relai incoming akibat keterlambatan sistem proteksi pada penyulang

PT. PLN (PERSERO)

DISTRIBUSI JAWA TIMUR

AREA PENGATUR DISTRIBUSI SURABAYA

Trip Relai Incoming Akibat Keterlambatan Sistem

Proteksi pada Penyulang

Pendahuluan

Seiring dengan meningkatnya tuntutan keandalan sistem tenaga listrik serta

kualitas pelayanan pelanggan. PLN senantiasa berupaya menekan angka gangguan/

pemadaman. Untuk itu kandalan dan sistem proteksi jaringan yang dapat bekerja dengan

baik menjadi kunci utama dalam melokalisasi dan mengurangi gangguan serta

menceggah kerusakan peralatan akibat gangguan. Dengan demikan diharapkan angka

gangguan dapat ditekan sehingga PLN tenang, pelangganpun senang.

Latar Belakang

Dalam beberapa bulan terakhir terjadi gangguan pada penyulang (Jaringan

Distribusi) yang berdampak pada tripnya relai incoming akibat kegagalan atau

keterlambatan sistem proteksi pada penyulang.

Hal ini sangat riskan terjadi, karena tripnya relai incoming mengakibatkan tripnya

penyulang-penyulang lain yang mendapat sulpai tegangan dari incoming tersebut yang

tidak mengalami gangguan. Sehingga sistem proteksi pada pada jaringan distribusi

kurang handal.

Berikut Data Gangguan Incoming Trafo:

BULANJUMLAH

GANGGUAN

JANUARI 15

PEBRUARI 11

MARET 15

APRIL 11

TOTAL 52

PT. PLN (PERSERO)



Jumlah Gangguan Trafo APD Jawa Timur januari-April 2010

UPDBulan

GangguanTrafo

OperasiPersentase

Januari Pebruari Maret April

Tengah 8 6 9 7 30 87 34,48

Timur 6 3 3 1 13 53 24,53

Barat 1 2 3 3 9 55 16,36

Jumlah 15 11 15 11 52 195 26,67

Dari data tersebut di atas dapat kita ketahui bahwa angka gangguan incoming trafo masih

terbilang cukup tinggi. Oleh sebab itu pihak APD (Distribusi) bekerja sama dengan pihak

UPT perlu mencari solusi dalam menekan angka gangguan incoming.

PT. PLN (PERSERO)



Tujuan

Menghindari tripnaya relai iancoming akibat kegagalan sistem proteksi (Relai)

penyulang

Mengetahui sistem koordinasi setingan relai incoming dan relai penyulang

Menganalisis dan mengetahui penyebab trip incoming

Menciptakan sistem proteksi jaringan distribusi yang sensitif, selektif dan handal.

Landasan Teori

Pengertian Dasar Proteksi

1. Fungsi Proteksi

Fungsi proteksi adalah memisahkan bagian sistem yang terganggu sehingga bagian

sistem lain dapat terus beroperasi dengan cara sebagai berikut:

a. Mendeteksi adanya gangguan atau kondisi abnormal lainnya pada bagian

sistem yang diamankannya (fault detection)

b. Melepaskan bagian sistem yang terganggu (fault clearing)

c. Menberikan indikasi adanya gangguan.

Komponen-komponen penting dalam sistem proteksi:

Relai Proteksi : sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya gangguan dan

keadaan abnormal lainnya (fault detection)

Pemutus Tenaga (PMT) : Memutuskan arus gangguan dalam sirkit tenaga untuk

melepaskan sistem yang terganggu (fault clearing)

Trafo Arus (CT), Trafo Tegangan (PT) dan Trafo Arus Toroida (zero sequence

current transformer) : Sebagai alat pengubah/ pembanding besaran primer

menjadi sekender.

Battery (Aki) : sebagai sumber tegangan untuk tripping PMT serta catu daya

untuk relai dan relai bantu (auxiliary relay).

Syarat dan Karakteristik Relai

• Kepekaan ( sensitivity ) : harus peka terhadap gangguan dalam rangsangan

minimum.

• Keandalan ( reliability ) :

PT. PLN (PERSERO)



• dependability (Tingkat Kepastian Kerja): tidak boleh gagal

• Security : Kepastian untuk tidak salah kerja

• Selektifitas ( selectivity ) : security : Pengaman harus dapat memisahkan

bagian sistem yang terganggu sekecilnya yaitu hanya seksi atau peralatan

yang terganggu saja yang termasuk kedalam kawasan pengaman

utamanya.

• Kecepatan ( speed ) : memisahkan daerah terganggu secepat mungkin

sehingga kerugian/ kerusakan akibat gangguan dapat diminimalisasi.

