SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK Lightning Arrester
SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK
Generator Transformator Transmisi Gardu Induk
Dalam sistem tenaga listrik seperti gambar diatas, apabila terjadi gangguan pada
titik K, maka hanya C.B.6 saja yang boleh bekerja ,sedangkan untuk C.B.1 , C.B.2
1
dan C.B.-C.B. yang lain tidak boleh bekerja.
DEFINISI – DEFINISI :
1.
Proteksi sitem tenaga listrik adalah suatu proses
menjadikan Pembangkitan, Transmisi, Distribusi,
dan Pemanfaatan (konsumsi) enegi listrik se-aman
mungkin dari efek-efek kegagalan dan kejadian
yang menempatkan sistem tenaga pada risiko.
2.
Proteksi terhadap suatu sistem tenaga listrik adalah
sistem pengaman yang di lakukan terhadap
peralatan-peralatan listrik, yang terpasang pada
sistem tenaga listrik.
2
terhadap peralatan-peralatan listrik, yang
terpasang pada sistem tenaga listrik tersebut. ???
Misalnya Generator, Transformator, Jaringan
Transmisi/distribusi dan lain-lain
terhadap kondisi abnormal dari sistem itu sendiri.
Yang di maksud dengan kondisi abnormal tersebut
antara lain dapat berupa :
a. Hubung singkat
b. Tegangan lebih/kurang
c. Beban lebih
d. Frekwensi sistem turun/naik
3
Tujuan proteksi dan koordinasi sistem listrik
menurut ANSI/IEEE Std 242 1986/2001
Prinsip Utama :
Tujuan dari proteksi dan koordinasi sistem listrik
adalah :
Mencegah kecelakaan pada manusia
Meminimalisasi kerusakan pada peralatan
Membatasi durasi pemadaman listrik
Note :
ANSI = American National Standards Institute
IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineers
4
Paper of ANSI/IEEE Std 242 1986/2001 (Objectives of
Electrical System Protection)
5
6
Relay proteksi pengaman sistem tenaga listrik antara
lain :
Penggunaan Relay dalam melayani pengamanan
system terutama terhadap kondisi abnormal yang
terjadi diantaranya
A.
Pengamanan terhadap sambaran petir
- Kawat tanah
- Arrester
B. Pengamanan terhadap arus/teganggan lebih
- Relay
- Pemutus (circuit breaker)
7
Tujuan dari sistem proteksi secara luas adalah
1. Mengidentifikasi gangguan, memisahkan bagian instalasi
yang terganggu dari bagian lain yang masih normal dan
sekaligus mengamankan instalasi dari kerusakan
atau
kerugian yang lebih besar, serta memberikan informasi /
tanda bahwa telah terjadi gangguan, yang pada umumnya
diikuti dengan membukanya PMT.
2. Pemutus Tenaga ( PMT ) untuk memisahkan /
menghubungkan satu bagian instalasi dengan bagian
instalasi lain, baik instalasi dalam keadaan normal maupun
dalam keadaan terganggu. Batas dari bagian-bagian
instalasi tersebut dapat terdiri dari satu PMT atau lebih.
Syarat yang harus dimiliki oleh sebuah sistem proteksi adalah
8
Sensitif , Andal, Selektif, Cepat
1)
Peka/sensitive
Relay harus dapat bekerja dengan kepekaan yang tinggi,artinya harus cukup
sensitive terhadap gangguan di daerahnya meskipun gangguan tersebut
minimum,selanjutnya memberikan jawaban / response.
2)
Andal/reliability
Keandalan relay dihitung dengan jumlah relay bekerja/mengamankan daerahnya
terhadap jumlah gangguan yang terjadi.Keandalan relay dikatakan cukup baik bila
mempunyai harga : 90-99%..Misalnya,dalam sutu tahun terjadi gangguan
sebanyak 25 x dan relay misal dapat bekerja dengan sempurna sebanyak 23 x
,maka keandalan relay
23 / 25 x 100 % = 92 %
Keandalan dapat dibagi 2 :
Dependability
: relay harus dapat diandalkan setiap saat
Security
: tidak boleh salah kerja /tidak boleh bekerja yang bukan
seharusnya bekerja.
3)
Sederhana / simplicity
Makin sederhana sistem relay semakin baik,mengingat setiap peralatan /
komponen relay memungkinkan mengalami kerusakan.Jadi sederhana maksudnya
kemungkinan terjadinya kerusakan kecil.
4)
Murah / economy
Relay sebaiknya yang murah,tanpa meninggalkan persyaratan-persyaratan yang
telah disebutkan diatas.
9
Hal – hal yang menyebabkan
CB gagal
• Kerusakan Relay/Relay
• tidak bekerja
*
Kerusakan pada VT
*
Terganggunya sumber (DC
*
Terganggu Relay
10
Relay adalah
Sebuah alat yang bertugas
menerima/mendeteksi besaran tertentu untuk kemudian
mengeluarkan perintah sebagai tanggapan (respons) atas
besaran yang dideteksinya.
Berdasarkan cara mendeteksi besaran:
a) Relay Primer; besaran yang dideteksi misalnya arus,
dideteksi secara langsung.
b) Relay Sekunder; besaran yang dideteksi, melalui alat-alat
bantu misalnya trafo arus/trafo tegangan
Konstruksi Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu
kumparan magnit dan kumparan induksi
11
12
Klasifikasi Relay
Dari beberapa macam relay yang ada,dapatlah kita membedakannya menurut
klasifikasinya sebagai berikut :
1.
§
§
§
Berdasarkan prinsip kerjanya :
Relay Elektromagnetis.tarikan dan induksi
Relay Termis
Relay Elektronis
2.
§
§
§
§
§
§
Berdasarkan konstruksinya
Tipe angker tarikan
Tipe batang seimbang
Tipe cakram induksi
Tipe kap induksi
Tipe kumparan yang bergerak
Tipe besi yang bergerak dan lainnya
3.
§
§
§
§
Berdasarkan basaran yang diukur
Relay tegangan
Relay arus
Relay impedansi
Relay frekuensi dan lainnya
13
3. Jenis-jenis Relay
Relay Arus Lebih
Merupakan rele Pengaman yang
bekerja karena adanya besaran arus
dan terpasang pada Jaringan Tegangan
tinggi, Tegangan menengah juga pada
pengaman Transformator tenaga. Rele
ini berfungsi untuk mengamankan
peralatan listrik akibat adanya
gangguan phasa-phasa.
14
CONTOH RELAY ARUS LEBIH
15
Pemeliharaan pada Transmisi Listrik
16
17
Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT)
Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran
Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) adalah
sarana instalasi tenaga listrik diatas tanah untuk
menyalurkan tenaga listrik dari Pusat Pembangkit
ke Gardu Induk (GI) atau dari GI ke GI lainnya
(antar GI).
SUTT/SUTET terdiri dari kawat/konduktor yang
direntangkan antara tiang-tiang melalui isolator–
isolator dengan sistem tegangan tinggi (30 kV, 70
kV, 150 kV dan 500 kV).
