21
BAB III
SISTEM PENGAMAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI
3.1
UMUM
Si5tem pengaman bertujuan untuk mencegah atau membatasi kerusakan pada
jaringan beserta peralatannya, dan keselamatan umum yang disebabkan karena gangguan dan meningkatkan pelayanan pada konsumen.
Cara / macam tingkat pengamanan yang diterapkan tergantung pada faktor yaitu: sistem yang ada termasuk cara pembumiannya, peralatan, kondisi dan peraturan
setempat,
dan
macam
beban,
merupakan
kompromi
praktis
yang
meraungkinkan untuk memenuhi kebutuhan yang sebanding dengan biayanya.
Macam dan karakteristik beban menentukan perencanaan suatu pengaman sistem distribusi.
Untuk daerah yang padat dengan beban tinggi, layak untuk menggunakan pengamanan yang lebih tinggi tingkatannya, dan lebih mahal. Untuk daerah padat
dengan beban rendah, cukup menggunakan pengaman sederhana dan murah, sesuai dengan tingkat keandalan yang masih dapat diterima. Peiaksanaan dan" tugas pengamanan adalah : a.
Melakukan koordinasi dengan sisi tegangan tinggi (GI)
b.
Mengamankan peralatan dari kerusakan karena arus lebih.
c.
Membatasi kemungkinan terjadinya kecelakaan
d.
Secepatnya membebaskan pemadaman karena gangguan
e.
Membatasi daerah yang padam
f
Mengurangi frekuensi pemutusan tetap karena gangguan
22
3.2
Perlindungan Terhadap Arus Hubung Singkat
Pada jaringan tegangan menengah gangguan hubung singkat yaiig sering terjadi adalah gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, dua fasa ke tanah, tiga fasa dan fasa ke fasa. Pada jaringan distribusi terdapat pengaman pada masing-masing bagian seksi jaringan, maupun pada masing-masing peralatan jaringan apabiia terjadi gangguan, hanya pengaman yang terdekat dengan titik gangguan saja yang bekerja untuk memutuskan gangguan tersebut, atau supaya gangguan tidak menjalar ke bagian lain dari jaringan. 01 eh karena itu, kerja pengaman harus dikoordinasikan supaya sesuai
dengan yang diinginkan dan untuk mencegah adanya salah pemutusan oleh alat-alat pengaman tersebut.
3.3
RELAI ARUS LEBIH
3.3.1
Karakteristik Relai Arus Lebih
Ada beberapa karakteristik waktu yang dikelompokan menjadi 3 jenis yaitu:[5] instantaneous moment (waktu sekelika), definite time (waktu tertentu), inverse time (waktu terbalik).
Relai arus lebih dengan karakteristik IDMT (Inverse Definite Minimum
Time) yaitu kombinasi antara karakteristik waktu tertentu dan waktu terbalik. Pilihan gangguan relai arus lebih atas dasar karakteristik kerjanya adalah sebagai berikut: a.
Relai cepat, digunakan bersama-sama dengan relai arus defmite/relai inverse dengan raaksud agar diperoleh waktu kerja yang cepat, misalnya
untuk daerah di dekat sumber dimana dengan relai definite/invers inungkin terlalii lama.
23
b.
Reiai definite, digunakan pada saluran yang tidak terdiri atas banyak seksi saluran penyetelan dan koordinasinya paling mudali, tidak pengaruh dengan keadaan perobangkit.
c.
Reiai inverse, digunakan pada saluran jika terdapat perbedaan besarnya arus gangguan yang cukup besar antara awal dan ujung saluran, reiai ini sangat
peka
akan
perubahan
kapasitas
pembangkitan.Reiai
inverse
mempitnyai beberapa jenis raodifikasi, pemilihan tergantung kepertuan
yaitu moderately inverse, very inverse, extremely inverse. d.
Reiai
1DMT,
sangat
cocok
dipakai
pada
sistem
dimana
keadaan
perabangkitan berubah-ubah, pada waktu pembangkitan konstan maka
dapat dipakai bagian inversenya sedangkan jika pembangkitan berubahubah dipakai bagian definitenya.