A. OCR ( Over Current Relay / Relai Arus Lebih )

OCR bekerja apabila terjadi arus yang melebihi settingannya. Relai ini bekerja

untuk melindungi peralatan listrik lainnya apabila terjadi arus lebih akibat :

1. Adanya penambahan beban atau perkembangan beban

2. Adanya gangguan hubung singkat di Jaringan maupun Instalasi listrik

Gangguan hubung singkat terjadi antar fasa yaitu dua fasa maupun tiga fasa

Karakteristik Relay Arus Lebih

1. Relai arus lebih seketika ( moment, instant )

2. Relai arus lebih waktu tertentu ( definit time )

3. Relai arus lebih waktu terbalik ( inverse time )

4. Kombinasi waktu seketika dengan waktu tertentu

5. Kombinasi waktu seketika dengan waktu terbalik

Gambaran Karakteristik Relai Arus Lebih

A. Relai Arus Lebih Seketika ( moment, instant )

PT. PLN (PERSERO)



Karakteristik relai ini bekerja tanpa adanya penundaan waktu. Jangka waktu

mulai relai pick up sampai kerja relai sangat singkat ( 20 ms – 50 ms ).

B. Relai Arus Lebih Waktu tertentu ( definit time )

Karakteristik relai ini bekerja dengan settingan waktu. Jangka waktu mulai relai

pick up sampai kerja relai diperpanjang dengan harga tertentu tidak tergantung

besarnya arus

C. Relai Arus Lebih Waktu Terbalik ( inverse time )

Karakteristik relai ini bekerja berkebalikan dengan waktu. Jangka waktu mulai

relai pick up sampai kerja relai berbanding terbalik dengan besarnya arus yang

mengerjakannya .

PT. PLN (PERSERO)



D. Kombinasi Relai Arus Lebih Seketika dengan Waktu Tertentu

Relai ini bekerja dengan perpaduan 2 karakteristik. Apabila arus yang melewati

melebihi Isetting relai instant dan definit, maka kedua karakteristik tersebut sama –

sama bekerja tetapi relai instant lebih cepat bekerja maka indikasi relai menunjukkan

instant sedangkan apabila arus yang melewati melebihi Isetting relai definit tetapi

dibawah Isetting instant maka yang merasakan dan bekerja adalah karakteristik relai

definit sedangkan karakteristik relai instant tidak bekerja.

E. Kombinasi Relai Arus Lebih Seketika dengan Waktu Terbalik

Relai ini bekerja dengan perpaduan 2 karakteristik. Apabila arus yang melewati

melebihi Isetting relai instant dan inverse, maka kedua karakteristik tersebut sama –

PT. PLN (PERSERO)



sama bekerja tetapi relai instant lebih cepat bekerja maka indikasi relai menunjukkan

instant sedangkan apabila arus yang melewati melebihi Isetting relai inverse tetapi

dibawah Isetting instant maka yang merasakan dan bekerja adalah karakteristik relai

inverse sedangkan karakteristik relai instant tidak bekerja.

B. DGFR ( Directional Ground Fault Relay / Relai Arus Gangguan Tanah )

DGFR adalah perpaduan 2 karakteristik relai yaitu :

1. DGR ( Directional Ground Relay )

Rele ganguan tanah berarah dipasang pada penyulang 20 kV sebagai

pengaman utama untuk mengamankan gangguan 1 phasa ke tanah. Rele ini

bekerja berdasarkan dua besaran. Yaitu arus Io ( dari ZCT yang baru memang

baru muncul kalau ada gangguan tanah ) dan Vo ( dari PT ) Open Delta yang

menghasilkan suatu sudut dan arah tertentu. Bila salah satu komponen tidak

terpenuhi maka rele tidak akan bekerja.

2. GFR ( Ground Fault Relay/ Earth Faulth )

Rele arus lebih tanpa arah atau GFR adalah rele yang bekerja apabila

dilalui arus yang melebihi settinganya ( dari ZCT ). Arus lebih yang dideteksi

rele ini berasal dari ganguan phasa – tanah.

