Ocr Time Invers (kelompok 1).docx

LAPORAN PRAKTIKUM PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK RELE ARUS LEBIH WAKTU TERBALIK

Dosen : Carlos Rs, S.T., M.T Disusun oleh : Kelompok 1 (Satu) Anggota

:

1. Firzal Al Bahrie

(061630311419)

2. Fricilia Indah P

(061630311420)

3. Muhammad Shafiq

(061630311426)

4. Nebo Kapora

(061630311427)

Kelas

: 5 LE

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2019

RELE ARUS LEBIH WAKTU TERBALIK

1. Tujuan Percobaan 1.1 Menyelidiki operasi rele untuk penyetelan berbeda 1.2 Menentukan rasio penyetelan ulang 1.3 Mengukur sifat penundaan 1.4 Mengukur waktu pengoperasian 1.5 Mengukur konsumsi daya instrinsic 1.6 Mencatat karakteristik bentuk rele 1.7 Mendemostrasikan pemutusan pada suatu jaringan tiga fasa dengan pewaktu dan dengan tingkatan seketika.

2. Teori Dasar Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerja berdasarkan kenaikan besaran arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu dan dalam jangka waktu tertentu sehingga dapat melebihi suatu nilai pengamanan tertentu dan dalam jangka waktu tertentu, sehingga dapat digunakan sebagai pola pengamanan arus lebih atau hubung singkat. Rele arus lebih tidak hanya bekerja karena adanya kenaikan arus tetapi yang terpenting adalah kemampuan rele untuk mendeteksi atau memonitor kenaikan arus apabila telah melampaui batas arus dan waktu yang tekah ditentukan. Untuk kerja (performance) rele dipengaruhi oleh konstruksimya, yaitu dengan prinsip elektromekanik atau elektronik dengn saklar statis. Pengukuran arus gangguan pada jaringan oleh rele arus lebih ditransformasikan dengan nilai arus yang lebih kecil melalui perbandingan lilitan menggunakan transformator arus ( Current Transformator / CT ). Hubungan rele arus lebih , transformator arus pemutus tenaga pada jaringan ditunjukkan pada gambar 1 Rele arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik ( inverse time ) beroperasi jika jangka waktu mulai bekerja ( pick up ) sampai selesainya kerja rele

diperpanjang dengan nilai yang berbanding terbalik dengan besarnya arus yang menggerakkan seperti diperlihatkan pada gambar 3.2

Gambar 1 Hubungan rele arus lebih pada jaringan Rele arus lebih tidak hanya bekerja karena adanya kenaikan arus tetapi yang terpenting adalah kemampuan rele untuk mendeteksi atau memonitor kenaikan arus bila telah melampaui batas arus dan waktu yang telah ditentukan. Untuk kerja (performance) rele dipengaruhu oleh konstruksinya yaitu dengan prinsip elektromekanik atau elektronik dengan saklar statis.

Gambar 2 Karakteristik waktuterbalik (inverse time) Rele arus lebih IKC913 merupakan rele arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik (inverse time) merupakan suatu rele statis untuk penaman jaringan distribusi terhadap hubung singkat, dimana penundaan waktu bergantung arus. Rele mempunyai suatu pewaktu (1>) dengan penundaan waktu dan suatu tingkat seketika ( I>>) yang beroperasi tanpa penundaan . Arus puncak pengoperasian normal sama seperti yang terjadi pada proses saklar menutup, sebagai contoh tidak mendahului pemutusan (tripping) rele, mengingat hubung singkat dengan nilai tinggi memutus dengan segera. Sebagai hasil lebar jangkauan (range) penyetelan pada karakteristik pemutusan, rele dapat digunakan dalam suatu lebar berbagai penerapan, sebagai contoh : juga untuk pengaman gangguan tanah. Terminal masukan untuk pantauan monitoring arus diberikan pada terminal A2-A3,A6-A7,A10-A11, konsumsi daya pada pengukuran masukan berkisar 0,07 VA. Karakteristik pemutusan pewaktu rele didasarkan pada arus dasar (Ib) yang dapat disetel pada 0,4-3,4 kali arus rating (IN) dalam tahap 0,2 menggunakan saklar pemilih. Arus rating adalah 1 A, seperti dalam kasus versi satu fasa rele waktu tertentu.

