RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR WAKTU PADA KARAKTERISTIK RELE ARUS LEBIH ABB TIPE SPAJ 140C BERBASIS MIKROKONTROLER BUILD AND DESIGN TIME MEASUREMENT TOOL ON CHARACTERISTIC OF OVER CURRENT RELAY ABB TYPE SPAJ 140C BASED ON MICROCONTROLER
Disusun oleh : Ahmad Somantri (091321037)
Pembimbing 1 : Supriyanto, ST., M.T. Pembimbing 2 : Kartono W., Drs., ST., M.T
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK 2012
ABSTRAK Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang melewatinya. Rele ini dapat digunakan sebagai pengaman utama pada jaringan distribusi dan sub-transmisi. Pada proyek akhir ini akan dibuat alat ukur rele khususnya untuk rele ABB tipe SPAJ 140C berbasis mikrokontroler. Alat ukur ini dirancang untuk mengukur dan memastikan respon dari rele ABB tipe SPAJ 140C atau pun terhadap gangguan arus lebih, Waktu pemutusan rele sangat diperlukan untuk mengetahui respon dari rele itu sendiri dan dapat mengukur handal atau tidaknya rele tersebut bila terjadi gangguan. Pada kenyataan di lapangan, data waktu pemutusan rele didapat dengan cara perhitungan dan pembacaan dari data spesifikasi alat yang ada dan belum tentu menunjukan waktu pemutusan rele yang sebenarnya dengan pembulatan waktu sebesar 1/10 detik, dengan adanya alat ukur ini pun kita bisa melakukan pengukuran karakteristik OCR tipe SPAJ 140C khususnya jenis karakteristik Inverse dengan display LCD 2x16 dan dapat membaca waktu dari orde 1/100 detik sampai dengan 24 jam.
Kata Kunci : Respon Relay, Karakteristik OCR, Mikrokontroler
ABSTRACT
Overcurrent relay is a relay that works based on the increase in current through it. This relay
can be used as the primary security in the distribution network and sub transmission. At the end
of this project will be made in particular to measure rele type ABB 140C SPAJ based microcontroller. Measuring instrument is designed to measure and ensure the response of the relay ABB SPAJ type 140C or more of the current noise, relay disconnection time is needed to evaluate the response of the relay itself and can measure is reliable or not rele when an interruption occurs. In the reality on the ground, the data relay time of termination obtained by calculation and readout of the data specifications of existing tools and do not necessarily show
the actual time of disconnection relay with time rounding of1/10 second, with this measure we
were able to perform measurements of the characteristics OCR 140C particular type SPAJ 4 different types of inverse characteristics with 2x16 LCD display and can read the time of the order of 1/100 second up to 24 hours.
Keywords: Response Relay, Characteristic OCR, Microcontroller BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang melewatinya. Rele ini berfungsi untuk mengamankan peralatan terhadap gangguan hubung singkat antar fase, hubung singkat satu fase ketanah dan dapat digunakan sebagai pengaman beban lebih. Ada berdasarkan yaitu :
3 jenis rele arus lebih karakteristik waktu kerja ,
1. Rele arus lebih dengan karakteristik waktu kerja high-set ( momentinstantaneous). 2. Rele arus lebih dengan karakteristik waktu kerja tertentu ( definite time overcurrent relay ). 3. Rele arus lebih dengan karakteristik waktu kerja terbalik (Inverse time overcurrent relay). Ketiga karakteristik diatas adalah karakteristik umum yang dimiliki oleh rele arus lebih, tetapi karakteristik tersebut didapatkan dari hasil penarikan titik pada grafik besaran arus dan besaran waktu. Besaran waktu yang dimaksud ini adalah
waktu respon suatu rele dari mulai rele tersebut mendeteksi adanya arus gangguan hingga terjadinya pemutusan sistem jaringan. Dari data spesifikasi di atas,maka dari itu untuk mendapatkan besaran waktu perlu adanya alat ukur rele yang dapat mengukur dan memastikan waktu respon kerja rele. Pada proyek akhir ini akan dibuat alat ukur rele khususnya untuk rele ABB tipe SPAJ 140C berbasis mikrokontroler. dengan adanya alat ukur ini pun kita bisa melakukan pengukuran karakteristik OCR tipe SPAJ 140C khususnya jenis karakteristik Inverse dengan display LCD 2x16 dan dapat membaca waktu dari orde 1/100 detik sampai dengan 24 jam. Berdasarkan data-data yang tertulis diatas maka penulis membuat Proyek Akhir ini dengan judul: “RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR WAKTU PADA KARAKTERISTIK RELE ARUS LEBIH ABB TIPE SPAJ 140C BERBASIS MIKROKONTROLER”.
menggunakan simulator pengujian beban lebih di jaringan.
1.3 Ruang Lingkup Bahasan 1.3.1 Rumusan Masalah Penulis membuat perumusan masalah dalam pembuatan proyek akhir ini adalah sebagai berikut :
Bagaimana Membuat alat ukur waktu untuk rele arus lebih yang dapat membaca waktu dari orde 1/100 detik sampai dengan 24 jam.
Bagaimana Menampilkan waktu untuk menghasilkan berbagai karakteristik yang terdapat pada fitur rele ABB SPAJ 140C.
Bagaimana Mengukur kecepatan waktu respon rele ABB SPAJ 140C yang disimulasikan menggunakan simulator pengujian beban lebih di jaringan.
Bagaimana pengukuran dan analisa hasil pembuatan alat pengukur waktu untuk rele ABB SPAJ 140C berbasis mikrokontroler guna mendapatkan karakteristik rele dengan membandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.
1.2 Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari pembuatan Proyek Akhir ini adalah:
Membuat alat ukur waktu untuk rele arus lebih yang dapat membaca waktu dari orde 1/100 detik sampai dengan 24 jam berbasis mikrokontroler.
Menampilkan waktu untuk menghasilkan 4 macam karakteristik inverse yang terdapat pada fitur rele ABB SPAJ 140C.
Mengukur kecepatan waktu respon rele ABB SPAJ 140C yang disimulasikan
Pengukuran dan analisa hasil pembuatan alat pengukur waktu untuk rele ABB SPAJ 140C berbasis mikrokontroler guna mendapatkan karakteristik rele tersebut dengan cara membandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.
