonitor kenaikan panas dan membandingkannya dengan dua titik
setting:
- Berdasarkan aplikasinya, pendeteksian titik setting yang pertama
dirancang untuk sinyal alarm (transformator, kondensator) atau
mendeteksi status panas yang digunakan oleh relay starts per hour;
( OL1)
- Nilai setting yang kedua dirancang untuk proteksi; (OL2)
Pengaruh harmonik
Kenaikan panas dalam peralatan tergantung pada bentuk gelombang arus
yang mengalir pada peralatan tersebut. Pengukuran nilai arus rms fasa 1
dengan menggabungkan pengaruh harmonik hingga tingkat 23
dimasukkan ke dalam perhitungan bentuk gelombang untuk menghitung
kenaikan panas pada beban tiga fasa yang seimbang.
Pengaruh arus urutan negatif
Arus urutan negatif adalah faktor penting dalam menghitung kenaikan
panas. Medan putar yang berhubungan dengan arus urutan negatif akan
Bayu Putra ( 03 175 047) 13
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
menimbulkan frekuensi ganda putaran arus yang menimbulkan besarnya
rugi-rugi.
Inilah sebabnya kenapa fungsi thermal overload dimasukkan ke dalam
perhitungan persamaan arus berikut :
Ieq2 = I2 + K.Ii2
I = arus maksimum dari I1, I2, I3 dan I1 rms
Ii = arus urutan negatif
K = faktor urutan negatif
Kalkulasi kenaikan panas
Kenaikan panas dinyatakan sebagai nilai relatif terhadap kenaikan panas
tertentu pada pengoperasian di bawah beban tertentu.
Proteksi thermal overload memonitor variabel kenaikan panas. Kenaikan
panas dinyatakan sebagai nilai relatif dengan berpengaruh pada tingkat
kenaikan panas yang cocok dengan operasi di bawah rating beban.
Fungsi yang menghitung kenaikan panas peralatan E menurut model
thermal didefenisikan menurut persamaan differensial berikut:
dE = ( IeqIb )
2
xdtT
. E xdtT
E = kenaikan panas
Ib = arus dasar peralatan yang di set pada status menu
Ieq = arus ekivalen
T = konstanta waktu
Pengaruh konstanta waktu
Bayu Putra ( 03 175 047) 14
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Konstanta waktu tergantung pada karakteristik thermal peralatan.
Pendinginan motor lebih efisien ketika motor sedang bekerja daripada
ketika sedang berhenti karena adanya putaran fan dan ventilasinya.
Konstanta waktu diambil pada 2 nilai yaitu T1 dan T2 menurut kondisi
motor, apakah sedang bekerja atau sedang berhenti.
- Konstanta waktu thermal T1 adalah waktu yang dibutuhkan untuk kenaikan
panas peralatan di bawah tertentu beban untuk mencapai 0.63 x kenaikan
panas tertentu (diperoleh setelah waktu tak terbatas ).
- T2 adalah waktu yang dibutuhkan setelah berhenti untuk kenaikan panas
awal pada peralatan untuk turun ke 0.36 x kenaikan panas tertentu.
- Bekerja atau berhentinya peralatan dihitung menurut nilai arus
o bekerja jika I > 0.015 Ib
o berhenti jika I < 0.015 Ib
Gambar 4.12 Konstanta waktu kenaikan panas
Bayu Putra ( 03 175 047) 15
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Gambar 4.13 Konstanta waktu pendinginan
Kurva Dingin (Cold Curve)
Kurva dingin memberikan waktu kerja proteksi menurut arus mulai dari
kenaikan panas nol. Dimulai dari status dingin, kenaikan panas bervariasi
menurut persamaan :
E = ( IeqIb )
2
x (1 − e1
T 1 )Jika E adalah nilai setting untuk trip, waktu trip proteksi adalah :
t = T 1 log( Ieq
Ib )2
( IeqIb )
2
− Es
Kurva Panas (Hot Curve)
Kurva panas memberikan waktu operasi proteksi menurut arus mulai dari
kenaikan panas tertentu (misalnya ketika beban lebih terjadi pada peralatan
yang sedang bekerja). Dimulai dari status panas rata-rata, kenaikan panas
bervariasi menurut persamaan :
E = ( IeqIb )
2
− e− 1
T 1 x [( IeqIb )
2
− 1]Jika E adalah nilai setting untuk trip, waktu trip proteksi adalah :
t = T 1 x log( Ieq
Ib )2
− 1
( IeqIb )
2
− Esx 1
Pendinginan ketika motor berhenti
Bayu Putra ( 03 175 047) 16
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Setelah peralatan berhenti, kenaikan panas bervariasi menurut persamaan :