18
Perlengkapan Gardu Induk
Busbar/Rel, Gardu Induk dengan
single busbar, Gardu Induk dengan
Doble busbar , Gardu Induk dengan
satu setengah / one half busbar,
Arrester, Transformator Instrumen,
Transformator Tegangan,
Transformator Arus, Transformator
Bantu, Transformator Ukur
19
PMS & PMT
PMS terdiri dari Pemisah Engsel, Pemisah
Putar, Pemisah Siku, Pemisah Luncur
PMT terdiri : PMT dengan Media pemutus
menggunakan udara, PMT dengan Hampa
Udara, PMT dengan Media pemutus
menggunakan Minyak, PMT dengan Sedikit
Minyak, Penggerak Pemutus Tenaga
20
Peralatan Pengaman
Terdiri dari : Lightning Arester ,
Aplikasi PLC, Komunikasi Suara,
Penggunaan Kanal
Suara,Teleproteksi Protection
Signalling, Remote Terminal Unit
(RTU), Rele Proteksi, Annunciator.
21
Karena peranannya yang sangat
penting dalam menyalurkan daya
listrik dan menjadi penghubung listrik
dari jaringan transmisi ke jaringan
distribusi
primer
maka
harus
diterapkan sistem pentanahan yang
memenuhi
persyaratan
sistem
pengaman yaitu :
22
Instalasi Listrik
Instalasi Listrik pada Transmisi Listrik
Secara umum, Transmisi listrik menyalurkan tenaga listrik arus
bolak-balik tiga fasa melalui Tower .
Tegangan generator paling tinggi yang dapat dibangkitkan
oleh pembangkit listrik adalah 23 kV.
Pada saat ini, dalam tingkat riset sedang dikembangkan
generator yang dapat membangkitkan tegangan listrik sampai
150 kV.
Diagram satu garis instalasi tenaga listrik pada pusat
pembangkit listrik sederhana ditunjukkan pada gambar
dibawah ini.
23
24
25
26
27
Pusat pembangkit listrik yang sudah beroperasi secara komersial
secara umum ditunjukkan pada Gambar.
Tegangan listrik yang dihasilkan oleh generator sinkron
dinaikkan dengan menggunakan transformator listrik sebelum
dihubungkan pada rel (busbar) melalui pemutus tenaga (PMT).
Semua generator listrik yang
dihubungkan pada rel (busbar).
menghasilkan
energi
listrik
Begitu pula semua saluran keluar dari pusat listrik dihubungkan
dengan rel pusat listrik.
Saluran yang keluar dari rel pusat pembangkit listrik digunakan
untuk mengirim tenaga listrik dalam jumlah besar ke lokasi
pemakai (beban) dan digunakan untuk menyediakan tenaga
listrik di lokasi sekitar pusat pusat pembangkit listrik.
28
Selain itu juga ada saluran (feeder) yang digunakan
menyediakan tenaga listrik untuk keperluan pusat pembangkit
sendiri yang digunakan untuk sumber tenaga listrik pada
instalasi penerangan, mengoperasikan motor-motor listrik
(motor listrik sebagai penggerak pompa air pendingin, motor
listrik sebagai penggerak pendingin udara, motor listrik sebagai
penggerak peralatan pengangkat, keperluan kelengkapan
kontrol, dan lain-lain).
Pada pusat pembangkit listrik juga memiliki instalasi listrik
dengan sumber tegangan listrik arus searah.
Sumber listrik arus searah pada pusat pembangkit tenaga listrik
digunakan untuk menggerakkan peralatan mekanik pada
pemutus tenaga (PMT) dan untuk lampu penerangan darurat.
Sumber listrik arus searah yang digunakan pada pusat
pembangkit listrik adalah baterai aki yang diisi oleh penyearah. 29
Proteksi
Proteksi sitem tenaga listrik adalah suatu proses menjadikan
Pembangkitan, Transmisi, Distribusi, dan Pemanfaatan
(konsumsi) enegi listrik seaman mungkin dari efek-efek
kegagalan dan kejadian yang menempatkan sistem tenaga
pada risiko.
Tidak mungkin kita menjadikan sistem tenaga listrik 100%
aman (safe) atau 100% dapat diandalkan (reliable), karena
biayanya akan sangat mahal.
Oleh karena itu perlu penilaian risiko (risk assessment) untuk
menentukan tingkat bahaya yang dapat diterima terhadap
kecelakaan atau biaya akibat kerusakan.
30
Alat Proteksi Generator
Gangguan pada generator antara lain dapat disebabkan
oleh:
a. Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.
b. Beban lebih (overload).
c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.
d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.
e. Kehilangan medan penguat (loss of field).
F. Arus tidak seimbang (unbalance current) pada stator.
g.RELAY Daya balik (motoring).
h. Out of step
31
Empat faktor PENTING :
a.
Memilih jenis rele yang sesuai dengan jenis
gangguan yang mungkin timbul.
b. Mengkoordinasi penyetelan rele yang satu
dengan yang lainnya.
c. Mempertimbangkan segi produksi,
pemeliharaan generator dan pemeliharaan
peralatan pengamannya.
d. Mengadakan tenaga-tenaga operator dan
teknisi pemeliharaan yang memadai.
32
Pengaman generator secara garis besarnya terdiri dari :
a. Pengamanan terhadap gangguan di luar generator, yaitu
gangguan dalam system yang dihubungkan dengan
generator.
b.Pengamanan terhadap ganguan yang terjadi didalam
generator
c.Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak
yang memerlukan pelepasan PMT generator.
33
Maka pengamanan generator terhadap
gangguan luar generator yang utama
adalah relay arus lebih.
A. Pengamanan Terhadap Gangguan Luar
Pengamanan generator terhadap gangguan luar
generator yang utama adalah RELAY ARUS
LEBIH.
