setting ocr dan gfr

SETTING OCR DAN GFR

I. PENDAHULUAN

1.1.GANGGUAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

Jenis gangguan utama dalam sistem tenaga listrik adalah gangguan hubung singkat. Gangguan

hubung singkat ini terjadi sebagai akibat dari tembusnya bahan isolasi, kesalahan teknis, polusi

debu, dan pengaruh alam di sekitar saluran transmisi dan distribusi tenaga listrik, sehingga ada

arus yang mengalir dari fasa ke tanah atau antar fasa.

Bila ditinjau dari segi lamanya waktu gangguan, maka gangguan pada saluran sistem tenaga

listrik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

Gangguan sementara ( gangguan temporer ).

Gangguan permanen ( gangguan stationer ).

Untuk gangguan temporer ditandai dengan normalnya kerja dari PMT setelah dimasukkan

kembali. Sedangkan gangguan permanen ditandai dengan jatuhnya PMT setelah dimasukkan

kembali, dan biasanya dilakukan sampai tiga kali. Pada gangguan permanen, PMT bisa bekerja

normal kembali setelah gangguan tersebut bisa diatasi. Sedangkan gangguan yang bersifat

temporer, penyebab gangguan akan hilang dengan sendirinya setelah PMT jatuh.

Gangguan yang bersifat permanen bisa disebabkan karena adanya kerusakan pada peralatan

sistem tenaga listrik, sehingga gangguan ini baru bisa diatasi setelah kerusakan pada peralatan

tersebut sudah diperbaiki.

Gangguan temporer yang terjadi berulang-ulang dapat menyebabkan timbulnya kerusakan

pada peralatan sistem tenaga listrik dan hal ini dapat pula menimbulkan gangguan yang

bersifat permanen sebagai akibat adanya kerusakan peralatan tersebut.

Ditinjau dari macam gangguannya, maka gangguan hubung singkat dapat dibedakan menjadi

a. Gangguan hubung singkat tiga fasa.

b. Gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah.

c. Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah.

d. Gangguan hubung singkat antar fasa ( dua fasa ).

1

Dari empat jenis gangguan tersebut dapat dibedakan menjadi dua kelompok gangguan, yaitu :

a. Gangguan hubung singkat simetris.

b. Gangguan hubung singkat tidak simetris.

Yang termasuk dalam gangguan hubung singkat simetris adalah gangguan hubung singkat tiga

fasa, sedangkan gangguan yang lainnya termasuk gangguan hubung singkat tidak simetris.

Gangguan hubung singkat akan mengakibatkan arus lebih pada fasa yang teganggu, dimana

arus gangguan tersebut mempunyai harga yang jauh lebih besar dari rating arus maksimum

yang diijinkan pada peralatan. Arus hubung singkat ini dapat mengakibatkan kerusakan pada

peralatan sistem tenaga listrik jika pengaman tidak segera bekerja.

Gangguan-gangguan yang lain jika terjadi berulang-ulang bisa mengakibatkan terjadinya

kerusakan isolasi maupun peralatan pada sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik dan hal

ini akhirnya dapat mengakibatkan terjadinya hubung singkat.

Faktor-faktor yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada sistem transmisi dan

distribusi tenaga listrik antara lain :

a. Surja Petir.

Mengingat saluran transmisi dan distribusi tersebar luas dan panjang membentang serta

beroperasi pada kondisi tempat yang cuacanya berbeda-beda, maka kemungkinan

terjadinya gangguan yang disebabkan oleh petir besar sekali, terutama pada musim hujan.

Gangguan yang disebabkan oleh petir ini sangat berbahaya karena dapat merusak isolasi

peralatan.

b. Surja Hubung.

Ynag dimaksud dengan surja hubung adalah kenaikan tegangan pada saat dilangsungkan

pemutusan arus oleh PMT. Kenaikan tegangan yang disebabkan oleh adanya gangguan

surja hubung ini dapat merusak isolasi peralatan.

c. Polusi Debu.

Debu-debu yang menempel pada isolator, bila udara lembab maka debu tersebut

merupakan konduktor yang dapat menyebabkan terjadinya loncatan bunga api yang pada

akhirnya dapat menyebabkan gangguan hubung singkat fasa ke tanah.