33.2
Dasar Penyetelan Reiai Arus Lebih
Reiai arus lebih adalah sebagai pengaman gangguan hubung singkat, akan tetapi dalam beberapa hal diusahakan untuk berfungsi sebagai pengaman beban lebih. Kedua hal tersebut merupakan dasar untuk menentukan seting arus kerjanya, pertimbangan penyelelan waktu diusahakan bekerja cepat tetapi teiap selektif.[5]
3.3.2.1
Setting arus kerja ( pick up )
33.2.1.1 Batas Minimum
Batas penyetelan arus kerja minimum adalah :
'Smin/mi/n ~ „
X' maks
dimana:
/imiM= arus seting minimum Imaks= arus beban maksimum K, = faktor keamanan (1,1 -1,2 )
24
Kd
= faktor arus kembali
Kj ( arus kerja) untuk waktu tertentu 0.8 ~ 0.9, waktu terbalik 0.9 - 1.0.
Is biasanya di sett pada 1.2 - 1.5 kali arus pengenal trafo, kecuali relai arus lebih yang drkontrol dengan tegangan turun
3.3.2.1.2 Batas maksimum
'S{maks) ~ & JHS\mm)2fas
(3-2)
dimana:
h (mate)
= penyetelan Arus kerja maksimum
Ks
= faktor keamanan ( 0.7 - 0.8 ) = arus gangguan 2 fasa pada pembangkitan minimum di satu seksi hilir.
3.3.2.2
Seting waktu kerja relai
Penyeteian relai arus lebih dengan waktu tertentu adalah antara 0.2 ~ 0.3 detik (ts)
sedangkan untuk waktu terbalik di pilih Td (time dial) dan TMS (time multiple setting). Khusus untuk jenis IDMT jika pembangkitannya sering berubah maka penyetingan arus pick up di usahakan serendah mungkin sehingga relai bekerja di
daerah waktu tertentu, sedangkan jika pembangkitannya tetap maka penyetingan arus pick up agak besar sehingga relai bekerja pada daerah waktu terbalik. 3.4
RELAI GANGGUAN TANAH
Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah tergantung pada besarnya arus gangguan tanah, sedang besarnya arus gangguan tanah sangat dipengaruhi oleh
sistem pentanahannya dan kontak antara penghantar dengan tanah.Sistem distribusi 20 kV di PLN Tangerang memakai sistem pentanahan tahanan rendah, ditanahkan dengan tahanan 40 Ohm (Saluran udara)dan 12 Ohm (saluran dalam tanah)dan menghasilkan arus gangguan tanah
kira-kira 300A dan
lOOOA.Untuk dapat
25
menampung adanya tahanan tanah maka penyetelan relai gangguan tanah adalah: lsel = 10%~20%7£,
(3.3)
Dimana \<& adalah arus setting, dan Ic,merupakan arus CTnya.. Saat terjadi gangguan satu fasa ke tanah akan inenimbulkan / mengalir arus kapasitif yang cukup besar, sehingga waktu menentukan seting, batasan seting terendah adalali relai hams bekerja pada saat ada gangguan di saluran lain, atau
saluran yang sehat tidak boleh bekerja, sehingga arus seting ditulis: (3.4)
Dimana:
ha = penyetelan arus gangguan tanali I3ojCe= arus kapasitif saluran terpanjang operasinya. Ks = factor keamanan di ambil 1.2-1.5
3.5
PELEBUR
Pelebur adalah peralatan pengaman dengan rating arus, yang bekerja karena arus lebih, karena itu pelebur berfungsi melindungi jaringan dari kenaikan suhu yang
berlebihan akibat gangguan hubung singkat. Menurut publikasi IEC No. 2822(1974) NEMA, berbagai daya pengenal trafo dengan atau tanpa koordinasi dengan pengamanan sisi sekunder sesuai dengan (lampiran B) untuk jenis pelebur tipe H (tahan surja petir), T (lambat), dan K (cepat).