34
PROTEKSI ARUS LEBIH - OCR
adalah perlindungan sistem dan
peralatan dari arus yang melebihi arus
nominalnya. Sedangkan tujuan
proteksi itu sendiri adalah untuk
mendiskriminasi bagian sistem atau
peralatan akibat gangguan yang
terjadi sehingga sistem dan peralatan
tidak mengalami kerusakan
35
ILUSTRASI RANGKAIAN OCR PENGHANTAR
PADA GARDU INDUK 150 KV
36
Circuit Breaker / PMT dengan Rele Proteksi
37
KORDINASI RELAY ARUS LEBIH
PMT.3
PMT.4
PMT.2
PMT.1
BUS 1
BUS 2
BUS 3
BUS 4
38
Besaran Pada Rele
-Arus Pick –Up (Ip)
harga arus minimum yang mengalir pada rele beroperasi, disebut juga arus operasi
-Arus drop out (Id)
harga maksimum dan arus yang mengalir pada rele yg menyebabkan rele tidak beroperasi
-Reset ratio (Kd)
perbandingan antara arus drop out dan arus pick-up
Kd = Id
Ip
Harga Kd untuk beberapa jenis rele :
Rele elektromagnetik
Rele induksi mendekati
Rele statik
Rele digital
:
:
:
:
0,8 – 0,95
1,0
0,9 - 1,0
0,9 - 1,0
Karakteristik
Rele Arus Lebih
Kurva rele pengaman digolongkan dalam beberapa karakteristik
•Arus lebih seketika (instantaneous)
•Arus lebih waktu tertentu (definite time)
•Arus lebih dengan waktu terbalik (inverse time)
•Kombinasi karakteristik waktu seketika dengan waktu tertentu
•Kombinasi karakteristik waktu seketika dengan waktu terbalik
Karakteristik Arus Lebih Seketika
Karakteristik Arus Lebih Waktu tertentu
Karakteristik Arus Lebih Waktu terbalik
Persamaan Kurva Rele
Berdasar Standart IEC 255-3 dan BS 142
Karakteristik waktu arus terbalik disebut juga Inverse Definite Minimum Time (IDMT) dinyatakan dengan persamaan :
- Standart Inverse
t=
M
0,14
x
0,02
I
1 10
- Very Inverse
t=
- Extremelly Inverse
t=
13,5 M
x
I 1 10
M
80
x
I 2 1 10
- Long Time Inverse
t=
120 M
x
I 1 10
Keterangan :
I
M
= Current Multiple
= Plug setting atau time multiplier
PROSEDUR KARAKTERISTIK
IDMT
Dilakukan atas dua stelan :
• Pertama : Menghitung arus gangguan
maksimum pada masing masing titik
rele gangguan 3 fasa
• Menghitung Arus gangguan minimum
• gangguan fasa
Prinsip dasar relay koordinasi terbagi dua, yaitu :
1. Diskriminasi Waktu – Time Grading
Metoda ini bekerja berdasarkan waktu setting,
sehingga relay akan bekerja jika waktu setting
terpenuhi. Dibawah ini sistem distribusi radial
sederhana untuk melihat aplikasi dari diskriminasi
waktu.
45
Time Grading Sistem
46
2. Diskriminasi Arus
Metoda ini bekerja
berdasarkan arus, hal ini
disebabkan karena besarnya
arus disetiap posisi/bagian
bervariasi.
Dengan metoda ini, semakin
besar arus gangguan yang
terjadi maka time trip nya pun
akan semakin pendek.
Dibawah ini merupakan kurva
karakterisrik diskriminasi
dengan arus.
47
Current Grading
48
Time and Current Grading
49
50
51
52
53
54
Studi Praktis 1
Jariangan Radial yang dilengkapi relay standard IDMT
55
• Prosedur Kordinasi dgn menggunakan
relay dengan karakteristik IDMT
dilakukan atas dua setelan yaitu
1. Setelan Arus Kerja dan
2. Setelan Waktu Kerja
• Sesuai karakteristiknya waktu kerja
relay IDMT mengikuti waktu kerja
Inverse secara proporsional sesuai
level gangguan
• Dua elemen setelan reley jenis Invers
1. Time Multiplier Setting (TMS)
2. Plug Setting Multiplier (PMS)
TMS
PMS
Adalah perbandingan antara arus primer
denngan setelan arus primer, atau sama dengan
perbandingan antara arus primer dengan
setelan arus rele dikalikan rasio trafo, atau
samadengan perbandingan antara arus primer
dgn arus kerja primer
contoh
• Bila arus maksimum yg bisa terjadi pada lokasi
rele misalnya 3000 Amper, sedang rele disetel
kerja hanya 50 % dan rasio Trafo = 400/5
• Berapa PMS ?
JAWAB :
rasio trafo 400/5 = 80,
arus rele = 5, setelan kerja 50 %
• PMS = 3000/(0.5x5Ax80A) = 15
Jika di setel hanya 200 % pada rasio trafo arus yg
sama ,maka
PMS = 3000/(2x5x80) = 3.75
Grafik 1 : Karakteristik umum Waktu – Arus
dari Rele Standard IDMT
Grafik 2 : kurva Standard IEC 60255-4
ttg batas akurasi rele arus lebih IDMT.
Pembahasan
Prosedur Kordinasi Grading arus dan waktu pada jaringan distribusi Radial :
Prosedur Grading dimulai dari rele D: (paling ujung)
• Nilai TMS harus di setel pada kurva terendah , misal diambil TMS 0.1 lihat
grafik no 1 karakteristik umum waktu – arus dari relay standard IDMT
• Jika arus beban pada gardu tdk lebih dari 100 Amper, kemudian setelan arus
rele 50 % dari arus nominalnya, sehinggah nilai nya : 5 x 0.5=2.5 A pd Rasio
trafo arus : 200/5 = 40
• Maka Nilai PMS adalah : 2000/(0.5x5x40) = 20. lihat grafik 2
kurva Standard IEC 60255-4 ttg batas akurasi rele arus lebih IDMT.
Pada nilai PMS = 20 diperoleh waktu kerja yg diperoleh dari karakteristik rele
(Tm) adalah = 2.2 detik
• Dgn menggunakan nilai TMS = 0.1 maka Waktu Kerja Aktual Rele ( T) adalah :
T= TMSxTm
Waktu kerja aktual rele T = 0.1 x 2.2 = 0.22 detik
Selanjutnya ke rele C
Grading Rele C :
• Harus di setel pada grading waktu standard yaitu 0.5 detik lebih
lambat dari setelan waktu rele D sehingga setelan waktu aktual
rele C pada harga arus 2000 A adalah 0.5 +0.22 = 0.72 detik.
jadi nilai T = 0.72 detik
• Jika setelan arus pada rele c dibuat lebih tinggi adalah 100 % maka
pada arus 2000 A nilai plug PMS menjadi 2000/(1.0x5x60)= 6.66
detik dari kurva standar IDMT diperoleh waktu kerja
karakteristik (Tm)= 3.5 detik.
• Jadi Nilai TMS adalah : 0.72/3.5 = 0.21
• Kemudian Pada Gangguan deket C yg memberikan arus 3000 Amper
dgn setelan 100 % maka setelan arus PMS menjadi :
3000//(1.0x5x60) =10 dari kurva standar IDMT diperoleh
waktu kerja karakteristik (Tm)= 3.0 detik.
• Dengan demikian pada TMS 0.21 Waktu kerja Aktual rele (T)
menjadi = TMSxTm =0.21x3.0 = 0.63 detik
Studi Praktis :2
62
63
0.5..?