E = Es x et
T 2
Es = nilai kenaikan panas pada saat peralatan berhenti
Untuk mensetting relai ini dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :
1) Menentukan setting deteksi keadaan panas Es1 (OL1), dan setting tripnya
relay Es2 (OL2) dimana nilai setting berkisar antara 50% - 200%
2) Menentukan waktu kenaikan panas konstan T1, dengan nilai antara 5 mn –
120 mn dan waktu pendinginan konstan T2, dengan nilai antara
5 mn – 600 mn (untuk motor, T1 < T2, sedangkan untuk trafo dan
kapasitor, T1 = T2)
3) Menentukan faktor K untuk urutan negatif yang akan digunakan dimana
terdiri dari : none (0), low (2,25), average (4,5) dan high (9)
4) Menentukan ukuran kenaikan panas E (heating) dengan nilai setting 0 %-
99%
5) Menghitung Ieq, arus ekivalen dengan menggunakan Ieq = (I2 + K Ii2)
sebagai arus gangguan (I)
6) Menghitung I/Ib dengan membagi arus gangguan dengan arus dasar relay
7) Menghitung nilai t1 (waktu dingin) dan t2 (waktu panas)
t1 = T1 * log [ (Ieq/Ib)2 / (Ieq/Ib)2 – Es ]
t2 = T2 * log [ (Ieq/Ib)2 –
1/ (Ieq/Ib)2 – Es ] * I
4.3.3 Earth Fault Protection
Bayu Putra ( 03 175 047) 17
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Earth Fault Relai (EFR) berfungsi untuk mengamankan gangguan
hubungan tanah dengan menggunakan relai arus untuk mendeteksi arus yang
melalui titik netral dengan tanah. Kerja relai ini sangat sensitif, karena mendeteksi
gangguan hubung luar seperti sirkulasi arus yang saling meniadakan dan juga
gangguan dalam seperti sirkulasi arus yang saling menjumlahkan, menyebabkan
relai tersebut bekerja.
Proteksi gangguan tanah (earth fault) terdiri dari satu fasa. Ia akan pick up
ketika arus gangguan tanah mencapai nilai settingnya. Relai ini diberikan
perlambatan waktu (time delay). Perlambatan waktunya boleh definite time (DT)
atau inverse definite minimum time-IDMT (standard inverse-SIT, very inverse-
VIT, extre-mely inverse-EIT, atau ultra inverse-UIT).
Proteksi Definite Time
Iso adalah arus setting dalam Ampere, dan T adalah perlambatan waktu
proteksi
Gambar 4.14 Prinsip proteksi definite time
Proteksi IDMT
Bayu Putra ( 03 175 047) 18
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Gambar 4.15 Prinsip proteksi IDMT
Dimana : Iso adalah asimtot tegak dari kurva
T adalah waktu tunda operasi saat 10Iso
Kurva tersebut didefenisikan menurut persamaan :
standard inverse time (SIT)
t = 0 .14
( I 0 /Is0 )0.02 − 1.
T2 .97
very inverse time (VIT)
t = 13 .5( I 0 /Is0 )− 1
.T
1 .5
extremely inverse time (EIT)
t = 80
( I 0 /Is0 )2 − 1.
T0. 808
ultra inverse time (UIT)
t = 315
( I 0 /Is0 )2.5 − 1. T
Fungsi ini juga dimasukkan kedalam perhitungan variasi arus selama
interval time delay.
Pada penyetingan EFR dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :
1) Menentukan T (waktu tunda) dan Iso (arus setting) yang diinginkan, perlu
diperhatikan bahwa arus gangguan tanah tersebut diukur dapat menggunakan :
* CSH yang melewati konduktor 3 fasa dan mendeteksi secara cermat :
Defenite : Iso diset antara 0,05 Ino Iso 10 Ino atau 0,1 Iso 20 A
T diset antara 50 ms T 655 s
IDMT: Iso diset antara 0,05 Ino Iso Ino A
Bayu Putra ( 03 175 047) 19
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
T diset antara 100 ms T 12,5s
* CHS 30 yang bertindak sebagai adaptor :
Defenite : Iso diset antara 0,05 In Iso 10 In atau 1,5 Iso 300 A
T diset antara 50 ms T 655s
IDMT : Iso diset antara 0,05 In Iso 1 In
T diset antara 100ms T12,5s
Defenite : Iso diset antara 0,05 In Iso 10 In A
T diset antara 50 ms T 655 s
IDMT : Is diset antara 0,05 In Iso In
T diset antara 100 ms T 12,5 s
2) Menentukan If, arus gangguan yang lebih besar dari Iso
3) Menentukan Io/Iso dengan membagi arus gangguan dengan arus setting
4) Menentukan masing-masing waktu relai pick up menurut kurva IDMT diatas,
bila memakai arus sesaat (defenite) maka relai tidak menggunakan waktu
tunda sehingga t = T.
