maria oktavia fitriyani_21060111130095_bab 3
DESCRIPTION
mTRANSCRIPT
43
BAB III
METODE PENELITIAN
Bab ini menjelaskan proses analisis evaluasi setting relay generator dan
trafo generator PLTGU Tambak Lorok Blok 1. Setting relay yang akan dianalisis
dalam penelitian ini adalah relay diferensial, relay arus lebih, relay daya balik,
relay eksitasi lebih, relay urutan negatif, relay frekuensi, relay keseimbangan
tegangan dan relay hilangnya eksitasi.
3.1 LANGKAH PENELITIAN
Diagram alir langkah penelitian pada Tugas Akhir ini dapat dilihat pada
Gambar 3.1. Langkah penelitian tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Membuat model Single Line Diagram (SLD) PLTGU Tambak Lorok Blok 1
pada software ETAP 12.6.0. Model SLD ini meliputi peralatan-peralatan
penting di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 seperti generator, trafo generator,
trafo UAT (Unit Auxilary Transformer), relay-relay proteksi generator dan
trafo generator, kabel, dan CB (Circuit Breaker). Pemodelan SLD ini untuk
memudahkan dalam simulasi dan analisis setting relay proteksi generator dan
trafo generator.
2. Memasukkan data-data sistem yang didapat dari PT. Indonesia Power UP
Semarang Tambak Lorok pada model SLD yang telah dibuat di software ETAP
12.6.0. Data-data ini berupa data-data pada generator, trafo generator, trafo
UAT, relay-relay proteksi generator dan trafo generator, kabel, dan CB.
3. Melakukan simulasi hubung singkat pada ETAP 12.6.0.
4. Melakukan perhitungan setting relay proteksi pada generator dan trafo
generator.
5. Memasukkan hasil perhitungan setting relay proteksi ke SLD yang telah dibuat
pada ETAP 12.6.0.
44
6. Melakukan simulasi setting relay proteksi generator dan trafo generator untuk
melihat kerja dari relay-relay tersebut.
7. Menganalisis hasil perhitungan dan simulasi seting relay proteksi generator dan
trafo generator tersebut.
Gambar 3.1 . Langkah penelitian evaluasi setting relay generator dan trafo generator di PLTGU
Tambak Lorok Blok 1 menggunakan ETAP 12.6.0
45
3.2 SLD PLTGU TAMBAK LOROK BLOK 1
Di PLTGU Tambak Lorok Blok 1, terdapat 4 unit generator. Generator –
generator ini ditunjukkan dalam Single Line Diagram PLTGU Tambak Lorok
Blok 1 pada Gambar 3.2, akan tetapi Single Line Diagram ini tidak
memperlihatkan letak relay-relay proteksi generator dan trafo generator. Single
Line Diagram dari relay-relay proteksi pada generator dan trafo generator yang
ada di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 ini akan dijelaskan pada Gambar 3.3 dan
Gambar 3.4.
Berdasarkan Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa di PLTGU Tambak
Lorok Blok 1 terdapat 4 unit Generator, 3 unit generator berkapasitas masing-
masing 143,4 MVA menggunakan penggerak mula berupa Turbin Gas dan 1 unit
generator berkapasitas 237,5 MVA menggunakan penggerak mula Turbin Uap.
Daya dari keempat unit generator ini akan digunakan untuk menyuplai
beban pemakaian sendiri dan sisanya akan ditransmisikan melalui jaringan
transmisi. Daya yang ditransmisikan Generator unit 1, unit 2 dan unit 3 akan
dinaikkan tegangannya dari 11,5 kV menjadi 150 kV dengan Transformator Daya
berkapasitas 145 MVA, sedangkan daya yang akan ditransmisikan Generator unit
4 tegangannya dinaikkan dari 15 kV menjadi 150 kV dengan Transformator Daya
berkapasitas 250 MVA.
Pada unit 1, unit 2 dan unit 3 generator langsung terhubung dengan trafo
generator, sedangkan pada unit 4 antara generator dan trafo generator dipisahkan
oleh CB generator. Hal ini yang membedakan antara generator unit 1, unit 2, unit
3 dengan generator unit 4.
