PCC Point of Common Coupling = Titik sambung bersama.
2.6. Arus Lebih
Arus lebih adalah arus yang melampaui arus beban maksimum yang dibolehkan arus pengenal alat yang diproteksi .[12]
Arus lebih ini dapat berupa beban lebih dimana arus ≥ 1,05 I
n
dan arus karena gangguan hubung singkat
≥ 4 I
n
arus nominal [13].
2.7. Rele Proteksi
Rele proteksi adalah suatu rele yang didisain untuk menginisiasi diskoneksi sebagian dari instalasi listrik dan atau mengoperasikan sinyal peringatan jika terjadi
gangguan atau kondisi abnormal pada instalasi [2]. Rele proteksi mempunyai sarana pengukuran besaran sistem tenaga arus dan
tegangan dan memprosesnya lewat sistem elektromekanis atau analog elektronik atau internal logik, dan mempunyai kapasitas untuk mengkontrol operasi Pemutus Tenaga
PMT atau Circuit Breaker CB. Analog elektronik atau Logik internal memperkenankan rele menginisiasi urutan tripping jika kondisi abnormal terjadi dalam
sistem tenaga. Berdasarkan konstruksinya ada dua tipe rele yaitu: elektromekanis dan statis.
Rele Elektromekanis, gaya yang bekerja dihasilkan oleh interaksi gaya-gaya elektro mekanis, sedangkan Rele Statis didasarkan pada aplikasi komponen elektronika seperti
dioda, transistor, kapasitor dll sehingga beroperasi sama seperti sistem elektromekanis
Universitas Sumatera Utara
namun tidak ada bagian yang bergerak dalam operasinya [14].
2.8. Rele Proteksi Arus Lebih
Rele Proteksi arus lebih berfungsi menginisiasi diskoneksi sebagian dari instalasi listrik atau mengoperasikan sinyal peringatan jika terjadi gangguan arus lebih baik
karena gangguan beban lebih maupun karena gangguan arus hubung singkat sehingga alat yang diproteksi terhindar dari kerusakan dan lingkungan juga aman untuk manusia
maupun untuk alam sekitar. Rele arus lebih ada dua tipe yaitu tipe elektromekanis dan tipe statis sebagaimana diuraikan berikut ini [15].
2.8.1. Rele proteksi arus lebih elektromekanis
Gambar 2.4 Rele elektromekanis [1,2] Piringan
Koil kutub tengah
Elektromagnet Plug
Magnet Keeper
Universitas Sumatera Utara
Komponen utama rele ini adalah unit piringan induksi dan 3 kutub electromagnet seperti terlihat pada Gambar 2.4. Piringan ini dipegang oleh suatu pegas
penahan. Seluruh energi operasi diberikan ke kumparan kutub tengah. Satu kutub luar dilengkapi dengan kumparan lag. Kutub lainnya tidak ada kumparan nya. Arus I pada
kumparan utama menghasilkan fluksi ߔ yang lewat celah udara menuju piringan,
akhirnya tiba di Keeper. Fluksi ߔ kembali sebagai ߔ
L
lewat lengan kiri dan
sebagai ߔ
R
lewat lengan kanan dimana Φ = ߔ
L
+ ߔ
R
. Kumparan lag terhubung
Universitas Sumatera Utara
singkatkan di lengan kiri menyebabkan ߔ
L
terbelakang dari ߔ
R
dan Φ. Dengan adanya
arus pick-up fundamental maka timbul Torsi yang cukup kuat untuk mengatasi Torsi pegas penahan piringan dan menyebabkan piringan mulai bergerak. Torsi ini di hasilkan
dari interaksi antara arus di piringan yang diproduksi oleh tiap kutub dan fluksi-fluksi dua kutub lainnya. Kenaikan frekuensi arus input menyebabkan perubahan kecil pada
arus yang diproduksi di sirkit kumparan lag. Akan tetapi, fluksi pada kutub ini akan turun berlawanan dengan proporsi kenaikan frekuensi, menjaga sifat elektromagnet
sebagai ekivalent dari transformator arus. Dengan cara yang sama, fluksi pada kutub luar lainnya menurun karena gaya gerak magnet mmf rendah padanya. Jadi fluksi pada
kutub tengah adalah jumlah fluksi-fluksi dua kutub luar lainnya, yang juga diturunkan. arus sirkit kumparan lag tetap. Penurunan rotasi piringan ini, menyebabkan arus pick-
up bertambah, dan akhirnya menyebabkan efisiensi elektromagnet dirusak pada point non operasi. Harmonisa dikombinasikan dengan fundamental menimbulkan efek serius
pada nilai arus pick-up dan waktu operasi dari kurva arus-waktu inverse rele arus lebih elektromekanis [1,2].
