NRP : 2210 105 027 SetoWibowo - digilib.its.ac.id filetanpa koordinasi relai disekitarnya sehingga...
Transcript of NRP : 2210 105 027 SetoWibowo - digilib.its.ac.id filetanpa koordinasi relai disekitarnya sehingga...
Nama : Luqman Erwansyah
NRP : 2210 105 027
Pembimbing :
1. Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT.
2. Dr. Eng. Rony Seto Wibowo, ST. MT.
Sidang Tugas Akhir (Genap 2011-2012)
Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS
Pembahasan didalam tugas akhir ini adalah bagaimana
koordinasi rele ground fault yang tepat pada sistem
kelistrikan di PT. BOC Gasses Indonesia yang sekarang
berubah nama menjadi PT. Linde Indonesia Gresik.
Penambahan rele diferensial untuk mendeteksi arus
gangguan ketanah pada internal generator. Penambahan
rele diferensial ini sangat diperlukan karena selama ini
sisi internal generator-generator pada sistem kelistrikan
di PT.Linde Indonesia Gresik hanya menggunakan rele
diferensial untuk mendeteksi gangguan tiga fasa,
apabila ada gangguan satu fasa ketanah selama ini
sistem kelistrikan akan black out.
Memodelkan, mensimulasikan, dan menganalisis
sistem kelistrikan PT. Linde Indonesia Gresik.
Mengetahui koordinasi Sistem proteksi ground fault
untuk bus generator yang saling berhubungan
dengan sistem 11 kV pada sistem Kelistrikan PT.
Linde Indonesia Gresik.
Bagaimana setting dan koordinasi proteksi yang tepat
pada rele-rele pengaman ground fault pada
pembangkit, dan PLN.
Rele pengaman pada generator selama ini hanya
menggunakan rele diferensial untuk gangguan 3
fasa, apabila ada gangguan ketanah pada generator
maka generator akan black out.
Proteksi ground fault hanya untuk level tegangan
11 kV.
Piranti yang diproteksi hanya pada sisi pembangkit
yaitu generator.
Pada Tugas Akhir ini penulis mengacu pada
standard IEEE C.37 101-2006.
Rele diferensial adalah salah satu rele pengaman
utama system tenaga listrik yang bekerja seketika
tanpa koordinasi relai disekitarnya sehingga waktu
kerja dapat dibuat secepat mungkin. Daerah
pengamanannya dibatasi oleh pasangan trafo arus
dimana relai diferensial dipasang sehingga rele
diferensial tidak dapat dijadikan sebagai
pengaman cadangan untuk daerah berikutnya.
Proteksi relai diferensial bekerja dengan prinsip
keseimbangan arus (current balance).
Prinsip ini berdasarkan hukum kirchhoff yaitu
membandingkan jumlah arus masuk ke primer (Ip) sama
dengan jumlah arus yang keluar dari sekunder (Is). [ 6 ]
Gambar 2.5. Single Line Diagram Rangkaian Rele Diferensial
Untuk Gangguan Ketanah Pada Generator [6]
Rele ini berfungsi mengidentifikasi perbedaan fasaantar arus yang satu dengan yang lain atauperbedaan fasa antar tegangan. Rele ini dapatmembedakan gangguan yang terjadi beradadibelakang ( reverse fault ) atau didepan ( forward fault ).
Rele arus lebih adalah rele yang beroperasi atau mendeteksiadanya gangguan ketika arus yang mengalir melebihi batasyang diijinkan [1 ]. Karena disini adalah arus lebih gangguanketanah, yang akan bekerja apabila terdapat arus hubungsingkat urutan nol. Karena arus hubung singkat urutan nol inihanya ada jika terjadi gangguan hubung singkat ke tanah, maka jika terjadi hubung singkat tiga fasa, maupun antarfasa, rele ini tetap tidak akan bekerja.
• Berdasarkan karakteristik kurvanya, rele arus lebih dapatdigolongkan menjadi
rele arus lebih waktu terbalik
(inverse time overcurrent relay),
rele arus lebih waktu tertentu
(definite overcurrent relay),
rele arus lebih waktu seketika
(instantaneous overcurrent relay).