Suatu pemulai (start) dapat dicapai apabila arus pengukuran sangat besar melebihi nilai 1,1 , Ib. Dengan perangkat pengeset awal ke “normal inverse”, arus bergantung penundaaan waktu (1>) ditentukan berdasarkan formula:

t=

𝑡𝑚𝑠 𝑥 0,14 𝐼𝐵

( 𝐼𝑆 )0,02−1

Dimana nilai referensi waktu disebut k dapat juga dipilih mnggunakan suatu saklar pemilih ( k dapat dipilih pada tahap 0,02 pada tange 0,1 – 1,08, bila k = 0 dipilih keseluruham rele terhambat/blocked, fungsinya dilumpuhkan. 3. Peralatan yang dibutuhkan 1. Pemutus tenaga / CB

(1)

2. Beban resistif

(1)

3. Transformator tiga fasa

(1)

4. Power supply 220 V Ac satu fasa

(1)

5. Power supply 12 V DC

(1)

6. Rele arus lebih waktu terbalik tiga fasa

(1)

7. Amperemeter

(2)

8. Voltmeter

(2)

9. Stopwacth

(1)

10. Bell/buzzer

(1)

11. Kabel penghubung

(1)

4. Prosedur percobaan 1. Merangkai rangkaian seperti digambarkan pada gambar 4 2. Pertama-tama set harga berikut pada rele : Tingkat seketika

I>>

:0

Faktor pewaktu

k

: 10 (artinya : tms diberikan 0,1

Jembatan E7-E8

: terpasang

3. Menghubungkan penjembatan (bridge) “ Relay” dan “PLC” pada CB untuk meniadaan perintah pemutusan (trip) pada modul CB.

4. Set nilai penyetelan arus atau arus dasar Ib pada rele ke nilai 2 (artinya : arus penyetelan rele ( IS= 0,4 A ) 5. Memperhatikan posisi resistor beban, resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%). Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB ( CB posisi on). 6. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus yang masuk ke rangkaian pengukuran dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai rele mulai beroperasi (start) diisyaratkan melalui keluarannya (kontak E7-E8) yang ditandai dengan berbunyinya buzzer. Mencatat nilai arus pada amperemeter sebagai nilai arus pengahsutan (Ist) pada tabel 1. 7. Setelah ini, melalui resistor beban kurngi arus smpai rele melepas (release) yang ditandai dengan padamnya buzzer. Mencatat nilai arus pada amperemeter sebagai nilai arus pelepasan (IRE) pada tabel 1. 8. Mengurangi arus jaringan dengan membuat resistor beban pada posisi maksimum. Memutuskan sumber tegangan tiga fasa dengan memutuskan kontak CB ( CB dalam posisi off) 9. Mengulangi percobaan untuk nilai penyetelan arus IB dari 3 sampai 6. Mencatat masing-masing pengukuran arus pengasutan (IST) dan Arus penyetelan (IS). Gunakan untuk menghitung rasio penyetelan ulang rele dan melengkapi hasil pengukuran pada tabel 1. 10. Merangkai diagram rangkaian seperti digambarkan pada gambar 5 dalam syarat untuk mengukur konsumsi daya instinsic 11. Memperhatikan posisi resistor beban, posisi resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%) . Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on). 12. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus yang masuk ke rangkaian pengukuran dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai arus berkisar 1A 13. Mencatat nilai pengukuran arus dan tegangan untuk menentukan daya terlihat (apparent power) pada rangkaian pengukuran dengan melengkapi tabel 2

