Modul Simulasi OCR Sebagai Pengaman Akibat Beban Lebih OCR

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
ISSN : 1858-3709
Modul Simulasi OCR Sebagai Pengaman Akibat Beban Lebih
OCR Simulation Module As An Overload Safety
Nazris Nazaruddin
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang Kampus UNAND, Limau Manis Padang
Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576
ABSTRACT
The load increasing causes a growth power transfer on conductor. It should be kept on the ability of electricity’s
flow of conductor. Load control is implemented by using overloaded protection. The OCR simulation module is
applied to check coordination time of relay on overloaded safety. It can be used as a practical subject on
protection module or in industries that use the big electricity current. When overloaded came and was detected
by current transformer more than a limit of nominal current of 0,25 A, the OCR relay works to protect and save
the circuit.
Keywords: load increasing, power transfer, overloaded protection, coordination
PENDAHULUAN
Untuk menjaga kekontinuitasan
pelayanan tenaga listrik dan peralatan pada
sistem tenaga listrik agar tidak terjadi
kerusakan bila terjadi gangguan, maka
mutlak
diperlukan
suatu
peralatan
pengaman diantaranya adalah relay
proteksi. Relay proteksi adalah peralatan
listrik yang memiliki fungsi salah satunya
adalah untuk melokalisir bagian sistem
yang
terganggu
dan
memisahkan
secepatnya sehingga sistem lainnya tidak
terganggu, mengurangi kerusakan yang
lebih parah pada peralatan yang terganggu,
mengurangi pengaruh gangguan terhadap
sistem yang tidak terganggu didalam sistem
tersebut. Adapun syarat-syarat relay
proteksi antara lain selektif, reliable
(handal), peka, cepat dan ekonomis /
sederhana.
Seiring
dengan
banyak
dan
bertambahnya beban, maka sering pula
suatu sistem tenaga listrik terjadi trip. Hal
ini menyebabkan kegagalan dalam suatu
sistem dan kerugian yang terjadi pada suatu
industri
yang
menggunakan
sistem
kelistrikan serta kerusakan yang terjadi
akibat gangguan tersebut. Beban lebih ini
penyebabnya adalah beban melebihi
kapasitas dari trafo dan mengakibatkan
aliran arus terputus dari sumber ke beban
melalui kerja relay arus (OCR) yang
bekerja karena adanya indikasi hubung
singkat oleh CT.
Jika terjadi gangguan atau keadaan
abnormal relai proteksi (OCR) akan secara
otomatis memberikan sinyal atau perintah
untuk membuka pemutus arus (circuit
breaker) agar bagian yang terganggu dapat
dipisahkan dari sistem yang normal. Untuk
memahami kerja sebuah OCR, maka
dibuatlah suatu simulasi rangkaian yang
menggunakan OCR sebagai pengaman.
Selain itu, diharapkan simulasi ini dapat
dimanfaatkan untuk kegiatan praktek di
labor listrik PNP (Politeknik Negeri
Padang).
Membuat suatu modul untuk
simulasi pengaman terhadap hubung
singkat dengan menggunakan OCR (Over
Current Relay). Memahami prinsip kerja
suatu sistem proteksi dalam bentuk
simulasi.
Relay arus lebih ( Over Current Relay )
merupakan rele yang penggunaanya untuk
pengamankan arus lebih yang disebabkan
gangguan yang terjadi di Jaringan/sistem .
Relay suatu alat pendeteksi kesalahan
dalam penyaluran supply dan memutuskan
44
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
untuk menghentikan rangkaian. Perhatikan
gambar
1
berikut
ini
:
Gambar 1. Rangkaian relay
Rele
berfungsi
menjatuhkan
(tripping) “circuit breaker” jika terjadi
keadaan tidak normal dari satu atau lebih
besaran ukur. Bila gangguan hubung
singkat dibiarkan berlangsung dengan agak
lama pada suatu sistem daya, banyak
pengaruh-pengaruh yang tidak diinginkan
dapat terjadi. Secara praktek pemakaian
rele arus lebih sebagai pengaman hubung
singkat dan keadaan-keadaan abnormal
pada operasi power transmisi, distribusi
dan elemen-elemen lainnya. Seperti pada
gambar 2. menunjukkan diagram satu garis
untuk pengaman arus lebih terhadap suatu
jaringan listrik.