2

d. Adanya pohon-pohon yang tidak terawat.

Pohon-pohon yang dekat dengan saluran transmisi dan distribusi bila tidak terawat dan

rantingnya masuk ke daerah bebas saluran transmisi dan distribusi, hal ini dapat

mengakibatkan terjadinya gangguan hubung singkat fasa ke tanah.

e. Isolator yang rusak.

Isolator yang rusak karena sambaran petir atau karena usia yang sudah tua bisa

menyebabkan terjadinya gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan hubung

singkata dari fasa ke tanah.

f. Daun-daun/sampah yang menempel pada Isolator.

Daun-daun/sampah yang terbang terbawa angin dan kemudian menempel pada isolator

akan mengakibatkan jarak bebas berkurang sehingga dapat mengakibatkan terjadinya

loncatan bunga api. Hal ini bisa mengakibatkan terjadinya gangguan hubung singkat antar

fasa atau gangguan hubung singkat dari fasa ke tanah.

1.2. TUJUAN SISTEM PENGAMAN TENAGA LISTRIK

Gangguan pada sistem tenaga listrik hampir seluruhnya merupakan gangguan hubung

singkat, yang menimbulkan arus listrik cukup besar. Semakin besar sistemnya, semakin

besar pula arus gangguannya.

Arus gangguan yang besar bila tidak segera dihilangkan akan merusak peralatan yang dilalui

arus gangguan. Untuk melepaskan daerah yang terganggu diperlukan alat pengaman. Disini

jelas bahwa alat pengaman brtujuan untuk melepaskan atau membuka sistem yang teganggu

sehingga arus gangguan ini akan padam.

Untuk memenuhi tujuan tersebut maka diperlukan sistem pengaman tenaga listrik. Alat yang

digunakan untuk pengamanan pada sistem tenaga listrik biasanya digunakan relai pengaman.

II. DASAR PENYETELAN RELAI ARUS LEBIH

Relai arus lebih digunakan sebagai pengaman gangguan arus lebih yang dakibatkan oleh

hubung singkat atau beban lebih. Relai ini dapat digunakan sebagai pengaman utama, juga

bisa digunakan sebagai pengaman cadangan seksi berikutnya. Pertimbangan kedua hal

tersebut merupakan dasar dalam penentuan penyetelan arus kerjanya.

Sebagai pertimbangan dalam penyetelan waktu, diusahakan relai secara keseluruhan bekerja

cepat tetapi tetap selektip.

3

Karena arus gangguan antar fasa dan satu fasa berbeda, maka cara penyetelannya juga berbeda

antara penyetelan relai pengaman untuk gangguan natar fasa dan penyetelan relai pengaman

untuk gangguan fasa ke tanah.

III. PENYETELAN RELAI ARUS LEBIH UNTUK GANGGUAN ANTAR FASA

3.1. Penyetelan Arus

a. Batas Minimum.

Penyetelan arus pada relai arus lebih pada umumnya didasarkan pada penyetelan batas

minimumnya, dengan demikian adanya gangguan hubung singkat di beberapa seksi

berikutnya relai arusnya akan bekerja. Relai arus lebih tidak boleh bekerja pada beban

maksimum. Batas penyetelan arus minimum adalah :

Iset(minimum) =

Dimana : Iset(minimum) = arus setting minimum

Imaks = arus beban maksimum

Ks = faktor keamanan (1,1 s/d 1,2)

Kd = faktor arus kembali (arus kembali/arus kerja) dimana untuk relai

dengan karakteristik waktu tertentu = 0,8 s/d 0,9.

Untuk relai dengan karakteristik waktu terbalik = 1.

Umumnya Iset diset antara 1,2 s/d 1,5 arus pengenal CT (trafo arus).

b. Batas Maksimum

Seperti telah diuraikan di atas bahwa relai arus lebih disamping sebagai pengaman utaman

juga bisa berfungsi sebagai pengaman cadangan untuk seksi hilir berikutnya.

Dengan demikian relai ini harus pasti dapat menjangkau ujung seksi hilir berikutnya pada arus

gangguan yang minimum (dalam hal ini diambil gangguan 2 fasa pada saat pembangkitan

minimum ).