Ada beberapa faktor untuk pemililian pelebur yaitu: kemampuan pelebur terhadap arus maksimum terus-menerus ( arus beban normal, arus beban lebih, dan perkiraan cadangan untuk pertumbuhan beban yang akan datang ). Koordinasi yang baik dengan peralatan yang lain, dan kemampuan pemutusan pelebur terhadap batas ketahanan isolasi penghantar.
26
Pelebur jenis T dan K. dengan arus pengenal 6.3A - 100A, adalah 1.5 kali dan arus pengenal, 1.3 kali untuk arus pengenal 125A - 160A. kuat hantar arus dari penghantar sesuai pada table lampiran C.
3.6
PENUTLfP BALK OTOMATIS (PBOXAutomatic Circuit Recloser)
PBO adalah peralatan yang dapat mengadakan penutupan kembali secara otomatis setelah terjadinya pemutusan. Menurut tempatnya di jaringan, dikenal dua macam recloser : a.
Recloser circuit breaker yaitu circuit breaker yang dikomando oleh relai recloser .relai recloser membantu relai fase dan relai lanah untuk mengatasi gangguan pada saluran distribusi.
b.
Line recloser,
Pole
Mounted Recloser
(PMR);
yaitu
recloser yang
ditempatkan di saluran distribusi. Recloser mempunyai dua macam operasi yaitu penutupan cepat dan penutupan dengan waktu tunda. Selang waktu antara dua buah penutup disebut interval
reclosing (Keadaan kontak terbuka). Ada dua macam interval reclosing, yaitu cepat dan lambat, dan biasanya recloser disetel atas dasar operasi dua kali pemutusan dengan waktu tunda, seperti dilihat pada gambar 3.1 "Fast" Operations
(Cortads Closed)
"Time-Delay" Operations (Contacts Closed)
Load Current (Ccntacts Closed) Fault
Initialed
Time Rcdosuig Intervals (Contacts Open)
Gambar 3.1 Urutan operasi dari recloser
27
Jika terjadi gangguan dan tidak dapat diatasi dengan sejumlah proses urutan operasi seperti di atas, maka recloser akan terbuka menetap, Maksud penutupan cepat adalah untuk mengatasi gangguan sementara, sedangkan penutupan dengan waktu tunda untuk mengatasi gangguan tetap.
3.7
SAKLAR
SEKSI
SALURAN
OTOMATIS
(Automatic
Line
Sectionalizer)
Sectionalizer atau SSO adalah aiat perlindungan terhadap arus lebih, hanya dipasang bersama-sama dengan pemutus beban atau PBO yang berfungsi sebagai pengaman back-upnya. Peralatan ini berfungsi memisahkan seksi jaringan yang terganggu. Dalam
kerjanya, sectionalizer tidak memiliki
kemampuan memutuskan arus
gangguan, Untuk kepeduan koordinasi, pemisah otomatik dilengkapi dengan time
reset aksesoris yaitu peralatan yang memungkinkan adanya resetting sesuai waktu yang ditentukan.Misalnya bila terjadi gangguan, maka alat PBO akan membuka sirkuit, dan SSO akan mulai menghitung. Bila gangguan hilang setelah operasi pertama dari alat pengaman back-up, maka SSO mulai menghitung.
Dengan
demikian jika gangguan adalah sementara maka secara otomatis ia akan reset, dan disini terlihat bedanya dengan sifat seksionalisasi dari fuse. Bila gangguan belum hilang maka peralatan pengaman back-up akan membuka untuk yang kedua kalinya dan SSO akan menambahkan hitungannya.
Selanjutnya bila gangguan itu bersifat permanen, maka peralatan pengaman back-up membuka dan kemudian membuka - terkunci. SSO tidak mempunyai karakteristik waktu arus sehingga yang perlu diperhatikan adalah pemilihan waktu mengingat (memory time) dan jumlah hitungan operasi pemutusan yang dilakukan oleh pengaman back-upnya.
28
3.8
PEMUTUS TENAGA (Circuit Breaker)
Pemutus tenaga (PMTJ adalah alat pemutus otomatis
yang mampu memutus/
menutiip rangkaian pada setmta kondisi gangguan maupun koadtst normal, yakni: a.
Pada keadaan normal, PMT menutup dan merabuka rangkaian listrik
b.
