BAB III METODA SIMULASI

20

BAB III METODA SIMULASI 3.1 Metoda Pengujian Karakteristik Waktu Tunda Rele MCGG 52 3.1.1 Tujuan 1. Mengetahui cara menggunakan perangkat current injector. 2. Mengetahui cara setting rele MCGG 52. 3. Mengetahui cara merangkai rangkaian pengujian karakteristik rele MCGG 52 dengan menggunakan perangkat current injector. 4. Megatahui cara membuat kurva karakteristik waktu tunda rele inverse. 5. Mampu menghitung dengan menggunakan rumus karakteristik rele inverse. 6. Mampu menganalisa hasil pengujian yang dibandingkan dengan hasil perhitungan karakteristik rele inverse.

3.1.2 Daftar Peralatan 1. Power supply DC 110 V. 2. Modul Praktikum Rele MCGG 52. 3. Seperangkat Current Injector 1 phasa. 4. Tang Ampere. 5. Volt Meter. 6. Stop Watch. 7. Kabel penghubung (secukupnya).

21

Gambar 3.1 Flowchart Uji Karakteristik Waktu Tunda Rele MCGG 52

22

3.1.3 Rangkaian Pengujian

Gambar 3.2 Rangkaian Uji Karakteristik Rele MCGG 52 dengan Menggunakan Current Injector

3.1.4 Langkah Kerja 1) Dilaksanakan langkah mengaktifkan power supply DC dan setel hingga sebesar 110 V. 2) Kemudian dilakukan langkah mentransfer power supply 110 VDC ke unit rele. 3) Setelah itu pengujian indikasi dilakukan dengan cara menekan tombol reset pada rele MCGG 52, jika semua lampu indikator kerja rele menyala maka rele dalam kondisi ON dan siap untuk diuji. 4) Saat unit rele dalam kondisi aktif sesuai dengan gambar, maka dirangkailah susunan rangkaian pengujian dengan menggunakan current injector 1 phasa. 5) Setting pengujian karakteristik kemudian dilakukan dengan nilai Is time delayed OCR/GFR

sebesar 1 A. Berdasarkan petunjuk manual,

perhitungan Iset adalah = ∑ x In. Maka nilai set ∑ = Iset / In ∑ = 1 / 5 = 0,2

23

0.1 0.1

0.05 0

0.2 0.4

0 0

0.4 0.4 0.8

0 0 0

Gambar 3.3 Setting ∑ Is OCR (phasa R dan T)

Kemudian penentuan kurva dilaksanakan, sebagai contoh pada posisi kurva Standard Inverse. Untuk memilih kurva yang diinginkan dilakukan dengan cara mengeset dial option yang berbentuk kode biner yang keterangannya dapat dilihat pada tabel. Tabel 3.1 Setting kurva karakteristik

SI

VI

EI

LTI

D2

D4

D8

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

1

TRIP TEST :

0 0 0

1 1 1

CURVA SI :

0 0 0

1 1 1

Gambar 3.4 Setting kurva Standard Inverse dengan tunda waktu

24

6) Dikarenakan keterbatasan komponen pencatat waktu pada perangkat current injector untuk mencatat waktu pemutusan rele yang sangat cepat maka untuk alternatif, set TMS pada rele diperbesar hingga 0,6 sehingga waktu pemutusan rele masih dapat diamati.

0,025 0 0 0 0 0

0,05 0,05 0,1 0,2 0,2 0,4

Gambar 3.5 Setting TMS

7) I set kemudian di setting pada posisi 0, sehingga nilai ∑ = 0.

0 0 0 0 0 0

1 2 4 8 16 

Gambar 3.6 Setting kurva I set Instant/Moment

8) Dilaksanakan langkah simulasi arus gangguan serta pengukuran secara bertahap dengan cara memutar tuas ulir pada bagian atas current injector sesuai nilai arus gangguan pada tabel hasil uji.

25

Semua tahapan pengerjaan dilakukan untuk masing - masing setting karakteristik kurva waktu tunda rele inverse, diantaranya : 

Standard Normal Inverse



Very Inverse



Extremely Inverse



Long Time Inverse

9) Hasil uji kemudian disusun dalam bentuk tabel data hasil uji. 10) Lalu perhitungan waktu kerja dicari dengan rumus macam - macam karakteristik Relay Inverse yaitu dengan menggunakan rumus [ 2.1 ] hingga [ 2.4 ], yang diantaranya : 

Standard Normal Inverse 0,14 t  0, 02 tms I 1



Very Inverse 13,5 t tms I 1



Extremely Inverse 80 t 2 tms I 1



Long Time Inverse 120 t tms I 1

11) Hasil perhitungan kemudian dicatat dan disusun pada tabel hasil perhitungan untuk dibandingkan nilainya dengan hasil aktual pengujian. Setelah itu

kurva perbandingan hasil uji dan hitung dianalisa

perbandingan akurasinya berdasarkan kedua jenis data tersebut.