Rele arus lebih (C) bekerja bila arus yang
mengalir pada coil rele (Ir) sama atau lebih
besar dari arus kerja (Ip).
Ir ≥ Ip ................................................................................ .1
Gambar 2. Single
Pengaman Arus Lebih
Line
Diagram
ISSN : 1858-3709
Pengaman akan beroperasi hanya ketika
keadaan berikutnya jenuh :
tC≥ tTR + tAR + tBT .................................... .2
dimana :
tC = waktu interval yang mana rele arus
lebih tetap pick-up dan menahan
ditutupnya kontak.
tTR = waktu operasi dari rele waktu pada
pemberian waktu setting
tAR = waktu operasi dari rele bantu
tBT = waktu pemutus CB
Jenis - jenis rele arus lebih adalah: rele
sesaat (instantaneous moment, rele waktu
tertentu (definite time lag), rele waktu
terbalik (invers time lag) dan Invers
Definite Minimum Time (IDMT).
MCB (Miniature Circuit Breaker)
MCB (Miniature Circuit Breaker)
adalah alat yang berfungsi untuk memutus
hubungan listrik yang bekerja secara
otomatis apabila ada arus atau beban lebih
yang melebihi kapasitas nominal dari MCB
tersebut.misalnya jika terjadi short circuit
atau hubung pendek atau konslet (karena
pada saat terjadi short, arus listrik akan
melonjak naik), maka MCB akan jatuh /
trip atau mati dengan sendirinya atau secara
otomatis. Sebagai pembatas beban, MCB
dipasang bersama KWH meter dan disegel
oleh PLN biasanya bertuas warna
biru.Sedang untuk pengaman instalasi
listrik di dalam alat ini bertugas
menggantikan sekring biasanya warna
hitam
pada
tuasnya.Untuk
pengoperasiannya sangat sederhana yakni
menggunakan tuas naik (on) dan turun
(off).
Ga
mba
r 3.
MC
B
45
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
ISSN : 1858-3709
Terminal CT sebaiknya dihubung singkat
jika tidak terhubung dengan beban saat line
primer dialiri arus. Ini mencegah
pembebanan dengan impedansi yang terlalu
besar dan mengakibatkan percikan bunga
api listrik.
Gambar
transformer)
4.
CT
(current
CT umumnya terdiri dari sebuah inti
besi yang dililiti oleh konduktor beberapa
ratus kali.Output dari skunder biasanya
adalah 1 atau 5 ampere, ini ditunjukan
dengan ratio yang dimiliki oleh CT
tersebut. Misal 100:1, berarti sekunder CT
akan mengeluarkan output 1 ampere jika
sisi primer dilalui arus 100 Ampere.
Jika 400:5, berarti sekunder CT
akan mengeluarkan output 5 ampere jika
sisi primer dilalui arus 400 Ampere. Dari
kedua macam output tersebut yang paling
banyak ditemui, dipergunakan dan lebih
murah adalah yang 5 ampere.
Pada CT tertulis class dan burden,
dimana masing masing mewakili parameter
yang dimiliki oleh CT tersebut. Class
menunjukan tingkat akurasi CT, misalnya
class 1.0 berarti CT tersebut mempunyai
tingkat kesalahan 1%. Burden menunjukkan
kemampuan CT untuk menerima sampai
batas impedansi tertentu.CT standart IEC
menyebutkan burden 1.5 VA (volt ampere),
3 VA, 5 VA dst. Burden ini berhubungan
dengan penentuan besar kabel dan jarak
pengukuran (lihat table).
Aplikasi CT selain disambungkan
dengan alat meter seperti ampere meter,
KW meter Cos Phi meter dll, sering juga
dihubungkan dengan alat proteksi arus.
Dengan mempergunakan bermacam ratio
CT didapatkan proteksi arus dengan
beragam range ampere hanya dengan satu
unit proteksi arus. Yang perlu dipersiapkan
adalah unit proteksi arus dengan range
dibawah 5 ampere dan CT dengan ratio
XXX:5. Misal unit proteksi mempunyai
range
0,5
~
5
Amp,
dengan
mempergunakan CT dengan ratio 50:5
maka range proteksi arus yang bisa
dijangkau adalah 5~ 50 Amp.