Pada keadaan tidak normal, dengan bantuan relai, PMT dapat membuka sehingga gangguan dapat diliilangkan (fault clearing).
3.9
KOORDINASI ALAT PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI
Proses memilih alat pelindung arus lebib dengan setelan/kurva waktu tedentu, waktu unitan operasi kerjanya dratur dan disesuatkan dengan alat pelindung lain agar gangguan
yang
terjadi
pada
saluran
dapat
dihilangkan
dikenal
sebagai
"Koordinasi"[l,12]. Bila ada dua alat pengaman yang terpasang sen maka karakteristik kerjanya dilengkapi dengan urutan operasinya .
Pada umumnya dalam suatu jaringan distribusi terdapat pengaman pada masing-masing bagian/seksi jaringan,
maupun
pada masing-masing peralatan
jaringan. Hal ini dimaksudkan supaya apabila terjadi gangguan, hanya pengaman yang terdekat dengan titik gangguan saja yang bekerja urttuk memutuskan gangguan tersebut, atau supaya gangguan yang terjadi tidak menjalar ke bagian yang lain pada
jaringan. Oleh karena itu, kerja pengaman tersebut hams dikoordinasikan supaya tercapa? maksud pengaman sesuai dengan yang diinginkan dan untuk mencegah adanya salah pemutusan oleh alat-alat pengaman tersebut. Untuk mengkoordinasikan kerja alat-alat pengaman tersebut dapat dianalisa dengan menggunakan grafik dan tabel. Untuk itu dalam bab ini akan dijelaskan macam-macam alat pengaman arus lebih dan cara mengkoordinasikannya .
3.9.1
Koordinasi Pelebur Deagan Pelebur
Prinsip dasar dalam koordinasi antara pelebur dengan pelebur adalah memberi
kesempatan kepada pelebur (pelebur pemproteksi) yang berada di depan atau terdekat dari titik gangguan untuk bekerja sepenuhnya (memutus dengan sempuma) terlebih dahulu, sebelum pelebur sebelah hulu (sisi
sumber yang diproreksi)
berikutnya yang bertindak sebagai cadangan mulai bekerja , hal ini dapat dilihat pada gambar 3.2. Pelebur cadangan, Pelebur yang diptoteksi
| Pelebur pemproteksi sisi hilir/beban B
Uu minimum dart palabur A
eiort kurfa A
Ktirva waklu pamutuun total orUB palebur B Bat»> keordlnaM
Gambar 3.2 Koordinasi Pelebur dengan Pelebur Prinsip-prinsip pokok ini mempengaruhi pemilihan dari kurva waktii arus dan urutan kerja dari peralatan dan perlindungan pada sisi sumber dan pada sisi beban, juga penempatan alat-alat perlindungan ini pada saluran distribusi tenaga listrik. Pemilihan arus pengenal pelebur guna mendapatkan perlindungan yang
memadai dari suatu sistem distribusi, terganfung pada beberapa faktor. Pertamatama semua pelebur yang dipilih bams dapat memikul arus beban yang terus meningkat dan pada saat yang sama pelebur tersebut harus cukup selektif terhadap alat pelindung lainnya yang dipasang sen dengannya.
