overvoltage and undervoltage time

1. OVERVOLTAGE AND UNDERVOLTAGE TIME-LAG RELAY

1.1. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :

1. Menjelaskan perilaku tegangan lebih dan rele tegangan kurang terhadap keadaan tegangan lebih dan keadaan tegangan kurangt untuk setting-setting reletegangan lebih dan rele tegangan kurang terhadap keadaan tegangan lebih dan keadaan tegangan kurang untuk setting-setting rele yang bervariasi.

2. Mengukur besaran penundaan (keterlambatan) waktu operasi rele3. Mengukur konversi dayya rele4. Mengatur waktu operasi rele sesuai dengan yang diinginkan5. Mendemonstrasikan suatu pemutusan rangkaian dengan menggunakan rele tegangan

lebih dan rele tegangan kurang pada suatu rangkaian yang mengalami keadaan tegangan lebih dan tegangan kurang

1.2. DASAR TEORI

Rele tegangan lebiha adalah rele yang bekerja untuk mendeteksi keadaan tegangan lebih. Apabila tegangan yang dikenakan kepada rele tegangan lebih besar dari nominalnya (settingnya) dan berlangsung dalam waktu yang melampaui batas waktu tertentu (lebih besar dari setting waktunya). Maka rele tegangan lebih akan beroperasi atau bekerja. Demikian juga halnya dengan rele tegangan kurang, yaitu bahwa rele akan beroperasi apabila tegangan yang dikenakan kepadanya kurang dari nilai tertentu (sesuai settingnya) dan berlangsung melampaui batas waktu tertentu (setting waktunya) maka rtele tegangan kurang akan beroperasi.

Rele tegangan lebih dan rele tagangan kurang yang digunakan dalam praktikum ini adalah rele jenis statis. Rele ini adalah didesain untuk bekerja sebagai sebuah kombinasi rele tagangan lebih dan rele tegangan kurang tipe time lag untuk memonitoring sistem jaringan tiga fasa 380 Volt.

Rele ini dapat juga digunakan dalam range tegangan yang lain dengan menghubungkan ke sebuah transformator tegangan yang sesuai. Karena itu tidak diperlukan suatu sambungan ke titik netral. Rele ini dapat digunakan untuk sistem jaringan tiga fasa tiga kabel atau sistem jaringan tiga fasa 4 kawat.

Nilai-nilai tegangan operasi dari rele dapat di atur bervariasi dengan range 0,7 hingga o,95 Un untuk menentukan tegangan-tegangan kurang dan hingga dan range 1,05 hingga 1.3Un untuk menentukan tegangan-tegangan lebih.

LED terintregrasi warna putih akan segera menyala setelah tegangan jaringan dirasakan oleh rele. Keadaan-keadaan tegangan lebih atau tegangan kurang adalah masing-masing di tandai dengan lampu LED merah yang menyala.

Rele ini adalah dilengkapi dengan komponen waktu tunda, yang mana dapat diseting dengan range 0,5 detik hingga 5 detik. Rele ini mempunyai dua terminal keluaran yang bekerja secara terpisah. Keluaran untuk tegangan kurangdengan mengoprasikan ( rele K1, kontak-kontaknya berubah posisi 11, 12, 14 dan 21, 22, 24, ); dan keluaran untuk tegangan lebih untuk mengoprasikan (rele K2, kontak-kontaknya berubah posisi 31,32,34 dan 41,42,44). Konsumsi daya maksimum untuk rele ini adalah 6 VA (pada 1,3Un).

1. LED untuk menunjukan keadaan tegangan lebih (merah)2. LED untuk menunjukan kondisi operasi dari rele (putih)3. LED untuk menunjukan keadaan tegangan kurang (merah)4. Setiap waktu tunda5. Settting harga tegangan kurang6. Setting harga tegangan lebih

1.3 DAFTAR BAHAN DAN PERALATAN YANG DIPERLUKAN

a. 1 buah unit suplai fasa tiga dengan FCCB (Model. 726 75)

b. 1 buah modul power circuit breaker (Model. 745 561)

c. 1 buah transformator tiga fasa (Model. 745 50)

d. 1 buah resistiv load 1.0 (Model 733 10)

e. 1 buah stopclock (model. 313 031)

f. 1 buah rele Overvoltage and Undervoltage (Model. 745 18)

g. 1 buah moving iron meter 2,5 A (Model. 727 39)

h. 1 buah moving iron meter 600 V (Model 72 38)

i. 1 buah moving iron meter 100/400 V (Model. 500 59)

j. 1 sets of safety conecting leads, green/yellow (Model. 500 59)

k. 1 set of safety bridging plugs , black (Model. 500 59)

l. 1 set safety bridging plugs, green/yellow (Model. 500 591)