Berdasarkan Gambar 3.2 fokus lokasi penelitian ditunjukkan pada bagian
yang dibatasi oleh garis hitam tebal atau sepanjang saluran yang menghubungkan
generator, trafo generator, trafo UAT, kabel 150 kV bawah tanah, CB dan beban
pemakaian sendiri yang disuplai oleh generator. Pemilihan lokasi ini didasarkan
pada letak relay-relay proteksi generator dan trafo generator yang berada pada
generator dan trafo generator tersebut, serta mempertimbangkan pengaruh dari
beban pemakaian sendiri yang disuplai oleh generator.
47
3.2.1 SLD Relay Proteksi Generator dan Trafo Generator Unit 1, 2, 3
Generator dan trafo generator unit 1, 2 dan 3 memiliki SLD relay proteksi
yang sama seperti yang ditunjukkan Gambar 3.3. Berdasarkan Gambar 3.3 relay
proteksi ini terdiri dari relay arus lebih (50/51), relay keseimbangan tegangan
(60), relay eksitasi lebih (24), relay urutan negatif (46), relay hilangnya eksitasi
(40), relay daya balik (32), relay diferensial generator (87G), generator lockout
relay (86G), relay diferensial trafo generator (87GT), generator backup lockout
relay (86G1) dan overall differential lockout relay (86GT). Generator lockout
relay (86G), generator backup lockout relay (86G1) dan overall differential
lockout relay (86GT) tidak dibahas dalam Tugas Akhir ini, karena relay ini adalah
relay yang menerima sinyal trip dari relay-relay proteksi dan kemudian
meneruskan sinyal trip ini ke CB, alarm dan peralatan lain serta mengunci.
Urutan kerja relay unit 1, 2 dan 3 ditunjukkan pada SLD relay proteksi
Gambar 3.3 dan diagram logika relay Gambar 3.4 yang dijelaskan sebagai berikut.
1) Bilamana salah satu atau beberapa relay :
a. Relay hilangnya eksitasi / loss of field relay (40) dan
b. Relay keseimbangan tegangan / voltage ballance relay (60)
c. Relay diferensial generator / generator differential relay (87G)
d. Relay eksitasi lebih / over excitation relay (24G)
e. Relay arus lebih / over current relay (50/51)
bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Lock-out Relay
(86G) dan selanjutnya men “trip” kan alarm, PMT 52A dan 52AB, Turbin,
Eksitasi
2) Bila salah satu dari relay-relay:
a. Relay daya balik / reverse power relay (32)
b. Relay urutan negatif / negative sequence relay (46)
bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Back-up Lock out
Relay (86G1) dan selanjutnya men “trip” kan alarm dan PMT 52A dan 52AB
3) Bilamana Generator Transformer Differential Relay (87GT) bekerja, maka
relay tersebut akan mengerjakan Overall Differential Lock Out Relay (86GT)
dan selanjutnya men “trip” kan Alarm, PMT 52A dan 52AB, Turbin, Eksitasi.