26

3.1.5 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan Karakteristik Dari hasil pengujian dan perhitungan karakteristik rele MCGG 52 yang telah dilakukan, didapatkan data – data sebagai berikut : Tabel 3.2 Data Uji Karakteristik Waktu Tunda Rele MCGG 52 Menggunakan Perangkat Current Injector

I input

SI

VI

EI

LTI

I ( x Is)

(dtk)

(dtk)

(dtk)

(dtk)

1,5

9.5

13.5

29.4

120

2

6.2

4.4

13

58.2

3

3.9

3.8

5.5

33.5

4

3

2.8

3.1

23.5

5

2.6

2

2

17.8

6

2.4

1.6

1.3

14.3

7

2.2

1.4

1.1

11.9

8

2

1.2

0.8

10.2

9

1.9

1.1

0.6

9

10

1.8

1

0.4

3.1

Dengan menerapkan persamaan [ 2.1 ] hingga [ 2.4 ], dilaksanakanlah perhitungan karakteristik waktu pemutusan untuk masing – masing sifat inverse diantaranya : a. Persamaan [ 2.1 ] untuk Standard Inverse Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat) : 1,5 Ampere Time Multiply Setting

: 0,6

Maka dicari waktu pemutusan (t) :

t

0,14 x0,6 1,5 A0, 02  1

= 10,3 detik

27

Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat)

: 2 Ampere

Time Multiply Setting

: 0,6


t

0,14 x0,6 2 A 0,02  1

= 6 detik

Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat) : 3 Ampere Time Multiply Setting

: 0,6


t

0,14 x0,6 3 A 0, 02  1

= 3,8 detik


: 0,6


t

0,14 x0,6 4 A 0,02  1

= 2,9 detik


: 0,6


t

0,14 x0,6 5 A0,02  1

= 2,6 detik


: 0,6

28


t

0,14 x0,6 6 A0,02  1

= 2,3 detik


: 0,6


t

0,14 x0,6 7 A 0, 02  1

= 2,1 detik


: 0,6


t

0,14 x0,6 8 A0,02  1

= 2 detik


: 0,6


t

0,14 x0,6 9 A 0, 02  1

= 1,9 detik


: 0,6


t

0,14 x0,6 10 A0,02  1

= 1,8 detik

29

b. Persamaan [ 2.2 ] untuk Very Inverse (VI) Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat) : 1,5 Ampere Time Multiply Setting

: 0,6


t

13,5 x0,6 1,5 A  1

= 16,2 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 2 A 1

= 8,1 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 3A  1

= 4,05 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 4 A 1

= 2,7 detik

30


: 0,6


t

13,5 x0,6 5A  1

= 2 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 6 A 1

= 1,6 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 7A 1

= 1,3 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 8A 1

= 1,2 detik


: 0,6

31


t

13,5 x0,6 9 A 1

= 1 detik


: 0,6


t

13,5 x0,6 10 A  1

= 0,9 detik

c. Persamaan [ 2.3 ] untuk Extremly Inverse (EI) Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat) : 1,5 Ampere Time Multiply Setting

: 0,6


t

80 x0,6 1,5 A 2  1

= 38.4 detik

Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat)

: 2 Ampere

Time Multiply Setting

: 0,6

Maka dicari waktu pemutusan (t) : t

80 x0,6 2 A2  1

= 16 detik

Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat) : 3 Ampere Time Multiply Setting Maka dicari waktu pemutusan (t) :

: 0,6

32

t

80 x0,6 3 A2  1

= 6 detik


: 0,6


t

80 x0,6 4 A2  1

= 3.2 detik


: 0,6


t

80 x0,6 5 A2  1

= 2 detik


: 0,6


t

80 x0,6 6 A2  1

= 1,4 detik


: 0,6


t

80 x0,6 7 A2  1

= 1 detik

33


: 0,6


t

80 x0,6 8 A2  1

= 0,8 detik


: 0,6


t

80 x0,6 9 A2 1

= 0,6 detik


: 0,6


t

80 x0,6 10 A 2  1

= 0,5 detik

d. Persamaan [ 2.4 ] untuk Long Time Inverse (LTI) Diketahui : I input (dalam hal ini simulasi I hubung singkat) : 1,5 Ampere Time Multiply Setting

