SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR Kelompok 1 Lidiya A. Rahman Geovani Gesky M. Ridho Saputra Ongki Renaldo 4 LD Generator AC bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan bolak-balik akan dibangkitkan oleh putaran medan magnetik dalam kumparan jangkar yang diam. Dalam hal ini kumparan medan terletak pada bagian yang sama dengan rotor dari generator. Generator mengubah tenaga mekanik menjadi energi listrik. Prinsip generator ini secara sederhana dapat dijelaskan bahwa tegangan akan diinduksikan pada konduktor apabila konduktor tersebut bergerak pada medan magnet sehingga memotong garis-garis gaya. 1. Dengan Penggerak Mula Untuk sistem start dengan penggerak mula biasanya berupa mesin diesel untuk kapasitas daya yang kecil, turbin air atau turbin uap untuk kapasitas daya menengah dan turbin uap untuk kapasitas daya yang sangat besar. 2. Pengubah Frekuensi Sistem Start Generator Motor sinkron mendapat pengisian dari sebuah generator sinkron khusus. Pengisian dilakukan dengan arus tukar berfrekuensi variabel dari hampir nol hingga mencapai frekuensi nominal. Dengan demikian motor sinkron mengalami start mulai putaran hampir nol hingga mencapai putaran nominal. 3. Sebagai Generator Rotor Sangkar/Start Asinkron Dalam hal ini rotor mesin dilengkapi suatu belitan yang bekerja sebagai sangkar asinkron. Dengan demikian selama start mesin bekerja sebagai motor SISTEM PROTEKSI Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatanperalatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain. beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif yaitu: a). Selektivitas dan Diskrimanasi b).Stabilitas c). Kecepatan Operasi d). Sensitivitas (kepekaan) e). Reliabilitas (keandalan) SISTEM PROTEKSI Adapun fungsi dari sistem proteksi adalah sebagai berikut : • Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal pada bagian sistem yang diamankan • Melepas bagian sistem yang terganggu , sehingga bagian sistem yang lainnya masih dapat terus beroperasi . • Untuk menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikitlah pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat • Untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik. • Untuk mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik KEGAGALAN PROTEKSI GENERATOR Berikut ini kasus meledaknya generator biasa, bukan generator di pembangkit. Generator dipembangkit sangatlah dijaga proteksinya, oleh karena itu tidak ada kegagalan proteksi yang berarti di generator pembangkit. Hal tersebut karena dipasang proteksi berlapis dan proteksi ganda. GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 1 .G ANGGUAN L I S T RI K Hubung Singkat, Beban Lebih,tegangan lebih, kehilangan medan penguat Gangguan pada lilitan stator dapat diklasifikasikan sebagai gangguan hubung singkat fasa ke fasa, hubung singkat fasa dengan tanah, hubung singkat antara lilitan dengan lilitan pada fasa yang sama dan rangkaian terbuka. Hubung singkat biasa terjadi karena keggalan isolasi. Kegagalan isolasi lilitan dapat disebabkan oleh tegangan lebih, menurunnya ketahanan dielektrik, atau kombinasi keduanya. N O 1 2 3 NAMA RELAY FUNGSI Relay differensial Relai stator gangguan tanah Relai jarak mendeteksi gangguan hubung singkat mendeteksi gangguan hubung tanah pada stator mendeteksi gangguan 2 phasa/ 3 phasa GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 1 .G ANGGUAN L I S T RI K Hubung Singkat, Beban Lebih,tegangan lebih, kehilangan medan penguat Kenaikan suhu disebabkan oleh karena pembebanan lebih pada generator yang terlalu lama, ventilasi yang kurang sempurna atau karena banyak kotoran yang menempel pada isolasi lilitan stator