48
52 B
52 AB
52 A
150KV BUSBAR B
150KV BUSBAR A
GT
AVR
46
87GT
60 Generator
40 32 50/51
87G
24G
86G
86G1
87GT
UAT
Keterangan :
GT : Trafo Generator
UAT : Unit Auxilary Transformer
Gambar 3.3. SLD relay proteksi generator dan trafo generator unit 1, 2, 3
49
86G
T
Overall Differential Lock
Out Relay “Trip”
D C B
86G1
Gen. Backup
Lock Out Relay “Trip”
OR
46
32
Reverse Power Sequence
Relay “Trip”
50/51
Over Current Relay “Trip”
24G
Over Excitation Relay
“Trip”
86G
Gen. Lock Out
Relay “Trip” OR
87G
Loss of Field Relay
“Trip”
40
DIAGRAM LOGIKA PLTGU
GTG
Voltage Ballance Relay
“OK”
60
Generator Differential
Relay “Trip”
Negative Phase Sequence
Relay “Trip”
A
N
D
O
O
A
Keterangan:
A : Alarm
B : PMT 52A dan 52AB
C : Turbin trip
D : Eksitasi trip
87
GT
Gen. Trafo Differential Relay “Trip”
Gambar 3.4. Diagram logika relay proteksi generator dan trafo generator unit 1, 2, 3
50
3.2.2 SLD Relay Proteksi Generator dan Trafo Generator Unit 4
Gambar 3.5 merupakan SLD relay proteksi generator dan trafo generator
unit 4 di PLTGU Tambak Lorok Blok 1. Relay-relay ini terdiri dari relay arus
lebih (50/51), relay keseimbangan tegangan (60), relay eksitasi lebih (24), relay
frekuensi (81), relay urutan negatif (46), relay hilangnya eksitasi (40), relay daya
balik (32), relay diferensial generator (87G), generator lockout relay (86G), relay
diferensial trafo generator (87GT), generator backup lockout relay (86G1) dan
overall differential lockout relay (86GT). Generator lockout relay (86G),
generator backup lockout relay (86G1) dan overall differential lockout relay
(86GT) tidak dibahas dalam Tugas Akhir ini dikarenakan relay ini merupakan
relay yang menerima sinyal trip dari relay-relay proteksi dan kemudian
meneruskan sinyal trip ini ke CB, alarm dan peralatan lain serta mengunci.
Urutan kerja relay unit 4 ini ditunjukkan dengan SLD relay proteksi
Gambar 3.5 dan diagram logika relay Gambar 3.6 yang dijelaskan sebagai berikut.
1) Bilamana salah satu atau beberapa relay :
a. Relay hilangnya eksitasi / loss of field relay (40) dan
b. Relay keseimbangan tegangan / voltage ballance relay (60)
c. Relay diferensial generator / generator differential relay (87G)
d. Relay eksitasi lebih / over excitation relay (24G)
e. Relay arus lebih / over current relay (50/51)
bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Lock-out Relay
(86G) dan men “trip” kan alarm, PMT Generator (52G), turbin, eksitasi.
2) Bila salah satu dari relay-relay:
a. Relay daya balik / reverse power relay (32)
b. Relay urutan negatif / negative sequence relay (46)
c. Relay frekuensi generator / generator frequency relay (81)
bekerja, maka relay tersebut akan mengerjakan Generator Back-up Lock out
Relay (86G1) dan selanjutnya men “trip” kan alarm, PMT Generator (52G).
3) Bilamana Generator Transformer Differential Relay (87GT) bekerja, maka
relay tersebut akan mengerjakan Overall Differential Lock Out Relay
(86GT) dan men “trip” kan alarm, PMT 52A dan 52AB, turbin, eksitasi.
51
52 B
52 AB
52 A
150KV BUSBAR B
150KV BUSBAR A
GT
AVR
81
87GT
60 Generator
40 32 50/51
87G
24G
86G
86G1
87GT
UAT
46
Keterangan :
GT : Trafo Generator
UAT : Unit Auxilary Transformer
Gambar 3.5. SLD relay proteksi generator dan trafo generator unit 4
52
E
86G
T
Overall Differential Lock
Out Relay “Trip”
D C B
86G1
Gen. Backup
Lock Out Relay “Trip”
OR 46
32
Reverse Power Sequence
Relay “Trip”
50/51
Over Current Relay “Trip”
24G
Volts/Hertz Relay
“Trip”
86G
Gen. Lock Out
Relay “Trip” OR
87G
Loss of Field Relay
“Trip”
40
DIAGRAM LOGIKA PLTGU
GTG
Voltage Ballance Relay
“OK”
60
Generator Differential
Relay “Trip”
Negative Phase Sequence
Relay “Trip”
A
N
D
O
O
A
Keterangan:
A : Alarm
B : PMT 52A dan 52AB
C : Turbin trip
87
GT
Gen. Trafo Differential Relay “Trip”
81
Generator Frequency Relay “Trip”
Gambar 3.6. Diagram logika relay proteksi generator dan trafo generator unit 4
D : Eksitasi trip
E : PMT 52G
54
Berdasarkan single line diagram PLTGU Tambak Lorok Blok 1 pada
Gambar 3.2, single line diagram relay proteksi unit 1, unit 2, unit 3 pada Gambar
3.3 dan single line diagram relay proteksi unit 4 pada Gambar 3.5 maka dibuat
pemodelan single line diagram PLTGU Tambak Lorok Blok 1 dalam ETAP
12.6.0 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7. Pemodelan ini dibuat sederhana
agar memudahkan dalam analisa dan simulasi.