1.3.2
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan kerja praktek ini dibagi menjadi lima bab, yaitu : BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini menguraikan tinjauan umum perusahaan, antara lain meliputi latar belakang, tujuan Proyek Akhir, ruang lingkup bahasan dan sistematika penulisan laporan.
BAB II LANDASAN TEORI Pada bab ini menjelaskan dasar-dasar teori yang menunjang judul proyek akhir tentang pembuatan alat ukur waktu berbasis mikrokontroler untuk pengukuran rele arus lebih ABB tipe SPAJ 140C dengan tampilan atau display LCD 16x2 yang dapat membaca waktu dari mulai orde 1/100 detik sampai dengan 24 jam. BAB III PERANCANGAN ALAT Pada bab ini menjelaskan tentang persiapan dalam pembuatan proyek akhir seperti pemilihan komponen, rancangan konstruksi pembuatan alat ukur waktu berbasis mikrokontroler untuk pengukuran rele arus lebih ABB tipe SPAJ 140C. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Pada bab ini berisikan tentang data pengukuran karakteristik kerja rele tersebut ditambah dengan selisih dan %error, kemudian data dari hasil pengukuran dan perhitungan akan dianalisa. BAB V PENUTUP Sebagai penutup dari uraian laporan Proyek Akhir ini, maka bab ini berisikan kesimpulan yang didapat dari Proyek Akhir
yang telah dibuat serta saran-saran yang diharapkan untuk perkembangan lebih lanjut. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rele Pengaman ( Rele Arus Lebih ) Rele pengaman adalah suatu peralatan yang direncanakan untuk dapat merasakan atau mengukur adanya gangguan atau mulai merasakan adanya ketidaknormalan pada peralatan atau bagian sistem tenaga listrik dan segera secara otomatis membuka Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) untuk memisahkan peralatan atau bagian dari sistem yang terganggu dan memberi isyarat berupa lampu atau alarm (bel). Syarat-syarat rele proteksi untuk melaksanakan fungsifungsi di atas maka rele pengaman harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: Dapat diandalkan ( Reliable) Selektif Cepat Peka (Sensitif) 2.2 Pengertian Rele Arus Lebih Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerjanya berdasarkan kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengamanan tertentu dan dalam jangka waktu tertentu, sehingga rele ini dapat dipakai sebagai pola pengaman arus lebih. Rele ini pada dasarnya mengamankan adanya arus lebih yang disebabkan oleh gangguan hubung singkat atau beban lebih. Rele arus lebih akan
bekerja bila besarnya arus input melebihi suatu harga tertentu (arus kerja) yang dapat diatur dan dinyatakan menurut kumparan sekunder dari trafo arus. Rele arus lebih akan memberi isyarat kepada PMT (Pemutus Tenaga) bila terjadi gangguan hubung singkat untuk membuka rangkaian sehingga kerusakan alat akibat gangguan dapat dihindari.
2.3 Cara Kerja Rele Arus Lebih
Rele arus lebih adalah suatu rele proteksi yang dikerjakan oleh suatu besaran arus gangguan akibat hubung singkat yang mengalir pada rangkaian kumparan geraknya. Apabila besarnya arus yang dideteksi melebihi batas settingnya, maka akan bekerja (Pick Up), kemudian dalam waktu tertentu akan memberikan perintah trip ke PMT untuk mengeliminir gangguan tersebut.
memutus sirkit pada saat itu juga. Biasanya rele ini dipakai bersama dengan rele arus lebih karakteristik lainnya, misalnya rele arus lebih karakteristik waktu terbalik. Keuntungan pemakaian rele seketika akan tampak jelas pada saluran panjang atau trafo daya, yang disuplai oleh pembangkitan yang besar. Untuk gangguan didekat rele, dimana arus gangguan sangat besar, waktu pemutusannya akan seketika, sehingga peralatan yang dilindungi menjadi aman dari kerusakan t
I I(Ampere)
I I> Im
Gambar 2.2 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Seketika (Instantaneous)[5].
2.5.2 Rele Arus Lebih Karakteristik Waktu Tertentu (Definite Time)
Gambar 2.1 Rangkaian Rele Arus Lebih [5].
2.5 Jenis Rele Arus Lebih Berdasarkan karakteristik arus terhadap waktu kerja, rele arus lebih terbagi atas beberapa jenis, antara lain: 2.5.1 Rele Arus Lebih Karakteristik Waktu Sesaat/Moment Instantaneous. Adalah rele yang bekerja seketika. Setiap arus pick-up, maka rele akan langsung memberi perintah pada CB untuk
Karakteristik arus waktu definite time (waktu tertentu) waktu pemutusannya tetap, besar arus gangguan tidak berpengaruh pada kecepatan pemutusan. Sehingga rele jenis ini cocok dipakai pada sistem tenaga listrik yang arus gangguannya sangat bervariasi akibat perubahan kapasitas pembangkitan. Selain itu pula rele ini sangat baik digunakan pada jaringan yang panjang, dimana gangguan pada seksi tersebut baik diujung maupun dipangkalnya, diamankan dengan waktu kerja yang tetap, tetapi rele jenis ini tidak cocok dipakai pada jaringan yang mempunyai seksi didepannya, karena bila dikoordinasikan dengan baik, maka rele
didekat sumber pembangkit/trafo daya akan memiliki waktu kerja rele yang sama, padahal arus gangguannya akan semakin Pada gambar 2.1 diberikan contoh besar. gambar rangkaian dan Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time).
Terdapat 4 macam karakteristik Rele Inverse, yaitu : Normal Inverse : karakteristik yang menunjukan perbandingan antara besar arus dengan waktu kerja rele yang standard, ditulis dengan rumus (IEC 60255-3) [10] : t=
Ket :
I I>
Gambar 2.3 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time)[5].