Transistor
Transistor adalah kependekan dari
transfer resistor (resistor transfer), istilah
yang memberikan petunjuk mengenai
bagaimana perangkat tersebut bekerja. Arus
yang mengalir pada rangkaian output
ditentukan oleh arus yang mengalir pada
rangkaian input. Karena transitor adalah
perangkat tiga terminal, satu elektroda
harus digunakan secara bersamaan oleh
rangkaian input dan output.
Transistor biasa juga diartikan
dengan pertemuan 2 kutub terdiri atas 2
pertemuan P-N yang saling berdekatan
dalam sebuah potongan silicon. Hal ini
memberikan konvigurasi NPN dan PNP dan
simbolnya beserta konstruksinya yang
tampak disederhanakan.
Transistor pada gambar dibawah
mempunyai 2 sambungan (junction), satu
diantara emitter dan basis dan lainnya
diantara basis dan kolektor, karena itulah
sebuah transistor sama seperti 2 buah doida.
Gambar 5. Transistor memiliki 3 kaki yakni :
Basis ( B ) , Collector ( C ) dan Emitor ( E )
Untuk menentukan kaki–kakinya
perlu melihat data sheet book transistor
karena tipenya ribuan dengan bentuk
kemasan ratusan jumlahnya. Kaki kolektor
pada transistor NPN selalu berada pada
kutub positip, sedang kaki kolektor pada
transistor PNP selalu pada kutub negatip.
Basis merupakan pin untuk mengaktifkan
dan menonaktifkan sebuah transistor.
Emitor dan kolektor dihubungkan ke
sumber tegangan positif atan negatif atau
46
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
ground (tergantung konfigurasi transistor).
Untuk menentukan kaki Basis Emitor
Kolektor dari sebuah transistor biasanya
digunakan multimeter.
Karakteristik Transistor
1. Karakteristik Input
Transistor adalah komponen aktif
yang menggunakan aliran elektron sebagai
prinsip kerjanya di dalam bahan. Sebuah
transistor memiliki tiga daerah doped yaitu
daerah emitter, daerah basis dan daerah
kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu
NPN danPNP. Transistor memiliki dua
sambungan: satu antara emitter dan basis,
dan yang lain antara kolektor dan basis.
Karena itu, sebuah transistor seperti dua
buah dioda yang saling bertolak belakang
yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat
dengan emitter dioda dan dioda kolektorbasis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor
merupakan dioda, maka apabila dioda
emitter-basis dibias maju maka kita
mengharapkan akan melihat grafik arus
terhadap tegangan dioda biasa. Saat
tegangan dioda emitter-basis lebih kecil
dari potensial barriernya, maka arus basis
(Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda
melebihi potensial barriernya, arus basis
(Ib) akan naik secara cepat.
Gambar 6. Karakteristik input transistor
ISSN : 1858-3709
daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah
breakdown.Jika
transistor
digunakan
sebagai penguat, transistor bekerja pada
daerah aktif. Jika transistor digunakan pada
rangkaian digital, transistor biasanya
beroperasi pada daerah saturasi dan cut off.
Daerah breakdown biasanya dihindari
karena resiko transistor menjadi hancur
terlalu besar.
Gambar 7. Karakteristik output transistor
Transistor Sebagai Saklar
Bias
basis
berguna
didalam
rangkaian-rangkaian
digital
karena
rangkaian tersebut biasanya dirancang
untuk beroperasi didaerah jenuh dan
cutoff.Oleh sebab itu, mereka memiliki
tegangan keluaran rendah ataupun tegangan
keluran tinggi.Rangkaian digital sering
dinamakan rangkaian saklar karena titik Q
berubah diantara dua titik pada garis beban
yaitu daerah jenuh dan cutoff.
Prinsip transistor sebagai saklar
ialah seperti sebuah jembatan, kaki basis
menjadi penghubung sedangkan kolektor
dan emitor menjadi yang dihubungkan.
Jika basis mendapat tegangan positif, maka
basis akan menghubungkan kaki kolektor
dan emitor dan sebaliknya jika kaki basis
mendapat tegangan negative, maka baisis
akan memutuskan hubungan antara
kolektor dan emitor. Seperti pada gambar
berikut.