Berdasarkan Gambar 3.7 dapat dilihat bahwa beban pemakaian sendiri
setiap pembangkit dijumlahkan dan digantikan dengan lump load. Dipilih lump
load karena beban pemakaian sendiri terdiri dari beban motor. Dalam pemodelan
ETAP 12.6.0 ini terdapat 4 beban yaitu Lump 1 sebesar 1,376 MVA ; Lump 2
sebesar 1,376 MVA ; Lump 3 sebesar 1,376 MVA dan Lump 4 sebesar 13,647
MVA.
Pada pemodelan ini hanya terdapat relay arus lebih (50/51), relay frekuensi
(81), relay urutan negatif (46), relay daya balik (32) dan relay diferensial
transformator (87T). Relay keseimbangan tegangan (60), relay eksitasi lebih (24)
dan relay hilangnya medan eksitasi (40) tidak dimodelkan dan disimulasikan
dalam ETAP 12.6.0 karena tidak tersedianya relay-relay ini dalam ETAP 12.6.0.
Relay diferensial trafo generator (87 GT) digantikan oleh relay diferensial
transformator (87T) karena keterbatasan ETAP 12.6.0 ini yang tidak
memperlihatkan sisi input generator sehingga relay diferensial trafo generator
(87GT) dan relay diferensial generator (87G) tidak dapat dimodelkan. Lalu untuk
relay diferensial generator (87G) pada pemodelan ini kerjanya akan digantikan
oleh relay arus lebih.
3.4 DATA SISTEM
Setelah pemodelan SLD PLTGU Tambak Lorok Blok 1 pada ETAP 12.6.0
selesai, selanjutnya melakukan input data-data referensi yang didapat di lapangan
dari PT. Indonesia Power UP Semarang sesuai Tabel 3.1 hingga Tabel 3.11. Data-
data ini dimasukan pada simulasi jaringan sesuai dengan komponen peralatan di
jaringan, seperti impedansi pada kabel, reaktansi trafo, kapasitas trafo, panjang
55
saluran dan data lainnya. Adapun data data yang diperlukan untuk analisis ini
adalah sebagai mana Tabel 3.1 sampai Tabel 3.9:
Tabel 3.1. Data generator
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk General Electric General Electric
No. Seri 335X939 29OT325
Daya 143,4 MVA 237,5 MVA
Tegangan 11,5 kV 15 kV
Power Factor 0,8 0,8
Poles / RPM 2 / 3000 RPM 3000 RPM
Xd’’ (Reaktansi Substransien) 0,183 pu 0,162 pu
Xd’ (Reaktansi Transien) 0,258 pu 0,225 pu
Xd (Reaktansi urutan positif) 2,043 pu 1,750 pu
X2 (Reaktansi urutan negatif) 0,172 pu 0,155 pu
X0 (Reaktansi urutan nol) 0,082 pu 0,093 pu
Connection Wye Wye
K (Karakteristik kerja) 10 10
Tabel 3.2. Data trafo generator
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk MEIDEN DAIHEN
No. Seri 8R8277T1 5BK014101
Daya 145 MVA 250 MVA
Tegangan 11,5 / 150 kV 15 / 150 kV
Impedansi ( Z %) 11 % 13,5 %
Vektor Grup Ynd11 Ynd11
Tabel 3.3. Data trafo UAT
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk Elektro Bau AG PASTI
No. Seri DOV 1600/10 95P0012
Daya 1,6 MVA 20 MVA
Tegangan 11,5 / 0,4 kV 15 / 6,3 kV
Impedansi ( Z %) 7,05 % 7,5 %
Vektor Grup Dyn1 Dyn1
56
Tabel 3.4. Data relay diferensial pada trafo generator
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk GE Multilin GE Multilin
Tipe 12STD16C3A 12STD16C3A
Differential Type Percentage Differential with
Harmonic Restraint
Percentage Differential with
Harmonic Restraint
Slope (%) 25 25
Isetting (A) 5 6
Tabel 3.5. Data relay arus lebih pada generator
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk GE Multilin GE Multilin
Tipe 12IFC53B1A 12IFC53B1A
Karakteristik Very Invers Very Invers
Tap time overcurrent (A) 4 5
TMS (detik) 10 1
Tap instantaneous overcyrrent (A) 40 42
Tabel 3.6. Data relay daya balik pada generator
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk GE Multilin GE Multilin
Tipe 12ICW51A7A 12GGP53C3A
Pm sisi sekunder (W) 287 6
Waktu tunda (detik) 30 30
Keterangan :
Pm sisi sekunder : Daya motoring yang mengalir pada CT (Watt).