4.3.4 Negative Sequence Unbalance Protection
Bekerja berdasarkan ketidaksetimbangan arus antar phasa atau adanya
phasa yang terbalik. Proteksi ini dirancang untuk melindungi peralatan dari
kondisi tidak seimbang.
Relai ini akan pick up ketika komponen urutan negatif dari arus fasa lebih
besar dari nilai settingnya.
Relai ini diberikan perlambatan waktu. Perlambatan waktunya bisa
definite time atau IDMT.
Bayu Putra ( 03 175 047) 20
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Arus urutan negatif Ii dihitung dari arus tiga fasa :
Ii = 13
x ( I1 + a2 I2 + aI 3 ) ;
a = ej2 π3
Ketika Sepam hanya dihubungkan pada sensor arus 2 fasa, arus urutan
negatif adalah :
I i=1
√3x ( I 1 + a2 I 3 )
;
a = ej2 π3
tanpa arus gangguan tanah
Definite Time Delay
Untuk Ii > Is, perlambatan waktu adalah definite (tidak tergantung pada Ii) dan
sebanding dengan T.
Gambar 4.16 Prinsip proteksi definite time
IDMT Time Delay
Untuk Ii > Is, perlambatan waktu tergantung pada nilai Ii/Ib. T sesuai dengan
perlambatan waktu untuk Ii/Ib = 5.
Bayu Putra ( 03 175 047) 21
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Gambar 4.17 Prinsip proteksi IDMT
Kurva tripping didefenisikan menurut persamaan :
Untuk Is/Ib Ii/Ib 0.5t = 3.19
( Ii /Ib )1 .5. T
Untuk 0.5 Ii/Ib 5t = 4 .64
( Ii /Ib )0 .96. T
Untuk Ii/Ib > 5 t = T
Fungsi tersebut dimasukkan ke dalam perhitungan variasi arus
urutan negatif selama waktu tunda. Pengukuran arus urutan negatif
dinyatakan sebagai persentase arus dasar yang dapat diakses melalui
terminal pocket TSM 2001. Hal tersebut tersedia jika proteksi tidak
sanggup.
Pada penyetelan relai unbalance ini dapat dilakukan hal-hal sebagai
berikut :
1) Menentukan T (waktu tunda) dan Is (arus setting) yang diinginkan dimana :
Defenite : Is diset antara 10 % Ib Is 500 % Ib dalam Amper
T diset antara 100 ms T 655 s
IDMT : Is diset antara 10 % Ib Is 50 % Ib dalam Amper
Bayu Putra ( 03 175 047) 22
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
T diset antara 100 ms T 1 s
2) Menentukan Ii, arus unbalance yang merupakan arus gangguan sebesar 2 % -
100 % arus fasa (I = I1 = I2 = I3).
3) Menentukan I/Ib dengan membagi arus gangguan dengan arus dasar.
4) Menentukan masing-masing waktu relai pick up menurut kurva yang
digunakan.
4.3.5 Locked Rotor / Excessive Starting Time Protection
Bekerja berdasarkan kenaikan arus yang besar saat start awal motor
peralatan proteksi ini menggunakan kurva karakteristik invers.
Proteksi ini terdiri dari tiga fasa. Ia terdiri dari dua bagian :
Excessive starting time
Selama starting, proteksi ini akan pick up ketika arus salah satu fasanya
lebih besar dari nilai arus settingnya (Is) untuk jangka waktu yang lebih
lama daripada perlambatan waktu ST (waktu starting normal).
Locked Rotor (Rotor Terkunci)
Pada operasi normal (setelah starting), proteksi ini akan pick up ketika
arus salah satu fasanya lebih besar dari nilai arus settingnya Is untuk waktu
yang lebih lama daripada perlambatan waktu LT dengan tipe definite
time.starting dideteksi ketika arus yang diserap 5% lebih besar dari arus
dasar (Ib).
Pada penyettingan relai ini dapat dilakukan :
1) Menentukan arus setting Is dengan nilai antara 50% Ib Is 500% Ib yang
mana Ib < Is < I start.