2.5.3 Rele Arus Lebih Karakteristik Waktu Terbalik (Invers Time) Rele arus lebih karakteristik waktu terbalik adalah rele arus lebih yang mempunyai elemen pengukur waktu dependent terhadap arus yang dideteksi. Besarnya waktu kerja rele berbanding terbalik dengan besarnya arus gangguan yang dideteksi, makin besar arus gangguan, maka makin cepat waktu kerja rele dan sebaliknya.
I I>
Gambar 2.4 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Time)[5].
, ( ) ,
........................ (2.1)
t = Waktu Pemutusan (detik) K = Faktor Karakteristik Waktu I = Arus yang terbaca / arus gangguan (Ampere) I> = Seetelan Arus Pick-Up (Ampere) Very Inverse, yaitu karakteristik yang menunjukkan perbandingan antara besar arus dengan waktu kerja rele yang lebih cepat/tinggi dari standard invers, ditulis dengan rumus rumus (IEC 60255-3) [10]: t=
,
( )
......................... (2.2)
Extremely Inverse, yaitu karakteristik yang menunjukkan perbandingan antara besar arus dengan waktu kerja rele yang lebih cepat dari standard dan very invers, ditulis dengan rumus rumus (IEC 60255-3) [10]: t=
( )
......................... (2.3)
Long Time Inverse, yaitu karakteristik yang menunjukkan perbandingan antara besar arus dengan waktu kerja rele yang lebih lambat diantara karakteristik yang lain, ditulis dengan rumus(IEC 60255-3) [10]: t=
( )
......................... (2.4)
2.6 Rele OCR ABB SPAJ 140 C 2.6.1 Setting Rele OCR ABB SPAJ 140 C Rele OCR ABB SPAJ 140 C adalah alat pengaman gangguan arus lebih dan
gangguan pentanahan. Sistem proteksi jaringan tegangan menengah umumnya diamankan oleh rele SPAJ 140 C, dimana rele ini bekerja pada satu phasa, dua phasa maupun tiga phasa.
2.6.2
Unit Arus Lebih Rele ini mempunyai dua tahap pengaman yang pertama adalah tahap lowset arus lebih I> dan yang kedua adalah tahap high-set arus lebih I>>. Tahap low-set arus lebih I> dan tahap high set arus lebih I>> kedua-duanya akan bekerja apabila arus phasa melebihi arus stelan rele. Ketika salah satu tahap tersebut bekerja maka pada tahap tersebut layar mengindikasikan start. Jika time delay berakhir, lampu LED berwarna merah “TRIP” pada panel depan rele itu menyala. Lampu LED tersebut akan terus menyala walaupun tahap tersebut telah direset. Indikator (lampu LED “TRIP”) dapat direset dengan menekan tombol “RESET/STEP”. Kerja tahap low-set arus lebih berdasarkan karakteristik waktu definite atau inverse. 2.6.3 Karakteristik Arus Waktu 2.6.3.1 Karakteristik IDMT Jika karakteristik IDMT dipilih maka waktu kerja pada rele tersebut merupakan fungsi dari arus, dimana semakin besar arus gangguan maka semakin cepat (pendek) pula waktu pemutusan. Kerja dari tahap lowset arus lebih dan tahap low-set gangguan pentanahan ini berdasarkan karakteristik IDMT (Inverse or Definite Minimum Time), yaitu karakteristik waktu tertentu (definite) dan karakteristik waktu terbalik (inverse). Unit low-set arus lebih dan unit unit low-set gangguan pentanahan dapat dilihat dari karakteristik IDMT yang terdiri 5 jenis kurva, yaitu:
1. Karakteristik waktu definite 2. Karakteristik waktu normal inverse 3. Karakteristik waktu very inverse 4. Karakteristik extremely inverse 5. Karakteristik waktu long time inverse 2.6.4 Panel Rele SPAJ 140C Apabila kita ingin melihat indikasi kerja rele kita dapat melihatnya pada beberapa menu atau lampu indicator yang terdapat pada panel depan rele SPJC 4D29, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2.5 Panel Depan Rele SPAJ 140 C [10]
2.6.5 Output Rele 1. A : TRIP (TS2) Terhubung di terminal 65-66. Fungsi : a. Trip Contact arus lebih dan gangguan pentanahan. b. Latching unit arus lebih dan gangguan pentanahan. Switchgroup SGB switch 6 dan 7. c. Memberi sinyal perintah kepada CB untuk bekerja. Switchgroup SGR 1 sitch 2,4,6, dan 8.
2. B : SIGNAL 2 (SS3) Terhubung di terminal 68-69. Fungsi : Sinyal trip low-set atau high-set arus labih Switchgroup SGR switch 2,4,6, dan 8 3. C : SIGNAL1 (SS2) Terhubung di terminal 80-81 Fungsi : Sinyal trip low-set atau high-set gangguan pentanahan. Switchgroup SGR 2 switch 1,3,5, dan 7 4. D : START 2( SS1) Terhubng di terminal 77-78 Fungsi : a. Sinyal trip low-set atau high-set arus labih Switchgroup SGR 1 switch 1 dan 3 b. Sinyal alarm low-set atau high-set gangguan pentanahan. Switchgroup SGR 1 switch 5 dan 7
5. E : START 1 (TS1) Terhubung di terminal 74-75 Fungsi : a. Pengontrol CB b. Output trip CBFP Switchgroup SGR 3 switchgroup 1 sampai dengan 8 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
2.6.6 Lampu Indikator (LED) I L1 , I L2 , I L3 = Arus phasa pada R (L1), S (L2), dan T (L3) I L0 = Arus phasa pada N atau Ground Uaux = Rele dalam posisi ON atau power supply AC/DC telah terhubung dengan rele IRF = Internal Rele Faulth ( Keselahan Internal Rele) I>In = Nilai low-set arus lebih t>(s) = Waktu kerja low-set arus lebih I>>/In = Nilai high-set arus lebih