Tabel 3.7. Data relay frekuensi pada generator 4
Setelan Under Frequency Over Frequency
Fpickup (Hz) 48,80 50,51
Waktu tunda (detik) 1,8 1
Tabel 3.8. Data relay urutan negatif pada generator
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Merk GE Multilin GE Multilin
Tipe 12SGC21C2A 12SGC21C2A
57
Tabel 3.8. (lanjutan)
Parameter Unit 1, 2, 3 Unit 4
Setting I2 (pu) 0,08 0,049
Waktu operasi (detik) 990 990
Tabel 3.9. Data teknis kabel bawah tanah 150 kV
Parameter Cable 1 Cable 2 Cable 3 Cable 4
Ukuran Kabel 630 mm2 630 mm
2 630 mm
2 1600 mm
2
Conductor / Cable 1/C 1/C 1/C 1/C
Z1 (Ohms/km) 0,062 + j 0,132 0,062 + j 0,132 0,062 + j 0,132 0,024 + j 0,109
Z0 (Ohms/km) 0,068 + j 1,263 0,068 + j 1,263 0,068 + j 1,263 0,043 + j 1,354
Panjang Saluran 100 meter 200 meter 300 meter 200 meter
3.5 SIMULASI HUBUNG SINGKAT
Pada SLD Gambar 3.7, hubung singkat dilakukan pada bus generator (Bus
150, Bus 137, Bus 139 dan Bus 140); bus sisi tegangan rendah trafo generator unit
1, 2, 3, 4 (Bus 120, Bus 118, Bus 146 dan Bus 124) dan bus sisi tegangan tinggi
trafo generator unit 1, 2, 3 dan 4 (Bus 153, Bus 155, Bus 156 dan Bus 158).
Simulasi hubung singkat dilakukan dengan memilih “Short-Circuit
Analysis” pada progam ETAP 12.6.0 kemudian memilih “Edit Study Case” maka
akan muncul tampilan “Short Circuit Study Case” dan mengisinya sesuai Gambar
3.8, Gambar 3.9 dan Gambar 3.10 berikut ini:
Gambar 3.8. Mengisi data “Info” pada tampilan “Short Circuit Study Case”
58
Gambar 3.9. Mengisi data “Info” pada tampilan “Short Circuit Study Case”
Gambar 3.10. Mengisi data “Standard” pada tampilan “Short Circuit Study Case”
Selanjutnya memilih pilihan “Run 3-Phase, LG, LL, LLG (1/2 Cycle)”
maka arus hubung singkat akan langsung di simulasikan. Untuk melihat arus
hubung singkat yang terjadi pada simulasi ETAP 12.6.0 maka dapat dilihat pada
report manager. Pemilihan report manager dipilih “ANSI Unbelance SC
Manager” lalu “Summary”. Nilai arus gangguan yang ditampilkan sesuai dengan
bus-bus yang diberikan gangguan.
59
3.6 LANGKAH PERHITUNGAN SETTING RELAY
Setelah simulasi hubung singkat dilakukan, maka selanjutnya adalah
melakukan perhitungan setting relay proteksi generator dan trafo generator.