Batas penyetelan arus maksimum adalah :

Iset(maks) = Ks x Ihs(min)

Dimana : Iset(maks) = penyetelan arus kerja maksimum

Ks = faktor keamanan, dalam hal ini = 0,7 s/d 0,8

Ihs(min) = arus gangguan 2 fasa pada pembangkitan minimum di satu seksi

4

hilirnya.

Contoh Perhitunga Setting Arus Pada Relai Arus LebihPada gambar di bawah, tentukan setting arus OCR pada sisi primer dan sekunder trafo daya dan

penyulang (feeder) bila arus maksimum pada trafo daya sama dengan arus nominalnya dan pada

penyulang sama dengan 300 A.

Penyelesaian :

Imax (sisi primer trafo daya) = = 164,9 A.

Imax (sisi sekunder trafo daya) = = 577 A.

Jadi rasio CT yang dipilih :* Pada sisi primer trafo daya Imax = 164,9 A ===> CT : 200 / 5 A

* Pada sisi sekunder trafo daya Imax = 577 A ====> CT : 600 / 5 A

* Pada penyulang (feeder) Imax = 300 A ====> CT : 300 / 5 A

a) Setting arus untuk OCR jenis Definite ( waktu tertentu ) Diketahui : Kd = 0,8 dan Ks = 1,1

Sisi primer Trafo daya :

Iset primer (sisi 70 KV) = x Imax (sisi primer trafo daya ) = x 164,9 A = 227 A

Iset sekunder (sisi 70 KV) = 227 X = 5,67 A

5

Sisi sekunder Trafo Daya :

Iset primer (sisi 20 KV) = x Imax (sisi sekunder trafo daya ) = x 577 A = 793 A

Iset sekunder (sisi 20 KV) = 793 A x = 6,6 A

Penyulang :

Iset primer (penyulang) = x Imax (penyulang ) = x 300 A = 412,5 A

Iset sekunder (penyulang) = 412,5 A x = 6,87 A

b) Setting arus untuk OCR jenis inverse ( waktu brbanding terbalik ) Diketahui : Kd = 1, Ks = 1,1

Sisi primer Trafo Daya :

Iset primer (sisi 70 KV) = x Imax (sisi primer trafo daya ) = x 164,9 A = 180 A

Iset sekunder (sisi 70 KV) = 180 A x = 4,5 A

Sisi sekunder Trafo Daya :

Iset primer (sisi 20 KV) = x Imax (sisi sekunder trafo daya ) = x 577 A = 634,7 A

Iset sekunder (sisi 20 KV) = 634,7 A x = 5,29 A

Penyulang :

Iset primer (penyulang) = x Imax (penyulang ) = x 300 A = 330 A

Iset sekunder (penyulang) = 330 A x = 5,5 A

6

3.2. Penyetelan Arus Pada Relai Arus Lebih Waktu Seketika Berdasarkan studi arus hubung singkat, maka makin dekat dengan sumber tegangan makin

besar arus gangguan yang terjadi. Sedangkan berdasarkan penyetelan relai arus lebih didapatkan

untuk pengaman seksi yang semakin dekat dengan sumber waktu kerjanya semakin lama. Untuk

mempercepat kerja relai pengaman maka pada relai waktu kerja tertentu ataupun relai waktu kerja

terbalik harus dikombinasi dengan relai dengan waktu kerja seketika karena relai ini tanpa

perlambatan waktu kerja.

Karena relai ini tidak ada perlambatan waktu kerja maka untuk koordinasi antara seksi satu dan

seksi lainnya didasarkan pada tingkat beda arus ( current grading ). Agar bisa selektif maka relai

ini tidak boleh menjangkau seksi berikutnya pada keadaan arus gangguan maksimum.

Penyetelan relai dengan waktu seketika :

Im = Ks x Ihs 3 fasa

Dimana : Im = penyetelan arus relai seketika

Ks = faktor keamanan, umumnya diambil 0,7 s/d 0,9.

Ihs 3 fasa = arus hubung singkat 3 fasa pada relujung seksi yang diamankan.