64
65
66
67
68
Motor stall time
Cb 50/51
Damage curve trafo
vcb
fuse
Inrush
trafo
Relay oc with
vcb
Thermal
over load
mccb
kontaktor
Damage curve
motor
Copyright 2014 Operation Technology, Inc. - Workshop Notes: Protective Device Coordination/Selectivity - ETAP STAR
Slide 5
B. Pengaman thd Gangguan Dalam Generator
Gangguan dalam generator secara garis besar ada 5 macam
yaitu:
a. Hubungan singkat antara fasa
b. Hubungan singkat fase ke tanah
c. Suhu tinggi
d. Penguat hilang
e. Hubung singakat dalam sirkit rotor
C. Pengaman thd gangguan Mesin Penggerak
70
71
72
Selain “ELCB (GFCI)” dan “Oveload Heater” pada Motor Control,
Alat Proteksi Utama pemutus
Listrik adalah :
1.Circuit Breaker
& (atau)
2.Fuse (Sekering)
73
1. Circuit Breaker (CB)
a). MCB (Miniatur Circuit Breaker) : bisa trip sendiri
b). MCCB (Molded Case Circuit Breaker) : bisa trip sendiri
c). ACB (Air Circuit Breaker) : ada yang bisa trip sendiri, ada
yang dilengkapi Protective Relays
d). OCB (Oil Circuit Breaker) : dilengkapi Protective Relays
e). VCB (Vacuum Circuit Breaker) : dilengkapi Protective Relays
f). SF6CB (Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker) : dilengkapi
dengan Protective Relays
74
a).MCB (Miniatur Circuit Breaker)
MCB berfungsi mengamankan arus hubung singkat (short circuit)
dan pembatas daya (overload) , kerjanya berdasarkan dua
kendali.
Kendali panas terbuat dari elemen dwilogam yang akan bekerja
jika daya beban melebihi batas dan kendali elektromagnetik
untuk arus hubung singkat akan bekerja jika arus yang
mengalir
jauh melampaui arus nominal yang ditentukan; biasanya setelan
pengaman ini 6 s/d 12 kali arus nominal, tergantung dari tipe
MCB tersebut apakah tipe lambat atau cepat.
MCB 1 fasa, 2 fasa, 3 fasa
75
Berdasarkan penggunaan dan daerah kerjanya, MCB dapat
digolongkan menjadi 5 jenis yaitu :
1. Tipe Z (rating dan breaking capacity kecil) :
Digunakan untuk pengaman rangkaian semikonduktor dan
trafo-trafo yang sensitif terhadap tegangan.
2. Tipe K (rating dan breaking capacity kecil) :
Digunakan untuk mengamankan alat-alat rumah tangga.
3. Tipe G (rating besar) untuk pengaman motor.
4. Tipe L (rating besar) untuk pengaman kabel atau jaringan.
5. Tipe H untuk pengaman instalasi penerangan bangunan
76
Tunjukkan dan jelaskan
MCB (Miniatur Circuit Breaker)
sebagai penegasan penjelasan
77
b). MCCB (Molded Case Circuit Breaker)
MCCB merupakan salah satu alat pengaman yang dalam proses
operasinya mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pengaman dan
sebagai alat untuk penghubung.
Jika dilihat dari segi pengaman, maka MCCB dapat berfungsi
sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus
beban lebih. Pada jenis tertentu pengaman ini, mempunyai
kemampuan pemutusan yang dapat diatur sesuai dengan yang
diinginkan.
Keterangan :
1. Bodi dan tutup
2. Peredam busur api
3. Blok sambungan
4. Penggerak lepas-sambung
5. Kontak bergerak
6. Data kelistrikan dan pabrik pembuat
7. Unit magnetik trip
Gambar MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
78
c). ACB (Air Circuit Breaker)
ACB (Air Circuit Breaker) merupakan jenis circuit breaker dengan sarana
pemadam busur api berupa udara. ACB dapat digunakan pada tegangan
rendah dan tegangan menengah. Udara pada tekanan ruang atmosfer
digunakan sebagai peredam busur api yang timbul akibat proses
switching maupun gangguan.
Pengoperasian pada bagian mekanik ACB dapat dilakukan dengan
bantuan solenoid motor ataupun pneumatik.
LV-ACB:
Voltage = 250V dan 660V
Current Rating = 800A-6300A
Interrupting Rating = 45kA-170kA
MV-ACB:
Tegangan = 7,2kV dan 24kV
Current Rating = 800A-7000A
Interrupting rating = 12,5kA-72kA
Gambar ACB (Air Circuit Breaker)
79
d). OCB (Oil Circuit Breaker)
Oil Circuit Breaker adalah jenis CB yang menggunakan minyak sebagai
sarana pemadam busur api yang timbul saat terjadi gangguan.
Bila terjadi busur api dalam minyak, maka minyak yang dekat busur api
akan berubah menjadi uap minyak dan busur api akan dikelilingi oleh
gelembung-gelembung uap minyak dan gas.
Gas yang terbentuk tersebut mempunyai sifat thermal conductivity
yang baik dengan tegangan ionisasi tinggi sehingga baik sekali
digunakan sebagi bahan media pemadam loncatan bunga api.
Gambar OCB (Oil Circuit Breaker)
80
e). VCB (Vacuum Circuit Breaker)
Vacuum circuit breaker memiliki ruang hampa udara untuk
memadamkan busur api, pada saat circuit breaker terbuka (open),
sehingga dapat mengisolir hubungan setelah bunga api terjadi, akibat
gangguan atau sengaja dilepas.
tampak dalam
Gambar VCB (Vacum Circuit Breaker)
81
f). SF6 CB
(Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker)
SF6 CB adalah pemutus rangkaian yang menggunakan gas SF6 sebagai
sarana pemadam busur api.
Gas SF6 merupakan gas berat yang mempunyai sifat dielektrik dan sifat
memadamkan busur api yang baik sekali.
Prinsip pemadaman busur apinya adalah Gas SF6 ditiupkan sepanjang
busur api, gas ini akan mengambil panas dari busur api tersebut dan
akhirnya padam.
Rating
tegangan CB
antara 3.6 KV
- 760 KV.
82
2.Fuse
Patron leburnya akan lebur jika ada arus yang besarnya jauh melampaui
arus nominal pengaman tersebut , sehingga patron lebur/sekring
tersebut putus dan tidak bisa digunakan lagi.
Sekarang banyak digunakan sekring otomatis yang dapat digunakan lagi
jika rangkaian terjadi hubung singkat, karena didalam sekring tersebut
tidak digunakan pengaman lebur tetapi menggunakan elektromagnetik.
Pengaman tersebut akan bekerja jika arus gangguan atau arus hubung
singkat melampaui setelan nominal alat pengaman tersebut dan dapat
disetel lagi jika gangguan sudah teratasi.
Sekering otomatis
83
A fuse may be defined as a device that protects a circuit by fusing
open its current-responsive element when an overcurrent or
short-circuit current passes through it.
[Fuse bisa didefinisikan sebagai alat yang memproteksi circuit
dengan cara membuka elemen respon arusnya, ketika arus lebih
atau arus hubung singkat melewatinya].
Fuse dibuat untuk tegangan rendah maupun tegangan menengah.
Berikut ini adalah klasifikasi Fuse tegangan rendah.
84
Alat (Gawai) Proteksi listrik dalam Pemeliharaan listrik:
Aplikasi Circuit Breaker dan Aplikasi Fuse
Circuit Breakers as
Protective Device
Fuses as
Protective Device
85
Alat (Gawai) Proteksi listrik dalam Pemeliharaan listrik: Aplikasi
Kombinasi Circuit Breaker dan Fuse
Combination Circuit Breakers & Fuses as
Protective Devices
86
Diagram Skematik ELCB
Diagram skematik RCD
87
Generator Transformator Transmisi Gardu Induk
Dalam sistem tenaga listrik seperti gambar diatas, apabila terjadi gangguan pada
titik K, maka hanya C.B.6 saja yang boleh bekerja ,sedangkan untuk C.B.1 , C.B.2
1
dan C.B.-C.B. yang lain tidak boleh bekerja.