8. t>>(s) = Waktu kerja high-set arus lebih 9. IO>(S)/In = Nilai low-set gangguan pentanahan 10. t>(s) = Waktu kerja low-set gangguan pentanahan 11. Io>>/In = Nilai high-set gangguan pentanahan 12. to>>(s) = Waktu kerja high-set gangguan pentanahan 13. SGF = Switchgroup For Function = Switch untuk perhitungan 14. SGB = Switchgroup For Blocking = Switch untuk memblokir atau mengontrol 15. SGR = Switchgroup For Rele = Switch untuk member sinyal start atau trip 16. TRIP = Rele bekerja/aktif 2.6.6.1 Singkatan Nama I L1 , I L2 , I L3 = Arus phasa pada R (L1), S (L2), dan T (L3) Uaux = Rele dalam posisi ON atau power supply AC/DC telah terhubung dengan rele A,B,C,D,E,F = Keluaran Rele IRF = Internal Rele Faulth ( Keselahan Internal Rele) TRIP= Rele bekerja/aktif SIGNAL 1= Sinyal arus lebih SIGNAL 2= Sinyal gangguan pentanahan START 1 = Sinyal TRIP melalui SGR3 START 2 = Start(pick-up) tahap low-set arus lebih I> BS = Sinyal yang berfungsi untuk memblok trip U1 = Rele SPCJ 4D29 U2 = Power supply dan keluaran dari rele SPTU 240 RI atau SPTU 48 RI U3 = Masukan rele SPTE 4E2 SS1 = Sinyal Start 1 SS2 = Sinyal Start 2
SS3 = Sinyal Start 3 TS1= Sinyal Trip 1 TS2 = Sinyal Trip 2 TS3= Sinyal Trip 3 T1…..T8 = Indikator start (Pick-up) dan TRIP SPA-ZC = Terminal penghubung RX = Terminal bus penerima TX = Terminal bus pengirim 2.6.7 SPCJ 4D29
Rele SPAJ 140 C mempunyai pemrograman data yaitu SPCJ 4D29 yang berfungsi untuk mengolah data yang ada pada rele SPAJ 140 C, artinya bahwa setiap fungsi-fungsi masukan seperti arus phasa, arus netral, indikator kerja (display), switchgroup (SGF, SGB, dan SGR) tombol ”RESET/STEP” tombol “PROGRAM” dan lain sebagainya gambarnya dapat dilihat pada gambar 2.6
Gambar 2.6 SPCJ 4D29 [10]
Untuk arus lebih SPCJ 4D29 (gambar 2.20) berfungsi pada phasa tunggal,
dua phasa atau 3 phasa. Tahap low-set atau high-set ini akan bekerja apabila salah satu arus phasa maupun beberapa arus phasa melebihi arus setelan rele. Jika salah satu tahap ini bekerja, maka akan menghasilkan sinyal start SS1 atau TS1, juga pada layar akan mengindikasikan start. Kemudian akan menghasilkan sinyal trip TS2 jika time delay-nya telah berakhir, pada saat itu pula pada panel depan mengindikasikan trip (lampu LED berwarna merah), situasi ini dapat dihilangkan dengan cara menekan tombol “RESET/STEP” . Situasi tahap arus lebih untuk member sinyal start maupun trip dapat dihilangkan (block) dengan mengaktifkan BS melalui switchgroup SGB. Kerja tahap low-set arus lebih berdasarkan karakteristik waktu tertentu atau waktu terbalik, kerja karakteristik ini ada pada SGF 1 switch 1,2, dan 3, dimana switch ini digunakan untuk memilih jenis karakteristik yang diinginkan. Pada karakteristik waktu tertentu, waktu kerja (t) diatur dengan jarak 0.05 detik sampai dengan 300 detik. Unit gangguan pentanahan berfungsi untuk meproteksi arus netral. Tahap low-set atau high-set ini bekerja apabila arus netral melebihi arus setelan rele. Jika salah satu tahap ini bekerja, maka akan menghasilkan sinyal start SS1 atau TS1, juga pada layar akan mengindikasikan start. Kemudian akan menghasilkan sinyal trip TS2 jika time-delay nya telah berakhir, pada saat itu juga pada panel depan mengindikasikan trip (lampu LED berwarna merah), situasi ini dapat dihilangkan dengan cara menekan tombol “RESET/STEP” .
Situasi tahap unit gangguan pentanahan untuk memberi sinyal start maupun trip dapat dihilangkan (block) dengan mengaktifkan BS melalui switchgroup SGB. Kerja dari tahap low-set gangguan pentanahan ini berdasarkan karakteristik waktu tertentu (definite) atau waktu terbalik (inverse). Kerja karakteristik ini ada pada SGF 1 switch 6,7 dan 8, dimana ini digunakan untuk memilih jenis switch karakteristik yang diinginkan. Pada karakteristik waktu tertentu, waktu kerja (t) disetel dangan jarak 0,05 detik sampai dengan 300 detik. 2.6.7.1 Indikasi Kerja Setiap tahap arus lebih yaitu low-set dengan high-set mempunyai indikasi start dan kerja seperti yang ditunjukkan layar. Dengan kata lain, lampu indikator LED berwarna merah dengan nama “TRIP” pada bagian bawah pojok kanan dari panel depan SPCJ 4D29, yaitu untuk semua tahap-tahap proteksi. Apabila rele bekerja, dapat direset dengan menekan tombol “RESET/STEP”. Sedangkan fungsi lainnya tidak akan berpengaruh (akan tetap bekerja) apabila rele belum direset. Jika bekerjanya suatu tahap tidak menyebabkan kerja rele tersebut, indikasi start biasanya akan mereset dengan sendirinya melalui switch SGF 2/1 sampai dengan SGF 2/4 dimana indikasi start bisa diatur untuk mereset secara manual. Tabel dibawah ini menunjukkan indikasi start maupun trip dan rele. Tabel 2.1 Tabel Operation Indicator Pada Panel Depan Rele [10]
OPER.IND. I > START
KETERANGAN Setting minimum arus unit
overcurrent sudah start I > TRIP Setting minimum arus unit overcurrent sudah beroperasi I >> START Setting maksimum arus unit overcurrent sudah start I >> TRIP Setting maksimum arus unit overcurrent sudah beroperasi Io > START Setting minimum arus unit earth fault sudah start Io > TRIP Setting minimum arus unit earth fault sudah beroperasi Io >> Setting maksimum arus unit START earth fault sudah start Io >> TRIP Setting maksimum arus unit earth fault sudah beroperasi CBFP Proteksi kesalahan CB sudah beroperasi Jika salah satu dari tahap proteksi rele tersebut bekerja, maka lampu indikator LED arus masukan phasa (IL1, IL2, IL3) akan aktif tergantung dari phasa yang terganggu. Sebagai contoh, apabila angka pada layar menunjukkan angka “2” warna merah berkedip, juga lampu indikator IL1 dan IL2 menyala, maka ini berarti rele bekerja disebabkan oleh adanya gangguan arus lebih pada phasa IL1 dan phasa IL2. Indikasi gangguan tersebut dapat direset dengan menggunakan tombol “RESET/STEP”. 2.6.7.2 Tombol Kontrol Ada dua jenis tombol panel depan rele yaitu : 1. RESET/STEP : Digunakan untuk mereset apabila rele bekerja dan untuk bergerak maju atau mundur pada menu atau submenu. 2. PROGRAM : Digunakan untuk masuk dari menu utama kedalam submenu,