2. Karakteristik Output
Sebuah transistor memiliki empat daerah
operasi yang berbeda yaitu daerah aktif,
47
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
Gambar 8. Transistor sebagai saklar
Jika saklar S ditekan, maka kaki basis akan
mendapatkan tegangan positif, basis
menghubungkan kaki kolektor dengan
emitor dan arus mengalir melalui transistor,
sehingga lampu L menyala. Apabila saklar
S dilepas, maka basis akan melepas
hubungan kolektor dengan emitor dan
aliran arus terputus sehingga lampu L mati.
ISSN : 1858-3709
berupa garis lurus, hal ini karena adanya
potensial penghalang (Potential Barrier).
Ketika tegangan dioda lebih kecil dari
tegangan penghambat tersebut maka arus
dioda akan kecil, ketika tegangan dioda
melebihi potensial penghalang arus dioda
akan naik secara cepat.
Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu
hanya dapat mengalirkan arus satu arah
saja. Struktur dioda tidak lain adalah
sambungan semikonduktor P dan N. Satu
sisi adalah semikonduktor dengan tipe P
dan satu sisinya yang lain adalah tipe
N.Pada dioda p-n, arus mengalir dari sisi
tipe-p (anoda) menuju sisi tipe-n (katoda),
tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya.
Fuse
Fuse
merupakan
alat
yang
digunakan untuk membatasi arus listrik
yang mengalir dalam suatu rangkaian
listrik. Fuse berfungsi sebagai pengaman.
Jika arus listrik mengalir melebihi
ketetapan dari fuse tersebut maka dengan
sendirinya fuse akan melebur, sehingga
terjadi
pemutusan
hubungan
arus
kerangkaian.
Gambar 9. Fuse
Besarnya fuse dapat diperhitungkan dengan
besarnya arus yang terpakai dan besarnya
harga tegangan yang tersedia. Dalam Fuse
terdapat pasir silikon yang berfungsi
sebagai :
1. Meredam bunga api.
2. Mengurangi ledakan.
3. Menyerap sebagian panas.
Dioda Semikonduktor
Dioda merupakan piranti non-linier
karena grafik arus terhadap tegangan bukan
Gambar 10. Sambungan diode
Karakteristik arus–tegangan dari dioda, atau
kurva
I–V,
berhubungan
dengan
perpindahan dari pembawa melalui yang
dinamakan lapisan penipisan atau daerah
pemiskinan yang terdapat pada pertemuan
p-n diantara semikonduktor. Ketika
pertemuan p-n dibuat, elektron pita
konduksi dari daerah N menyebar ke daerah
P dimana terdapat banyak lubang yang
menyebabkan elektron bergabung dan
mengisi lubang yang ada, baik lubang dan
elektron bebas
yang ada lenyap,
meninggalkan donor bermuatan positif pada
sisi-N dan akseptor bermuatan negatif pada
sisi-P.
Opto Triac
Sebagai bagian yang dikontrol,
digunakan berbentuk IC yang disebut Dan
yang digunakan adalah keluarga dari
MOC.Dan dalam hal ini digunakan MOC
jenis MOC3020. Dipilih MOC3020
dikarenakan ini mampu dialiri tegangan
peak to peak 400 Volt, dan MOC3020
dapat menggunakan fase, sehingga lebih
48
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
ISSN : 1858-3709
cocok untuk di gunakan fungsinya sebagai
dimmer.
Selain itu keluarga MOC ini
mampu berfungsi juga sebagai pengaman
dikarenakan di dalam keluarga MOC ini
bagian yang mengontrol dan bagian yang
teraliri tegangan tinggi tidak terhubung.
Adapun cara kerja dari keluarga MOC ini
adalah menggunakan sebuat LED.
Di mana LED ini berfungsi sebagai
triggerdari komponen dalam MOC itu
sendiri. Bentuk fisik dari MOC3020 ini
dapat dilihat pada gambar 15.Dan LED
MOC 3020 memerlukan arus sebesar max
15 mA.Cara penggunaannya juga cukup
sederhana. Bagian LED yang berfungsi
sebagai triger dihubungkan ke VCC dan
port dari mikrokontroler.
positif, maka arus akan mengalir dari T2
ke T1 begitu juga sebaliknya, bila T1 lebih
aktif, maka arus tidak akan mengalir dari
satu terminal ke terminal lainnya,
(Zuhal,1995). Arus rata rata yang mengalir
pada beban dapat diubah ubah dengan
mengontrol waktu aktif dari. Jika
perbandingan waktu aktif lebih besar dari
waktu tidak aktif, maka arus yang mengalir
ke beban besar. Begitu juga sebaliknya bila
perbandingan waktu tidak aktif lebih besar
dibandingkan waktu aktif, maka arus yang
mengalir ke beban kecil. Waktu aktif dari
terhadap sudut penyalaan tidak di batasi
hanya sampai atau 50% melainkan sampai
360" atau 100%, (Zuhal,1995). Bentuk
secara fisik dari dapat dilihat pada gambar
17 di bawah ini.