sehingga menghambat pelepasan lilitan stator. Aliran minyak pelumas yang kurang baik juga bisa menyebabkan suhu yang tinggi. NO 1 2 NAMA RELAY Relai arus lebih (over cur-rent relay) Relay Suhu FUNGSI Untuk mendeteksi besaran arus yang melebihi batas yang ditentukan Untuk mendeteksi suhu yang berlebih GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 1 .G ANGGUAN L I S T RI K Hubung Singkat, Beban Lebih,tegangan lebih, kehilangan medan penguat Tegangan lebih yang dibangkitkan generator terutama disebabkan oleh putaran lebih akibat pelepasan beban yang mendadak. Tegangan lebih ini akan merusakkan isolasi kumparan generator akibat panas yang berlebihan. Tegangan lebih dapat juga disebabkan oleh kerusakan pada pengatur tegangan otomatis (AVR). Rele tegangan lebih dapat dipasang dengan menyisipkan tahanan pada penguat atau pada rangkaian medan generator untuk mengoperasikan alarm atau menghentikan operasi mesin yang sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan. NO NAMA RELAY FUNGSI 1 Relai tegangan lebih (over voltage relay) Bila terpasang di titik Bila terpasang pada terminal generator : untuk mendeteksi tegangan lebih GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 1 .G ANGGUAN L I S T RI K Hubung Singkat, Beban Lebih,tegangan lebih, kehilangan medan penguat Bilamana generator yang sedang dibebani medan penguatnya hilang maka kopling magnit antara rotor dan stator menjadi lemah dan putaran rotor akan mendahului medan magnit stator, sistem kehilangan sinkronisasi. Bila keadaan ini dibiarkan berlangsung dapat membahayakan operasi generator dan sistem. Pengaman kehilangan medan penguat dapat diterapkan apabila salah satu atau lebih keadaan berikut ini terpenuhi. • Jika generator tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis. • Salah satu generator yang dioperasikan paralel lebih besar dari lainnya. • Generator mempunyai hubungan listrik yang mudah sekali terlepas. NO 1 NAMA RELAY Relai kehilangan medan penguat FUNGSI Untuk mendeteksi kehilangan arus penguat pada rotor GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 2 .G ANGGUAN ME K ANI K / PA NA S daya balik, out of step, panas berlebih Daya balik adalah suatu gangguan berubahnya fungsi generator yang seharusnya merubah energi mekanik menjadi energi listrik malah menyerap energi listrik tersebut. Generator yang digerakkan oleh turbin uap apabila uapnya hilang, maka generator bekerja sebagai motor induksi dimana mesin seharusnya mensuplai tenaga. Dalam keadaan seperti ini generator menerima suplai tenaga listrik dari sistem. No Nama 1 Relai daya balik (reverse power relay) Fungsi Untuk mendeteksi daya balik sehingga mencegah generator bekerja sebagai motor GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 2 .G ANGGUAN ME K ANI K / PA NA S daya balik, out of step, panas berlebih out of step yang merupakan permasalahan pokok yang dapat menyebabkan kerusakan poros kopling atau pasangan stator. bila terjadi gangguan pada rangkaian arus penguat, sehingga medan penguat generator menjadi lemah atau hilang, maka keadaan ini disebut out of step atau lepas darisinkronnya dengan sistem dan dapat menimbulkan gangguan dalam sistem khususnya No 1 2 Nama Fungsi Relai penguat lebih Untuk mendeteksi penguat lebih (over excitation relay) pada generator Relai kehilangan Untuk mendeteksi kondisi asinkron sinkroni-sasi (out of pada generator yang sudah paralel step relay) dengan sistem GANGGUAN & GANGGUAN DARI DALAM 2 .G ANGGUAN ME K ANI K / PA NA S CARA MENGATASI daya balik, out of step, panas berlebih Panas lebih pada rotor dapat terjadi karena adanya arus lebih pada rotor yang disebabkan oleh gangguan pada sistem ventilasi, single