Lebih lanjut dia cukup
30
memadai dalam merasakan arus gangguan, yairu dia hams tnampu memutus arus gangguan yang minimum dalam daerah pelindungnya pada waktu yang ditentukan. Kurva waktu arus dari pelebur dinyatakan dalam dua kurva, yaitu kurva
waktu leleh minimum dan kurva waktu pemutusan maksimum (maximum clearing time curve), kurva waktu leleh minimum arus adalah kurva yang menyatakan saat meleburnya pelebur. Kurva
waktu pemutusan maksimun versus arus adalah arus
yang diperlukan untuk melebur pelebur sampai padam busur apinya. Juga dibuat prosedur standar yaitu membuat suatu kurva waktu arus pelebur melebur yang di dapat dari kurva waktu leleh/lebur minimum versus arus dengan mengambil faktor keamanan sebesar 25%. Oleh sebab itu kurva peleburnya melebur merupakan 75% dari waktu leleh minimum versus arus dari pelebur tertentu pada keanekaragaman nilai arusnya, satuan waktunya adalah detik. Suatu contoh koordinasi dengan menggunakan kurva waktu - arus dapat dijelaskan sebagai berikut.Berdasarkan pada lampiran D pada tiiik C terdapat arus beban maksimum 21A. menggunakan pelebur 16T (dengan kapasitas arus beban 150% x 16 = 24A), pelebur ini akan mampu memadamkan arus gangguan maksimum 1550A
dalam waktu 0,021 detik (maksimum). Pada titik B terdapat arus beban maksimum 36A, jika menggunakan pelebur 25T kurang tepat karena waktu leleh minimutnnya terlalu cepat yaitu 0.016 detik, pemilihan yang cocok adalah menggunakan 31,5T dengan kemainpuan arus beban
47A dan dapat memadamkan arus gangguan maksimum 1550A dalam waktu 0.031 detik (minimum). Rasio antara waktu pemadaman maksimum pelebur 16T dengan waktu leleh minimum pelebur 31.5T adalah rasio = 0.021/0.031 = 68% (<75%). Pada titik A, arus beban maksimum adalah 105A, pelebur 80T memberikan arus gangguan 1630A dalam waktu 0.016 detik (minimum) dengan kemampuan arus beban 150% x 80A - 120A. pada kurva B, dapat dilihal waktu pemutusan (clearing time) maksimum pelebur 31.5T adalah 0.051 detik, maka = 0.051/0.16 = 32% . jadi koordinasi antara SOT dengan pelebur 31.5T adalah baik karena kurang dari 75% dari waktu leleh minimum pelebur yang diproteksi yaitu pelebur 31.5T. pada
lampiran E bisa dilihat tabel koordinasi, sebagai contoh tipe T dengan arus pengenal 16A sebagai pelebur yang memroteksi, tidak bisa dikoordinasikan dengan pelebur sejenis ukuran 20A, sedang dengan ukuran 25A hanya mencapai arus maksimum
730A (lebih kecil dari 1550A), yang memenuhi syarai adalah koordinasi dengan
31
pelebur 31.5T karena daerah koordinasinya dapat mencapai 1700A (arus lebih maksimum).
3.9.2
Koordinasi PBO dengan PBO
Koordinasi diperlukan antara PBO dengan PBO, dan ini dapa! dicapai dengan memakai salah satu cara berikut ini:[l]
a.
Menggunakan PBO yang (ipe-nya berlainan dan ambi] beberapa gabungan dari ukuran kumparannya atau urutan operasinya.
b.
Menggunakan tipe PBO dan urutan kerja yang sama tetapi menggunakan ukuran berbeda :
c.
Menggunakan tipe PBO dan ukuran kiunparan yang sama tetapi memakai urutan kerja yang berlainan.
Secara
iimum,
penanggulangan
dikalangan
industri
lebih
condong
memakai
cara
yang pertama dibandingkan dengan cara yang lainnya. Untuk
mendapatkan koordinasi antara kurva kerja lambat dari dua PBO, paling tidak waktu margin minimumnya sebesar 25% hams dipakai.
Dikenal dengan beberapa koordinasi, yaitu sebagai berikut: a.
Koordinasi Lock out: berlaku ketika recloser menutup pada gangguan pennanen mengunci - membuka, dengan beberapa recloser yang lain menutup.
b.
Koordmasi trip: berlaku kettka recloser menutup balik pada gangguan sementara.
Pada gambar 3.3a, dapat dilihat baliwa semua PBO mempunyai kiunparan dari 100 amper, tetapi urutan kerjanya disetel berbeda. PBO1 disetel pada 1A3C, sedangkan
PBO2 dan PBO3 disetel pada urutan kerja 2A2B. misal gangguan terjadi pada titik
32
F, maka PBOl dan PBO2 akan bekerja serentak pada operasi kerja cepatnya. Ini terjadi karena kedua PBO tersebut beroperasi pada kurva arus yang sama. PB02 dengan urutan kerja 2A2B akan bekerja dengan operasi kerja-cepat sebelum PBOl bekerja pada operasi kerja-lambat (kurva C).