Dari penyetelan tersebut jelas bahwa relai ini tidak akan menjangkau ujung seksi yang diamankan,

atau tidak akan tumpang tindih dengan pengamanan seksi berikutnya.

Contoh Setting arus relai arus lebih waktu kerja seketika

Suatu sistem sub transmisi radial diamankan dengan relai arus lebih waktu tertentu dikombinasi

dengan relai seketika dengan data arus gangguan. Relai dan penyetelannya serta besarnya arus

gangguan untuk pembangkitan maksimum dan minimum seperti pada gambar. Tentukan

penyetelan arus untuk relai seketika bila jangkauannya kira-kira 80 % dari panjang seksinya.

7

Penyetelan dilakukan pada pembangkitan maksimum.

Penyetelan relai seketika di A :

Besarnya arus gangguan 80 % pada seksi AB = 3600 – 0,8 (3600-2100) = 2400 A

Setting : Im = 2400 x 5/500 = 24 A. Atau 24/5 x In = 4,8.In ~ 5.In

Penyetelan relai seketika di B :

Besarnya arus gangguan 80 % pada seksi BC = 2100 – 0,8 (2100-1600) = 1700A

Setting : Im = 1700 x 5/500 = 17 A. Atau 17/5 x In = 3,4.In ~ 3,5.In

Pada pembangkitan minimum :

If di A = 2400 x 5/500 = 24 A

= 24/5 x In = 4,8.In sehingga relai seketika tidak bekerja

If di B = 1600 x 5/500 = 16 A

= 16/5. In = 3,2 In sehingga relai seketika tidak bekerja

3.3. Penyetelan Waktu Kerja Penyetelan waktu kerja untuk relai arus lebih yang letaknya paling hilir diset secepat

mungkin, namun tidak boleh bekerja karena adanya arus transien pada saat pemasukan PMT

dimana pada jaringan terdapat beban, dan juga tidak boleh bekerja karena adanya getaran mekanis.

Untuk mendapatkan pengamanan yang selektif maka penyetelan waktunya dibuat secara

bertingkat. Pada penyetelan relai arus lebih harus dipenuhi persyaratan pengamanan yang baik

yaitu pengamanan secara keseluruhan harus bekerja secepat mungkin tetapi harus selektif.

a. Penyetelan waktu relai arus lebih waktu tertentu.

Pada gambar di bawah, karena penyetelan arus pada relai arus lebih pada umumnya didasarkan

pada penyetelan batas minimum, maka adanya gangguan di titik F terdapat kemungkinan :

IF di F > IP di A > Ip di B > Ip di C dengan demikian relai di A, B, dan C akan Pick-up.

Untuk mendapatkan pengaman yang selektif maka penyetelan waktunya dibuat sbb :

tA > tB > tC

8

Karena pada relai arus lebih dengan karakteristik waktu tertentu waktu kerjanya tidak dipengaruhi

oleh besarnya arus gangguan maka untuk mendapatkan pengamanan yang baik yang penting

menentukan beda waktu (tingkat waktu) antara dua tingkat pengaman supaya pengamanan selektif

tetapi waktu untuk keseluruhannya tetap singkat.

Pada gambar di atas, bila waktu kerja relai di C diset tC = t1 maka penyetelan waktu kerja relai di B

tB = t1 + Δt

Dimana Δt adalah tingkatan waktu (beda waktu) antara waktu kerja relai di C dan waktu kerja relai

di B. Dengan demikian waktu kerja relai bisa selektif, dimana bila terjadi gangguan di ujung

saluran C maka relai di C akan bekerja tetapi bila relai di di C gagal bekerja maka relai di B akan

bekerja dengan delai waktu t1+Δt.

Pada umumnya diambil Δt = 0,4 s/d 0,5 detik

Pada gambar di bawah adalah contoh penyetelan waktu pada relai arus lebih dengan karakteristik

waktu tertentu pada jaringan radial. Pada relai paling ujung penyetelan waktunya diset secepat

mungkin (umumnya diambil 0,2 detik), untuk menghindari supaya tidak bekerja pada saat

pemasukan PMT yang mungkin menimbulkan arus transien.

