Proteksi Sistem Tenaga Listrik

Memasang peralatan proteksi
Menjelaskan cara pemasangan peralatan proteksi pada sistem pembangkit
Teknik Pembangkit Listrik
1st Class
Semester 2
TUJUAN PROTEKSI
1. MENCEGAH KERUSAKAN PERALATAN YANG
TERGANGGU ,MAUPUN PERALATAN YANG
DILEWATI OLEH ARUS GANGGUAN .
2. MENGISOLIR BAGIAN SISTEM YANG TERGANGGU
SEKECIL MUNGKIN DAN SECEPAT MUNGKIN .
3. MENCEGAH MELUASNYA GANGGUAN .
Teknologi dan Rekayasa
FUNGSI PROTEKSI
1. MENDETEKSI ADANYA GANGGUAN ATAU KEADAAN
ABNORMAL PADA BAGIAN SISTEM YANG DIAMANKAN
2. MELEPAS BAGIAN SISTEM YANG TERGANGGU ,
SEHINGGA BAGIAN SISTEM YANG LAINNYA MASIH
DAPAT TERUS BEROPERASI .
Teknologi dan Rekayasa
PERANGKAT PROTEKSI
PMT
CT
PMT
TIPPING
COIL
_
RELAI PROTEKSI
BATERE
+
Contoh Perangkat Proteksi
Teknologi dan Rekayasa
PERANGKAT PROTEKSI
1. RELAI PENGAMAN
Sebagai elemen perasa / pengukur untuk mendeteksi gangguan
2. PEMUTUS TENAGA [ PMT ]
Sebagai pemutus arus dalam sirkuit tenaga untuk melepas Bagian
sistem yang terganggu .
3. TRAFO ARUS DAN ATAU TRAFO TEGANGAN
Mengubah besarnya arus dan atau tegangan dari sirkuit primer Ke
sirkuit sekunder [ relai ]
4. BATERE / AKI
Sebagai Sumber Tenaga Untuk Mentripkan Pmt Dan Catu Daya
Untuk Relai Statik Dan Relai Bantu .
5. WIRING
Untuk menghubungkan komponen - komponen proteksi sehingga
Menjadi satu sistem .
Teknologi dan Rekayasa
PERSYARATAN PROTEKSI
1. SELEKTIVITAS
2. KEANDALAN [ RELIABLE ]
3. KECEPATAN
4. SENSITIVITAS
5. EKONOMIS
Teknologi dan Rekayasa
KAWASAN PENGAMANAN
1. SISTEM TENAGA LISTRIK TERBAGI DALAM
BEBERAPA SEKSI – SEKSI . YANG SATU
DENGAN YANG LAINNYA DAPAT DIHUBUNGKAN
ATAU DIPUTUS OLEH PMT .
2. SETIAP SEKSI DIAMANKAN OLEH RELAI ,
DAN SETIAP RELAI MEMPUNYAI KAWASAN
PENGAMANAN
Teknologi dan Rekayasa
KAWASAN PENGAMANAN
DAERAH PENGAMANAN
GENERATOR
DAERAH PENGAMANAN
GENERATOR -TRAFO
KAWASAN PENGAMANAN
DARI PENGAMAN ISTEM
TENAGA LISTRIK
DAERAH PENGAMANAN
BUSBAR
DAERAH PENGAMANAN
TRANSMISI
DAERAH PENGAMANAN
BUSBAR
DAERAH PENGAMANAN
TRAFO TENAGA
DAERAH PENGAMANAN
BUSBAR TM
DAERAH PENGAMANAN
JARINGAN TM
Teknologi dan Rekayasa
Diagram Logika Dari Proteksi PLTU
PENGAMAN UTAMA
A : ALARM
B : PMT GEN. TRIP
( A DAN AB)
C : PMB EKSITAI
D : TURBIN TRIP
E : BOILER TRIP
32
40
&
60
51N
59
87
G
87GT
OR
87AT
86G
A
B
C
D
E
96GT
96AT
60
&
64F
Teknologi dan Rekayasa
Memasang peralatan proteksi
Merancang pemasangan peralatan proteksi pada sistem
Sistem Proteksi Jaringan
Peralatan Proteksi
Jaringan tenaga listrik secara garis besar terdiri dari pusat pembangkit,
jaringan transmisi (gardu induk dan jaringan) dan jaringan distribusi.