Setiap penghantar yang dilalui arus meghasilkan fluksi yaitu :
Universitas Sumatera Utara
Arus I menghasilkan fluksi ߔ
1
dan arus I
s
menghasilkan fluksi ߔ
s
sehingga interaksi
kedua fluksi ini menghasilkan torsi elektromekanis yaitu :
T
em
= k
n
ߔ
1
ߔ
s
Sin ࢲ [1,2,12,16]…………………………………..........… 2.7
dimana : k
n
= konstanta torsi elektromekanis
Sin ࢲ = sinus sudut yang dibentuk kedua fluksi
Torsi yang bekerja pada piringan merupakan resultanta torsi elektromekanis dan torsi pegas yaitu:
Universitas Sumatera Utara
T
g
= T
em
- k
2
; T
g
= k
n
ߔ
1
ߔ
s
Sin ࢲ – k
2
[1,2,12]…………………..........… 2.8
dimana : I = arus efektif yang mengalir dalam kumparan utama
Is = arus pada kumparan lag k
2
= torsi pegas penahan T
g
= torsi gerak Fluksi pada kutub tengah adalah jumlah fluksi-fluksi dari 2 kutub luar lainnya,
juga dikurangi dengan penurunan arus pemagnetan untuk pengurangan frekuensi dan arus sirkit kumparan-lag tetap, efeknya adalah untuk kutub tengah dan fluksi-fluksi
kutub non-lag menarik mendekati sefasa. Ini menurunkan rotasi piringan, menyebabkan arus pick-up naik, dan akhirnya menyebabkan efisiensi elektromagnet menjadi semakin
turun sehingga tak beroperasi [1, 2, 12, 16]. Kurva arus-waktu Inverse didisain bekerja dengan arus sinusoidal, tidak dapat
bekerja secara efektif dengan arus non sinusoidal yang mengandung komponen harmonisa. Arus pick-up baik arus fundamental maupun arus rms terdistorsi naik sesuai
kenaikan THDi; hal ini dapat dilihat pada Tabel 2.4, Gambar 2.5 dan Gambar 2.6
berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Perubahan I
1
dan I
t
sesuai perubahan THDi [1] THDi
6,00 35,31 46,08 68,99 70,65 85,86 I
1
A 1,10 1,14 1,22 1,34 1,40 1,46
I
t
A 1,10 1,20 1,30 1,60 1,68 1,90
Gambar 2.5 THDi vs I
1
[1]
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Kurva THDi vs I
t
[1] Demikian juga waktu operasi rele t
trip
semakin lambat sesuai kenaikan THDi sekalipun I
t
tetap sebesar 2,00 A seperti diperlihatkan pada Tabel 2.5.dan Gambar 2.7 berikut ini :
Tabel 2.5 Perubahan t
trip
sesuai perubahan THDi [1] THDi
6,43 27,45 35,12 59,50 65,23 85,20 t
trip
s 4,63 5,27 5,98 8,68 9,58 14,96
Universitas Sumatera Utara
Dari data pada Tabel 2.5 diatas dibentuk kurva Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Kurva Karakteristik arus-waktu [1] Karakteristik Arus-Waktu Inverse Rele Arus Lebih Elektromekanis Untuk Arus
Sinusoidal t
trip
detik vs I
1
A . Distorsi harmonisa menyebabkan kenaikan waktu trip rele sehingga
komponen sistem tenaga yang diproteksi oleh rele ini akan berpeluang menjadi panas dan akhirnya rusak
demikian juga koordinasi rele ini tidak dapat terealisasi secara sempurna.
Universitas Sumatera Utara
2.8.2. Rele proteksi arus lebih statis Sudah sejak beberapa tahun lalu rele statis ini digunakan menggantikan rele
elektromekanis dan banyak digunakan pada sisi tegangan menengah 20 kV Gardu Induk 150 kV20 kV. Rele statis ini mirip dengan rele elektromekanis dalam
fungsinya dan dapat langsung menggantikan rele elektromekanis yang ada.
Adapun bentuk fisik dari rele statis ini dapat dilihat pada Gambar 2.8. berikut ini :
Gambar 2.8 Rele proteksi arus lebih statis
Kuantitas input sistem tenaga yang diukur oleh rele ini, berupa kuantitas analog yaitu arus, tegangan, sudut fasa, dan daya. Ini dibandingkan secara tunggal atau kombinasi
dengan suatu referensi “setelan” level dan suatu keputusan digital yesno dihasilkan dalam pengukuran ini. Jika rele ini tanpa rele tunda time delay maka
rele ini adalah rele dengan karakteristik Inst [12].
2.8.2.1.Rele statis dengan waktu tunda time delayed Sirkit yang biasa dipakai adalah:
a. Sirkit konverter ac ke dc untuk mengkonversikan kuantitas input ac ke dc untuk
pengukuran subsikuent dan komparasi. b. Detektor Level membandingkan kuantitas analog input dengan suatu level dan
memberikan perintah output digital ketika set level dilampaui.
Universitas Sumatera Utara
c. Timers yang memberikan perintah waktu tunda apakah konstan atau
Kategori