14. Mencatat nilai pengukuran arus dan tegangan unutk menentukan daya terlihat (apparent power) pada rangkaian elektronik dengan melengkapi tabel 3 15. Dalam syarat untuk mendemostrasikan pengoperasian rele waktu terbalik, merangkai rangklaian seperti pada gambar 6 16. Pertama-tama membuat penyetelan berikut pada rele : Tingkat seketika I>> : 0 Faktor k

: 10 (artinya :tms diberikan 0,1)

Arus dasar IB

: 2 (artinya : Is diberikan 0,4 )

Jembatan A8-A12

: terpasang ke CB

17. Memperhatikan posisi resistor beban, posisi resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%) . Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on). 18. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus beban (IF) pada jarungan dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai arus berkisar 0,44 A. Setelah ini padamkan jaringan dengan memutuskan kontak CB (CB posisi off) 19. Mempersiapkan stopwatch dan set ke posisi 0. Secara bersamaan hiduokan stopwatch dan menghubungkan ke sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik denan menghubungkan kontak CB ( CB posisi on) 20. Memperhatikan lampu indikator On pada CB. Memadamkan stopwatch bersamaan dengan padamnya lampu indikator ON (lampu indikator off menyala) 21. Mencatat penunjukan waktu pada stopwatch sebagai pengukuran waktu operasi rele dan memasukkan hasil pengukuran pada tabel 4. 22. Menekan tombol reset pada rele sampai lampu indikator operasi padam. 23. Mengulangi untuk setiap prosedur percobaan dengan arus gangguan If dari 0,54 A sampai 1,24 A (dalam tahap 0,1 A). Harus diingat sebelum menghubungkan kontak CB (CB poaisi on) resistor beban harus dalam posisi maksimum ( R=100%)

24. Menggunakan persamaa perhitungan waktu operasi rele pada setiap tahap arus gangguan dan melengkapi tabel 4 25. Mengulangi pengukuran denan penyetelan faktor waktu ke 50 (tms- 0,5), mencatat hasil penukuran pada tabel 5. Jangan memvariasikan penyetelan arus. 26. Untuk mendemostrasikan pemutusan seketika, set penyeelan arus pada rele IB =12 27. Memperhatikan posisi resistor beban , posisi resistor beban harus dalam posisi maksimum (R=100%) . Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on). 28. Menggunakan resistor beban, menaikkan arus beban (IF) pada jarungan dengan memperhatikan alat ukur amperemeter sampai arus berkisar 0,9 A. Setelah ini padamkan jaringan dengan memutuskan kontak CB (CB posisi off) 29. Membuat penyetelan berikut pada rele setelah arus dipadamkan dan stpwatch teah di set ulang : Arus dasar

(IB) : 2 (Is = 0,4 A)

Tingkat seketika

I>> :2 (hasil pada harga pengperasian 2 x Is=0,8 A )

Faktor waktu k

: 10

30. Menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke jaringan listrik dengan menghubungkan kontak CB (CB posisi on) dan secara bersamaan menghiduokan stopwacth 31. Memperhatikan lampu indikator ON pada CB. Memadamkan stopwatch bersamaan dengan padamnya lampu indikator OnN ( lampu indikator Off menyala). Mencatat reaksi pada rel

5. Hasil percobaan Tabel 1. Besaran yang diukur

Hasil pengukuran 1

2

3

4

5

Arus penyetelan, Is (A)

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Harga pengasutan, IST (A)

0,37

0,59

0,75

0,95

1,12

Harga pelepasan , IRE (A)

0,36

0,54

0,71

0,91

1,10

Rasio penyetaln ulang IRE / IST (A)

0,973

0,915

0,946

0,957

0,982

Tabel 2 Tegangan (V)

Arus (A)

Daya (VA)

240

19,8

4,752

Tabel 3 Pengukuran daya terlihat pada rangkaian pengukuran Arus (A)

Tegangan (mV)