untuk menyimpan hasil setelan lainnya tekan secara bersamaan dengan tombol “RESET/STEP”. 2.6.7.3 Menu 1. Menu Utama : Semua data yang diperlukan dalam kondisi normal ada pada menu utama seperti nilai perhitungan, nilai setelan rele dan nilai parameter lainnya yang masuk ke rele. Data pada menu utama dapat dipilih dengan tombol menekan “RESET/STEP”, apabila menekan tombol “RESET/STEP” sekitar satu detik maka lampu LED akan maju/turun bersamaan dengan berubahnya nilai pada layar display, sebaliknya apabila menekan tombol ”RESET/STEP” sekitar 0,5 detik maka lampu LED naik/mundur bersamaan dengan berubahnya nilai pada layar display digital. 2. Submenu : Submenu adalah menu yang ada didalam menu utama, untuk memasuki submenu yaitu dnegan cara menekan tombol “PROGRAM” sekitar 1 detik. Ketika tombol tersebut dilepas, muncul angka merah pada layar yang mengindikasikan bahwa telah memasuki submenu dari rele.
2.6.7.4 CBFP Rele ini mempunyai satu fungsi lain yaitu CBFP (Circuit Breaker Failure Protection) yaitu gangguan pada CB. Unit CBFP menghasilkan sinyal trip melalui TS1 setelah 0,1….1 detik, dilanjuti sinyal trip TS2, apabila arus gangguan belum hilang setelah waktu pemutusan berakhir. Unit CBFP ini bekerja atas dasar switchgroup SGF 1/4.
2.6.8 Switchgroup Kerja rele SPAJ 140 C diatur melalui SGF, SGB, dan SGR. Switchgroup merupakan gabungan switch dimana setiap switch mempunyai fungsi yang berlainan, switchgroup terindikasi dengan berkedipnya angka pada layar apabila lampu indikator mengarah ke salah satu SGF, SGB, atau SGR. Untuk menghasilkan keluaran reali yang kita inginkan atau sesuai kebutuhan, kita harus mengatur switch satu per satu dengan menggunakan dasar matematika biner. Penomeran adalah switch 1 sampai dengan switch 8 dengan “0” berarti OFF dan “1” berarti ON. 2.7 Mikrokontroler ATMEGA 16 AVR (Atmel) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk deprogram ulang sistem menmakai hubungan serial SPI. ATMega16mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses. [7]
Gambar 2..7 Pin ATMega16 kemasan 40-pin [7]
Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in- line package) ditunjukkan oleh gambar 2.18 Guna memaksimalkan performa, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data). 2.7.1 Port Sebagai Input/Output Digital ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bi- directional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register)
menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input.Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pullup enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pullup. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi [7].
Tabel 2.2 Konfigurasi pin port [7]
Bit 2 – PUD : Pull-up Disable Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1).
2.7.2 Timer Timer/counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan untuk perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer counter antara lain: counter channel tunggal, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding, bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse Width Modulation (PWM), pembangkit frekuensi, event counter external. [7] Gambar diagram block timer / counter 8 bit ditunjukan pada gambar 2.8 Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan pada bagian I/O di atas. CPU dapat diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar pada deskripsi timer / counter 8 bit.
Gambar 2.8 Blok Diagram Timer/Counter [7]
2.7.2.1 Timing Diagram Timer/Counter Timer/counter didesain sinkron clock timer (clkT0) oleh karena itu ditunjukkan sebagai sinyal enable clock pada gambar 2.19 Gambar ini termasuk informasi ketika flag interrupt dalam kondisi set. Data timing digunakan sebagai dasar dari operasi timer/counter.
Gambar 2.9 Timing Diagram Timer/Counter, Tanpa Prescaling [7]
Sesuai dengan gambar 2.20 timing diagram timer/counter dengan prescaling maksudnya adalah counter akan menambahkan data counter (TCNTn) ketika terjadi pulsa clock telah mencapai 8 kali pulsa dan sinyal clock pembagi aktif clock dan ketika telah mencapai nilai maksimal maka nilai TCNTn akan kembali ke nol dan kondisi flag timer akan aktif ketika TCNTn maksimal.
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Gambar 2.10 Timing diagram timer/counter, dengan prescaling [7] Sama halnya timing timer diatas, timing timer/counter dengan seting OCFO timer mode ini memasukan data ORCn sebagai data input timer. Ketika nilai ORCn sama dengan nilaiTCNTn maka pulsa flag timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa clock telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik (komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).