: 0,6


t

120 x0,6 1,5 A  1

= 144 detik

34


: 0,6


t

120 x0,6 2 A 1

= 72 detik


: 0,6


120 x0,6 3A 1

= 36 detik


: 0,6


120 x0,6 4 A 1

= 24 detik


: 0,6


t

120 x0,6 5A 1

= 18 detik

35


: 0,6


120 x0,6 6 A 1

= 14,4 detik


: 0,6


t

120 x0,6 7 A 1

= 12 detik


: 0,6


120 x0,6 8A 1

= 10,3 detik


: 0,6


120 x0,6 9 A 1

= 9 detik


: 0,6

36


120 x0,6 10 A  1

= 8 detik

Maka dengan pengumpulan hasil perhitungan disusunlah menjadi tabel data perhitungan berdasar standar sebagai berikut : Tabel 3.3 Data Perhitungan Karakteristik Waktu Tunda Rele MCGG 52

I input

SI

VI

EI

LTI

I ( x Is)

(dtk)

(dtk)

(dtk)

(dtk)

1,5

10.3

16.2

38.4

144

2

6

8.1

16

72

3

3.8

4.05

6

36

4

2.9

2.7

3.2

24

5

2.6

2

2

18

6

2.3

1.6

1.4

14.4

7

2.1

1.3

1

12

8

2

1.2

0.8

10.3

9

1.9

1

0.6

9

10

1.8

0.9

0.5

8

37

3.2 Metoda Pengujian Simulasi Kerja Rele MCGG 52 Pada Jaringan Distribusi 3.2.1 Tujuan 1. Mengetahui simulasi kerja rele MCGG 52 pada jaringan distribusi tenaga listrik. 2. Mengetahui cara untuk menentukan setting rele. 3. Menganalisa performansi kerja rele terhadap setting pada simulasi kerja saat terjadi gangguan pada jaringan distribusi tenaga listrik.

3.2.2 Daftar Peralatan 1. Power supply DC 110 V. 2. Modul Praktikum Rele MCGG 52. 3. Modul Praktikum Trafo Arus (rasio 50/5). 4. Seperangkat Modul Praktikum Simulasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. 5. Tang Ampere. 6. Volt Meter. 7. Stop Watch.

38

Gambar 3.7 Flowchart Uji Simulasi Gangguan Hubung Singkat Pada Jaringan Listrik

39

3.2.3 Rangkaian Pengujian

40

41

42

43

44

3.2.4 Langkah Kerja 1) Power supply DC diaktifkan. 2) Lalu power supply DC tersebut disetting pada nilai 110 Vdc. 3) Power supply DC kemudian dihubungkan ke terminal masukan sumber DC pada modul praktikum rele. 4) Setelah itu pengujian indikasi dilakukan dengan cara menekan tombol reset pada rele MCGG 52, jika semua lampu indikator kerja rele menyala maka rele dalam kondisi ON dan siap untuk diuji Matikan kembali sumber DC rele. 5) Kemudian dilakukan pengujian hubung singkat pada modul praktikum Simulasi Distribusi Tenaga Listrik (3 phasa, 2 phasa, 1 phasa ke tanah) sesuai dengan gambar rangkaian ujinya. 6) Setelah itu perangkat modul dirangkai sesuai dengan gambar uji gangguan hubung singkat : 3 phasa, 2 phasa, 2 phasa ke tanah, dan 1 phasa ke tanah. 7) Power supply AC kemudian di setting sebesar 200 V, lalu dihubungkan pada terminal tap primer simulasi trafo distribusi 380 V. 8) Nilai pengukuran arus gangguan hubung singkat kemudian dicatat dari 4 jenis pengujian hubung singkat yaitu hubung singkat 3 phasa, 2 phasa, 2 phasa ke tanah, dan 1 phasa ke tanah pada sisi beban. 9) Setelah didapat data hubung singkat, power supply AC ke modul praktikum simulasi distribusi dimatikan.

Dari hasil pengujian dengan simulasi beban 3 buah lampu pijar 100 watt, didapatkan hasil sebagai berikut : a) Besar I nominal beban masing masing phasa saat kondisi normal adalah : Phasa R = 0,25 A Phasa S = 0,25 A Phasa T = 0,24 A b) Besar I hubung singkat setelah diuji adalah :

