2.2.1rele jarakRele jarak merupakan proteksi pada penghantar transmisi baik tegangan 150 kv maupun 500 kv. Rele ini bekerja dengan cara mengukur tegangan dan arus pada penghantar kemudian menghitung impedansinya. Impedansi hasil perhitungan rele kemudian di bandingkan dengan settingnya. apabila hasil perhitungan impedansi lebih kecil dari nilai setting maka rele akan memberi perintah lepas (trip) kepada PMT.Syarat utama rele jarak untuk untuk dapat bekerja dengan baik adalah: 1. Rele jarak dapat menentukan arah letak gangguan - Gangguan didepan rele dalam daerah kerjanya harus bekerja - Gangguan dibelakang rele tidak boleh bekerja 2. Rele jarak dapat menentukan letak gangguan - Gangguan didalam daerahnya rele harus bekerja - Gangguan diluar daerahnya rele tidak harus bekerja 3. Beban maksimum tidak boleh masuk jangkauan rele jarak 4. Rele jarak dapat membedakan gangguan dan ayunan daya 2.2.2Prinsip pengukuran jarak titik gangguan terhadap rele jarakPrinsip kerja rele jarak dapat dilihat pada gambar 3.1 dimana rele jarak disetel pada titik B yaitu 80%, jika terjadi gangguan di titik B, maka tegangan yang akan dirasakan rele adalah VR. Ketika terjadi gangguan di titik F1, dimana VF1 nilainya lebih kecil dari pada VR, hal ini menunjukan letak gangguan yang terjadi masih berada dalam jangkauan rele jarak, sehingga rele jarak bekerja. Namun sebaliknya ketika terjadi gangguan di titik F3, maka tegangan yang dirasakan oleh rele adalah VF3, dimana VF3 nialinya lebih besar dari pada VR, sehingga rele jarak tidak bekerja.

Gambar Daerah prinsip kerja rele jarakTegangan dan arus gangguan yang dibandingkan oleh rele pada A, gangguan pada batas perlindungan B tau F2 menyebebkan tegangan terukur pada A sebesar :

dan

Gangguan didalam daerah perlindungan, misalnya pada F1 menyebabkan rele tersebut pada A bekerja dimana :

maka>Sehingga daerah kerja rele dan batas-batas gangguan F1, F2,F3 telah disimpulkan dari gambar 3.1. oleh karena itu batas-batas daerah pengaman bisa saja berubah, hal ini dapat saja terjadi disebabkan kesalahan pengukuran arus atau tegangan yang masuk kedalam rele. Beberapa kesalahan yang mempengaruhi antara lain trafo arus, trafo tegangan, beserta relenya dan data-data penghantar sehungga harus dipertimbangkan kesalahan tersebut untuk menetapkan suatu batas. Agar didapat pengaman yang selektif, rele jarak dibuat beberapa tingkat (zone).2.2.3Penyetelan Daerah Jangkauan pada Rele Jarak