Bayu Putra ( 03 175 047) 23
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
2) Menentukan waktu tunda ST, T start yang berhubungan dengan waktu starting
normal dengan nilai antara 500 ms T 655 s
3) Menentukan waktu tunda LT, T lock untuk akselerasi ulang yang tak dideteksi
sebagai suatu start ulang dengan nilai antara 50 ms T 655 s
4.3.6 Starts Per Hour Protection
Proteksi ini terdiri dari tiga fasa. Relai ini akan pick up ketika jumlah start
mencapai batas berikut :
Jumlah start per jam maksimum yang diijinkan.
Jumlah start panas (hot start) secara berturut-turut maksimum yang
diijinkan.
Jumlah start dingin (cold start) maksimum yang diijinkan.
Selain itu juga ada indikasi yang hanya terbaca dari TSM 2001, yaitu :
Jumlah start yang masih diperbolehkan sebelum maksimumnya, jika proteksi
tak bekerja
Waktu tunggu sebelum dibolehkan start, jika proteksinya bekerja
Starting dideteksi ketika arus yang diserap menjadi 5% lebih besar dari
arus Ib setelah lebih rendah selama penundaan waktu T.
Bayu Putra ( 03 175 047) 24
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Gambar 4.15 Pendeteksian Starting
Jumlah start per jam adalah jumlah start yang dihitung dalam 60 menit
terakhir. Jumlah start secara berturut-turut adalah jumlah start yang dihitung
selama 60/N menit start terakhir, N start adalah jumlah start yang diijinkan per
jam.
Status panas motor yang berhubungan dengan overrunning (bekerja secara
berlebihan) dari nilai pertama pada fungsi thermal overload. Ini mungkin
dilakukan untuk menambah jumlah start dengan sebuah input data logic.
Pada penyetelan relai ini dapat dilakukan :
1) Menentukan N start, jumlah start yang diperbolehkan per jam : 1 - 60
2) Menentukan H start, jumlah start panas secara berturut-turut : 1 – N start
3) Menentukan C start, jumlah start dingin secara berturut-turut : 1 – N start
4) Menentukan T, penundaan waktu antara start, yang mendefinisikan suatu
waktu shutdown minimum sebelum start yang lain dibolehkan dan dihitung :
500 ms T 655 s
5) Menentukan ukuran N rest, waktu tunggu : 1 mn – 60 mn
4.3.7 Positive Sequence Undervoltage and Phase Rotation Direction Check
Positive Sequence Undervoltage
Proteksi ini akan Pick up ketika komponen urutan positif Vd dari
sistem tiga fasa kurang dari nilai tegangan settingnya (Vsd), dengan:
Vd = (1/3)[V1 + aV2 + a2V3]
Bayu Putra ( 03 175 047) 25
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Vd = (1/3)[U21 – a2U23]
V = U
√3 a = ej2 π3
Proteksi ini memiliki perlambatan waktu definite time T.
Phase Rotation Direction
Proteksi ini juga mengizinkan arah putaran fasa (phase rotation
direction) terdeteksi. Peralatan proteksi akan menganggap arah putaran fasa
berlawanan ketika tegangan urutan positif kurang dari 10% Un dan ketika
tegangan urutan positif melebihi 80% Un.
Pengukuran Tegangan Urutan Positif
Proteksi ini juga mengindikasikan nilai tegangan urutan Positif pada
TSM 2001. Tegangan dinyatakan dalam kilovolt.
Ketika arah putaran fasa berlawanan, maka akan ditampilkan pesan
berupa :
Vd = inverse
Relai-relai tersebut akan memberi perintah untuk memutuskan tenaga
kepada pemutus tenaga ( CB ) jika merasakan adanya gangguan pada motor.
Bayu Putra ( 03 175 047) 26
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
BAB V
KOORDINASI RELAI DI GARDU INDUK DENGAN RAW MILL DAN
CEMENT MILL INDARUNG V
Relai proteksi yang terdapat dalam peralatan SEPAM 2000, memproteksi
mulai dari transformator di Gardu induk P.T Semen Padang sampai kepada beban-
beban yang dilayaninya. Gardu Induk Semen Padang memiliki 3 buah trafo, trafo
1 mensuplai listrik ke beban di raw mill Indarung V, trafo 2 mensuplai listrik ke
beban di kiln Indarung V, dan trafo 3 mensuplai listrik ke beban di cement mill
Indarung V.