Selanjutnya diambil Δt = 0,5 detik, sehingga penyetelan waktu untuk relai di C, B, da, A adalah :

tC = tD + Δt = 0,2 + 0,5 = 0,7 detik

tB = tC + Δt = 0,7 + 0,5 = 1,3 detik

tA = tB + Δt = 1,3 + 0,5 = 1,8 detik

Dari contoh tersebut dapat dilihat bahwa penyetelan waktu pada relai arus lebih dengan

karakteristik waktu tertentu sangat mudah.

9

b. Penyetelan waktu relai arus lebih waktu terbalik.

Syarat untuk dapat menyetel waktu pada relai arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik dalam

hal ini Td ( Time Dial ) atau TMS (Time Multiplier Setting), harus diketahui terlebih dahulu

beberapa hal yaitu :

Besarnya arus hubung singkat pada setiap seksi

Peneyetelan arusnya ( Iset )

Kurva karakteristik relai

Ketentuan yang berlaku pada relai arus lebih waktu tertentu berlaku pula pada penyetelan ini, yaitu

bahwa waktu kerja relai secara keseluruhan harus cepat tetapi harus tetap selektif. Sehingga waktu

kerja relai untuk dua seksi yang berurutan pada lokasi gangguan yang sama harus mempunyai

beda waktu Δt = 0,4 s/d 0,5 detik.

Pada gambar di bawah, relai arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik pada seksi B diset

dengan waktu secepat mungkin. Dengan gangguan di F maka relai arus lebih pada seksi A harus

dapat bekerja bila relai di seksi B gagal bekerja. Dengan demikian penyetelanya harus tetap

10

mempertimbangkan bahwa relai di seksi A selain berfungsi sebagai pengaman utama untuk

saluran AB, tetapi juga harus berfungsi sebagai back-up relai di seksi B.

Jadi pada gangguan di F : tA = tB + Δt.

Contoh setting waktu pada Relai Arus Lebih Karakteristik waktu terbalik.Pada gambar di bawah tentukan setting TMS untuk OCR jenis Inverse tipe CO-9 dengan gambar

karakteristik relai terlampir.

Penyelesaian :

a) Penyetelan TMS untuk OCR di C.

11

Besdarnya arus gangguan If = 1600 A

Karena pengaman di C paling hilir, maka diambil waktu kerja minimum relai = 0,3 detik

PSM = = = 4

Dengan nilai PSM = 4 dan waktu kerja relai paling ujung = 0,3 detik, maka dari grafik

karakteristik didapat TMS = 1.

b) Penyetelan TMS untuk OCR di B.Relai di B harus bisa mem-back-up relai di C bila ada gangguan di saluran C tapi pengaman di C

gagal bekerja.

Jadi tB = tC + Δt = 0,3 + 0,4 = 0,7 detik

PSM = = = 3,2

Dengan nilai PSM = 3,2 dan waktu kerja tB = 0,7 detik, maka untuk pengaman di Bdari grafik


Dengang TMS = 2, bila terjadi gangguan di saluran B sebesar 2000 Ampere, maka :

PSM = = = 4

Denga PSM = 4 dan TMS = 2, maka bila ada gangguan di saluran B sebesar 2000 A relai di B

akan bekerja dengan waktu = 0,6 detik.

c) Penyetelan TMS untuk OCR di A.Relai di A harus bisa mem-back-up relai di B bila ada gangguan di saluran B tapi pengaman di B

gagal bekerja.

Jadi tA = tB + Δt = 0,7 + 0,4 = 1,1 detik

PSM = = = 4,2

Dengan nilai PSM = 4,2 dan waktu kerja tA = 1,1 detik, maka untuk pengaman di A dari grafik


12

Dengang TMS = 3, bila terjadi gangguan di saluran A sebesar 3600 A, maka :

PSM = = = 7,7

Denga PSM = 7,5 dan TMS = 3, maka bila ada gangguan di saluran A sebesar 3600 Ampere relai

di A akan bekerja dengan waktu = 0,5 detik.

Dari perhitungan di atas jelas terlihat bahwa penyetelan waktu pada relai arus lebih dengan

karakteristik waktu terbalik lebih rumit dibandingkan penyetelan waktu pada relai arus lebih

dengan karakteristik waktu tertentu.