1.4 GAMBAR RANGKAIAN PERCOBAAN

U U

303 031 745 18 I

726 75 745 561 745 50 733 10

Gambar 1.2

Susunan komponen untuk percobaan rele tegangan lebih dan rele tegangan kurang

Gambar 1.3 Diagram rangkaian untuk percobaan rele tegangan lebih dan rele tegangan kurang

Gambar 1.4

Diagram rangkaian untuk percobaan pengukuran pernaikan daya pada rele tegangan lebih dan rele tegangan kurang

Gambar 1.5

Diagram rangkaian untuk percobaan pengukuran waktu-waktu operasi dari rele serta mendemontrasikan fungsi rele tegangan lebih dan rele tegangan kurang

1.5. LANGKAH PERCOBAAN

1.1.5. Percobaan Rele Tegangan Kurang

1. Susunlah komponen rangkaian percobaan seperti pada gambar 1.22. 2. Rangkailah rangkaian percobaan sesuai dengan diagram rangkaian pada gambar

1.33. Atur seting awal pada rele seperti berikut :

a. Time delay : 0,5 sb. Undervoltage : 0,925c. overvoltage : 1,05

4. Berikan harga Un-5% pada sisi sekunder pada trafotiga fasa5. Resistive load (Model.733 10) adalah digunakan sebagai beban. Nilai tahanan R

mula-mula diatur sebesar 100% agar pada saat unit suplai dihubungkan ke rangkaian, arus yang mengalir kerangkaian sangat kecil. (Dalam percobaan ini, arus yang mengalir pada rangkaian trafo tidak boleh 1,2A. Jika arus pada trafo lebih besar dari 1,2A, maka trafo akan mengalami beban lebih dan dapat menjadi rusak.

6. Operasikan rangkaian dengan mengaktifkan modul power circuit-breaker7. Naikan harga arus secara lambat dengan mengurangi nilai tahanan R secara

perlahan-lahan (lambat) sampai rele tegangan kurang beroprasi. Catatlah nilai tegangan operasi terukur rele, pada saat rele tegangan kurang beroprasi.

8. Turunkan harga arus perlahan-lahan (lambat) dengan menaikan nilai tahanan R secara lambat sampai rele melepaskan kontaknya. Catatlah nilai tegangan pelepasan terukur rele, pada saat rele tegangan kurang melepaskan kontaknya.

9. (perhatikan! Pengaturan nilai tahanan R secara lambat dalam percobaan ini adalah sangat diperlukan karena reaksi dari rele untuk beroprasi tertunda selama 0,5 detik).

10. catat harga-harga tegangan seting, tegangan operasi dengan tegangan pelepasan (release) dari rele yang didapatkan pada langkah percobaan 6,7, dan 8, di atas, dan masukan pada tabel percobaan yg tersedia.

11. Ulangi langkah percobaan 3 hingga langkah percobaan 9 di atas, untuk harga Un – 10% Time delay = 0,5 s; Undervoltage = 0,89. Catat harga-harga seting rele, tegangan operasi rele dan tegangan pelepasan rele yang terukur dari percobaan tersebut.

1.5.2. Percobaan Rele Tegangan Lebih

1. Susunlah komponen rangkaian percobaan seperti pada gambar 1.22. Rangkailah rangkaian percobaan sesuai dengan diagram rangkaian pada gambar 1.3.3. Atur setting awal pada rele seperti berikut ini :

a. Time delay : 0,5 sb. Undervoltage : 0,925c. Overvoltage : 1,05

4. Berikan harga Un + 5% pada sisi sekunder trafo tiga fasa.5. Mula-mula tetapkan nilai tahanan beban R kira-kira sebesar 15%-20% dari harga

maksimumnya.6. Operasikan rangakaian percobaan dengan mengaktifkan modul power circuit-

breaker.7. kurangi nilai arus dalam rangkaian secara lambat dengan cara memperbesar dengan

nilai tahanan beban R secara lambat sampai rele tegangan telih beroprasi. Catatlah nilai tegangan operasi terukur rele, pada saat rele tegangan lebih beroprasi.