Daya (VA)

1

44

0,044

Besaran yang diukur

Hasil pengukuran 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Arus gangguan IF (A)

0,44

0,54

0,64

0,74

0,84

0,94

1,04

1,14

1,24

Faktor keamanan IF/IS

1,1

1,35

1,6

1,85

2,1

2,35

2,6

2,85

3,1

t pengukuran (dt)

9,14

4,9

3,79

2,81

2,55

2,37

2,16

1,99

1,83

t perhitungan (dt)

22

6,97

4,44

3,48

2,8

2,44

2,17

1,98

1,83

Tabel 5 Pengukuran arus dan waktu interupsi untuk Is =0,4 A tms = 0,5 Besaran yang diukur

Hasil pengukuran 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Arus gangguan IF (A)

0,44

0,54

0,64

0,74

0,84

0,94

1,04

1,14

1,24

Faktor keamanan IF/IS

1,1

1,35

1,6

1,85

2,1

2,35

2,6

2,85

3,1

t pengukuran (dt)

15,69

8,24

5,76

4,18

4,11

3,80

3,52

3,13

2,81

t perhitungan(dt)

36,84

11,67

5,65

4,67

4,67

4,06

3,63

3,3

3,06

6. Tugas dan Pertanyaan 1. Berdasarkan hasil pengukuran tabel 1, berapa range dan harga rata-rata rasio penyetelan ulang atau factor arus kembali (Kd) rele arus lebih waktu terbalik yang digunakan ? 2. Berapa konsumsi daya instrinsic (apparent power) rele arus kebih yang dihasilkan untuk arus rangkaian pengukuran 1 A ? 3. Dari hasoil pengukuran pada tabel 5, berapa range dan harga rata-rata factor keamanan pengukuran 9, jika waktu operasi rele arus lebih yang diinginkan t= 5 detik 4. Gambarkan karakteristrik rele arus lebih waktu terbalik berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4 dan tabel 5 5. Tentuksn penyetelan arus atau dasar IB dan facctor perkalian waktu (tms) pada rele arus lebih waktu terbalik dari sistem tenaga listrik seperti gambar dibawah. Faktor keamanan (Kd) merupakan nilai rata-rata hasil percobaan. 6. Tentukan penyetelan arus atau arus dasar (IB) dan factor perkalian waktu (tms) pada rele arus lebih waktu terbalik dari system tenaga listrik seperti gambar di bawah ! Faktor keamanan (Kfk) dan rasio penyetelan ulang (Kd) merupakan nilai rata-rata hasil percobaan.

Gambar 3 Sistem tenaga lsirtik dengan system proteksi menggunakan OCR

7. Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan ini !

Gambar 4 Rangkaian dasar untuk penyelidikan perilaku rele arus lebih waktu terbalik

Gambar 5 Rangkaian untuk menentukan konsumsi daya intrinsic rele arus lebih waktu terbalik

Gambar 6 Rangkaian untuk pencatatan karakteristik rele arus lebih waktu terbalik

7. Perhitungan Tabel 7.1 Perhitungan tabel 3.2 Dik : V = 240 V I = 19,8 mA = 0,0198 A Dit :S Jawab : S = V . I = 240 V x 0,0198 A = 4,75 VA Jadi, daya terlihat pada komponen elektronik adalah 4,75 VA 7.2 Perhitungan tabel 3.3 Dik : I =1A V = 44 mV = 0,044 V Dit :S Jawab : S = V . I = 0,044 V x 1 A = 0,044 VA Jadi, daya terlihat pada komponen pengukuran adalah 0,044 VA 7.3 Perhitungan tabel 3.3 Dik : Is = 0,4 A tms = 0,3 Dit : t, untuk If = a. 0,44 A b. 0,54 A c. 0,64 A d. 0,74 A e. 0,84 A Jawab : a. Untuk If = 0,44 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (1,1)0,02 −1 0,042

= 0,0019

f. g. h. i.