Jika terjadi gangguan permanen, maka PBO2 akan bekerja lebih cepat dari PB01,ini di karenakan PBO2 bekerja pada kurva B, sedangkan PBOl bekerja pada kiirva C, dengan cara seperti ini apabila terjadi gangguan pada saluran cabang, maka akan menyebabkan pemadaman sementara untuk semua beban pada penyulang utama. Untuk gangguan permanen pada titik F, hanya PBO2 yang akan mengunci terbiika. PBOl akan mmgunci jika terjadi gangguan permanen pada saluran ulama, seperti terlihat pada gambar di titik K.
100 Amper
2A2B
100 Amper
K
1A3C
100 Amper
2A2B
Gambar 3.3a.Koordinasi PBO dengan pemilihan urutan kerja
I
C: extra lambat B: kerja lambat
A: kerja cepat Arus
Gambar 3.3b. Karakteristik kerja PBO
33
3.9.3
Koordinasi PBO dengan Pelebur
Tujuan dari koordinasi ini adalah agar gangguan yang bersifat temporer dapat di bebaskan terlebih dahulu oleh PBO dengan kerja buka cepat (fast operation) sebelum pelebur sebagai pelindung utama bekerja.
Sebaliknya gangguan yang bersifat permanen sisi hilir pelebur dapat dihilangkan oteh pelebur itu sendiri, sebelum PBO dengan kerja buka - [ambat (time delay operation) bekerja dan mengunci (terbuka tetap).
Penentuan koordinasi dilakukan dengan bantuan kurva waktu - arus dari PBO dan pelebur, agar terjadi koordinasi yang baik antara PBO dan pelebur, PBO hams disetel pada kerja buka - cepat dan buka - lambat. Kurva waktu-arus dari pelebur harus terletak diantara kurva kerja buka-cepat dan buka-lambat dari PBO, agar arus dapat ditangkal terlebih dahulu oleh PBO dengan buka-cepat, dan jika gangguan tersebut bersifat permanen, maka selanjutnya pelebur yang akan bekerja, sementara buka-lambat dari PBO bertindak sebagai pengaman cadangannya. Mengingat
selama
PBO
bekerja
buka-cepat
(IX
atau
2X),
pelebur
mengalami pembebanan awal yang mempercepat waktu leleh minimumnya, maka kurva dari PBO harus digambarkan dengan waktu di naikkan, yaitu dengan mengalikannya dengan suatu faktor K.
Daerah koordinasi pada skala arus, di tentukan oleh titik potong kurva yang telah dikalikan dengan faktor K dari PBO dengan kurva leleh minimum dari pelebur.dan titik potong kurva pemutusan pelebur dengan kurva kerja buka-lambat
dari PBO atau arus kerja minimum dari PBO. Untuk mendapatkan daerah koordinasi yang lebih luas dapat di usahakan dengan memilih pelebur yang mempunyai rasio kecepatan rendah (pelebur jenis
34
lambat) dan memasang kurva kerja buka - extra lambat untuk PBOnya. Untuk mengamankan penghantar maka waktu kerja lambat dari PBO +
toleransi 10%, tidak akan melebihi 75% dari waktu yang di dapat pada kurva ketahanan penghantar sepanjang arus lebih maksimum yang mungkin.
Contoh, 70L - link 30T - 1.5s reclosing time, menggunakan faktor K untuk membuat kurva kerja cepat baru. Gambar kurva leleh minimum dan pemutusan maksimum dari fuse. Titik potong dari kurva leleh minimum fuse dengan modifikasi kurva cepat recloser menentukan koordinasi arus maksimum. Titik potong dari
kurva pemutusan total fuse dengan kurva lambat recloser menentukan koordinasi arus minimum. Metoda formula dapat juga di gunakan, pada 1500A pemutusan total dari recloser tipe L recloser pada kurva A adatah 0.032s maksimum. Factor pendinginan
adalah 0.55 untuk 1.5 interval reclosing. Maka Teff = 0.032 + 0.55(0.032) = 0.049s. pada 1500A, 30K leleh pada 0,01, 30T leleh pada 0.03s, dan 40T leleh pada 0.05s, dianjurkan menggunakan 40T.