5.1 Single Line Diagram Gardu Induk P.T.Semen Padang Dari Trafo 1 Dan 3
Bayu Putra ( 03 175 047) 27
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
5.2 Koordinasi Relai masing-masing Feeder dari Trafo 1 dan Trafo 3 Gardu
Induk P.T.Semen Padang sampai ke beban
5.2.1 Setting relai feeder 28 sampai ke beban
Bayu Putra ( 03 175 047) 28
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Outgoing to Feeder 28 (Dept.628) (Sepam S2035S02), Ratio CT 1000/5
A
- Over Current (DT)
Setting 3200 A
I/U or other 3.2 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 400 A
I/U or other 0.4 In
Time 0.9 s
- Earthfault
Setting 13 A
I/U or other 13 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 29
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Time 0.4 s
Incoming to substation 628 (Sepam S2025M15), Ratio CT 400/5 A
- Over Current (DT)
Setting 3200 A
I/U or other 8 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 400 A
I/U or other 1 In
Time 0.9 s
- Earthfault
Setting 10 A
I/U or other 10 A
Time 0.4 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 30
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Cement Cilos & Compressor ST 2, Silo Extraction, Spare (Sepam
S2025T09), Ratio CT 200/5
- Over Current (DT)
Setting 2000 A
I/U or other 10 In
Time 0.05 s
- Overload (EI)
Setting 160 A
I/U or other 0.8 In
Time 0.5 s
- Earthfault
Setting 8 A
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 31
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
5.2.2 Setting relai feeder 26 dan 27 sampai ke beban
Outgoing Feeder 26 to substation 548.1 (Sepam S2035S02), Ratio CT
2000/5 A
- Over Current (DT)
Setting 5800 A
I/U or other 2.9 In
Time 0.7 s
- Overload (DT)
Setting 2000 A
I/U or other 1 In
Time 36 s
- Earthfault (DT)
Bayu Putra ( 03 175 047) 32
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Setting 15 A
I/U or other 15 A
Time 0.4 s
- Remanent Undervoltage
Setting 1260 V
I/U or other 20% Un
Time 0.1 s
- Overvoltage
Setting 6930 V
I/U or other 110% Un
Time 1 s
Outgoing Feeder 27 to substation 548.2 (Sepam S2035S02), Ratio CT
2000/5 A
- Over Current (DT)
Setting 5800 A
I/U or other 2.9 In
Time 0.7 s
- Overload (DT)
Setting 2000 A
I/U or other 1 In
Time 36 s
- Earthfault (DT)
Setting 13 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 33
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
I/U or other 13 A
Time 0.5 s
- Undervoltage
Setting 4725 V
I/U or other 75% Un
Time 1 s
- Remanent Undervoltage
Setting 1260 V
I/U or other 20% Un
Time 0.1 s
- Overvoltage
Setting 6930 V
I/U or other 110% Un
Time 1 s
Incoming substation 548.1=548.2 (Sepam S2025M15),Ratio CT 2000/5A
- Over Current (DT)
Setting 5800 A
I/U or other 2.9 In
Time 0.7 s
- Overload (DT)
Setting 2000 A
I/U or other 1 In
Time 36 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 34
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
- Earthfault (DT)
Setting 10 A
I/U or other 10 A
Time 0.4 s
- Negative sequence Unbalance (IDMT)
Setting 400 A
I/U or other 0.2 Ib
Time 0.4 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 4200 V
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Cement Mill 2 (Sepam S2025M15),Ratio CT 800/5 A
- Over Current (DT)
Setting 3695 A
I/U or other 4.62 In
Time 0.1 s
- Overload (DT)
Setting 880 A
I/U or other 1.1 In
Time 27 s
- Earthfault (DT)
Setting 8 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 35
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
- Negative sequence Unbalance (IDMT)
Setting 221.7 A
I/U or other 0.3 Ib
Time 0.4 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 4200 V
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Cement Mill 2 Dept & Cement (Sepam S2025M15),Ratio CT 200/5 A
- Over Current (DT)
Setting 2400 A
I/U or other 12 In
Time 0.05 s
- Overload (EI)
Setting 200 A
I/U or other 1 In
Time 0.5 s
- Earthfault (DT)
Setting 8 A
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 36
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Cement Mill Fan 2 (Sepam S2025M15),Ratio CT 100/5 A
- Over Current (DT)
Setting 650 A
I/U or other 6.5 In
Time 0.1 s
- Overload (DT)
Setting 75 A
I/U or other 0.75 In
Time 23 s
- Earthfault (DT)
Setting 8 A
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
- Negative sequence Unbalance (IDMT)
Setting 18.87 A
I/U or other 0.3 Ib
Time 0.5 s
Positive Sequence Undervoltage
Setting 4200 V
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 37