2.8 LCD Liquid Crystal Display Pada ditampilkan
sebuah angka-angka,
LCD
dapat
huruf-huruf,
bahkan simbol tertentu. Sebagian besar modul LCD memenuhi suatu standar interface tertentu. Ada 14- pin yang dapat diakses, meliputi delapan line data, tiga line control dan tiga line power. Posisi pin LCD dapat diketahui dengan membaca nomor yang biasanya tercetak di PCB-nya (Printed Circuit Board). [9]
3.1 Definisi Perancangan Perancangan adalah proses menuangkan ide dan gagasan berdasarkan teori dasar yang mendukung. Proses perancangan dilakukan dengan cara pemilihan komponen yang digunakan, mempelajari karakteristik dan data fisiknya, membuat rangkaian skematik dengan melihat fungsi-fungsi komponen yang dipelajari, sehingga dapat dibuat alat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. 3.2 Tujuan Perancangan Tujuan dilakukannya perancangan adalah sebagai berikut : 1. Menyiapkan segala sesuatu untuk merealisasikan ide dengan berlandaskan pada teori yang telah dipelajari. 2. Proses perancangan dilakukan supaya proses realisasi lebih mudah dan terstruktur, sehingga dapat meminimalisir kesalahan dan kerugian waktu serta materil. 3. Agar sistem yang akan dibuat dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan dan memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan. 3.3.3 Deskripsi Praktikum
Cara
Kerja
Modul
Pengukuran kecepatan waktu respon rele sangat dibutuhkan untuk dapat menentukan setingan karakteristik pada suatu rele meskipun cara seting dan data skarakteristik rele sudah tertera pada buku panduannya.
Dibuatnya alat ukur waktu ini kita dapat memastikan kecepatan waktu respon rele dengan akurat, sehingga pemilihan setingan dan karakteristiknya pun akan semakin tepat dengan tujuan yang ingin dicapai.
Adapun alat ukur ini, yaitu alat penghitung waktu yang di desain berbasis mikrokontroler yang dapat membaca waktu dari orde 1/100 detik sampai dengan 24 jam dengan tampilan LCD 16x2. Alat ini mulai menghitung per 10 mili detik sehinggan pada display menunjukan dua angka dibelakang koma.
Perhitungan untuk mendapatkan tampilan hitungan setiap 10 millidetik didapatkan dari persamaan sebagai berikut: = 2
……….(3.1) [9]
Dimana : t : Waktu yang diinginkan 28 : Besar bit dari jenis timer Timer 0 = 8 bit Timer 1 = 16 bit Prescaler: 8, 64, 128, 256, 512, 1024 Frekuensi Crystal : 16Mhz = 16.000.000 Hz 79 : Pengali hitungan (ada pada program) Maka : = 2 . . t = 0.000128 x 79 t = 0.010112 detik Jadi, Timer/counter pada ATmega16 akan menghitung atau mencacah dengan tampilan setiap 10 milidetik. Berdasarkan rumus 3.1 hasil hitungan tidak sesuai dengan tujuan yaitu menampilkan waktu setiap 10 milidetik, maka dari itu penulis menambahkan pengali tambahan sebesar 79 kali pada program agar hasil dari pengalian tersebut sesuai dengan tujuan yaitu penampilan hitungan setiap 10 milidetik dan setiap satu kali penambahan
hitungannya milidetik.
pun
akan
bertambah
10
Alat ukur waktu ini akan mulai befungsi pada saat adanya arus lebih ( pick up) yang dihasilkan oleh sumber arus (current injector) yang selanjutnya terdeteksi oleh OCR. Alat ukur waktu akan mulai menghitung ketepatan dan kecepatan respon rele melalui kontak pick up dari rele yang dihubungkan dengan kontak start pada alat ukur waktu hingga ahirnya perhitungan respon berhenti dan menampilkan hasil perhitungan pada layar LCD melalui kontak trip dari OCR yang dihubungkan dengan kontak stop pada alat ukur waktu. 3.3.4 Pemilihan Komponen dan Spesifikasi ikasi komponen yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Sistem minimum AT MEGA 16. 2. LCD 16x2 3.3.4.1 Sistem minimum AT MEGA 16 Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Sismin ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu. Spesifikasi rangkaian sismin Atmel AVR AT MEGA16 yaitu: 16K byte ISP flash program memory. Frekuensi 16 Mhz. 1k byte SRAM. 32 I/ O. Dua 8 bit timer/counter dan satu 16 bit timer/counter IC mikrokontroler ATmega16
1 XTAL 16 MHz (XTAL1) kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4) 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan 10 Kohm (R3) 1 tombol reset pushbutton (PB1)
seperti: clear screen, positioning cursor. Saat RS high, data yang ada di data bus diperlakukan sebagai karakter yang kemudian ditampilkan ke LCD.
itu tentunya diperlukan power suply Selain yang bisa memberikan tegangan 5V DC. Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di port A. Gambar sistem minimum dapat dilihat pada gambar 3.1
Gambar 3.2 LCD 16x2
Gambar 3.3 Wiring Alat Ukur Waktu OCR ABB Gambar 3.1 Sistem Minimum ATmega16
SPAJ 140 C.
3.3.4.2 LCD 16x2 Sebagian besar modul LCD memenuhi suatu standar interface tertentu. Ada 14- pin yang dapat diakses, meliputi delapan line data, tiga line control dan tiga line power. Pin Vdd terhubung dengan positive supply 5V DC, Vss dengan 0 V supply atau ground. Pin 3 (Vee) adalah pin control yang digunakan untuk mengatur ketajaman karakter yang tampil di LCD. Pin terhubung dengan resistor variable. Pin 4 adalah line RS (Register Select). Saat RS low, data yang ada di data bus diperlakukan sebagai instruksi khusus
Gambar 3.3 adalah rangkaian sistem minimum dengan
(sismin) sebuah
yang LCD
dihubungkan 16x2
guna
menampilkan program alat ukur waktu yang dapat
membaca
waktu
dari
orde
10
millidetik hingga 24 jam. Program yang dibuat pada rangkaian sistem minimum (sismin) tersebut menggunakan software bascom AVR yang bahasa pemogramannya sudah menggunakan bahasa tingkat tinggi atau bahasa yang mudah dimengerti.