DEFINISI – DEFINISI :
1.
Proteksi sitem tenaga listrik adalah suatu proses
menjadikan Pembangkitan, Transmisi, Distribusi,
dan Pemanfaatan (konsumsi) enegi listrik se-aman
mungkin dari efek-efek kegagalan dan kejadian
yang menempatkan sistem tenaga pada risiko.
2.
Proteksi terhadap suatu sistem tenaga listrik adalah
sistem pengaman yang di lakukan terhadap
peralatan-peralatan listrik, yang terpasang pada
sistem tenaga listrik.
2
terhadap peralatan-peralatan listrik, yang
terpasang pada sistem tenaga listrik tersebut. ???
Misalnya Generator, Transformator, Jaringan
Transmisi/distribusi dan lain-lain
terhadap kondisi abnormal dari sistem itu sendiri.
Yang di maksud dengan kondisi abnormal tersebut
antara lain dapat berupa :
a. Hubung singkat
b. Tegangan lebih/kurang
c. Beban lebih
d. Frekwensi sistem turun/naik
3
Tujuan proteksi dan koordinasi sistem listrik
menurut ANSI/IEEE Std 242 1986/2001
Prinsip Utama :
Tujuan dari proteksi dan koordinasi sistem listrik
adalah :
Mencegah kecelakaan pada manusia
Meminimalisasi kerusakan pada peralatan
Membatasi durasi pemadaman listrik
Note :
ANSI = American National Standards Institute
IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineers
4
Paper of ANSI/IEEE Std 242 1986/2001 (Objectives of
Electrical System Protection)
5
6
Relay proteksi pengaman sistem tenaga listrik antara
lain :
Penggunaan Relay dalam melayani pengamanan
system terutama terhadap kondisi abnormal yang
terjadi diantaranya
A.
Pengamanan terhadap sambaran petir
- Kawat tanah
- Arrester
B. Pengamanan terhadap arus/teganggan lebih
- Relay
- Pemutus (circuit breaker)
7
Tujuan dari sistem proteksi secara luas adalah
1. Mengidentifikasi gangguan, memisahkan bagian instalasi
yang terganggu dari bagian lain yang masih normal dan
sekaligus mengamankan instalasi dari kerusakan
atau
kerugian yang lebih besar, serta memberikan informasi /
tanda bahwa telah terjadi gangguan, yang pada umumnya
diikuti dengan membukanya PMT.
2. Pemutus Tenaga ( PMT ) untuk memisahkan /
menghubungkan satu bagian instalasi dengan bagian
instalasi lain, baik instalasi dalam keadaan normal maupun
dalam keadaan terganggu. Batas dari bagian-bagian
instalasi tersebut dapat terdiri dari satu PMT atau lebih.
Syarat yang harus dimiliki oleh sebuah sistem proteksi adalah
8
Sensitif , Andal, Selektif, Cepat
1)
Peka/sensitive
Relay harus dapat bekerja dengan kepekaan yang tinggi,artinya harus cukup
sensitive terhadap gangguan di daerahnya meskipun gangguan tersebut
minimum,selanjutnya memberikan jawaban / response.
2)
Andal/reliability
Keandalan relay dihitung dengan jumlah relay bekerja/mengamankan daerahnya
terhadap jumlah gangguan yang terjadi.Keandalan relay dikatakan cukup baik bila
mempunyai harga : 90-99%..Misalnya,dalam sutu tahun terjadi gangguan
sebanyak 25 x dan relay misal dapat bekerja dengan sempurna sebanyak 23 x
,maka keandalan relay
23 / 25 x 100 % = 92 %
Keandalan dapat dibagi 2 :
Dependability
: relay harus dapat diandalkan setiap saat
Security
: tidak boleh salah kerja /tidak boleh bekerja yang bukan
seharusnya bekerja.
3)
Sederhana / simplicity
Makin sederhana sistem relay semakin baik,mengingat setiap peralatan /
komponen relay memungkinkan mengalami kerusakan.Jadi sederhana maksudnya
kemungkinan terjadinya kerusakan kecil.
4)
Murah / economy
Relay sebaiknya yang murah,tanpa meninggalkan persyaratan-persyaratan yang
telah disebutkan diatas.
9
Hal – hal yang menyebabkan
CB gagal
• Kerusakan Relay/Relay
• tidak bekerja
*
Kerusakan pada VT
*
Terganggunya sumber (DC
*
Terganggu Relay
10
Relay adalah
Sebuah alat yang bertugas
menerima/mendeteksi besaran tertentu untuk kemudian
mengeluarkan perintah sebagai tanggapan (respons) atas
besaran yang dideteksinya.
Berdasarkan cara mendeteksi besaran:
a) Relay Primer; besaran yang dideteksi misalnya arus,
dideteksi secara langsung.
b) Relay Sekunder; besaran yang dideteksi, melalui alat-alat
bantu misalnya trafo arus/trafo tegangan
Konstruksi Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu
kumparan magnit dan kumparan induksi
11
12
Klasifikasi Relay
Dari beberapa macam relay yang ada,dapatlah kita membedakannya menurut
klasifikasinya sebagai berikut :
1.
§
§
§
Berdasarkan prinsip kerjanya :
Relay Elektromagnetis.tarikan dan induksi
Relay Termis
Relay Elektronis
2.
§
§
§
§
§
§
Berdasarkan konstruksinya
Tipe angker tarikan
Tipe batang seimbang
Tipe cakram induksi
Tipe kap induksi
Tipe kumparan yang bergerak
Tipe besi yang bergerak dan lainnya
3.
§
§
§
§
Berdasarkan basaran yang diukur
Relay tegangan
Relay arus
Relay impedansi
Relay frekuensi dan lainnya
13
3. Jenis-jenis Relay
Relay Arus Lebih
Merupakan rele Pengaman yang
bekerja karena adanya besaran arus
dan terpasang pada Jaringan Tegangan
tinggi, Tegangan menengah juga pada
pengaman Transformator tenaga. Rele
ini berfungsi untuk mengamankan
peralatan listrik akibat adanya
gangguan phasa-phasa.
14
CONTOH RELAY ARUS LEBIH
15
Pemeliharaan pada Transmisi Listrik
16
17
Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT)
Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran
Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) adalah
sarana instalasi tenaga listrik diatas tanah untuk
menyalurkan tenaga listrik dari Pusat Pembangkit
ke Gardu Induk (GI) atau dari GI ke GI lainnya
(antar GI).
SUTT/SUTET terdiri dari kawat/konduktor yang
direntangkan antara tiang-tiang melalui isolator–
isolator dengan sistem tegangan tinggi (30 kV, 70
kV, 150 kV dan 500 kV).