Jaringan tenaga listrik terdiri dari banyak peralatan yang berbeda jenis
dan karakteristik dan secara fisik dipisahkan oleh pemutus tenaga
(PMT) seperti pada Gambar :
Teknologi dan Rekayasa
Sistem Proteksi Jaringan
Gambar jaringan sistem tenaga listrik
Teknologi dan Rekayasa
Sistem Proteksi Jaringan
Sistem proteksi terdiri dari peralatan CT, PT, PMT, Catu
daya dc/ac, relai proteksi, teleproteksi yang diintegrasikan
dalam suatu rangkaian wiring. Disamping itu diperlukan
juga peralatan pendukung untuk kemudahan operasi dan
evaluasi seperti sistem recorder, sistem scada dan indikasi
relai (announciator).
Secara sederhana salah satu contoh sistem proteksi untuk
jaringan seperti ditunjukan pada Gambar berikut.
Teknologi dan Rekayasa
Sistem Proteksi Jaringan
Teknologi dan Rekayasa
Syarat – syarat Sistem Proteksi
Sistem Proteksi harus memenuhi syarat sebagai
berikut :
- Sensitif yaitu mampu merasakan gangguan sekecil
apapun.
- Andal yaitu akan bekerja bila diperlukan (dependability)
dan tidak akan bekerja bila tidak diperlukan (security).
- Selektif yaitu mampu memisahkan jaringan yang
terganggu saja.
- Cepat yaitu mampu bekerja secepat-cepatnya.
Gangguan Sistem
Gangguan sistem adalah
gangguan yang terjadi di sistem
tenaga listrik (sisi primer)
seperti pada generator,
transformator, SUTT, SKTT dan
lain sebagainya. Gangguan
sistem dapat dikelompokkan
sebagai gangguan permanen
dan gangguan temporer.
Teknologi dan Rekayasa
Gangguan Sistem
Gangguan Temporer
Gangguan temporer adalah gangguan yang hilang
dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya sambaran
petir yang menyebabkan flash over pada isolator SUTT.
Pada keadaan ini PMT dapat segera dimasukan kembali,
secara manual atau otomatis dengan Auto Recloser.
Teknologi dan Rekayasa
Gangguan Sistem
Gangguan permanen adalah gangguan yang
tidak hilang dengan sendirinya, sedangkan untuk
pemulihan diperlukan perbaikan, misalnya kawat
SUTT putus.
Gangguan sistem dapat bersifat controllable
(dalam pengendalian O&M) dan uncontrollable
(diluar pengendalian O&M).
Teknologi dan Rekayasa
Gangguan Non Sistem
PMT terbuka tidak selalu disebabkan oleh
terjadinya gangguan pada sistem,
dapat saja PMT terbuka oleh karena relai
yang bekerja sendiri atau kabel kontrol
yang terluka atau oleh sebab interferensi
dan lain sebagainya.
Gangguan seperti ini disebut gangguan
bukan pada sistem, selanjutnya
disebut gangguan non–sistem (sisi
sekunder).
Jenis gangguan non-sistem antara lain:
- kerusakan komponen relai,
- kabel kontrol terhubung singkat,
- interferensi / induksi pada kabel kontrol.
Kabel-kabel kusut/ ruwet
Teknologi dan Rekayasa
Memasang peralatan proteksi
Melakukan pemasangan peralatan proteksi
Komponen – Komponen Proteksi
Sistem proteksi tenaga listrik umumnya terdiri
1. Komponen pengukur arus
2. Komponen pengukur tegangan
Informasi yang diperoleh dari sistem tenaga listrik
akan digunakan untuk membandingkan besarannya
dengan besaran ambang-batas (threshold setting)
pada peralatan proteksi. Apabila besaran yang
diperoleh dari sistem melebihi setting ambang-batas
peralatan proteksi, maka sistem proteksi akan
bekerja untuk mengamankan kondisi tersebut.
