2.2.1 Karakteristik waktu OCR dan GFR
[17]
Karakteristik relay arus lebih waktu terbalik inverse definite minimum time IDMT dan relay arus lebih waktu
tertentu definite time berdasarkan BS 142 IEC 255-3:
c I
I k
TMS t
S
+ ⎥
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎢ ⎣
⎡ −
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
= 1
α
detik 6
Dimana : TMS = time multiple setting
I = arus gangguan I
s
= arus setting k, c,
α = konstanta yang menentukan kurvanya
Tabel 2.1 Karakteristik waktu relay arus lebih BS 142 dan IEC 255-3
Deskripsi k c
α
Definite time 0-100
1 Standar inverse
0.14 0.02
Very inverse 13.5
1 Extremely inverse
80 2
Long time inverse 120
1 Moderately inverse
0.103 0.228
0.02
2.3 Pengaruh tahanan resistif gangguan
[4],[8],[,[19],[23]
Tahanan gangguan memiliki dua komponen yaitu tahanan busur dan tahanan pentanahan. Untuk gangguan
antar fasa, tahanan gangguan hanya berupa tahanan busur. Besarnya tahanan busur adalah:
4 .
1
8750 I
d R
arc
= 7
dimana : R
arc
: tahanan busur ohm : d : panjang busur feet
: I : Arus gangguan Ampere Karena jatuh tegangan pada tahanan gangguan tetap,
pengaruh infeed I
f
I dari terminal yang berlawanan dengan sudut sefasa dengan arus gangguan lokal tidak mengubah
tahanan gangguan yang terlihat oleh relay. Sistem yang tidak homogen sudut impedansi sumber berbeda dapat
menyebabkan tahanan gangguan memiliki komponen reaktif sehingga mengubah besarnya tahanan gangguan yang dilihat
oleh relay. Hal ini diperlihatkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Gangguan pada saluran transmisi.
R jX
Z l R f f o r a r g K s 0
R f f o r a r g K s = 0 R f f o r a r g K s 0
Z f
.
Gambar 2.6. Pengaruh infeed terhadap pengukuran relay jarak.
Besarnya impedansi Z
G
terukur pada terminal G
akibat pengaruh tahanan gangguan R
f
adalah:
F S
L S
F F
L S
F F
S L
S G
G
R K
mZ I
I R
mZ I
I R
I mZ
I V
Z .
. .
. +
= +
= +
= =
8 Dimana: V
S
:Tegangan pada bus S saat gangguan I
S
:Arus dari bus S saat gangguan Z
L
:total impedansi saluran m :jarak gangguan dari bus S
R
F
:tahanan gangguan I
F
:arus gangguan
total K
S
:infeed relay
2.4 Gangguan hubung singkat
2.4.1.Gangguan satu fasa ke tanah
[5],[18]
Gambar 2.7 menunjukan rangkaian ekivalen gangguan satu fasa ke tanah.
a b
c I
b
= 0 I
a
I
c
= 0 n
Z
f
V
a
a b
N
1
N F
F
1
F
2
N
2
3Zf I
a2
I
a1
I
a0
V
a2
V
a1
V
a0
- + a
Gambar 2.7.Rangkaian ekivalen gangguan satu fasa ke tanah
Dari persamaan arus di titik gangguan dihasilkan arus dan tegangan fasa yang terganggu yaitu:
I
a
=
f
Z Z
Z Z
Ea 3
. 3
2 1
+ +
+
9
f f
F F
a F
a a
R I
Z Z
I Z
I E
+ −
+ =
1 1
f f
a F
F F
a F
a
R I
I Z
Z Z
I Z
E +
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− +
=
1 1
1
10
2.4.2. Gangguan Fasa – Fasa ke Tanah
[5],[18]
Gambar 2.8 menunjukkan rangkaian ekivalen gangguan hubung singkat 2 fasa ke tanah.
a b
N0 F2
N2 Ia2
Z2 - +
N1 Va
1 - +
F1 Ia1
Z1 - +
F0 Ia0
Va Z0
- + Zf
Zf Zf + 3Zg
a b
c I
b
I
a = 0
I
c
Z
f
Z
g In=If=Ib +Ic
n Z
f
Bus G Bus H
Gambar 2.8. Rangkaian ekivalen Hubung singkat dua fasa ke tanah
Besar arus gangguan dua fasa ke tanah :
Zg Zf
Z Z
Zg Zf
Z Zf
Z Zf
Z E
I
a f
3 2
3 .