3.3.6 Perancangan Fisik/Konstruksi
3. Current Injector. 4. Alat ukur waktu rele arus lebih. 5. Kabel penghubung secukupnya. 4.3 Gambar Rangkaian Pengukuran Berikut adalah gambar peralatan yang dipakai saat pengukuran karakteristik OCR pada rele ABB tipe SPAJ 140 : Gambar 4.1 Peralatan Pengujian Karakteristik OCR ABB tipe SPAJ 140 C
Gambar 3.4 Perancangan Fisik/Konstruksi Alat Pengukur Waktu Rele Arus Lebih
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Karakteristik OCR & GFR ABB Tipe ABB SPAJ 140 C 4.1.1 Tujuan 1.Melaksanakan praktikum pengukuran karakteristik rele OCR ABB tipe SPAJ 140 C. 2.Mengetahui selisih antara waktu perhitungan dan waktu pengukuran 3.Mengetahui cara membuat kurva karakteristik rele. 4.Mampu menganalisa hasil waktu pengukuran yang dibandingkan dengan hasil waktu perhitungan. 4.1.2 Sasaran 1.Mendeskripsikan berbagai jenis karakteristik OCR&GFR. 2.Melakukan pengukuran dan menghitung selisih atau error dari perhitungan dan waktu hasil pengukuran 3.Menganalisa selisih atau eror antara waktu hasil perhitungan dan waktu hasil pengukuran. 4.2 Peralatan Yang Digunakan 1. Simulator jaringan sumber 3 phasa. 2. Rele OCR ABB tipe SPAJ 140 C.
Berikut ini adalah fungsi dari alat yang dipakai pada pengujian karakteristik GFR pada rele ABB tipe SPAJ 140C : 1.
Rele ABB tipe SPAJ 140 C
Rele SPAJ 140C adalah alat yang menjadi objek pada projek akhir ini, dimana rele ini akan diukur kecepatan waktu pemutusannya guna mendapatkan kurva karakteristik yang terdapat pada fitur rele tersebut. Cara untuk mendapatkan waktu yang akan diukur pada rele ini yaitu dengan menggunakan kontak start I> I>> sebagai kontak adanya arus Pick-Up dan kontak trip. Kontak pick up membuat alat ukur waktu mulai bekerja sedangkan kontak trip pada rele berfungsi sebagai kontak untuk memberhentikan perhitungan waktunya.
Gambar 4.2 OCR ABB tipe SPAJ 140 C.
2. Simulator Sumber Jaringan 3 fasa Pada pengujian karakteristik rele ini simulator sumber jaringan 3 fasa berfungsi sebagai power supply. Untuk pengujian karakteristik GFR, hanya memerlukan 1 phasa saja oleh karena itu cukup menggunakan 1 line dan netral saja. Gambar 4.3 adalah gambar dari simulator sumber jaringan 3 fasa :
Gambar 4.4 Current Injector
4.
Alat Ukur Waktu
Alat ukur waktu berfungsi alat penghitung waktu pemutusan yang dilakukan oleh rele ABB tipe SPAJ 140C. Alat ini dapat mencatat waktu mulai dari rele mendeteksi adanya arus lebih sampai rele dalam keadaan trip. Alat ukur waktu ini akan mulai befungsi pada saat adanya arus lebih ( pick up) yang dihasilkan oleh sumber arus (current injector) dan berhenti menampilkan perhitungan waktu melalui kontak trip yang ada pada rele itu sendiri.
Gambar 4.3 Simulator Sumber Jaringan 3 fasa.
3.
Current Injector
Pada pengujian karakteristik rele, current injector digunakan sebagai sumber arus. Current Injector diatur sedemikan rupa sehingga arus yang dikeluarkan melebihi dari nilai dari arus settingan di rele. Current injector ini juga diibaratkan sebagai simulasi gangguan arus lebih.
COMMON
Gambar 4.5 Alat Ukur Waktu
Gambar 4.6 Rangkaian Pengukuran Karakteristik OCR ABB Tipe SPAJ 140 C.
4.4 Langkah Percobaan 1.Persiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2.Rangkai peralatan sesuai dengan gambar rangkaian pengukuran. 3.Pastikan peralatan dan wiring terpasang dengan benar. 4.Periksa, ON-kan dan uji simulator jaringan sumber 3 fasa, current injector, alat ukur waktu dan rele OCR ABB tipe SPAJ 140 C. 5.Pengujian simulator peralatan harus pada kondisi ON dan pastikan lampu indikator pada masing-masing peralatan simulator menyala. 6.Cek current injector, atur pada kondisi beban maksimum 100%. 7.ON-kan current injector, setelah itu akukan pengukuran untuk Iuji dari 0,75;1,0;1,,25;1,5;1,75 dengan melihat indikator amperemeter pada modul OCR&GFR tipe ABB SPAJ 140 C. 8.Setelah menetapkan nilai Iuji-nya, OFF-kan current injector. 9.Atur dan setting relai OCR ABB tipe ABB SPAJ 140 C dengan : Iset = 0,5A. 10. Lakukan pengukuran untuk variabel waktu pemutusan OCR (poin 7) dimulai
dengan TMS 0,1;0,5;1,0 menggunakan alat ukur waktu rele arus lebih. 11. Lakukan pengukuran waktu pemutusan OCR, caranya tekan tombol ON pada current injector dan secara otomatis alat ukur waktu rele arus lebih pun akan mulai berfungsi, sehingga akan diperoleh nilai waktu pemutusannya. 12. Catat hasil pengujian pada tabel. 13. Lalu lakukan perhitungan waktu kerja dengan rumus 14. t =
, ( ) ,
15. Catat hasil perhitungan dan susun pada tabel hasil perhitungan untuk dibandingkan nilainya. Lalu buat kurva perbandingannya. 4.5 Kurva Perhitungan dan Pengukuran
Karakteristik 4.6 Pengukuran dan Analisa Pengukuran Karakteristik Standar Inverse
Gambar 4.7 Kurva Perhitungan dan Pengukuran Untuk Karakteristik SI (Standard Inverse)
Pengukuran Karakteristik Very Inverse Perhitungan dan Pengukuran Gambar 4.8 Kurva Untuk Karakteristik VI (Very Inverse)
4.7 Analisa Pengukuran Berdasarkan hasil pengukuran dan data-data dari hasil pengukuran yang menunjukkan bahwa karakteristik rele ini adalah karakteristik rele arus lebih karakteristik waktu terbalik (invers time) ada 4 jenis karakteristik yang didapat pada pengukuran OCR ABB SPAJ 140C, yaitu : 1. 2. 3. 4.
