makalah etap
DESCRIPTION
ETAP 6.0.0 SoftwareTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM SOFTWARE TENAGA LISTRIK
ANALISA KARAKTERISTIK PEMUTUSAN PENGAMAN
DENGAN MENGGUNAKAN METODE STAR VIEW
Disusun guna melengkapi persyaratan nilai mata kuliah software tenaga listrik
Disusun oleh :
1) Annisa Herawati (3.39.10.0.00)
2) Farikha Himawati (3.39.10.0.00)
3) Luthfi Wira Putra (3.39.10.0.19)
4) Rizky Nuladhani (3.39.10.0.21)
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2012
ANALISA KARAKTERISTIK PEMUTUSAN PENGAMAN
I. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah agar mahasiswa dapat :
1. Menggunakan software aplikasi ETAP 6.0.0 dengan baik
2. Merangkai suatu rangkaian system listrik
3. Melakukan simulasi gangguan atau hubung singkat dan menganalisa pengamannya.
4. Memahami karakteristik pengaman OCR, Fuse, dan CB
II. Pendahuluan
Di dalam rangkaian elektronik atau rangkaian listrik, sekering (fuse) berfungsi
sebagai pengaman, yaitu ketika terjadi kelebihan arus listrik. Cara kerja fuse, jika dalam
sebuah sistem rangkaian elektonik atau rangkaain listrik terjadi arus lebih maka
sekering (fuse) akan putus sehingga arus listrik tidak lagi mengalir dalam sistem
tersebut untuk mengamankan komponen lain. Kelebihan arus tersebut dapat disebabkan
karena adanya hubung singkat atau karena kelebihan beban output. Banyak terjadi
kebakaran karena hubung singkat akibat sekering tidak berfungsi, rusak, atau bahkan
karena tidak dipasang sama sekali. Satuan fuse adalah mA (mili Ampere) dan A
(Ampere). Fuse dengan nilai limit 500 mA akan putus ketika dialiri arus lebih dari 500
mA, demikian juga jika fuse 15 A akan putus jika dialiri arus lebih dari 15 A. Jika
sebuah fuse tidak putus ketika dialiri arus lebih dari nilai yang tercantum (I Output > I
Fuse Limit), fuse tersebut harus segera diganti karena kemungkinan rusak dan dapat
membahayakan.
Perhatikan gambar disamping. R Beban akan
berjalan normal (On) ketika saklar (S1) ditutup
karena arus listrik akan mengalir dari sumber
tegangan (V) menuju fuse dan R Beban. Jika
saklar (S1) dibuka maka R Beban akan mati
karena tidak ada arus yang mengalir.
Apabila suatu saat terjadi hubung singkat pada
output atau R beban berlebih (lebih dari nilai arus
limit fuse), maka fuse akan putus, akibatnya R
Beban tidak akan bekerja (Off) dan sumber tegangan tidak akan rusak. Pada rangkain
listrik R Beban tersebut dapat berupa lampu, televisi, radio, mesin cuci, setrika, dan
perangkat lain yang menggunakan sumber tegangan AC. Sedangkan pada rangkain
elektronika R Beban dapat berupa lampu neon kecil, LED, buzzer, speaker, motor DC,
atau sebuah sistem elektronik lain yang merupakan output atau beban sumber tegangan
DC.
Simbol Sekering (Fuse)
Miniature Time Delay Fuse
Digunakan untuk melindungi perangkat elektronik dengan nilai limit 300 mA 250 V
Circuit Breaker atau Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) adalah suatu peralatan
pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka
dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai
dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.
Pada waktu pemutusan atau penghubungan suatu rangkaian sistem tenaga listrik
maka pada PMT akan terjadi busur api, hal tersebut terjadi karena pada saat kontak PMT
dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik diantara
kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 3.1 Pembentukan Busur Api
Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan
menghasilkan emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik
menimbulkan emisi medan tinggi pada kontak katoda (K). Kedua emisi ini menghasilkan
elektron bebas yang sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-
elektron ini membentur molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-
benturan ini akan menimbulkan proses ionisasi. Dengan demikian, jumlah elektron bebas
yang menuju anoda akan semakin bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang
bergerak menuju katoda, perpindahan elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan
memanaskan kontak anoda.
Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang
berbeda. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten
atau karbon, maka ion positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya,
emisi thermis semakin meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya
rendah, misal tembaga, ion positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasil emisi
thermis ini dan emisi medan tinggi akan melanggengkan proses ionisasi, sehingga
perpindahan muatan antar kontak terus berlangsung dan inilah yang disebut busur api.
Rele arus lebih – OCR memproteksi instalasi listrik terhadap gangguan antar
fasa. Sedangkan untuk memproteki terhadap gangguan fasa tanah digunakan rele Rele
Arus Gangguan tanah atau Ground Fault Relay (GFR). Prinsip kerja GFR sama dengan
OCR, yang membedakan hanyalah pda fungsi dan elemen sensor arus. OCR biasanya
memiliki 2 atau 3 sensor arus (untuk 2 atau 3 fasa) sedangkan GFR ahnya memiliki satu
sensor arus (satu fasa ).