phasing atau operasi arus yang tidak seimbang pada stator. Selain dari itu panas pada rotor dapat disebabkan oleh arus medan lebih sebagai akibat dari gangguan pada rheostat dan gangguan pada pengaturan tegangan. Terlepasnya salah satu fasa atau arus stator yang tidak seimbang dapat menimbulkan panas setempat yaitu pada permukaan kutub rotor selain itu juga akan timbul vibrasi yang dapat merusak pondasi mesin atau mesin itu sendiri. No 1 2 Nama Relay suhu Relai arus lebih dengan waktu tunda (time over current relay) Fungsi Untuk mendeteksi suhu yang berlebih Untuk mendeteksi besaran arus yang melebihi batas dalam waktu yang ditentukan GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 3 .G ANGGUAN S YS T EM frekuensi operasi yang tidak normal, lepas sinkron Perubahan frekuensi keluar dari batas-batas normal di sistem dapat berakibat ketidakstabilan pada turbin generator. Perubahan frekuensi sistem dapat dimungkinkan oleh tripnya unit-unit pembangkit atau penghantar (transmisi). No 1 Nama Fungsi Relai frekuensi (frequen-cy relay) Untuk mendeteksi besaran frekuensi rendah/lebih di luar harga yang ditentukan GANGGUAN & CARA MENGATASI GANGGUAN DARI DALAM 3 .G ANGGUAN S YS T EM frekuensi operasi yang tidak normal, lepas sinkron Adanya gangguan di sistem akibat perubahan beban mendadak, switching, hubung singkat dan peristiwa yang cukup besar akan menimbulkan ketidakstabilan sistem. Apabila peristiwa inicukup lama dan melampaui batas-batas ketidakstabilan generator, generator akan kehilangan kondisi paralel. gaya puntir yang berfluktuasi dan resonansi yang akan merusak turbin generator. Pada kondisi ini generator harus dilepas dari sistem. No 1 2 Nama Relai periksa sinkron (synchroncheck relay) Relai keseimbangan te-gangan (voltage balance relay) Fungsi Pengaman bantu generator untuk mendeteksi persyaratan sinkronisasi atau paralel Untuk mendeteksi hilangnya tegangan dari trafo tegangan ke pengatur tegangan otomatis (AVR) dan ke relay GANGGUAN & CARA MENGATASI G A NGGUAN DA RI LUA R Te r h a d a p P e t i r Distribusi tegangan yang disebabkan oleh surja tegangan antara lapisan dalam lilitan generator, menunjukkan nilai yang tertinggi dekat ujung keluar atau ujung titik netral lilitan. Untuk meratakan muka gelombang tegangan dan menyeragamkan distribusi tegangan pada gulungan generator, maka dipasang sebuah kapasitor pelindung sebesar 0,1- 0,5 μF antara setiap terminal dan tanah. Untuk generator yang dihubungkan dengan saluran transmisi melalui transformator surja tegangan yang dialihkan dari sistem tegangan tinggi ke sisi tegangan rendah dari transformator mengandung komponen alih elektro-magnetik dan komponen alih elektrostatis. Bila rangkaian tegangan rendah dihubungkan dengan rel fasa yang terisolasikan atau dengan kabel, maka pemasangan kapasitor pelindung tidak diperlukan karena tegangan elektrostatis cukup kecil. 1. menghindari konsentrasi pembangkitan (mengurangi 2. short circuit level) menggunakan reaktor dan menggunakan tahanan untuk pentanahan netralnya. 3. Melepaskan bagian sistem yang terganggu dengan menggunakan circuit breaker dan relay pengaman. 4. Mengurangi akibat pelepasan bagian sistem yang terganggu dengan cara : a. Penggunaan jenis relay yang tepat dan penyetelan relay yang selektif agar bagian yang terlepas sekecil mungkin. b. Penggunaan saluran double. c. Penggunaan automatic reclosing. d. Penggunaan sectionalizer pada JTM. e. Penggunaan spindle pada JTM atau setidak-tidaknya ada titik pertemuan antar saluran sehingga ketika ada kerusakan atau pemeliharaan tersedia alternative supply untuk maneuver. f. Penggunaan peralatan cadangan. Thank You. Dokumentasi saat Presentasi Online