Gambar Daerah penyetelan rele jarak tiga tingkatRelai jarak pada dasarnya bekerja mengukur impadansi saluran, apabila impedansi yang terukur / dirasakan relai lebih kecil impedansi tertentu akibat gangguan ( Zset< ZF ) maka relai akan bekerja.Prinsip ini dapat memberikan selektivitas pengamanan, yaitu dengan mengatur hubungan antara jarak dan waktu kerja relai. Penyetelan relai jarak terdiri dari tiga daerah pengamanan, Penyetelan zone-1 dengan waktu kerja relai t1, zone-2 dengan waktu kerja relai t2 , dan zone-3 waktu kerja relai t3 .2.2.3.1 Penyetelan Zone-1Dengan mempertimbangkan adanya kesalahan-kesalahan dari data saluran, CT, PT, dan peralatan penunjang lain sebesar 10% - 20 % , zone-1 relai disetel 80 % dari panjang saluran yang diamankan.Zone-1 = 0,8 . Z L1 (Saluran)Waktu kerja rele seketika, (t1= 0) tidak dilakukan penyetelan waktu .2.2.3.2 Penyetelan Zone-2Prinsip peyetelan Zone-2 adalah berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : Zone-2 min = 1,2 . ZL1Zone-2 mak = 0,8 (Z L1 + 0,8. ZL2)Dimana :ZL1 = Impedansi saluran yang diamankan.ZL1 = Impedansi saluran berikutnya yang terpendek ( )Waktu kerja rele t2= 0.4 s/d 0.8 dt. 2.2.3.3 Penyetelan Zone-3Prinsip penyetelan zone-3 adalah berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :Zone-3min = 1.2 ( ZL1 + 0,8.ZL2 )Zone-3mak1 = 0,8 ( ZL1 + 1,2.ZL2 )Zone-3mak2 = 0,8 ( ZL1 + k.ZTR )Dimana :ZL1 = Impedansi saluran yang diamankan ZL2 = Impedansi saluran berikutnya yang terpanjang Waktu kerja rele t3= 1.2 s/d 1.6 dt. 2.2.3.4 Penyetelan Zone-3 reverseFungsi penyetelan zone-3 reverse adalah digunakan pada saat pemilihan teleproteksi pola blocking. Dasar peyetelan zone-3 reverse ada dua jenis : Bila Z3 rev memberi sinyal trip.Zone-3 rev = 1.5 (Z2-ZL1) Bila Z3 rev tidak memberi sinyal trip.Zone-3 rev = 2 (Z2-ZL1).2.2.4Skema Proteksi Rele Jarak Untuk dapat meningkatkan koordinasi waktu sistem proteksi pada saluran udara tegangan tinggi, diperlukan suatu peralatan yang dapat mengirim dan menerima sinyal dari satu atau beberapa rele di satu Gardu Induk (GI) ke rele di GI yang lain. Peralatan teleproteksi merupakan peralatan yang dapat mengirim dan menerima sinyal (data or logic status) dari satu rele ke rele yang lain. Dikarenakan jarak antara satu gardu induk dengan gardu induk yang lain cukup jauh maka diperlukan suatu media komunikasi yang dapat digunakan untuk mengirimkan sinyal. Saluran komunikasi yang digunakan dapat berupa serat optik (fiber optic), Power Line Comunication (PLC) atau melalui gelombang mikro (microwave).Dasar pemilihan skema proteksi rele jarak dengan menggunakan teleproteksi adalah untuk meningkatkan keandalan sistem yaitu jika terjadi gangguan di luar zona satu rele tetapi masih berada pada saluran yang diamankan (ujung saluran transmisi), maka rele jarak yang telah dilengkapi teleproteksi akan bekerja lebih cepat dibandingkan rele jarak tanpa teleproteksi. Waktu pemutusan gangguan yang cepat pada saluran transmisi mempunyai beberapa keuntungan yaitu : Mengurangi kerusakan pada konduktor atau penghantar Meningkatkan stabilitas sistem Memungkinkan diterapkannya auto reclosing untuk meningkatkan ketersediaan penghantar sehingga peluang (lama dan frekuensi) pemadaman dapat dikurangi. 2.2.4.1 Skema DUTT (Direct Underreach Transfer Trip)Salah satu cara yang paling sederhana untuk mengurangi waktu pemutusan gangguan yang terjadi di ujung saluran transmisi adalah dengan menerapkan direct transfer trip atau sinyal trip secara langsung, gambar 3.14 menunjukkan gambar rangkaian logika dari pola DUTT. Apabila terjadi gangguan pada zona satu rele jarak, maka rele akan bekerja mengirim sinyal trip ke PMT dan pada saat yang bersamaan rele juga mengirim sinyal (direct transfer trip signal) ke rele lain di ujung terminal. Rele yang menerima sinyal tersebut akan langsung (instantaneous) mengirim sinyal tripping ke PMT.

Gambar.Penyetelan zone 1 dan zone 2 rele jarak pada skema DUTT Pada gambar 3.15 apabila gangguan di F1, kedua rele jarak akan bekerja seketika untuk mentripkan PMT A dan B karena pada gangguan di F1 termasuk zona 1dari rele A dan rele B. Pada gangguan di F2 Rele jarak di A akan melihatnya sebagai zona 2, sehingga rele jarak di A akan mentripkan pmt dengan waktu zona 2 yang lebih lambat, akan tetapi dengan bantuan saluran komunikasi signal Z1 di B dikirmkan ke rele A, tanpa melalui rele jarak di A, PMT A ditripkan.2.2.4.2 Skema POTT (Permissive over reach transfer trip)Prinsip kerja pola POTT adalah apabila ada gangguan yang dirasakan oleh zona dua rele jarak, maka rele akan mengirim sinyal ke rele di ujung terminal yang lain dan rele di ujung terminal yang lain tersebut hanya akan bekerja apabila gangguannya juga dirasakan oleh zona dua rele tersebut. Sinyal yang diterima oleh rele, umumnya di monitor oleh kontak arah rele (directional relay contact) agar dapat bekerja (tripping) hanya jika zona dua forward rele bekerja.

Gambar Penyetelan zone 1 dan zone 2 rele jarak pada skema POTTPada gambar 3.19, untuk gangguan di F1, zona 1 dan zona 2 rele jarak di A dan di B bersama-sama mendeteksi gangguan yang berada didalam daerah jangkauannya, sehingga masing-masing rele menigrim sinyal trip ke rele jarak lawannya, sehingga PMT trip seketika.Bila gangguan terjadi di F2, rele jarak di A mendeteksi gangguan itu, tetapi rele jarak di B tidak melihat gangguan, sehingga rele jarak di A akan mentripkan PMT setelah menghitung waktu tunda dengan kata lain rele jarak di A memberi kesempatan kepada rele jarak di B kea arah C untuk bekerja terlebih dahulu. Inilah yang dinamakan POTT.

ZONE 1 (A-B)

ZONE 1 (B-A)

A

t

t

F1

F2

ZONE 2 (A-B)

ZONE 2 (B-A)

ZONE 1,2 (A-B)

ZONE 1,2 (B-A)

A

t

t

F1

F2

C