Gambar 11. Bentuk Fisik dari Optotriac
MOC3020
Gambar 13.Gambar Bentuk Fisik dari Triac
Triac
Triac asdalah suatu komponen
yang berkelakuan seperti 2 buah SCR,
yang merupakan piranti 3 terminal yang
di gunakan untuk mengontrol aliran arus
rata rata pada sebuah beban berbeda
dengan SCR atau thyristor, (Zuhal,1995).
Karenadapat mengalirkan arus secara 2
arah dari dapat di lihat pada gambar 16di
bawah ini.
Gambar 12. Gambar Symbol dari TRIAC
Jika dalam keadaan aktif maka arus
akan mengalir melalui tahanan yang sangat
rendah dari satu terminal ke terminal
lainnya dan bergantung pula pada polaritas
tegangannya. Jika tegangan T2 lebih
A1 : Main terminal 1 (MT1)
Anoda
A2 : Main terminal 2 (MT2)
Kanoda
Cara mengaktikan
yaitu dengan
memberikan
tegangan
pada
sebesar 0,6 volt sampai 2 volt, dan arus 0,1
mA sampai 20 mA untuk pada umumnya.
Melebihi dari batas tegangan tersebut
maka Gate akan rusak dan akan berfungsi
sebagai close switch. Triac dapat
menghantarkan tegangan 100 , 200,
400, dan 600 volt tergantung type yang
dibutuhkan. Begitu juga beban yang dapat
di hantarkan dari 1,3,6, 10,15, dan 25
Ampere.
TRIAC bekerja mirip seperti SCR
yang paralel bolak-balik, sehingga dapat
melewatkan arus dua arah, (Siswono,
2008). Kurva karakteristik dari TRIAC
adalah seperti pada gambar 18.
Pada datasheet akan lebih detail
diberikan besar parameter-parameter seperti
49
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
Vbo dan -Vbo, lalu IGT dan -IGT, Ih serta -Ih
dan sebagainya.
Umumnya besar parameter ini
simetris antara yang plus dan yang minus.
Dalam perhitungan desain, bisa dianggap
parameter ini simetris sehingga lebih
mudah di hitung, (Datashett BTA40,
BTA41, BTB41).
ISSN : 1858-3709
2
Tang
kombinasi
Voltmeter
3
Obeng (+ , -)
CT (current
transformer)
4
Gergaji besi
Relay arus
(OCR)
5
Gunting seng
MCB 1 fasa
6
Rol
(penggaris)
Timah
7
Pulpen
Baut
8
Bor
Diode 1A
9
Solder
Kapasitor 16 V
/ 470ms
Opto coupler
MOC 3020
Resistor 1K
Triac BT 139
10
Gambar 14. Karakteristik kurva I-V TRIAC
Pada datasheet akan lebih detail
diberikan besar parameter-parameter seperti
Vbo dan -Vbo, lalu IGT dan -IGT, Ih serta -Ih
dan sebagainya.
Umumnya besar parameter ini
simetris antara yang plus dan yang minus.
Dalam perhitungan desain, bisa dianggap
parameter ini simetris sehingga lebih
mudah di hitung, (Datashett BTA40,
BTA41, BTB41).
METODOLOGI
Dalam perancangan dan pembuatan alat ini
dimulai dengan menentukan spesifikasi alat
dan pemilihan komponen. Adapun alat dan
bahan yang digunakan pada penelitian ini
adalah sebagai berikut:
Perencanaan Alat
Perencanaan alat terdiri dimulai dari
pembuatan rangkaian penyearah, keluaran
penyearah dipasang kapasitor
yang
digunakan sebagai filter dan meghilangkan
riak tegangan (ripple) serta mendapatkan
tegangan DC murni.Kapasitor yang
digunakan adalah 470µF/ 16 volt.