Langkah perhitungan untuk setiap relay proteksi berbeda-beda, oleh karena itu
dibuat diagram alir langkah perhitungan masing-masing relay.
3.6.1 Relay Diferensial (87T)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay diferensial yang
terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam diagram alir seperti
yang ditunjukkan Gambar 3.11 dan dijelaskan sebagai berikut:
1. Menghitung arus nominal sisi tegangan rendah dan sisi tegangan tinggi trafo
generator. Pada trafo generator unit 1, unit 2 unit 3, tegangan rendah sebesar
11,5 kV dan tegangan tinggi sebesar 150 kV, sedangkan pada trafo generator
unit 4, tegangan rendah sebesar 15 kV dan tegangan tinggi sebesar 150 kV.
2. Menghitung arus rating sisi tegangan rendah dan sisi tegangan tinggi trafo
generator. Arus rating merupakan 110% dari arus nominal.
3. Menentukan rasio CT sisi tegangan rendah dan tinggi trafo generator.
4. Menghitung mismatch error CT. Mismatch error didapat dari perbandingan
antara CT ideal dengan CT yang ada dipasaran.
5. Jika mismatch error CT < 5% maka lanjut ke langkah 6 tetapi jika mismatch
error CT > 5% maka kembali ke langkah 3 yaitu menentukan rasio CT ulang.
6. Menentukan tap ratio dari auxillary CT. Auxillary CT adalah CT bantu yang
berguna untuk menyesuaikan besar arus yang masuk ke relay diferensial
akibat proses pergeseran fasa oleh trafo tenaga.
7. Menghitung arus hubung singkat yang mengalir pada relay diferensial.
8. Menentukan arus restraint (arus penahan).
9. Menghitung arus setting relay diferensial untuk gangguan didalam daerah
yang dilindungi trafo generator.
10. Menghitung arus setting relay diferensial untuk gangguan diluar daerah yang
dilindungi trafo generator.
11. Menentukan waktu kerja relay diferensial.
61
3.6.2 Relay Keseimbangan Tegangan (60)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay keseimbangan tegangan
yang terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam diagram alir
seperti yang ditunjukkan Gambar 3.12 berikut ini:
Gambar 3.12. Diagram alir langkah perhitungan relay keseimbangan tegangan
Diagram alir relay keseimbangan tegangan Gambar 3.12 dapat dijelaskan
sebagai berikut :
1. Menghitung tegangan yang mengalir pada relay berdasarkan rasio PT
(Potential Transformer) yang digunakan.
2. Menghitung arus yang mengalir pada generator.
3. Menghitung arus yang mengalir pada relay berdasarkan rasio CT (Current
Transformer) yang digunakan.
4. Menentukan setting pickup tegangan.
62
3.6.3 Relay Daya Balik (32)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay daya balik yang
terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam Gambar 3.13.
Berdasarkan Gambar 3.13 tersebut, langkah-langkah perhitungan setting relay
daya balik dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Menghitung arus beban penuh generator.
2. Menentukan rasio CT dan PT berdasarkan arus dan tegangan nominal
generator. Rasio CT dan PT dipilih yang paling mendekati dengan arus
nominal dan tegangan nominal.
3. Menentukan daya motoring generator. Daya motoring generator merupakan
daya balik yang diijinkan mengalir pada generator tanpa menyebabkan
kerusakan pada generator tersebut.
4. Menentukan daya motoring yang mengalir pada relay daya balik.
5. Menghitung time delay relay daya balik.
Gambar 3.13. Diagram alir langkah perhitungan relay daya balik
63
3.6.4 Relay Arus Lebih (50/51)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay arus lebih di PLTGU
Tambak Lorok Blok 1 ditunjukkan dalam Gambar 3.14.
Gambar 3.14. Diagram alir langkah perhitungan relay arus lebih
Berdasarkan diagram alir relay arus lebih Gambar 3.14 diatas maka
langkah perhitungan setting relay arus lebih dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Menentukan arus nominal generator.