18
Perlengkapan Gardu Induk
Busbar/Rel, Gardu Induk dengan
single busbar, Gardu Induk dengan
Doble busbar , Gardu Induk dengan
satu setengah / one half busbar,
Arrester, Transformator Instrumen,
Transformator Tegangan,
Transformator Arus, Transformator
Bantu, Transformator Ukur
19
PMS & PMT
PMS terdiri dari Pemisah Engsel, Pemisah
Putar, Pemisah Siku, Pemisah Luncur
PMT terdiri : PMT dengan Media pemutus
menggunakan udara, PMT dengan Hampa
Udara, PMT dengan Media pemutus
menggunakan Minyak, PMT dengan Sedikit
Minyak, Penggerak Pemutus Tenaga
20
Peralatan Pengaman
Terdiri dari : Lightning Arester ,
Aplikasi PLC, Komunikasi Suara,
Penggunaan Kanal
Suara,Teleproteksi Protection
Signalling, Remote Terminal Unit
(RTU), Rele Proteksi, Annunciator.
21
Karena peranannya yang sangat
penting dalam menyalurkan daya
listrik dan menjadi penghubung listrik
dari jaringan transmisi ke jaringan
distribusi
primer
maka
harus
diterapkan sistem pentanahan yang
memenuhi
persyaratan
sistem
pengaman yaitu :
22
Instalasi Listrik
Instalasi Listrik pada Transmisi Listrik
Secara umum, Transmisi listrik menyalurkan tenaga listrik arus
bolak-balik tiga fasa melalui Tower .
Tegangan generator paling tinggi yang dapat dibangkitkan
oleh pembangkit listrik adalah 23 kV.
Pada saat ini, dalam tingkat riset sedang dikembangkan
generator yang dapat membangkitkan tegangan listrik sampai
150 kV.
Diagram satu garis instalasi tenaga listrik pada pusat
pembangkit listrik sederhana ditunjukkan pada gambar
dibawah ini.
23
24
25
26
27
Pusat pembangkit listrik yang sudah beroperasi secara komersial
secara umum ditunjukkan pada Gambar.
Tegangan listrik yang dihasilkan oleh generator sinkron
dinaikkan dengan menggunakan transformator listrik sebelum
dihubungkan pada rel (busbar) melalui pemutus tenaga (PMT).
Semua generator listrik yang
dihubungkan pada rel (busbar).
menghasilkan
energi
listrik
Begitu pula semua saluran keluar dari pusat listrik dihubungkan
dengan rel pusat listrik.
Saluran yang keluar dari rel pusat pembangkit listrik digunakan
untuk mengirim tenaga listrik dalam jumlah besar ke lokasi
pemakai (beban) dan digunakan untuk menyediakan tenaga
listrik di lokasi sekitar pusat pusat pembangkit listrik.
28
Selain itu juga ada saluran (feeder) yang digunakan
menyediakan tenaga listrik untuk keperluan pusat pembangkit
sendiri yang digunakan untuk sumber tenaga listrik pada
instalasi penerangan, mengoperasikan motor-motor listrik
(motor listrik sebagai penggerak pompa air pendingin, motor
listrik sebagai penggerak pendingin udara, motor listrik sebagai
penggerak peralatan pengangkat, keperluan kelengkapan
kontrol, dan lain-lain).
Pada pusat pembangkit listrik juga memiliki instalasi listrik
dengan sumber tegangan listrik arus searah.
Sumber listrik arus searah pada pusat pembangkit tenaga listrik
digunakan untuk menggerakkan peralatan mekanik pada
pemutus tenaga (PMT) dan untuk lampu penerangan darurat.
Sumber listrik arus searah yang digunakan pada pusat
pembangkit listrik adalah baterai aki yang diisi oleh penyearah. 29
Proteksi
Proteksi sitem tenaga listrik adalah suatu proses menjadikan
Pembangkitan, Transmisi, Distribusi, dan Pemanfaatan
(konsumsi) enegi listrik seaman mungkin dari efek-efek
kegagalan dan kejadian yang menempatkan sistem tenaga
pada risiko.
Tidak mungkin kita menjadikan sistem tenaga listrik 100%
aman (safe) atau 100% dapat diandalkan (reliable), karena
biayanya akan sangat mahal.
Oleh karena itu perlu penilaian risiko (risk assessment) untuk
menentukan tingkat bahaya yang dapat diterima terhadap
kecelakaan atau biaya akibat kerusakan.
30
Alat Proteksi Generator
Gangguan pada generator antara lain dapat disebabkan
oleh:
a. Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.
b. Beban lebih (overload).
c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.
d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.
e. Kehilangan medan penguat (loss of field).
F. Arus tidak seimbang (unbalance current) pada stator.
g.RELAY Daya balik (motoring).
h. Out of step
31
Empat faktor PENTING :
a.
Memilih jenis rele yang sesuai dengan jenis
gangguan yang mungkin timbul.
b. Mengkoordinasi penyetelan rele yang satu
dengan yang lainnya.
c. Mempertimbangkan segi produksi,
pemeliharaan generator dan pemeliharaan
peralatan pengamannya.
d. Mengadakan tenaga-tenaga operator dan
teknisi pemeliharaan yang memadai.
32
Pengaman generator secara garis besarnya terdiri dari :
a. Pengamanan terhadap gangguan di luar generator, yaitu
gangguan dalam system yang dihubungkan dengan
generator.
b.Pengamanan terhadap ganguan yang terjadi didalam
generator
c.Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak
yang memerlukan pelepasan PMT generator.
33
Maka pengamanan generator terhadap
gangguan luar generator yang utama
adalah relay arus lebih.
A. Pengamanan Terhadap Gangguan Luar
Pengamanan generator terhadap gangguan luar
generator yang utama adalah RELAY ARUS
LEBIH.