PT. PLN (PERSERO)



STANDART WAKTU KERJA RELAI

KARAKTERISTIK WAKTU BERDASARKAN BS 142 / IEC 255-3 / IEEE - ANSI

Standart Inverse Very Inverse

Extremlly Inverse

Long Time Inverse Short Time Inverse

𝑡 = 0.14 𝑥 𝑡𝑑ቈ൬

𝐼𝑓𝐼𝑠𝑒𝑡൰0.02 − 1

KETERANGAN

t = waktu kerjatd = time dial ( merupakan setting )IF = Arus Hub. SingkatIS = Arus Setting

PT. PLN (PERSERO)



DATA PENGUJIAN RELAI

PT. PLN (PERSERO)



PT. PLN (PERSERO)



Klasifikasi Penyebab Trip pada Incoming

1. Proteksi penyulang 20 kV mecet, terlambat, atau tidak bekerja

2. Proteksi trafo tidak stabil

3. Kesalahan koordinasi proteksi

4. CT jenuh

5. Salah wiring atau triping command

6. DC Fault

7. Gangguan di bus 20 kV

8. Gangguan penyulang dalam converage setting moment incoming ( 4x In Trafo)

9. Over load.

Dampak dari Trip Incoming

Apabila beban total penyulang saat incoming trip besar dapat berakibat pada

kerusakan trafo

Penyulang yang tidak mengalami gangguan ikut padam (gangguan meluas)

Daya yang terjual ke konsumen berkurang akibat gangguan

Pendapatan perusahaan otomatis berkurang

Kualitas pelayanan konsumen menurun

Nilai SAIDI dan SAIFI meningkat

Kualitas kinerja menurun

Dalam hal ini yang akan jadi fokus utama pembahasan adalah pada kegagalan

proteksi pada penyulang.

Indikasi Kegagalan pada Sistem Penyulang:

1. Ralai tidak bekerja (relai mengalami kerusakan)

PT. PLN (PERSERO)



o DC Fault

o Wiring

o Rusak

o Salah setting

2. Relai bekerja tetapi mengalami keterlambatan

* Keterlambatan pada relai bantu

o Type Hight Speed

o Type Low Speed

* Keterlambatan pada mekanis PMT penyulang

* Perintah trip dari relai ke koil (contactor) mengalami hambatan

3. Untuk penyualng yang amsih mengguankan relai jenis manual seperti MCGG

perlu mendapat perhatian lebih karena jelai jenis ini tidak dapat dilihat event

dari hasil download relainya langsung. Di samping itu biasanya relai jenis ini

sering mengalami keterlambatan atau beru bekerja setelah arus nominal

melebihi settingan.

Tinjauan dan Penanganan Awal

Tinjauan awal setting relai incoming da relai penyulang:

Perkiraan lokasi/bagian yang terjadi gangguan

o Jaringan sebelum relai penyulang

o Rel/Busbar setelah relai penyualang menuju relai incoming

Jenis gangguan serta beban pada saat terjadi gangguan

Investigasi dan Tinjauan Langsung ke Lapangan

Melihat event (jurnal gangguan) bisa langsung didownload dari relainya seperti

pada relai jenis digital seperti (Vamp, Micom, dan SEL) atau meminta keterangan

dari piket dispatcher/ operator GI

Melakukan pemeriksaan kondisi fisik relai

PT. PLN (PERSERO)



Memastikan wiring contact trip sudah terpasang dengan benar

Pengujian relai :

o OCR

o DGR

o Earth Fault

o Recloser

Uji Time CB

Pengubahan settingan bila perlu

Koordinasi dengan pihak UPT selaku pihak yang bertangguang jawab terhadap

relai incoming.

Solusi dan Tindakan Lanjut

1. Pemantauan indikasi gangguan relai serta kondisinya melalui daftar gangguan

penyulang atau laporan dari operator GI

2. Investigasi Relai yang terindikasi mengalami gangguan atau masalah

3. Pemeliharaan serta pengujai relai secar berkala disertakan pada saat pemeliharaan

kubikel tahunan.

4. Memastikan settiangan relai dengan melakukkan pengujian terlebih dahulu

5. Mengkoordinasikan settingan relai penylang kepada pihak UPT sebagai dasar

penentuan settingan relai incoming

6. Mengetahui karakteristik setiap jenis (Merk) relai

7. Memberikan laporan kepada pihak yang terkait jika terjadi perubahan pada

settingan relai

Kendala

1. Penggunaan relai yang masih analog sehingga, jika terjadi gangguan tidak dapat

terdeteksi event gangguan tersebut.

2. Sistem proteksi masih menggunakan relay bantu type low speed

3. Tidak adanya relay earth faulth sebagai back up relay DGR apabila tidak bekerja.

PT. PLN (PERSERO)



Saran

Koordinasi dan kerja sama yang baik antara pihak UPT dan Distribusi sehingga

dapat menciptakan sistem proteksi yang handal

Penggantian relai yang masih analog dengan relai digital serta relay bantu jenis

kontaktor biasa dengan jinis hight speed

Memasang relay Earth Faulth sebagai back up relay DGR

relai incoming akibat keterlambatan sistem proteksi pada penyulang

Documents