64
2. Menentukan rasio CT berdasarkan arus nominal generator. Rasio CT dipilih
yang paling mendekati dengan arus nominal.
3. Menghitung arus yang mengalir pada relay arus lebih. Arus yang mengalir
pada relay arus lebih merupakan arus nominal yang dilihat dari sisi sekunder
CT.
4. Menghitung arus setting untuk time overcurrent relay. Arus setting ini
ditentukan supaya relay arus lebih tidak pickup pada arus beban penuh.
5. Menentukan setting tap untuk time overcurrent relay.
6. Menentukan setting TMS (Time Multiple Setting) atau time dial untuk time
overcurrent relay.
7. Menghitung arus setting untuk instantaneous overcurrent relay.
8. Menentukan setting tap untuk instantaneous overcurrent relay.
3.6.5 Relay Urutan Negatif (46)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay urutan negatif di
PLTGU Tambak Lorok Blok 1 ditunjukkan pada Gambar 3.15. Berdasarkan
Gambar tersebut maka langkah perhitungan setting relay urutan negatif dapat
dijelaskan sebagai berikut :
1. Menghitung arus nominal yang mengalir pada generator.
2. Menentukan rasio CT berdasarkan arus nominal generator. Rasio CT dipilih
yang paling mendekati dengan arus nominal.
3. Menghitung arus yang mengalir pada relay urutan negatif. Arus yang
mengalir pada relay merupakan arus yang dilihat dari sekunder CT.
4. Menentukan setting tap switch relay urutan negatif. Tap switch merupakan
nilai setting yang tersedia dari relay urutan negatif tipe SGC21. Nilai setting
ini dipilih yang paling mendekati dengan arus nominal yang mengalir pada
relay.
5. Menghitung arus fasa urutan negatif yang mengalir pada relay.
6. Menghitung arus fasa urutan negatif yang mengalir pada relay dalam pu.
7. Menentukan setting waktu relay.
65
Gambar 3.15. Diagram alir langkah perhitungan relay urutan negatif
3.6.6 Relay Hilangnya Eksitasi (40)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay hilangnya eksitasi yang
terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam diagram alir seperti
yang ditunjukkan dalam Gambar 3.16. Berdasarkan diagram alir relay hilangnya
eksitasi Gambar 3.16 tersebut maka langkah perhitungan setting relay hilangnya
eksitasi dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Menghitung impedansi base sisi sekunder CT dan PT.
2. Menghitung reaktansi transien (X’d) dalam ohm yaitu dengan mengalikan
nilai pu X’d dengan nilai impedansi base.
66
3. Menghitung reaktansi sinkron (Xd) dalam ohm yaitu dengan mengalikan nilai
pu X’d dengan nilai impedansi base.
4. Menentukan 1 pu impedansi dasar yang dilihat dari sisi sekunder CT dan PT.
5. Menentukan offset tap. Offset tap adalah setengah dari reaktansi transient.
6. Menentukan diameter lingkaran.
7. Menentukan waktu kerja relay hilangnya eksitasi.
Gambar 3.16. Diagram alir langkah perhitungan relay hilangnya eksitasi
67
3.6.7 Relay Eksitasi Lebih (24)
Langkah-langkah dalam perhitungan setting relay eksitasi lebih yang
terpasang di PLTGU Tambak Lorok Blok 1 disajikan dalam diagram alir seperti
yang ditunjukkan Gambar 3.17 dan dijelaskan sebagai berikut:
1. Menentukan rasio trafo tegangan (PT) dari tegangan nominal generator. Rasio
PT dipilih yang paling mendekati dengan tegangan nominal generator.
2. Menghitung tegangan yang mengalir pada relay. Tegangan relay merupakan
tegangan yang dilihat dari sisi sekunder PT.
3. Menentukan V/Hz nominal generator. Volt merupakan tegangan yang
mengalir pada relay yang telah dihitung pada point 2, sedangkan Hz
merupakan frekuensi sistem 50 Hz.