34
PROTEKSI ARUS LEBIH - OCR
adalah perlindungan sistem dan
peralatan dari arus yang melebihi arus
nominalnya. Sedangkan tujuan
proteksi itu sendiri adalah untuk
mendiskriminasi bagian sistem atau
peralatan akibat gangguan yang
terjadi sehingga sistem dan peralatan
tidak mengalami kerusakan
35
ILUSTRASI RANGKAIAN OCR PENGHANTAR
PADA GARDU INDUK 150 KV
36
Circuit Breaker / PMT dengan Rele Proteksi
37
KORDINASI RELAY ARUS LEBIH
PMT.3
PMT.4
PMT.2
PMT.1
BUS 1
BUS 2
BUS 3
BUS 4
38
Besaran Pada Rele
-Arus Pick –Up (Ip)
harga arus minimum yang mengalir pada rele beroperasi, disebut juga arus operasi
-Arus drop out (Id)
harga maksimum dan arus yang mengalir pada rele yg menyebabkan rele tidak beroperasi
-Reset ratio (Kd)
perbandingan antara arus drop out dan arus pick-up
Kd = Id
Ip
Harga Kd untuk beberapa jenis rele :
Rele elektromagnetik
Rele induksi mendekati
Rele statik
Rele digital
:
:
:
:
0,8 – 0,95
1,0
0,9 - 1,0
0,9 - 1,0
Karakteristik
Rele Arus Lebih
Kurva rele pengaman digolongkan dalam beberapa karakteristik
•Arus lebih seketika (instantaneous)
•Arus lebih waktu tertentu (definite time)
•Arus lebih dengan waktu terbalik (inverse time)
•Kombinasi karakteristik waktu seketika dengan waktu tertentu
•Kombinasi karakteristik waktu seketika dengan waktu terbalik
Karakteristik Arus Lebih Seketika
Karakteristik Arus Lebih Waktu tertentu
Karakteristik Arus Lebih Waktu terbalik
Persamaan Kurva Rele
Berdasar Standart IEC 255-3 dan BS 142
Karakteristik waktu arus terbalik disebut juga Inverse Definite Minimum Time (IDMT) dinyatakan dengan persamaan :
- Standart Inverse
t=
M
0,14
x
0,02
I
1 10
- Very Inverse
t=
- Extremelly Inverse
t=
13,5 M
x
I 1 10
M
80
x
I 2 1 10
- Long Time Inverse
t=
120 M
x
I 1 10
Keterangan :
I
M
= Current Multiple
= Plug setting atau time multiplier
PROSEDUR KARAKTERISTIK
IDMT
Dilakukan atas dua stelan :
• Pertama : Menghitung arus gangguan
maksimum pada masing masing titik
rele gangguan 3 fasa
• Menghitung Arus gangguan minimum
• gangguan fasa
Prinsip dasar relay koordinasi terbagi dua, yaitu :
1. Diskriminasi Waktu – Time Grading
Metoda ini bekerja berdasarkan waktu setting,
sehingga relay akan bekerja jika waktu setting
terpenuhi. Dibawah ini sistem distribusi radial
sederhana untuk melihat aplikasi dari diskriminasi
waktu.
45
Time Grading Sistem
46
2. Diskriminasi Arus
Metoda ini bekerja
berdasarkan arus, hal ini
disebabkan karena besarnya
arus disetiap posisi/bagian
bervariasi.
Dengan metoda ini, semakin
besar arus gangguan yang
terjadi maka time trip nya pun
akan semakin pendek.
Dibawah ini merupakan kurva
karakterisrik diskriminasi
dengan arus.
47
Current Grading
48
Time and Current Grading
49
50
51
52
53
54
Studi Praktis 1
Jariangan Radial yang dilengkapi relay standard IDMT
55
• Prosedur Kordinasi dgn menggunakan
relay dengan karakteristik IDMT
dilakukan atas dua setelan yaitu
1. Setelan Arus Kerja dan
2. Setelan Waktu Kerja
• Sesuai karakteristiknya waktu kerja
relay IDMT mengikuti waktu kerja
Inverse secara proporsional sesuai
level gangguan
• Dua elemen setelan reley jenis Invers
1. Time Multiplier Setting (TMS)
2. Plug Setting Multiplier (PMS)
TMS
PMS
Adalah perbandingan antara arus primer
denngan setelan arus primer, atau sama dengan
perbandingan antara arus primer dengan
setelan arus rele dikalikan rasio trafo, atau
samadengan perbandingan antara arus primer
dgn arus kerja primer
contoh
• Bila arus maksimum yg bisa terjadi pada lokasi
rele misalnya 3000 Amper, sedang rele disetel
kerja hanya 50 % dan rasio Trafo = 400/5
• Berapa PMS ?
JAWAB :
rasio trafo 400/5 = 80,
arus rele = 5, setelan kerja 50 %
• PMS = 3000/(0.5x5Ax80A) = 15
Jika di setel hanya 200 % pada rasio trafo arus yg
sama ,maka
PMS = 3000/(2x5x80) = 3.75
Grafik 1 : Karakteristik umum Waktu – Arus
dari Rele Standard IDMT
Grafik 2 : kurva Standard IEC 60255-4
ttg batas akurasi rele arus lebih IDMT.
Pembahasan
Prosedur Kordinasi Grading arus dan waktu pada jaringan distribusi Radial :
Prosedur Grading dimulai dari rele D: (paling ujung)
• Nilai TMS harus di setel pada kurva terendah , misal diambil TMS 0.1 lihat
grafik no 1 karakteristik umum waktu – arus dari relay standard IDMT
• Jika arus beban pada gardu tdk lebih dari 100 Amper, kemudian setelan arus
rele 50 % dari arus nominalnya, sehinggah nilai nya : 5 x 0.5=2.5 A pd Rasio
trafo arus : 200/5 = 40
• Maka Nilai PMS adalah : 2000/(0.5x5x40) = 20. lihat grafik 2
kurva Standard IEC 60255-4 ttg batas akurasi rele arus lebih IDMT.
Pada nilai PMS = 20 diperoleh waktu kerja yg diperoleh dari karakteristik rele
(Tm) adalah = 2.2 detik
• Dgn menggunakan nilai TMS = 0.1 maka Waktu Kerja Aktual Rele ( T) adalah :
T= TMSxTm
Waktu kerja aktual rele T = 0.1 x 2.2 = 0.22 detik
Selanjutnya ke rele C
Grading Rele C :
• Harus di setel pada grading waktu standard yaitu 0.5 detik lebih
lambat dari setelan waktu rele D sehingga setelan waktu aktual
rele C pada harga arus 2000 A adalah 0.5 +0.22 = 0.72 detik.
jadi nilai T = 0.72 detik
• Jika setelan arus pada rele c dibuat lebih tinggi adalah 100 % maka
pada arus 2000 A nilai plug PMS menjadi 2000/(1.0x5x60)= 6.66
detik dari kurva standar IDMT diperoleh waktu kerja
karakteristik (Tm)= 3.5 detik.
• Jadi Nilai TMS adalah : 0.72/3.5 = 0.21
• Kemudian Pada Gangguan deket C yg memberikan arus 3000 Amper
dgn setelan 100 % maka setelan arus PMS menjadi :
3000//(1.0x5x60) =10 dari kurva standar IDMT diperoleh
waktu kerja karakteristik (Tm)= 3.0 detik.
• Dengan demikian pada TMS 0.21 Waktu kerja Aktual rele (T)
menjadi = TMSxTm =0.21x3.0 = 0.63 detik
Studi Praktis :2
62
63
0.5..?