8. Naikan harga arus secara perlahan-lahan (lambat) dengan menurunkan nilai tahanan R secara lambat sampai rele melepaskan kontaknya. Catatlah nilai tegangan pelepasan terukur rele, pada saat rele tegangan lebih melepaskan kontaknya.

2. (perhatikan! Sama seperti percobaan rele tegangan kurang, pengaturan nilai tahanan R secara lambat dalam percobaan ini adalah sangat diperlukan karana reaksi dari rele beroprasi tertunda selama 0,5 detik).

9. Catat harga-harga tegangan seting, tegangan operasi dan tegangan pelepasan (release) dari rele yang didapatkan pada langkah percobaan 6,7, dan 8 di atas, dan masukan pada tabel percobaan yang disediakan.

10. Ulangi langkah percobaan hingga langkah percobaan 9 di atas, untuk harga Un + 5%; Time delay = 0,5 s; Overvoltage = 1,07. Catat harga-harga seting rele, tegangan operasi rele dan tegangan pelepasan rele yang terukur dari percobaan tersebut.

1.5.3. Pengukuran Pemakaian Daya Oleh Rele Tegangan Lebih dan Rele Tegangan Kurang.

1. Untuk percobaan pengukuran pemakaian daya oleh rele tegangan lebih dan kurang, rangkailah rangkaian percobaan sesuai dengan diagramrangkaian pada gambar 1.4.

2. Operasikan rele pada harga tegangan nominal dengan cara menetapkan harga Un pada sisi sekunder dari trafo tiga fasa.

3. Tentukanbesarnya daya yang digunakan oleh rele pada saat rele beroprasi dengan cara mengukur harga arus yang mengalir ke rele dan harga tegangan terminal rele.

4. Lakukanlah pengukuran pemakaian daya oleh rele untuk rele tegangan kurang dan untuk rele tegangan lebih.

1.5.4. Percobaan Mendemonstrasikan Suatu pemutusan Rangkaian Dengan Menggunakan `Rele Tegangan Kurang dan Rele Tegangan Lebih.

1. Untuk melakukan percobaan demonstrasi pemutusan rangkaian oleh rele dan untuk mengukur pengaturan waktu-waktu operasi rele, rangkaian rangkaian percobaan sesuai dengan diagram rangkaian pada gambar 1.5.

2. Aturlah harga tegangan yang masuk ke rele dan juga seting-seting yang diberikan pada rele sedemikian rupa sehinga pada saat rangkaian percobaan diaktifkan, maka rangkaian dalam keadaan tegangan lebih atau dalam keadaaan tegangan lebih atau dalam keadaan tegangan kurang. Gunakan hasil percobaan pada langkah percobaan 1.5.1 dan 1.5.2 untuk membuat kondisi rangkaian yang dimaksut.

3. Operasikan rangkaian percobaan dengan mengaktipkan modul power circuit-breaker . Stoplock akan beroprasi secara langsung bersamaan dengan beroprasinya rangkaian percobaan dan kemudian rele tegangan lebih atau rele tegangan kurangakan beroprasi secara otomatisdan memutuskan rangkaian sebagai akibat adanya keadan lebih atau keadaan tegangan kurang tersebut . (Operasi pemutusan rangkaian oleh circuit breaker dalam hal inidisebapkanoleh bekerjanya rele tegangan lebih atau rele tegangan kurang).

4. Catatlah harga-harga waktu pemutusan rele yang dihitung oleh stopclock. Lakukan percobaan untuk setting waktu perasi rele : 0,5s; 1s; 2 s; 3 s; 4 s; dan 5 s, untuk rele tegangan kurang dan untuk rele tegangan lebih. Jangan lupa untuk me-reset stopclock dengan menekan tombol “reset”, setelah setiap kali melakukan pengukuran.