4. Menentukan setting V/Hz time trip pickup.
5. Menentukan waktu kerja relay eksitasi lebih.
Gambar 3.17. Diagram alir langkah perhitungan relay eksitasi lebih
68
3.6.8 Relay Frekuensi (81)
Pada laporan Tugas akhir ini tidak melakukan perhitungan setting relay
frekuensi tetapi membahas setting relay frekuensi yang telah terpasang di PLTGU
Tambak Lorok Blok 1 apakah settingnya benar sesuai SPLN dan standar IEEE
C37.106-1987..
3.7 SIMULASI RELAY PROTEKSI
Simulasi relay proteksi dilakukan dengan “Star - Protective Device
Coordination” dan dengan “Transient Stability Analysis”. Simulasi relay proteksi
dengan “Star - Protective Device Coordination” digunakan untuk melihat kerja
relay diferensial, relay arus lebih dan relay urutan negatif, sedangkan simulasi
relay proteksi dengan “Transient Stability Analysis” digunakan untuk melihat
kerja relay daya balik dan relay frekuensi.
3.7.1 Langkah Simulasi Relay proteksi Dengan “Star - Protective Device
Coordination”.
Untuk melakukan simulasi yaitu dengan memilih “Star – Protective
Device Coordination” kemudian pilih “Edit Study Case” maka akan muncul
tampilan “Star Mode Study Case” dan mengisinya sesuai Gambar 3.18.
Gambar 3.18. Tampilan “Star Mode Study Case”
69
Setelah mengisi seperti Gambar 3.18 diatas kemudial pilih “OK”. Untuk
menjalankan simulasi maka pilih “Fault insertion (PD Sequence-of-Operation)”
kemudian memilih bus yang akan diberikan gangguan hubung singkat. Maka
simulasi relay ini akan berjalan.
Jika ingin mengganti jenis gangguan hubung singkat maka dapat mengedit
kembali pada “Edit Study Case” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.18.
3.7.2 Langkah Simulasi Relay proteksi Dengan “Transient Stability
Analysis”.
Untuk melakukan simulasi ini yaitu dengan memilih “Transient Stability
Analysis” kemudian pilih “Edit Study Case” maka akan muncul tampilan
“Transient Stability Study Case” dan mengisinya.
1) Simulasi Relay Frekuensi
Untuk melihat kerja relay frekuensi dalam “Transient Stability Analysis”
maka pada tampilan “Transient Stability Study Case” memilih “Event” kemudian
membuat event seperti Gambar 3.19 berikut.
Gambar 3.19. Tampilan “Transient Stability Study Case”
70
Berdasarkan Gambar 3.19 diatas, untuk melihat kerja relay frekuensi maka
dimisalkan beban Lump 5 hilang secara tiba-tiba sehingga frekuensi akan naik dan
jika kenaikan frekuensi ini melebihi batas setting yang telah ditentukan maka
relay frekuensi akan trip.
Setelah mengisi tampilan “Transient Stability Study Case” seperti Gambar
3.19 maka selanjutnya adalah memilih “Run Transient Stability” dan akan muncul
“Transient Stability Time-Slider” yang menunjukkan kerja relay frekuensi ini.
2) Simulasi Relay Daya Balik
Untuk melihat kerja relay daya balik dalam “Transient Stability Analysis”
maka pada tampilan “Transient Stability Study Case” memilih “Event” kemudian
membuat event seperti Gambar 3.20 dan Gambar 3.21. Gambar 3.20 adalah event
yang dibuat untuk melihat kerja relay daya balik yang terpasang pada unit 1, unit
2 dan unit 3, sedangkan Gambar 3.21 adalah event yang dibuat untuk melihat
kerja relay daya balik yang terpasang pada generator unit 4.
Gambar 3.20. Tampilan “Transient Stability Study Case”
71
Gambar 3.21. Tampilan “Transient Stability Study Case”
Setelah mengisi tampilan “Transient Stability Study Case” seperti Gambar
3.20 dan Gambar 3.21 maka selanjutnya adalah memilih “Run Transient Stability”
dan akan muncul “Transient Stability Time-Slider” yang menunjukkan kerja relay
daya balik ini.