Waktu kerja rele OCr maupun GFR tergantung nilai setting dan karakteristik
waktunya (lihat posting saya mengenai hal ini disini). Elemen tunda waktu pada rele ini
pada 2, yaitu elemen low set dan elemen high set. elemen low set bekerja ketika terjadi
gangguan dengan arus hubungsingkat yang relatif kecil, sedangkan elemen high set
bkerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang cukup besar.
Gambar grafik karakteristik waktu tunda rele OCR
Pada gamabr diatas, elemen low set disetting dengan menggunakan karakteristik
inverse. Sedangkan elemen high set menggunakan karateristik definite. Pembantukan
kurva waktu tunda rele dimaksudkan agar ketika terjadi gangguan dengan arus hubung
singkat yang cukup besar (dalam grafik di atas ketika terjadi gangguan dengan arus >
2400A) maka rele akan segera memerintahkan Pemutus tenaga (PMT) untuk trip.
Rele OCR dan GFR dipasang sebagai alat proteksi motor, trafo, penghantar
transmisi, dan penyulang. Posting kali ini menulsi tentang OCRdan GFR sebagai
proteksi trafo dan penyulang. Sebagai alat proteksi maka penggunaa rele harus
memenuhi persyaratan proteksi yaitu : cepat, selektif, serta handal. Rele harus disetting
sedemikian rupa sehingga dapat bekerja secepat mungkin dan meminimalkan bagian dari
sistem yang harus padam. Hal ini diterapkan dengan cara mengatur waktu kerja rele agar
bekerja lambat ketika terjadi arus gangguan kecil, dan bekerja semakin cepat apabila
arus gangguan semakin besar, hal ini disebut karakteristik inverse. Karakteristik inverse
dibedakan menjadi 4 seperti yang saya tulis dalam posting saya terdahulu, yaitu SI-VI-
EI-LTI.
Gambar koordinasi waktu kerja rele
Pada gambar diatas, terlihat bahwa rele yang berada dipangkal berfungsi sebagai
pengaman cadangan bagi rele yang berada didepannya. semakin jauh letak gangguan
dari pangkal, maka arus gangguan akan semakin kecil, maka rele di pangkal akan
bekerja lebih lama dari pada rele yang di depannya ketika terjadi gangguan yang berada
di ujung. Oleh karena itu disusun aturan penyetaln rele OCR
kaidah setting ocr trafo dan penyulang
kaidah setting gfr trafo dan penyulang
Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang
melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh
melewatinya disebut dengan setting.
Macam-macam karakteristik relay arus lebih :
a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay)
b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)
c. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)
Relay Waktu Seketika (Instantaneous relay)
Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi
nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – 20 ms).
Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay).
Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus
lebih dengan karakteristik yang lain. Relay arus lebih waktu tertentu (definite time
relay). Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan
hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka
waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu
tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay, lihat gambar dibawah ini.
Gambar 2. Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay).
Relay arus lebih waktu terbalik.
Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus
secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya.
Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang
berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :
• Standar invers
• Very inverse
• Extreemely inverse
Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay).
III. Daftar Peralatan
1. Software Instalasi Tenaga Listrik ETAP 6.0.0
2. Laptop
IV. Data Praktikum
4.1. Rangkaian Operasi Star Sequence
4.2. Simulasi Hubung Singkat/ Gangguan pada bus 3
4.3. Short Circuit Summary Report
4.4. Device Protection Setting
IV.6. Grafik Pengaman (star1)
V. Analisis Data
5.1. Analisa simulasi gangguan pada bus 2
Ketika disimulasikan gangguan pada bus 2, CB 4, Fuse, dan CB 3 mengalami trip
secara berurutan berdasarkan letak terdekat dari letak terdekat hingga terjauh dari
gangguan. Selain itu juga berdasarkan setting waktu dari masing-masing
pengaman, yaitu 0.01 – 0.07 secon pada arus 19,624 KA untuk CB4, 0.267 – 0.413
secon untuk waktu pemutusan Fuse 1 pada arus 0,755 kA. OCR 2 trip pada 5.948
secon pada arus 0.755 kA. OCR memerintahkan CB3 untuk trip pada 6.032 secon
selisih 0.0833 secon dari kerja OCR2.
5.2. Analisa Karakteristik Pengaman
1) CB 5
Pada CB5 yang terletak setelah bus 2 dengan rating 10kA, dengan tegangan
nominal 0,48 kV, dengan batasan trip antara 300-1300 A. Berdasarkan grafik
diatas, pada arus 0 sampai dengan arus 1000A CB 5 masih bekerja secara
normal. Setelah memasuki nilai 1000 A ( 10x100) – 1300 (13x100) A CB5
mengealami kondisi critical/ hendak trip membutuhkan waktu selama 0.02-0.03
seconds. Kemudian pada arus 3000A sampai 20kA membutuhkan waktu
selama 0.75 seconds untuk pecah atau rusak sehingga tidak dapat digunakan
kembali.
2) CB 4
Pada CB4 yang terletak sebelum bus 2 dengan rating 42 kA dengan tegangan
nominal 0,6 kV dengan batasan
3) CB 3
4) Fuse
5) OCR 2
VII. KESIMPULAN
VIII. REFERENSI
http://www.linksukses.com/2011/12/cara-kerja-sekering-fuse.html
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/10/circuit-breaker-sakelar-pemutus.html