45

1. I hubung singkat 3 phasa yang dapat dicapai adalah sebesar : R = 10,8 A S = 9,9 A T = 9,9 A 2. I hubung singkat 2 phasa yang dapat dicapai adalah sebesar: R = 8,47 A S = 8,86 A 3. I hubung singkat 2 phasa ke tanah yang dapat dicapai adalah sebesar : R = 9,9 A S = 8,6 A 4. I hubung singkat 1 phasa ke tanah yang dapat dicapai adalah sebesar 0,62 A di phasa R. Setelah didapat data arus hubung singkat maka dilaksanakan langkah selanjutnya yaitu menentukan setting rele dengan cara sebagai berikut : 1. Untuk menentukan setting Is Time Delay OCR dipakai rumus [ 2.5 ] I set OCR = I max . ( Ks/Kd ) ( Ks/Kd ) bernilai antara 1,05 – 1,1 pada rele jenis inverse. Sehingga : I set = 0,25 . ( 1,1 ) I set = 0,275 A Jika menggunakan Iset o,275 maka akan didapat nilai ∑ sebesar 0,055 tetapi pada fasilitas penyetelan rele MCGG 52 tidak bisa dikondisikan ∑ sebesar 0,055, sehingga Iset dibulatkan menjadi 0,25 A. Setting arus OCR/GFR dengan tunda waktu

IS 

I

N

Is = Besar setting arus rele hasil perhitungan



= Nilai setting pada rele

In

= Arus nominal rele pada nameplate

Dengan I set 0,25 maka ∑ = Is / In = 0,25 / 5 = 0,05

46

0.1 0.1

0.05 0

0.2 0.4

0 0

0.4 0.4 0.8

0 0 0

Gambar 3.13 Setting ∑ Is OCR (phasa R dan T)

2. Kemudian kurva karakteristik di setting pada posisi standard inverse.

TRIP TEST :

0 0 0

CURVA SI :

0 0 0

1 1 1

1 1 1

Gambar 3.14 Setting Kurva Standard Inverse

4. Langkah selanjutnya ∑ TMS dengan waktu tunda pemutusan 0,3 detik sesuai dengan ketentuan PLN untuk rele proteksi arus di sisi terdekat dengan unit trafo distribusi diset dengan persamaan [ 2.1 ] untuk karakteristik Standard Inverse :

tms 



0 , 02

t  Ihs3 phasa / Iset  0,14

t

1

k





0 , 02

0,3  10 / 0,25 0,14

1  0,16  0,15 

1

47

0,025 0 0 0 0 0

0,05 0,05 0,1 0,2 0,2 0,4

Gambar 3.15 Setting ∑ TMS

4. Kemudian untuk ∑ I instant diset pada kondisi 0.

0 0 0 0 0 0

1 2 4 8 16 

Gambar 3.16 Setting ∑ I instant/moment Rele

11) Setelah setting selesai, modul praktikum trafo arus dan modul praktikum rele MCGG 52 dirangkai pada simulasi jaringan distribusi untuk dilakukan uji simulasi kerja rele. 12) Simulasi gangguan hubung singkat terbesar di gangguan 3 phasa dilakukan sampai ada indikasi rele bekerja.

3.2.5 Hasil Pengujian Saat pengujian simulasi hubung singkat 3 fasa dalam sekejap rele langsung memutuskan PMT ditandai dengan lampu indikator kerja instant dan delay menyala.

48

Tetapi terdapat kendala untuk fungsi kerja GFR Berdasarkan standar yang juga tercantum pada persamaan [ 2.7 ], perhitungan I set (Is) untuk GFR adalah : Iset GFR ≤ 0,8 Ihs 1Ø-G I fault 1 phasa ke tanah x 0,8 I set = 0,62 x 0,8 I set = 0,496 Maka didapat ∑ = 0,496 / 5 = 0,0992 dibulatkan menjadi 0,1 maka nilai TMS dihitung sebagai barikut :

tms 



0 , 02

t  Ihs1 phasa  ground / Iset  0,14

t

1

k





0 , 02

0,3  0,62 / 0,496 0,14

1  0,01

1

Sesuai dengan perhitungan TMS didapat sebesar 0,01, sehingga muncul kendala untuk menguji simulasi gangguan untuk fungsi GFR karena nilai setting minimum alat hanya bisa di setel pada posisi 0,025, sedangkan TMS hasil perhitungan didapat nilai yang lebih kecil, yaitu 0,01. Pengujian untuk GFR tidak bisa dilaksanakan karena keterbatasan alat dalam kapasitas penyetelan minimum TMS.

49

Filename: Directory: Template:

5 BAB III D:\Laporan TA S1

C:\Users\Client01\AppData\Roaming\Microsoft\Templates\Norma l.dotm Title: BAB I Subject: Author: trisna Keywords: Comments: Creation Date: 5/21/2011 12:26:00 PM Change Number: 2 Last Saved On: 5/21/2011 12:26:00 PM Last Saved By: trisna Total Editing Time: 0 Minutes Last Printed On: 5/22/2011 10:39:00 AM As of Last Complete Printing Number of Pages: 30 Number of Words: 2,891 (approx.) Number of Characters: 16,481 (approx.)

BAB III METODA SIMULASI

Recommend Documents