3.9.4
Koordinasi PBO dengan SSO
Prinsip-prinsip koordinasi dalam penggunaan recloser disisi sumber dengan SSO disisi beban adalah sebagai berikut: a.
Arus penggerak/kerja minimum SSO adalah 0.8 x arus kerja minimum dari PBO.
b.
SSO harus diatur untuk berada pada posisi terbuka terus dalam jutnlah hitungan operasi = jumlah operasi dari PBO sampai pada posisi terbuka
terus, dikurangi satu hitungan, misalnya PBO bekerja pada urutan 2 kali terbuka cepat dan dua kali terbuka lambat, jadi pada saat PBO bekerja pada
35
buka lambat yang pertama SSO hams mengunci pada posisi terbuka, Iihat gambar3.4
SSQ membuka
Waktu mengingal SSO
Waklu cadangan Hitungan
Hitungan
Hitungan kedua SSO
ArusVangguan
pertama SSO
Fl
F2
Rl
F3
R2
Waktu
Gambar 3.4 Waktu mengingat tiga hitungan untuk mengunci
c.
Waktu
yang
membuka
dan
menutup
kembali
dari
PBO
harus
dikoordinasikan dengan waktu hitungan dari SSO. Waktu yang membuka dan menutup dari PBO ini harus lebih kecil dari waktu mengingat SSO. Apabiia waktu untuk membuka dan menutup kembali dari PBO temvata
lebih besar dari waktu mengingat SSO, maka SSO tidak akan mengingat sebagian dari jumlah operasi kerja PBO. d.
Arus kerja minimum dan' SSO hams lebih besar dari arus beban, oleh
karena SSO tidak mempunyai karakteristik waktu arus maka pada waktu melakukan koordinasi dengan PBO harus diperhatikan bahwa SSO itu mempunyai karakteristik mengingat hitungan pemiitusan yang dilakukan/ seperti diperlihatkan pada gambar 3.5 Gl
3 hitungan -
PBO
Belitan kerja 5QA
Belitan kerja 50A BekerjanyaminimumlOOA
Bekerjanya mtnimumSOA
Gambar 3.5 Dasar koordinasi PBO dan SSO
36
Waktu mengingat SSO:
Untuk SSO mengunci terbuka pada hitungan ketiga maka ; waktu mengingat SSO > Rl + F2 + R2 + F3. Apabila didinginkan SSO mengunci terbuka pada kedua muka ; waktu mengingat SSO > RI + F2 .
PBO sebagai back-up diset mengunci terbuka pada posisi kerja keempatnya. Operasi ini dapat merupakan gabungan kerja cepat yang diikuti kerja Iambat, SSO harus diset dalam hitungan yang lebih kecil dari operasi PBOnya, dalam hai ini dipilih tiga hitungan. Bila gangguan permanen terjadi sesudah SSO kearah hilir, SSO akan membuka dengan demikian seksi yang lerganggu dipisahkan sesudah SSO hilir, SSO akan membuka dan seksi yang terganggu dipisahkan/diisolir (ini
berlangsung selama operasi ketiga dari PBO). Kemudian PBO menutup kembali sehingga bagian yang tidak terganggu dapat berfungsi kembali.
3.9,5
Koordinasi Pemutus Teoaga dengan Pelebur
Umumnya kurva relai harus
lebih Iambat dari
kurva
fuse,
elemen seketika
ditambahkan sehingga elemen sekettka beroperasi cepat daripada leleh fuse pada operasi pertama untuk memenuhi pengaman gangguan sesaat.
Kenyataannya koordinasi relai - fuse kurva relai tebih Iambat daripada kurva fuse, ini untuk pengamanan gangguan permanen (hanya bagian paling kecil dari jaringan terbuka).