Jadi dari perhitungan penyetelan waktu pada kedua relai di atas dapat diambil kesimpulan bahwa

untuk jaringan radial dengan jumlah seksi sedikit maka lebih mudah menggunakan relai arus lebih

dengan karakteristik waktu tertentu.

(2) Perhitungan setting relai arus lebih.

Diketahui sistem tenaga listrik seperti pada gambar satu garis di bawah :

13

Generator : 30 MVA; 13,8 KV; X1 = 20 %

Transformator T1 : 50 MVA; 70 / 13,8 KV; X1 = 20 %

Transformator T2 : 30 MVA; 70 / 20 KV; X1 = 10 %

Saluran transmisi 70 KV : X1 = 0,5 Ohm/km; panjang saluran = 45 km

Saluran distribusi 20 KV : Saluran 1 : panjang 2 Km; X1 = 0,6 Ohm/Km

Saluran 2 : panjang 5 Km; X1 = 0,6 Ohm/Km

Beban 1 : 20 MVA; 20 KV; X1 = 20 %

Beban 2 : 10 MVA; 20 KV; X1 = 10 %

Dengan menggunakan dasar rangkaian Generator 30 MVA, 13,8 KV jawab pertanyaan-pertanyaan

di bawah :

a. Gambar rangkaian ekivalen dengan harga-harga reaktansi per unit.

b. Tentukan CT yang digunakan pada Pengaman di bus A, B1, dan b2

c. Tentukan penyetelan arus pada pengaman di bus A, B1, dan B2

d. Tentukan penyetelan waktu (TD) bila OCR yang digunakan tipe invers CO-9 dengan Ks =

1,1 dan Kd = 1 (karakteristik OCR terlampir).

PENYELESAIAN

a) Gambar rangkaian ekivalen reaktansi hubung singkat.

14

Menentukan harga-harga reaktansi per unit (pu).

Sebagai dasar adalah Generator.

Generator : X(pu)G = 0,2 pu

Mencari harga reaktansi pu Transmisi 70 kV :

XT(dasar) = = = 163,333 Ω

XT(pu) = = = 0,138 pu

Mencari harga reaktansi pu baru untuk Transformator T1 :

XT1( pu baru ) = XT1( pu lama ) x = 0,2 x = 0,12 pu

Mencari harga reaktansi pu baru untuk transformator T2 :

XT2( pu baru ) = XT2( pu lama ) x = 0,1 x = 0,1 pu

Mencari harga reaktansi pu untuk saluran distribusi B1 :

XB1 (dasar ) = = = 13,333 Ω

XB1(pu) = = = 0,09 pu

Mencari harga reaktansi pu untuk saluran distribusi B2 :

XB2(dasar) = = = 13,333 Ω

XB2(pu) = = = 0,225 pu

Mencari harga reaktansi pu baru untuk Beban 1 :

Xbeban1(pu baru) = Xbeban1(pu lama) x = 0,2 x = 0,3 pu

Mencari harga reaktansi pu baru untuk Beban 2 :

Xbeban2(pu baru) = Xbeban2(pu lama) x = 0,1 x = 0,3 pu

15

Setelah harga-harga reaktansi per unit dihitung, maka rangkaian ekivalennya adalah :

b) Menentukan Trafo Arus (CT)

Untuk menetukan trafo arus harus berdasarkan pada arus beban maksimum.

Trafo arus untuk pengaman saluran distribusi B1 :

Imax = = = 577,35 A.

Arus beban maksimum di saluran distribusi B1 adalah 577,35 A maka CT untuk pengaman saluran

distribusi B1 dipilih 600/5 A

Trafo arus untuk pengaman saluran distribusi B 2 :

Imax = = = 288,675 A

Arus beban maksimum di saluran distribusi B2 adalah 288,675 A maka CT untuk pengaman

saluran distribusi B 2 dipilih 300/5 A

Trafo arus untuk saluran transmisi :

Imax = = = 412,4 A

Arus beban maksimum pada saluran transmisi adalah 412,4 A maka CT untuk pengaman saluran

transmisi dipilih 450/5 A.

c) Penyetelan arus OCR pada saluran distribusi.