Single Line Diagram Tipikal Setting Rele Diferensial danKoordinasi Rele Ground Directional Overcurrent Relay
No Peralatan Rating Tegangan Hubungan Belitan Pentanahan
1
Generator
1TGK-CTG-111 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
2
Generator
1TGK-CTG-211 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
3
Generator
1TGK-CTG-311 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
4
Generator
1TGA-STG-111 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
5
Generator
1TGA-STG-211 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
6
Generator
1TGG-GEG-111 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
7
Generator
1TGG-GEG-211 kV Bintang
NGR 100 A
(63.5085 Ω)
8
Transformator
1APC-XF-211 kV Delta - Bintang
NGR 77 A
(2.99922 Ω)
9
Transformator
1APD-XF-111 kV Delta –Bintang
NGR 77 A
(24.7436 Ω)
10
Transformator
1APF-XF-111 kV Bintang –Delta
NGR 12.7 A
(500 Ω)
11
Transformator
TR-PLN150 kV Delta –Bintang
NGR 100 A
(115.47 Ω)
Single Line Diagram Rangkaian Rele Diferensial Untuk GangguanKetanah Pada Generator
Langkah-langkah dalam mengerjakan setting rele diferensialsesuai dengan standard IEEE IEEE Standard C37.101-2006, “Guide
For Generator Protection”
Penghantar yang menghubungkan CT ke relediferensial menggunakan standart Sil.0210-78/SPLN.VDE 0271.Diameter : 4 mm²Resistansi : 4.56 Ω/kmPanjang kabel dari rele ke CT = 5 mMaka :Resistansi per meter Ω/mSehingga : RL = 5 x 0.00456 = 0.0228 Ω
No Generator Kabel Penghantar Iset(A)
Tap Arus(A)
t(s)
PerlindunganBelitan Stator
(%)Diameter
(mm²)R
(Ω/Km)
Panjang
(m)
RL(Ω)
1 1TGK-CTG-1
4 4.56 5 0.0228 7 10 0.05
90
2 1TGA-STG-1
4 4.56 5 0.0228 7 10 0.05
90
3 1TGA-STG-2
4 4.56 5 0.0228 7 10 0.05
90
4 1TGK-CTG-2
4 4.56 5 0.0228 7 10 0.05
90
5 1TGK-CTG-3
4 4.56 5 0.0228 7 10 0.05
90
6 1TGG-GEG-1
4 4.56 5 0.0228 7 10 0.05
90
Nama
Rele
CTSetting Arus
Menuju Trafo
Setting Arus
Meninggalkan Trafo
Isett Td
(50N)
T
(67N)Isett Td (50N)
Rele 19 50/5 0.06 0.7s 0.1s 0.06 0.7s
Kesimpulan Berdasarkan hasil studidan analisis koordinasi rele pengaman pada PT. Linde Indonesia Gresik yang
telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagaiberikut:
Pengaman pada generator dalam kondisi existing hanya menggunakan rele pengaman diferensial untukgangguan fasa, apabila ada gangguan ke tanah direkomendasikan dengan penambahan rele diferensialuntuk gangguan ketanah (87 GN).
Setting waktu rele diferensial harus lebih cepat dari setting waktu rele-rele yang lain, ha linidikarenakan fungsi dari rele diferensial tersebut hanya bekerja ketika ada gangguan internal satu fasaketanah pada generator. Setting waktu yang digunakan sebesar 0.05 sekon.
Generator 1TGG-GEG-4 tidak mempunyai sistem grounding, sehingga generator tersebut tidakmemerlukan pengaman diferensial gangguaan ketanah, dan cukup diberi rele ground overcurrentdengan time delay 0.1 s, sehingga rele tersebut disetting lebih cepat daripada rele ground overcurrentyang dipasang di generator yang lainnya.
Secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa rele arah diperlukan pada sistem kelistrikan PT. LindeIndonesia Gresik. Hal ini disebabkan dengan adanya dua supplai arus kontribusi yang berlawanan jikaterjadi arus hubung singkat yaitu dari trafo 1APF-XF-1 dengan belitan Y - Δ, dan Generator. Makadiperlukan koordinasi rele arah jika terdapat dua kondisi arah arus yang berlawanan.
Dengan penambahan rele arah pada sisi perimer trafo maka dapat menentukan arah arus gangguanhubung singkat, baik dari sisi generator atau trafo 1APF-XF-1.