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Bus Coupler (Sepam S2025T09),Ratio CT 1200/5 A
- Over Current (DT)
Setting 4800 A
I/U or other 4 In
Time 0.4 s
- Overload (DT)
Setting 1200 A
I/U or other 1 In
Time 32 s
- Earthfault (DT)
Setting 8 A
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
Roller pres 2 (Sepam S2025T09),Ratio CT 150/5 A
- Over Current (DT)
Setting 2100 A
I/U or other 14 In
Time 0.05 s
- Overload (EI)
Setting 150 A
I/U or other 1 In
Time 0.5 s
- Earthfault (DT)
Bayu Putra ( 03 175 047) 38
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Setting 8 A
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
5.2.3 Setting relai feeder 25 sampai ke beban
Outgoing Feeder 25 substation 468 (Sepam S2035S02),Ratio CT
1000/5A
- Over Current (DT)
Setting 3600 A
I/U or other 3.6 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 600 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 39
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
I/U or other 0.6 In
Time 0.9 s
- Earthfault (DT)
Setting 10 A
I/U or other 10 A
Time 1 s
- Undervoltage
Setting 4725 A
I/U or other 75% Un
Time 1 s
- Remanent Undervoltage
Setting 1260 V
I/U or other 20% Un
Time 0.1 s
- Overvoltage
Setting 6930 V
I/U or other 110% Un
Time 1 s
Incoming to substation 468 (Sepam S2025M15), Ratio CT 600/5 A
- Over Current (DT)
Setting 3600 A
I/U or other 6 In
Time 0.4 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 40
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
- Overload (EI)
Setting 600 A
I/U or other 1 In
Time 0.9 s
- Earthfault (DT)
Setting 10 A
I/U or other 10 A
Time 0.4 s
- Negative sequence Unbalance (DT)
Setting 120 A
I/U or other 0.2 Ib
Time 0.5 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 2.55 kV
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Coal Mill Fan 750 kW (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A
- Over Current (DT)
Setting 270 A
I/U or other 2.7 In
Time 0.1 s
- Overload (EI)
Setting 89 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 41
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
I/U or other 0.89 In
Time 12.5 s
- Earthfault (DT)
Setting 6 A
I/U or other 6 A
Time 0.1 s
- Negative sequence Unbalance (DT)
Setting 35.6 A
I/U or other 0.4 Ib
Time 0.5 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 2.55 kV
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Coal Mill 750 kW (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A
- Over Current (DT)
Setting 270 A
I/U or other 2.7 In
Time 0.1 s
- Overload (EI)
Setting 89 A
I/U or other 0.89 In
Time 12.5 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 42
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
- Earthfault (DT)
Setting 6 A
I/U or other 6 A
Time 0.1 s
- Negative sequence Unbalance (DT)
Setting 35.6 A
I/U or other 0.4 Ib
Time 0.5 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 2.55 kV
I/U or other 70% Un
Time 1 s
5.2.4 Setting relai feeder 14 sampai ke beban
Bayu Putra ( 03 175 047) 43
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Outgoing Feeder 14 substation 158 (Sepam S2035S02), Ratio CT
1000/5A
- Over Current (DT)
Setting 3600 A
I/U or other 3.6 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 600 A
I/U or other 0.6 In
Time 0.9 s
- Earthfault (DT)
Setting 13 A
I/U or other 13 A
Time 1 s
- Undervoltage
Setting 4725 A
I/U or other 75% Un
Time 1 s
- Remanent Undervoltage
Setting 1260 V
I/U or other 20% Un
Time 0.1 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 44
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
- Overvoltage
Setting 6930 V
I/U or other 110% Un
Time 1 s
Incoming to substation 158 (Sepam S2025M15), Ratio CT 600/5 A
- Over Current (DT)
Setting 3600 A
I/U or other 6 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 600 A
I/U or other 1 In
Time 0.9 s
- Earthfault (DT)
Setting 10 A
I/U or other 10 A
Time 0.4 s
- Negative sequence Unbalance (IDMT)
Setting 120 A
I/U or other 0.2 Ib
Time 0.5 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 2.55 kV
Bayu Putra ( 03 175 047) 45
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Limestone silica transport storage = clay crushing coal intake = Raw
material handling (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A
- Over Current (DT)
Setting 1300 A
I/U or other 13 In
Time 0.1 s
- Overload (EI)
Setting 100 A
I/U or other 1 In
Time 0.5 s
- Earthfault (DT)