1.6. DATA PERCOBAAN

1.6.1.Percobaan Rele Tegangan Kurang

Tabel 1.1 Data Operasi Rele Tegangan Kurang Dengan UN – 5%

Setting Rele Tegangan Kurang 0,94

Nilai Tegangan Operasi Terukur (V) 315

Nilai Tegangan Pelepasan Terukur (V) 325

Tabel 1.2 Data Operasi Rele Tegangan Kurang Dengan UN – 10%




1.6.2.Percobaan Rele Tegangan Lebih

Tabel 1.3 Data Operasi Rele Tegangan Lebih Dengan UN + 5%




Tabel 1.4 Data Operasi Rele Tegangan Lebih Dengan UN + 5%




1.6.3.Percobaan Pengukuran Pemakaian Daya Oleh Rele

Tabel 1.5 Data Pengukuran Pemakaian Daya Rele Tegangan Kurang

U(V) I(mA) S(VA)

320 3,14 1,0048

Tabel 1.6 Data Pengukuran Pemakaian Daya Rele Tegangan Lebih

U(V) I(mA) S(VA)

360 4,34 1,5624

1.6..4 Pengukuran waktu operasi

Tabel 1.7 Data Pengukuran Pemakaian Daya Rele Tegangan Kurang

Setting t(s) 0,5 1 2 3 4 5

Terukur t(s) 0,7 1,34 2,34 3,55 4,76 4,91

Tabel 1.8 Data Pengukuran Pemakaian Daya Rele Tegangan Lebih

Setting t(s) 0,5 1 2 3 4 5

Terukur t(s) 1,11 1,86 2,88 3,5 4,7 5,8

IV. JAWABAN PERTANYAAN

1. Hitunglah nilai reset rasio untuk rele tegangan kurang dan rele tegangan lebih

berdasarkan data pengukuran yang anda peroleh pada Tabel 1.1 Sampai dengan

Tabel 1.4.

Jawaban :

Rele Tegangan Kurang dengan UN – 5 % , Pengaturan harga operasi 0,94.

Reset Ratio = Nilai Tegangan Operasi

NilaiTeganganOperasi=Nilai teganganOperasi terukur (V )NilaiTeganganPelepasanTerukur (V )

=315325

=0,97

Tegangan Kurang dengan UN – 10 % , Pengatutan harga operasi 0,89.



=308319

=0,97

Tegangan Lebih dengan UN + 5 % , Pengatutan harga operasi 1,05 .



=360350

=1,03

Tegangan Lebih dengan UN + 5 % , Pengatutan harga operasi 1,07 .



=365355

=1,03

2. Buat analisa saudara mengenai data hasil pengukuran dalam tanel 1.1 sampai

dengan table 1.4

Jawaban :

Rele Tegangan Kurang.

Pada percobaan rele tegangan kurang dengan UN -5% dengan setting rele

Undervoltage sebesar 0,94. di dapatkan bahwa rele bekerja pada tegangan 315 Volt

dan tegangan pelepasan terukur bekerja pada 325 Volt dan pada UN -10% dengan

setting rele Undervoltage 0,91, rele bekerja pada tegangan operasi terukur 308 Volt,

sedangkan nilai pelepasan tegangan terukur bekerja pada tegangan 319 Volt.

Rele Tegangan Lebih

Pada percobaan rele tegangan lebih dengan UN + 5% dengan sett6ing rele

overvoltage sebesar 1,05, di dapatkan rele bekerja pada tegangan 360 volt dan

tegangan pelepasan terukur bekerja pada tegangan 350 Volt dan pada UN +5% tetapi

rele overvoltage di setting pada 1,07 di dapatkan nilai tegangan operasi terukur di

dapatkan tegangan 365 Volt sedangkan nilai tegangan pelepasan terukur bekerja

pada posisi 355 Volt. Maka pada setting rele undevoltage 1,05 nilai tegangan operasi

terukur dan nilai pelepasanya lebih kecil dibandingkan dengan rele overvoltage

dengan setting 1,07 .

3. Buatlah analisa saudara untuk percobaan langkah 1.5.3 dan untuk percobaan

langkah 1.5.4

Jawaban :

Pada data percobaan penggukuran pemakaian daya rele tegangan kurang di

dapatkan tegangan kerja rele sebesar 320 volt, Arus sebesar 3,14 mA, dan daya

semu sebesar 1,0048 VA, sedangakan pada percobaan pengukuran pemakaian daya

rele tegangan lebih di dapatkan data tegangan operasi sebesar 360 Volt, arus

sebesar 4,34 mA, dan daya semu di dapatkan 1, 5624 VA. Maka pada pengukuran

pemakaian daya rele tegangan kurang lebih kecil dibandingkan dengan rele tegangan

lebih karna pada pengukuran pemakain daya rele tegangan kurang di dapatkan

teganagan sebesar 320 Volt dan Arus sebesar 3,14 mA sehingga di dapatkan daya

semu sebesar 1,0048 VA, dan juga sebaliknya pada pengurukuran pemakaian daya

rele tegangan lebih didapatkan tegangan hasil pengukuran sebesar 360 Volt dan

Arus 4,34 mA sehingga di dapatkan daya semu sebesar 1,5624 VA.