Penyetelan arus OCR untuk saluran distribusi B1 :

16

CT = 600/5 A

Iset (primer) = Imax = x 577,35 A = 635,085 A

Iset (sekunder) = = = 635,085 x = 5,29 A ~ 5 A

Jadi penyetelan arus OCR untuk saluran distribusi B1 adalah 5 A.

Penyetelan arus OCR untuk saluran distribusi B2 :

CT = 300/5 A



Jadi penyetelan arus OCR untuk saluran distribusi B2 adalah 5 A.

Penyetelan arus OCR untuk saluran transmisi :

CT = 450/5 A



Jadi penyetelan arus OCR untuk saluran transmisi adalah 5 A.

d) Penyetelan waktu (TMS) pada OCR.

Penyetelan waktu (TMS) pada OCR untuk saluran distribusi B1 :

Diasumsikan hubung singkat di ujung saluran distribusi B1 dekat beban, sehingga rangkaian

ekivalen hubung singkat adalah sebagai berikut :

17

Xekivalen hubung singkat = 0,2 + 0,12 + 0,138 + 0,1 + 0,09 = 0,648 pu

MVA(hubung singkat) = = = 46,296 MVA

Ihubung singkat = = = 1,33645 KA = 1336,45 A.

PSM = = = 2,23

Karena saluran distribusi B1 adalah rangkaian paling hilir, maka waktu kerja relai minimum

adalah 0,3 detik. Dari grafik karakteristik OCR CO-09, untuk nila PSM = 2,23 dan waktu t = 0,3

detik didapat TMS = 0,5 (dipilih yang paling mendekati ).

Penyetelan waktu (TMS) pada OCR untuk saluran distribusi B2 :

Diasumsikan hubung singkat di ujung saluran distribusi B1 dekat beban, sehingga rangkaian

ekivalen hubung singkat adalah sebagai berikut :

18

Xekivalen hubung singkat = 0,2 + 0,12 + 0,138 + 0,1 + 0,225 = 0,783 pu

MVA(hubung singkat) = = = 38,314 MVA

Ihubung singkat = = = 1,10603 KA = 1106,03 A.

PSM = = = 3,7

Karena saluran distribusi B1 adalah rangkaian paling hilir, maka waktu kerja relai minimum

adalah 0,3 detik. Dari grafik karakteristik OCR CO-09, untuk nila PSM = 3,7 dan waktu t = 0,3

detik didapat TMS = 0,5 (dipilih yang paling mendekati )

Penyetelan waktu (TMS) pada OCR untuk saluran transmisi :

Pengaman di saluran transmisi merupakan pengaman utama untuk saluran transmisi dan pengaman

back-up bila terjadi gangguan di saluran distribusi ( saluran B1 atau B2) dan pengaman pada

saluran distribusi gagal bekerja, sehingga penentuan waktu kerjanya sebagai berikut :

ttransmisi = tsaluran distribusi + Δt = 0,3 + 0,4 = 0,7 detik

Agar pengaman saluran transmisi bisa mem-back-up pengaman di saluran distribusi bila terjadi

gangguan di titik terjauh, maka relai di transmisi harus bisa merasakan adanya gangguan terkecil

di saluran distribusi, dimana gangguan terkeci adalah sebesar 1106,03 A.

PSM = = = 2,5

Dengan nilai PSM = 2,5 dan waktu t = 0,7 detik maka dari grafik karakteristik didapat TMS = 1.

19

STANDAR RASIO TRAFO ARUS (CT)

50 / 5 A 300 / 5 A 800 / 5 A100 / 5 A 400 / 5 A 900 / 5 A150 / 5 A 450 / 5 A 1000 / 5 A200 / 5 A 500 / 5 A 1200 / 5 A

250 / 5 A 600 / 5 A

20

IV.Penyetelan Relai Pengaman Gangguan Tanah Gangguan satu fasa ke tanah sangat tergantung dari jenis pentanahan dan sistemnya. Gangguan

satu fasa ke tanah umumnya bukan merupakan hubung singkat secara metalik tetapi melalui

tahanan gangguan, sehingga arus gangguannya menjadi semakin kecil dan tidak bisa terdeteksi

oleh relai arus lebih (OCR). Dengan demikian diperlukan relai pengaman gangguan tanah.