Teknologi dan Rekayasa
Komponen – Komponen Proteksi
Berikut adalah gambar sistematis dari komponen komponen proteksi tenaga listrik:
Proteksi Sistem Tenaga Listrik
Gambar Elemen proteksi sistem tenaga listrik
Waktu pemutusan gangguan merupakan waktu
total yang dibutuhkan peralatan proteksi sampai
terbukanya pemutus tenaga atau disebut juga
fault clearing time.
Teknologi dan Rekayasa
Proteksi Sistem Tenaga Listrik
Waktu pemutusan gangguan
merupakan salah satu faktor
yang sangat penting dalam
menentukan suatu skema
proteksi. Hal ini dikarenakan
suatu peralatan proteksi harus
dikoordinasikan waktunya
dengan peralatan proteksi
yang lain agar hanya
peralatan proteksi yang paling
dekat dengan gangguan saja
yang bekerja ( prinsip
selektivitas).
Teknologi dan Rekayasa
Trafo Instrumen
a. Current Transformer (CT) / Trafo Arus
Current Transformer (CT) adalah suatu perangkat listrik yang berfungsi
menurunkan arus yang besar menjadi arus dengan ukuran yang lebih
kecil. CT digunakan karena dalam pengukuran arus tidak mungkin
dilakukan langsung pada arus beban atau arus gangguan, hal ini
disebabkan arus sangat besar dan bertegangan sangat tinggi.
Karakteristik CT ditandai oleh Current Transformer Ratio (CTR) yang
merupakan perbandingan antara arus yang dilewatkan oleh sisi primer
dengan arus yang dilewatkan oleh sisi sekunder.
Teknologi dan Rekayasa
Trafo Instrumen
b. Potential Transformer / Trafo Tegangan
Potential Transformer adalah suatu
peralatan listrik yang berfungsi
menurunkan tegangan yang tinggi
menjadi tegangan yang lebih rendah
yang sesuai dengan setting relay.
Trafo ini juga memiliki angka
perbandingan lilitan/tegangan primer
dan sekunder yang menunjukkan
kelasnya.
Teknologi dan Rekayasa
Rele / Relay
Rele / Relay berasal dari teknik telegrafi, dimana sebuah coil dienergize oleh arus lemah, dan coil ini menarik armature untuk
menutup kontak. Rele merupakan jantung dari proteksi sistem
Tenaga Listrik, dan telah berkembang menjadi peralatan yang
rumit. Rele dibedakan dalam dua kelompok :
Teknologi dan Rekayasa
Rele / Relay
Komparator:
Mendeteksi dan mengukur kondisi abnormal, dan
membuka/menutup kontak (trip).
Teknologi dan Rekayasa
Rele / Relay
Auxiliary relays:
Dirancang untuk dipakai di auxiliary circuit yang dikontrol
oleh rele komparator, dan membuka/menutup kontakkontak lain (yang umumnya berarus kuat).11
Teknologi dan Rekayasa
Circuit Breaker (CB)
Circuit Breaker (CB) adalah salah satu peralatan pemutus
daya yang berguna untuk memutuskan dan menghubungkan
rangkaian listrik dalam kondisi terhubung ke beban secara
langsung dan aman, baik pada kondisi normal maupun saat
terdapat gangguan. Berdasarkan media pemutus listrik /
pemadam bunga api, terdapat empat jenis CB sbb:
Teknologi dan Rekayasa
Circuit Breaker (CB)
Air Circuit Breaker
Vacuum Circuit Breaker
Teknologi dan Rekayasa
Circuit Breaker (CB)
Gas Circuit Breaker
Oil Circuit Breaker
Teknologi dan Rekayasa
DC System Power Supply
DC System Power Supply merupakan
pencatu daya cadangan yang terdiri dari
Battery Charger, sebagai peralatan yang
mengubah tegangan AC ke DC, dan
Battery,
sebagai
penyimpan
daya
cadangan. Sebagai peralatan proteksi, DC
System
Power
Supply
merupakan
peralatan yang sangat vital karena jika
terjadi gangguan dan kontak telah
terhubung, maka DC System Power Supply
akan bekerja yang menyebabkan CB
membuka. Charger sebenarnya adalah
sumber utama dari DC power supply,
karena charger adalah alat untuk merubah
AC power menjadi DC power (rectifier).
Teknologi dan Rekayasa