4. Sebutkan dan Jelaskan aplikasi rele tegangan kurang dan rele tegangan lebih.

Jawaban :

Aplikasi Relay Tegangan Lebih

Sebagai pengaman Overspeed pada generator.

Pengaman tegangan lebih dianjurkan untuk diterapkan pada

generator yang digerakkan oleh tenaga air di mana permasalahan

utamanya adalah terjadinya kecepatan lebih (over speed) sebagai

akibat terlepasnya beban besar secara mendadak. Tegangan lebih

dapat juga disebabkan oleh kerusakan pada pengatur tegangan

otomatis (AVR). Rele tegangan lebih dapat dipasang dengan

menyisipkan tahanan pada penguat atau pada rangkaian medan

generator untuk mengoperasikan alarm atau menghentikan operasi

mesin yang sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan

Sebagai pengaman Peralatan Listrik yang terhubung dengan rangkaian pemutus

(Circuit Breaker / CB).

Output dari Relay Over voltage dapat dihubungkan pada rangkaian

pemutus (circuit breaker/CB) untuk memutuskan aliran listrik jika

terjadi gangguan tegangan lebih. Dengan demikian kerusakan pada

peralatan listrik dapat dihindari. Jadi jika sumber listrik mengalami

gangguan maka hubungan antara sumber listrik dan peralatan listrik

yang di supplay-nya . tersebut akan diputus.

Sebagai pengaman gangguan fasa ke tanah stator generator, dimana titik netral

generator ditanahkan lewat Trafo Distribusi.

Fungsi Relay overvoltage adalah untuk mengatasi adanya

tegangan lebih pada generator. Tegangan yang berlebih

yang melampaui dari batas maksimum yang diijinkan dapat

menyebabkan kerusakan isolasi dari belitan stator dan berakibat pada

hubung singkat antara belitan. Sehingga penggunaan relay

overvoltage sangat diperlukan untuk pengaman gangguan fasa ke

tanah stator generator,

Aplikasi Relay Tegangan Kurang

1. Berfungsi mencegah starting motor bila suplai tegangan turun. Jadi Apabila

besaran tegangan yang dideteksi Kurang dari batas harga penyetelan, maka

rele akan memberikan sinyal start pada timer untuk mulai menghitung waktu

sesuai waktu tunda. Setelah melampaui waktu tunda tersebut, rele akan

memberikan sinyal trip (lampu indicator U< menyala) dan PMT akan trip

untuk mengisolasi gangguan yang terjadi dan Dapat mencegah kerusakan

pada peralatan listrik, terutama pada mesin listrik yang bergerak..

a. Dalam pengaman sistem dapat dikombinasikan dengan relay frekuwensi

kurang. Pada saat terjadinya kekurangan tegangan pada suatu Sistem tenaga

listrik. Tidak dipungkiri bahwa relay tegangan kurang tidak bekerja, karena

terdapat kerusakan pada overvoltage relay. Sehingga relay tersebut tidak

dapat meberikan sinyal trip kepada PMT, maka penggunaan relay frekuwensi

kurang dapat mengatasi apabila masalah itu terjadi pada suatu system

tenaga listrik. Agar dapat terhindar dari kerusakan.

5. Kesimpulan :

Dari hasil percobaan Overvoltage dan Undervoltage didapatkan prilaku rele

tegangan lebih dan tegangan kurang terhadap keadaan tegangan lebih dan

tegangan kurang untuk setting-setting rele yang bervariasi agar di didapatkan rele

bekerja sesuai kinerja Overvoltage dan Undervoltage Rele. Pada rele Overvoltage

daya yang dipakai saat bekerja lebih besar di banding rele Undervoltage.

overvoltage and undervoltage time

Documents