4.1. Penyetelan relai gangguan tanah pada sistem pentanahan mengambang.

Pada sistem pentanahan mengambang besarnya arus gangguan fasa ke tanah relatif sangat

kecil tetapi terjadi pergeseran tegangan. Bila sistemnya menggunakan relai tegangan urutan nol,

maka relai ini tidak boleh bekerja pada keadaan normal, sehingga penyetelan relainya :

V0 = 30 % V

Diamana : V0 = penyetelan relai tegangan urutan nol

V = tegangan nominal

4.2. Penyetelan relai gangguan tanah pada sistem pentanahan dengan tahanan tinggi.

Pada sistem pentanahan dengan tahanan tinggi, besarnya arus gangguan relatif kecil sehingga tidak

mungkin digunakan relai arus lebih. Untuk pengamanan terhadap arus gangguan tanah pada sistem

ini digunakan relai arus gangguan tanah berarah. Karena sifat gangguan tanah biasanya bukan

gangguan metalik maka ada tahanan gangguan Rf, dengan demikian besarnya arus gangguan

sangat kecil. Maka penyetelan untuk seting minimum pada rerlai gangguan tanah berarah ini

umumnya diambil 1 A, jadi sangat sensitif.

4.3. Penyetelan relai gangguan tanah pada sistem pentanahan dengan tahanan rendah.

Pada saluran SKTM dimana arus kapasitansinya cukup besar, maka digunakan tahanan pentanahan

12 Ohm atau arus resistifnya kira-kira 1000A sedang untuk SUTM sistem 6 kV ataupun 20 kV

arus kapasitansinya sangat kecil sehingga pentanahannya menggunakan 40 Ohm dan arus

resistifnya kira-kira 300A.

a. Pengaman gangguan Tanah untuk SUTM

Arus gangguan tanah pada sistem ini pada umunya lebih kecil dari yang disebutkan di atas, hal ini

karena gangguan tanah tidak bersifat metalik, tetapi melalui tahanan gangguan (R f). Untuk dapat

menampung adanya tahanan gangguan tanah maka penyetelan relai :

Iset = 10 % ICT.

21

Bila arus gangguan minimum yang pasti menyebabkan relai bekerja adalah 1,25 x Iset maka

tahanan gangguan maksimum yang dapat dideteksi oleh relai, seperti terlihat pada tabel 1.

Tabel1.

CT 200/5 A 300/5 A 400/5 A 600/5A

Iset ( A ) 20 30 40 60

If (min) (A) 25 37,5 50 75

Rf + 40 (Ohm) 462 308 231 154

Rf (Ohm) 422 268 191 114

b. Pengaman gangguan Tanah untuk SKTM

Pada jaringan SKTM, pada saat terjadi gangguan tanah akan menglir arus kapasitip yang cukup

besar termasuk oada penyulang yang tidak terganggu. Sehingga pada saat menentukan penyetelan

batasan terendah, relai harus tidak bekerja pada saluran yang tidak terganggu.

Dengan demikian penyetelan relainya adalah :

Iset = ks x xI3CE

Dimana : Iset = penyetelan arus gangguan tanah

I3CE = arus kapasitif saluran yang terpanjang operasinya.

Ks = faktor keamanan, umumnya diambil 1,2 s/d 1,5.

4.4. Pengaman gangguan tanah pada sistem pentanahan langsung

Penyetelan relai pengaman gangguan tanah pada sistem pentanahan langsung sama dengan

penyetelan relai gangguan tanah pada sistem pentanahan tahanan rendah, tetapi untuk sistem 4

kawat harus dipertimbangkan adanya arus ketidakseimbangan.

Penyetelan minimum relai ini adalah :

Iset = ks x Iu.b

Dimana : Iset = penyetelan arus gangguan tanah

Iu.b = arus tidak seimbang yang mungkin timbul

Ks = faktor keamanan, umumnya diambil 1,2 s/d 1,5

22

setting ocr dan gfr

Documents