Setting 8 A
I/U or other 8 A
Time 0.1 s
- Overvoltage
Setting 6.8 kV
I/U or other 105% Un
Time 4 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 46
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
5.2.5 Setting relai feeder 15 sampai ke beban
Outgoing Feeder 2 substation 348.1 (Sepam S2035S02), Ratio CT
1000/5 A
- Over Current (DT)
Setting 3600 A
I/U or other 3.6 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 1200 A
I/U or other 1.2 In
Time 0.9 s
- Earthfault (DT)
Setting 13 A
I/U or other 13 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 47
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Time 1 s
- Undervoltage
Setting 4725 A
I/U or other 75% Un
Time 1 s
- Remanent Undervoltage
Setting 999 kV
I/U or other 20% Un
Time 0.1 s
- Overvoltage
Setting 6930 V
I/U or other 110% Un
Time 1 s
Incoming to substation 348.1 (Sepam S2025M15), Ratio CT 1000/5 A
- Over Current (DT)
Setting 3600 A
I/U or other 3.6 In
Time 0.4 s
- Overload (EI)
Setting 1200 A
I/U or other 1.2 In
Time 0.9 s
- Earthfault (DT)
Bayu Putra ( 03 175 047) 48
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Setting 10 A
I/U or other 10 A
Time 0.5 s
- Negative sequence Unbalance (IDMT)
Setting 400 A
I/U or other 0.4 Ib
Time 0.5 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 2550 V
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Raw Mill 1=Raw Mill 2 (Sepam S2025M15), Ratio CT 400/5 A, In =
400A, Ib =347
- Over Current (DT)
Setting 1000 A
I/U or other 0.25 In
Time 0.1 s
- Overload (EI)
Setting 278 A
I/U or other 0.7 In
Time 12.5 s
- Earthfault (DT)
Setting 2 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 49
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
I/U or other 2 A
Time 0.1 s
- Negative sequence Unbalance (IDMT)
Setting 139 A
I/U or other 0.4 Ib
Time 0.5 s
- Positive Sequence Undervoltage
Setting 2550 V
I/U or other 70% Un
Time 1 s
Raw Mill 1 Dept (Sepam S2025T09), Ratio CT 100/5 A, In = 100 A, Ib
=92
- Over Current (DT)
Setting 1300 A
I/U or other 13 In
Time 0.1 s
- Overload (EI)
Setting 100 A
I/U or other 1 In
Time 0.5 s
- Earthfault (DT)
Setting 2 A
I/U or other 2 A
Bayu Putra ( 03 175 047) 50
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Time 0.1 s
- Overvoltage
Setting 6800 V
I/U or other 105% Un
Time 4 s
5.3 Analisa koordinasi Relai proteksi
Urutan kerja antara proteksi utama dengan proteksi penyangga disebut
dengan koordinasi relai. Urutan kerja ini terlihat dengan adanya perbedaan
interval waktu pada relai proteksi tersebut. Berdasarkan data di atas, telah terlihat
ada perbedaaan interval waktu.
Jika dilihat pada tiap-tiap feeder, waktu trip pada relai proteksi di beban
lebih kecil dibandingkan dengan waktu trip pada busbar untuk beban tersebut. Hal
ini menunjukkan bahwa proteksi utama yang berada di beban akan lebih dulu
bekerja jika terjadi gangguan. Jika proteksi utama bekerja dengan baik maka
beban-beban lain pada sistem dapat terus bekerja. Namun, jika proteksi utama
gagal bekerja, maka proteksi penyangga akan segera mentrip. Hal ini berarti
menghentikan kerja sekelompok beban yang terdapat pada feeder yang sama.
Keberadaan proteksi utama sangat penting untuk keamanan sistem
keseluruhan. Maka kerja dari relai proteksi pada proteksi utama sangat
menentukan kelanjutan operasi sistem. Namun, kegagalan bisa saja terjadi pada
relai proteksi dengan beberapa penyebab sebagai berikut :
Bayu Putra ( 03 175 047) 51
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
1. Relai tidak mengirim sinyal trip ke pemutus circuit breaker (tidak selektif)
2. Relai bekerja tapi tidak mampu untuk mengoperasikan circuit breaker. Hal
ini bisa disebabkan oleh kerusakan perangkat lain.
Proteksi untuk setiap jenis gangguan, telah ada setting waktunya untuk
beban, incoming to feeder (busbar), dan outgoing dari trafo. Setting waktu pada
beban yang lebih kecil menunjukkan bahwa proteksi utama adalah relai proteksi
yang berlokasi di beban berupa motor-motor listrik. Gangguan yang sering terjadi
di motor mengharuskan relai pada motor ini untuk bekerja secepat mungkin
sehingga tidak mengganggu kerja beban lain.
Contoh perhitungan saat terjadi gangguan :
Jika terjadi gangguan beban lebih (overload) di Cement cilos sebesar 192 A, jika
diketahui setting di cement cilos adalah :
Setting (EI) 160 A
I/U or other 0.8 In
Time 0.5 s
Menggunakan setting waktu EI (Extremely Invers Time):
t = 80
( I / Is)2 − 1.