64
65
66
67
68
Motor stall time
Cb 50/51
Damage curve trafo
vcb
fuse
Inrush
trafo
Relay oc with
vcb
Thermal
over load
mccb
kontaktor
Damage curve
motor
Copyright 2014 Operation Technology, Inc. - Workshop Notes: Protective Device Coordination/Selectivity - ETAP STAR
Slide 5
B. Pengaman thd Gangguan Dalam Generator
Gangguan dalam generator secara garis besar ada 5 macam
yaitu:
a. Hubungan singkat antara fasa
b. Hubungan singkat fase ke tanah
c. Suhu tinggi
d. Penguat hilang
e. Hubung singakat dalam sirkit rotor
C. Pengaman thd gangguan Mesin Penggerak
70
71
72
Selain “ELCB (GFCI)” dan “Oveload Heater” pada Motor Control,
Alat Proteksi Utama pemutus
Listrik adalah :
1.Circuit Breaker
& (atau)
2.Fuse (Sekering)
73
1. Circuit Breaker (CB)
a). MCB (Miniatur Circuit Breaker) : bisa trip sendiri
b). MCCB (Molded Case Circuit Breaker) : bisa trip sendiri
c). ACB (Air Circuit Breaker) : ada yang bisa trip sendiri, ada
yang dilengkapi Protective Relays
d). OCB (Oil Circuit Breaker) : dilengkapi Protective Relays
e). VCB (Vacuum Circuit Breaker) : dilengkapi Protective Relays
f). SF6CB (Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker) : dilengkapi
dengan Protective Relays
74
a).MCB (Miniatur Circuit Breaker)
MCB berfungsi mengamankan arus hubung singkat (short circuit)
dan pembatas daya (overload) , kerjanya berdasarkan dua
kendali.
Kendali panas terbuat dari elemen dwilogam yang akan bekerja
jika daya beban melebihi batas dan kendali elektromagnetik
untuk arus hubung singkat akan bekerja jika arus yang
mengalir
jauh melampaui arus nominal yang ditentukan; biasanya setelan
pengaman ini 6 s/d 12 kali arus nominal, tergantung dari tipe
MCB tersebut apakah tipe lambat atau cepat.
MCB 1 fasa, 2 fasa, 3 fasa
75
Berdasarkan penggunaan dan daerah kerjanya, MCB dapat
digolongkan menjadi 5 jenis yaitu :
1. Tipe Z (rating dan breaking capacity kecil) :
Digunakan untuk pengaman rangkaian semikonduktor dan
trafo-trafo yang sensitif terhadap tegangan.
2. Tipe K (rating dan breaking capacity kecil) :
Digunakan untuk mengamankan alat-alat rumah tangga.
3. Tipe G (rating besar) untuk pengaman motor.
4. Tipe L (rating besar) untuk pengaman kabel atau jaringan.
5. Tipe H untuk pengaman instalasi penerangan bangunan
76
Tunjukkan dan jelaskan
MCB (Miniatur Circuit Breaker)
sebagai penegasan penjelasan
77
b). MCCB (Molded Case Circuit Breaker)
MCCB merupakan salah satu alat pengaman yang dalam proses
operasinya mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pengaman dan
sebagai alat untuk penghubung.
Jika dilihat dari segi pengaman, maka MCCB dapat berfungsi
sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus
beban lebih. Pada jenis tertentu pengaman ini, mempunyai
kemampuan pemutusan yang dapat diatur sesuai dengan yang
diinginkan.
Keterangan :
1. Bodi dan tutup
2. Peredam busur api
3. Blok sambungan
4. Penggerak lepas-sambung
5. Kontak bergerak
6. Data kelistrikan dan pabrik pembuat
7. Unit magnetik trip
Gambar MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
78
c). ACB (Air Circuit Breaker)
ACB (Air Circuit Breaker) merupakan jenis circuit breaker dengan sarana
pemadam busur api berupa udara. ACB dapat digunakan pada tegangan
rendah dan tegangan menengah. Udara pada tekanan ruang atmosfer
digunakan sebagai peredam busur api yang timbul akibat proses
switching maupun gangguan.
Pengoperasian pada bagian mekanik ACB dapat dilakukan dengan
bantuan solenoid motor ataupun pneumatik.
LV-ACB:
Voltage = 250V dan 660V
Current Rating = 800A-6300A
Interrupting Rating = 45kA-170kA
MV-ACB:
Tegangan = 7,2kV dan 24kV
Current Rating = 800A-7000A
Interrupting rating = 12,5kA-72kA
Gambar ACB (Air Circuit Breaker)
79
d). OCB (Oil Circuit Breaker)
Oil Circuit Breaker adalah jenis CB yang menggunakan minyak sebagai
sarana pemadam busur api yang timbul saat terjadi gangguan.
Bila terjadi busur api dalam minyak, maka minyak yang dekat busur api
akan berubah menjadi uap minyak dan busur api akan dikelilingi oleh
gelembung-gelembung uap minyak dan gas.
Gas yang terbentuk tersebut mempunyai sifat thermal conductivity
yang baik dengan tegangan ionisasi tinggi sehingga baik sekali
digunakan sebagi bahan media pemadam loncatan bunga api.
Gambar OCB (Oil Circuit Breaker)
80
e). VCB (Vacuum Circuit Breaker)
Vacuum circuit breaker memiliki ruang hampa udara untuk
memadamkan busur api, pada saat circuit breaker terbuka (open),
sehingga dapat mengisolir hubungan setelah bunga api terjadi, akibat
gangguan atau sengaja dilepas.
tampak dalam
Gambar VCB (Vacum Circuit Breaker)
81
f). SF6 CB
(Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker)
SF6 CB adalah pemutus rangkaian yang menggunakan gas SF6 sebagai
sarana pemadam busur api.
Gas SF6 merupakan gas berat yang mempunyai sifat dielektrik dan sifat
memadamkan busur api yang baik sekali.
Prinsip pemadaman busur apinya adalah Gas SF6 ditiupkan sepanjang
busur api, gas ini akan mengambil panas dari busur api tersebut dan
akhirnya padam.
Rating
tegangan CB
antara 3.6 KV
- 760 KV.
82
2.Fuse
Patron leburnya akan lebur jika ada arus yang besarnya jauh melampaui
arus nominal pengaman tersebut , sehingga patron lebur/sekring
tersebut putus dan tidak bisa digunakan lagi.
Sekarang banyak digunakan sekring otomatis yang dapat digunakan lagi
jika rangkaian terjadi hubung singkat, karena didalam sekring tersebut
tidak digunakan pengaman lebur tetapi menggunakan elektromagnetik.
Pengaman tersebut akan bekerja jika arus gangguan atau arus hubung
singkat melampaui setelan nominal alat pengaman tersebut dan dapat
disetel lagi jika gangguan sudah teratasi.
Sekering otomatis
83
A fuse may be defined as a device that protects a circuit by fusing
open its current-responsive element when an overcurrent or
short-circuit current passes through it.
[Fuse bisa didefinisikan sebagai alat yang memproteksi circuit
dengan cara membuka elemen respon arusnya, ketika arus lebih
atau arus hubung singkat melewatinya].
Fuse dibuat untuk tegangan rendah maupun tegangan menengah.
Berikut ini adalah klasifikasi Fuse tegangan rendah.
84
Alat (Gawai) Proteksi listrik dalam Pemeliharaan listrik:
Aplikasi Circuit Breaker dan Aplikasi Fuse
Circuit Breakers as
Protective Device
Fuses as
Protective Device
85
Alat (Gawai) Proteksi listrik dalam Pemeliharaan listrik: Aplikasi
Kombinasi Circuit Breaker dan Fuse
Combination Circuit Breakers & Fuses as
Protective Devices
86
Diagram Skematik ELCB
Diagram skematik RCD
87