Bagian yang dikontrol, digunakan IC
MOC jenis MOC3020. Dipilih MOC3020
dikarenakan ini mampu dialiri tegangan
peak to peak 400 Volt dan dapat
menggunakan fase, sehingga lebih cocok
untuk di gunakan fungsinya sebagai
dimmer.
Tabel 1. Alat dan bahan
No
Alat
Bahan
1
Tang potong
Amperemeter
50
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
Gambar 15 . Rangkaian Modul simulasi
OCR
Pengerjaan Bagian Mekanis
a. Membuat perencanan titik dan garis
potong pada pelat aluminium.
b. Perencanaan dan pembuatan bagian
depan panel.
HASIL
Untuk memperoleh hasil diperlukan
pengujian alat yang dirancang. Proses
pengujian alat yang akan dilakukan adalah
seperti yang terencana dalam flowchart
sebagai berikut:
Gambar 16 . Flowchart pengujian alat
ISSN : 1858-3709
Gambar 17 . Rangkaian pengujian trafo arus
(CT)
Pengujiannya
dilakukan
dengan
memberikan sumber tegangan AC ke sisi
primer CT, dan sisi sekundernya
dihubungkan dengan alat ukur ampermeter
dan voltmeter serta beban sebesar 1K ohm.
Dari hasil pengukuran ini arus sisi primer
lebih mempengeruhi sisi sekunder CT
karena sisi primer ini dihubung ke beban
sedangkan sisi sekunder di hubungkan ke
penyearah
(dioda)
dan
kapasitor
menstabilkan tegangan ½ gelombang
kemudian opto coupler MOC 2030 untuk
mentrigerkan triac maka ada tegangan
mengalir pada triac BT 139 untuk
mengaktifkan kerja relay dan alat ukur
Ampermeter diserikan ke beban dari
keluaran CT untuk mengukur arus yang
mengalir kebeban.
Jika terdeteksi beban lebih oleh CT atau
melebihi batas arus nominal maka relay
akan bekerja mentripkan rangkaian, untuk
mengatur kerja relay saat bekerja digunakan
timer sesuai dengan setting atau range
waktunya.
Dari pengujian alat yang dlakukan dapat
kita lihat bahwa rele akan bekerja jika arus
yang mengalir pada sisi primer dan
sekunder CT melebihi kapasitasnya sesuai
dengan range CT dan sesuai kapasitas rele
arus yang dipakai itulah di katakan OCR
sebagai pengaman akibat beban lebih.
Alat ini bisa digunakan sebagai pengaman
pada trafo distribusi yaitu penyaluran arus
listrik pada fasa – fasa trafo kebeban ,alat
ini mampu mendeteksi arus sesuai dengan
51
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
ISSN : 1858-3709
range – range CT (current transformer)
yang digunakan sebagai pendeteksi arus .
a. Langkah pengukuran
• Merangkai dan Memberi beban
pada alat dalam keadaan OFF
• Menghidupkan alat dan menambah
beban rangkaian sampai relay
bekerja atau mentripkan rangkaian
Mengambil dan
pengukuran
Gambar rangkaian
•
b.
mencatat
data
Gambar 20. Diagram rangkaian
Tabel 2. Hasil pengujian
No
Vs
I
Beban
t
Keadaan
1
220V
0,15A
25 watt
60 menit
tidak trip
2
220V
0,22A
50 watt
60 menit
tidak trip
3
220V
0,25A
60 watt
60 menit
tidak trip
4
220V
0,31A
75 watt
15 menit
Trip
5
220V
0,36A
85 watt
11 menit
Trip
6
220V
0,49A
100 watt
0,5 detik
Trip
Gambar 21. Kurva pengukuran arus
PEMBAHASAN
Dari data pengukuran dan grafik
dapat kita lihat bahwa beban sangat
mempengaruhi arus yang mengalir dari
sumber kebeban juga mempengaruhi kerja
relay pada alat tersebut karena beban lebih
atau arus lebih terdeteksi oleh CT ,relay
akan mentripkan atau membuka rangkaian.
Dari hasil yang diperoleh dapat dilihat
bahwa dengan memberikan arus yang besar
pada sisi primer, maka tegangan dan arus
yang dihasilkan pada sisi sekunder sangat
kecil (dalam mili) atau tidak linear terhadap
arus primer dan besarnya arus output yang
keluar dari CT.