T0 .808
jika I/Is = 192/160 = 1,2
Bayu Putra ( 03 175 047) 52
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Is adalah arus setting, sedangkan I adalah arus gangguan (biasanya melebihi
arus setting)
t = 80
(1 .2)2 − 1.
0 .50 .808 = 112,5 s
Jika dibandingkan dengan incoming to substation 628 :
Overload (EI)
Setting 400 A
I/U or other 1 In
Time 0.9 s
Menggunakan setting waktu EI (Extremely Invers Time):
t = 80
( I / Is)2 − 1.
T0 .808
jika I/Is = 1,2
Is adalah arus setting, sedangkan I adalah arus gangguan (biasanya melebihi
arus setting)
t = 80
(1 .2)2 − 1.
0 .90 .808 = 202,52 s
Jika dibandingkan dengan outgoing to incoming substation 628 :
Overload (EI)
Setting 400 A
I/U or other 0.4 In
Time 0.9 s
Bayu Putra ( 03 175 047) 53
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Menggunakan setting waktu EI (Extremely Invers Time):
t = 80
( I / Is)2 − 1.
T0 .808
jika I/Is = 1,2
Is adalah arus setting, sedangkan I adalah arus gangguan (biasanya melebihi
arus setting)
t = 80
(1 .2)2 − 1.
0 .90 .808 = 202,52 s
Berdasarkan perhitungan di atas terlihat bahwa waktu trip pada cement
cilos (t = 112,5 s), sedangkan untuk outgoing dan incoming, dengan waktu trip
yang sama (t = 202,52 s). Proteksi yang ada di Cement cilos berfungsi sebagai
relai utama dengan waktu trip yang lebih cepat daripada outgoing dan incoming
yang berfungsi sebagai relai penyangga.
Untuk outgoing dan incoming mempunyai setting yang sama karena bila
terjadi gangguan antara outgoing dan incoming maka ia akan sama-sama men-trip.
Hal ini disebabkan karena kedua relai berada pada satu saluran transmisi atau
berada antara dua buah busbar tanpa beban. Lebih jelasnya, dapat dilihat pada
gambar zona proteksi yang saling tumpang tindih di bawah ini :
Bayu Putra ( 03 175 047) 54
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
Gambar Ini menunjukkan bahwa antara bus A dan B pada prinsipnya
hanya menggunakan satu relai. Sehingga outgoing dan incoming dari feeder 28 di
atas memiliki setting waktu yang sama, supaya memproteksi kedua bus dengan
fungsi yang sama sebagai relai utama pada saluran transmisi tersebut.
Bayu Putra ( 03 175 047) 55
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
BAB VI
PENUTUP
6.1. Kesimpulan
Dari pelaksanaan kerja praktek yang telah dilakukan dan hasil penulisan
laporan dapat diambil kesimpulan yaitu :
1. P.T.Semen Padang menggunakan Sepam 2000 yang berfungsi sebagai
peralatan proteksi, kontrol dan monitoring pada sistem kelistrikannya.
2. Pada Sepam 2000 terdapat setting relai untuk semua jenis gangguan
dengan setting waktu yang berbeda-beda.
3. Setting waktu yang terdapat pada relai proteksi Sepam 2000 telah
sesuai dengan urutan kerja relai proteksi. Dimana setting waktu relai
utama lebih kecil dibanding relai penyangga.
6.2. Saran
1. Pada saat penyettingan Sepam 2000, diperlukan diperhatikan
koordinasi relai yang benar dengan memperhitungkan perbedaan
interval waktu antara relai utama dengan relai penyangga.
2. Pemeliharaan dari peralatan harus selalu diperhatikan agar kegagalan
kerja relai dapat diminimalisasi.
Bayu Putra ( 03 175 047) 56
P.T.Semen Padang Universitas Andalas
DAFTAR PUSTAKA
Biro Pembinaan dan Pengembangan Personil.1996.Pengertian dan Pembuatan Semen.PT.Semen Padang.Padang.
Biro Pembinaan dan Pengembangan Personil.1996.Sistem Pembangkit dan Distribusi.PT.Semen Padang.Padang.
Biro Pemeliharaan Listrik dan Instrument Indarung III. Pengenalan Peralatan Listrik dan Instrumen, PT. Semen Padang, Padang.
Ravindranath, 1993, Power System Protection and Switchgear, New Delhi.
Schneider Group. Sepam 2000, Instruction Manual. Merlin Gerin. 1998
Bayu Putra ( 03 175 047) 57