Standar Inverse Very Inverse Extremly Inverse Long time Inverse
Pengukuran Karakteristik Extremly Inverse
Gambar 4.8 Kurva Perhitungan dan Pengukuran Untuk Karakteristik EI (Extremly Inverse)
Pengukuran Karakteristik Long Time Inverse
Gambar 4.8 Kurva Perhitungan dan Pengukuran Untuk Karakteristik LTI (Long Time Inverse)
Berdasarkan data pengukuran pada tabel dan kurva karakteristik yang dihasilkan oleh rele gangguan fasa ke tanah ABB tipe SPAJ 140C, didapatkan : 1. Semakin besar arus uji pada sebuah rele, maka akan semakin cepat waktu dari sebuah rele untuk melakukan pemutusan. Sebaliknya, semakin kecil arus uji pada sebuah rele, maka akan semakin lama juga waktu dari sebuah rele untuk melakukan pemutusan. 2. Semakin besar setting untuk nilai TMS pada sebuah rele, maka waktu rele untuk melakukan sebuah pemutusan akan semakin lama. Sebaliknya, apabila setting nilai TMS semakin kecil, maka waktu rele untuk melakukan sebuah pemutusan akan semakin cepat. 3. Semakin cepat waktu yang diperlukan rele untuk melakukan sebuah pemutusan, maka akan semakin besar error yang didapatkan. Sebaliknya, semakin lama waktu yang diperlukan rele untuk melakukann pemutusan maka semakin kecil error yang didapatkan.
4.7.1Hasil Pengukuran dan Analisa Error
Untuk hasil pengukuran, diambil dari data pada saat pengukuran. seluruh Tabel 4.13 Rata-rata error pengukuran hasil perhitungan dan pengukuran dalam %
TMS 1
TMS 0.5
TMS 0.1
Ratarata
Standa r Inverse
0.782 2%
0.564 9%
2.090 1%
1.1458 %
2
Very Inverse
0.296 3%
0.503 6%
1.555 6%
0.7852 %
3
Extrem ly Inverse
0.596 2%
0.529 6%
0.891 6%
0.6724 %
4
Long Time Inverse
0.149 2%
0.143 3%
1.858 3%
0.7169 %
No
Jenis Kurva
1
Rata-rata error keseluruhan
0.8301 %
Dilihat pada tabel 4.7 data hasil pengukuran dan perhitungan memiliki error sebesar 0.8301% ini menandakan keakuratan pada rele dan alat ukur waktu itu sendiri karena alat ukur waktu ini langsung dihubungkan dengan rele ABB SPAJ 140C, dimana kontak Pick-Up dan trip dari rele ABB SPAJ 140C-nya pun langsung dihubungkan dengan kontak Start dan Stop pada alat ukur waktunya.
Timbulnya perbedaan selisih atau error ini disebabkan Karena adanya rugirugi elektronik (delay) dari rele dan alat ukurnya,dimana kedua alat tersebut dirancang secara elektronik dan berbasis mikrokontroler. Selain karena rugi-rugi elektronik pada saat pengukuran pun terdapat rugi-rugi yang cukup mempengaruhi nilai selisih atau error tersebut. Rugi-rugi yang terjadi pada saat pengukuran yaitu rugi-rugi yang ditimbulkan pada saat pengontakan kontak Pick-Up (start) dan kontak trip dari rele ABB SPAJ 140C yang membutuhkan waktu pada saat perpindahan kontak dari keadaan awal sampai dengan keadaan mengontak saat mendapat perintah start atau stop dari rele itu sendiri. Waktu yang dibutuhkan pada saat perpindahan kontak dari keadaan awal sampai dengan keadaan mengontak saat mendapat perintah start atau stop relatif konstan, maka dari itu pada pengukuran yang menghasilkan waktu (delay) cukup panjang rugi-rugi tersebut tidak terlalu banyak pengaruh pada perhitungan error, akan tetapi bila pada pengukuran yang menghasilkan waktu (delay) cukup pendek pengaruhnya akan terlihat besar. Berikut adalah persamaanan untuk mendapatkan hasil dari waktu pemutusan dari hasil pengukuran yang ditambah dengan rugi-rugi pada saat pengoperasiannya. =
koil + t Operating + t triping koil
Keterangan :
t pemutusan = waktu rele untuk melakukan pemutusan (detik) t starting coil = waktu rele untuk melakukan kontak pada saat start (detik) t operating = waktu kerja rele sebenarnya (detik)
t tripping coil = waktu rele untuk melakukan kontak pada saat trip (detik)
Nilai waktu pemutusan kerja rele pada hasil pengukuran dan pada hasil perhitungan memiliki beda selisih dan % error yang kecil dan kedua nilainya pun saling mendekati, yakni dibawah 1%. Hal ini menandakan keakuratan pada rele itu sendiri dan pada alat ukur waktu rele. BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil uraian dan pengukuran proyek akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu : 1. Alat ukur waktu untuk pengukuran kecepatan waktu respon rele ABB tipe SPAJ 140C terhadap adanya gangguan arus lebih yang berbasis mikrokontroler (AT MEGA16) telah berhasil dirancang sesuai dengan perancangan awal. 2. Kemampuan alat ukur waktu ini dapat menampilkan waktu dari mulai orde 1/100 detik (2 angka dibelakang koma) sampai 24 jam dengan tampilan LCD 16x2 untuk menampilkan waktu operasi rele yaitu
dari orde 0.04 detik sampai dengan 300 detik. 3. Pengukuran kecepatan respon rele lebih tepat dibandingkan pengukuran manual karena kontak Pick-Up serta trip dari rele ABB tipe SPAJ 140C yang langsung dihubungkan dengan kontak start dan stop dari alat ukur waktu. 4. Error dari keseluruhan data pada pengukuran OCR ABB SPAJ 140C adalah sebesar 0,8301%. 5.2 Saran Berikut ini adalah saran-saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut: 1. Alangkah baiknya alat ukur waktu ini diuji terlebih dulu pada sisi ketepatan perhitungannya agar pengukuran pada karakteristik menjadi lebih tepat. 2. Akan lebih bagus bila alat ukur waktu ini dapat menyimpan data pada memori mikrokontrolernya dan menampilkan data yang sebelumnya.