52
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
Dari data dan grafik dapat kita lihat hasil
pengukuran
bahwa
beban
sangat
mempengaruhi arus ,jika beban dinaikkan
maka arus akan naik juga.
Untuk melihat beban mempengaruhi arus
dapat kita tentukan dengan rumus :
P = V . I cos
Contoh :
P = 60 watt
V = 220 volt
Cos = 1
I = .....?
P = V . I cos
60 = 220 . I . 1
I = 0,27 A
Sedangkan pada pengukuran didapat arus
(I) = 0,25 Ampere
Pada beban ini relay tidak bekerja
karena beban tidak terdekteksi beban lebih
oleh CT (current transformator) karena arus
yang yang mengalir pada beban dan ini
batas ukur arus nominalnya. Apabila
melebihi dari batas arus nominal (In) ini
maka relay akan bekerja atau mentripkan
rangkaian.
Dapat kita beban berikutnya yaitu dengan :
P = 75 watt
V = 220 volt
Cos = 1
I = ......?
P = V . I cos
75 = 220 . I 1
I = 0,34 A
Sedangkan pada pengukuran didapat arus
(I) = 0,31 Ampere
Pada beban yang didapat ini relay
bekerja dengan terdekteksi oleh CT (current
transformer) yaitu pada 0,5 ampere. Dari
data yang didapat dapat kita lihat kerja
relay atau terdekteksi beban lebih.
Pengujian alat ini kita melihat arus yang di
hasilkan dari sisi primer dan sekunder CT
tersebut saling mempengaruhi semakin
besar arus yang mengalir pada sisi primer
maka arus akan mengalir pada sisi sekunder
untuk menjalankan relay. Dari hasil
pengukuan ini arus sisi primer lebih
mempengeruhi sisi sekunder CT karena sisi
primer ini dihubung kebeban,sedangkan sisi
sekunder di hubungkan ke penyearah
ISSN : 1858-3709
(dioda) dan kapasitor menstabilkan
tegangan ½ gelombang kemudian opto
coupler MOC 2030 untuk mentrigerkan
triac, maka ada tegangan mengalir pada
triac BT 139 untuk mengaktifkan kerja
relay dan alat ukur Ampermeter diserikan
ke beban dari keluaran CT untuk mengukur
arus yang mengalir kebeban. Jika terdeteksi
beban lebih oleh CT maka relay akan
bekerja mentripkan rangkaian untuk
mengatur kerja relay saat bekerja digunakan
timer sesuai dengan setting atau range
waktunya untuk mengatur kerja relay saat
bekerja atau terdektesi beban lebih. Jadi
relay akan bekerja jika arus yang menglir
kebeban melebihi batas nominal (arus
nominal) dari alat tersebut.
SIMPULAN
Berdasarkan
penilitian yang sudah
dilakukan dapat kita simpulkan bahwa :
a. Modul simulasi OCR ini dapat
digunakan sebagai praktek proteksi
dan dapat juga digunakan sebagai
pengaman di industry – industry dan
perusahan
yang
menggunakan
beban besar atau arus besar.
b. Jika terjadi beban lebih dan
terdekteksi oleh CT (current
transformator) melebihi batas arus
nominal relay (OCR) akan bekerja
mengamakan
atau
mentripkan
rangkaian.
SARAN
Diharapkan kedepannya alat ini dapat
dikembangkan
dengan
menggunakan
berbagai rangkian tambahan dan memiliki
fungsi yang lebih luas.
DAFTAR PUSTAKA
Cyril W. Lander, 1981, Power Electronics
(Paperback) Company. Inc
J.R. Penketh, 1 982,
Electronic Power
Control for Technicians,( Paperback )
53
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 2, April 2012
ISSN : 1858-3709
Malvino Paul Albert, 2003, Prinsip-prinsip
elektronika. Jakarta, Salemba
Muhammad H Rashid, 1990, Elektronika
Daya–Rangkaian,
Devais,
dan
Aplikasinya, Jakarta, Erlangga.
Muhammad H Rashid, 1999, Elektronika Daya
– Rangkaian, Devais, dan Aplikasinya,
Edisi ke-2. Jakarta, Erlangga.
54