Koordinasi ini mengharuskan waktu pemutusan total maksimum dari fuse harus tidak melampaui waktu relai, margin koordinasi 0.2s harus dijalankan untuk memenuhi nilai kesalahan CT, kesalahan seting dan toleransi. Oleh karenanya, bila pelebur digunakan sebagai back-up atau alat yang diproteksi, tidak diperlukan pengaturan pada pelebumya. Jadi untuk mendapatkan
37
koordinasi antara pelebur dan pemutus (PMT), kurva waktu lebur minimum dari pelebur dipakai sebagai pengaman gangguan fasa ke fasa pada sisi sekundemya.
Bila waktu melebur minimum dari pelebur kurang lebih 135% dari gabungan waktu
pemutus dan relai, maka koordinasinya telah tercapai.
3.10
PERHITUNGAN HUBUNG SINGKAT
Gangguan hubung singkat yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik adalah gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah, menurut data jumlah terjadinya gangguan hubung singkat diantaranya, gangguan satu phasa ke tanah, phasa ke
phasa, dua phasa ke tanah, dan gangguan tiga phasa, gangguan hubung singkat tersebut bisa
melalui
perantaraan
impedansi
gangguan
atau
gangguan
secara
langsung (impedansi gangguan = 0).
3.10.1
Hubung Singkat Tiga Phasa
v
Hubung singkat tiga phasa terjadi bila ketiga kawat phasanya saling bersentuhan, perhitungan hubung singkat tiga fasa mengacu pada gambar 3.6, dimana berlaku hubungan rumus-rumus sebagai berikut:
h =hz/
(j-5J
V = ! 7
(3.6)
A /\
A
Vc
\/
vb
V
V
Gambar 3.6a. Hubung singkat tiga phasa
Impedan Ekivalen Urutan positif 'at
Gambar 3.6b. Impedansi ekivalen
(3.7)
/.., =
V,
=L
(3.8)
3.10.2 Hubung singkat dua phasa ke tanah Hubung singkat dua phasa ke tanah terjadi bila dua kawat phasanya saling bersentuhan
melalui
impedansi
baik
secara
langsung
atau
tidak
langsung,
perhitungan hubung singkat dua fasa ke tanah raengacii pada gambar 3.7, dimana bertaku hubungan nunus-rumus sebagai berikut.
Ia=0 (3.9)
V
V 01
-V
" at
V V - 17 f * 0(1-' (l\ ->i'fla
(3.10)
39
Jfc.
17
A A ,
■
In
Vb
'
V
V
Gambar 3.7a. Hubung singkat dua phasa ke tanah
Gambar 3.7b. Impedansi Ekivalen
/
" Z r^(Z.o+3Z/)
Zfl2+ZnO+3Z/
(3.11) z. z n2
40
3.10.3 Hubung singkat phasa ke phasa
Hubung singkat phasa ke phasa teijadi bila kawat phasa dengan phasa lainnya saling bersentuhan melalui impedansi baik secara langsung atau tidak langsung, perhihingan hubung singkat fasa ke fasa mengacu pada gambar 3.8, dimana berlaku hubungan rumus-njmus sebagai berikut:
/o=0 Ib=-i
(3.12)
K = 0 (3.13)
LZf+V*
/\ /\
\/
\/
Gainbar 3.8a. Hubung singkat phasa ke phasa
= 0
vf (3.14)
Ib=(a2-a)lal
41
Impedan Ekivalen
Va0
Impedan Ekivalen
Impedan Ekivalen vn
Gambar 3.8b. Impedansi ekivalen
3.10.4 Hubung singkat satu phasa ke tanah
Hubung singkat satu phasa ke tanah terjadi bila salah satu kawat phasanya bersentuhan dengan tanah melalui impedansi baik secara langsung atau lidak langsung, perhitungan hubung singkat satu fasa ke tanah mengacu pada gambar 3.9, dimana berlaku hubungan rumus-rumus sebagai berikut:
(3.15)
'uO ~ ' ul
*o
(3.16)
42
a
A
b
Ic
.
Gambar 3.9a. Hubung singkat satu phasa ke tanah
r
-
i
V,
-i
(3.17) =0
Impedan Ekivalen
IaO va0
\
Impedan Ekivalen
Vf)
v.,
Impedan Ekivalen
T2* va2
Gambar 3.9b. Impedansi Ekivalen
zf