3
2 2
1
+ +
+ +
+ +
+ +
+ =
11
2.4.3. Gangguan Fasa – Fasa
[5],[18]
Gambar 2.9 menunjukan rangkaian gangguan hubung singkat dua fasa.
a b
c I
bf
I
af =
I
cf
= - I
bf
Z
F
V
a2
N
1
F
2
N
2
I
a2
V
a1
- + F
1
I
a1
z
F
- + - +
Z
2f
Z
1f
a b
Gambar 2.9. Rangkaian ekivalengangguan hubung singkat fasa fasa
Arus gangguan hubung singkat dua fasa adalah:
f bc
Z Z
Z Ea
a a
I +
+ −
=
2 1
2
2 12
2.4.4. Gangguan Tiga Fasa
[5],[18]
Gambar 2.9 menunjukan rangkaian ekivalen dari gangguan tiga fasa dengan impedansi gangguan Z
f
dan Z
g
.
a b
c I
b
I
a
I
c
Z
f
Z
f
n Z
f
Z
g
I
a +
I
b
+I
c
a
N 1
V a1
- + F1
Ia 1
Z 1
- + N
F0 Ia
V a0
Z - +
Zf Zf +
3Zg F2
N 2
Ia 2
Z 2
- + Zf
V a2
b
Gambar 2. 9. Rangkaian ekivalen gangguan tiga fasa
Arus gangguan tegangan tiap fasa adalah sebesar:
f a
Z Z
Ea I
+ =
1 1
13
1 1
a f
a
I Z
V =
14 III DATA
3.1 Data
sistem
Sistem yang dianalisa ditunjukkan pada gambar 3.1.
CT PT
21 CB
Distance relay CT
PT 21
CB Distance relay
CT PT
21 CB
Distance relay CT
PT 21
CB Distance relay
R1
R4 R2
R3 Zs
Zl
Zl Zr
TBROK PDLAM
Er Es
Gambar 3.1. Model Sistem
Data model sistem pada gambar 3.1 tersebut adalah sebagai berikut. Tabel 3.1 Data saluran transmisi
Saluran L Km
Z
1
per Km ohmkm
Z per km
ohmkm CCC
A Tbrok - Pdlam
6.298 0.0685+0.2045j
0.2185+0.6130j 1200
Pdlam - Srdol 8.045
0.137+0.3966j 0.287+1.1898j
580 Srdol – Krapk
13.144 0.137+0.3966j
0.287+1.1898j 580
Pdlam – Pyung 14.516
0.137+0.3966j 0.287+1.1898j
580 Tbrok - Klsri
8.670 0.0685+0.2045j
0.2185+0.6130j 1200
Klsri - Krapk 7.40
0.0685+0.2045j 0.2185+0.6130j
1200 Tbrok - Bawen
38.377 0.0199+0.229j
- 2730
Tabel 3.2 Data Gardu Induk •
Tambaklorok Z
s1
= 0.0016+0.0168j pu Z
s0
= 0.00103+0.0147j pu Ptrafo = 56 MVA
Xtrafo = 11.82 CT = 20005
PT = 150000115 •
Pandeanlamper Z
s1
= 0.0014+0.0123j pu Z
s0
= 0.0022+0.0131j pu Ptrafo = 60 MVA
Xtrafo = 13.32 CT = 12001
PT = 150000100 •
Pudakpayung Ptrafo = 60 MVA
Xtrafo = 12.78 •
Kalisari Ptrafo = 60 MVA
Xtrafo = 13.32 Basis 150 KV; 100 MVA
3.2 Perancangan perhitungan
Kategori