0,94 A 1,04 A 1,14 A 1,24 A

= 22 𝑑𝑡 b. Untuk If = 0,54 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (1,35)0,02 −1 0,042

= 0,00602 = 6,97 𝑑𝑡 c. Untuk If = 0,64 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (1,6)0,02 −1 0,042

= 0,00944 = 4,44 𝑑𝑡 d. Untuk If = 0,74 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (1,85)0,02 −1 0,042

= 0,0123 = 3,4 𝑑𝑡 e. Untuk If = 0,84 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (2,1)0,02 −1 0,042

= 0,015 = 2,8 𝑑𝑡 f. Untuk If = 0,94 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (2,35)0,02 −1 0,042

= 0,0172 = 2,44 𝑑𝑡 g. Untuk If = 1,04 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (2,6)0,02 −1 0,042

= 0,0193 = 2,17 𝑑𝑡 h. Untuk If = 1,14 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (2,85)0,02 −1 0,042

= 0,02116 = 1,98 𝑑𝑡 i. Untuk If = 1,24 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,3×0,14

= (3,1)0,02 −1 0,042

= 0,0229 = 1,83 𝑑𝑡 7.4 Perhitungan tabel 3.3 Dik : Is = 0,4 A tms = 0,5 Dit : t, untuk If = a. 0,44 A b. 0,54 A c. 0,64 A d. 0,74 A e. 0,84 A Jawab :

f. g. h. i.

0,94 A 1,04 A 1,14 A 1,24 A

a. Untuk If = 0,44 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (1,1)0,02 −1 0,07

= 0,0019 = 36,84 𝑑𝑡 b. Untuk If = 0,54 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (1,35)0,02 −1 0,07

= 0,00602 = 11,67 𝑑𝑡 c. Untuk If = 0,64 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (1,6)0,02 −1 0,07

= 0,00944 = 7,42 𝑑𝑡 d. Untuk If = 0,74 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (1,85)0,02 −1 0,07

= 0,0123 = 5,65 𝑑𝑡 e. Untuk If = 0,84 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (2,1)0,02 −1

0,07

= 0,015 = 4,67 𝑑𝑡 f. Untuk If = 0,94 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (2,35)0,02 −1 0,07

= 0,0172 = 4,06 𝑑𝑡 g. Untuk If = 1,04 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (2,6)0,02 −1 0,07

= 0,0193 = 3,63 𝑑𝑡 h. Untuk If = 1,14 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (2,85)0,02 −1 0,07

= 0,02116 = 3,3 𝑑𝑡 i. Untuk If = 1,24 A 𝑡=

𝑡𝑚𝑠×0,14 𝐼𝑓 0,02 −1 𝐼𝑠

( )

0,5×0,14

= (3,1)0,02 −1 0,07

= 0,0229 = 3,06 𝑑𝑡

8. Pembahasan Tugas dan Pertanyaan 8.1 Untuk nomor 5.1 Berdasarkan hasil pengukuran pada table , didapat nilai rasio penyetelan ulang (Kd) berturut-turut dari pengukuran satu sampai lima adalah 0.97, 0.92, 0.95, 0.96 dan 0.98. maka dapat ditentukan rang dan harga rataratanya sebagai berikut : -

Range Kd = Kd min – Kd max = 0,92 – 0,98

- Harga rata-rata Kfk =

∑ ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 Kd

= =

∑ 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 Kd 0,97 + 0,92 + 0,95 + 0,96 + 0,98 5 4,78 5

= 0,956 8.2 Untuk nomor 5.2 Berdasarkan hasil pengukuran pada table 2, untuk komponen elektronik didapat nilai tegangannya adalah 240 V dan nilai arusnya 19,8 mA sehingga didapat dya terlihatnya sebesar 4,752 VA dan berdasarkan hasil pengukuran pada table 3, untuk komponen rangkaiana didapat nilai tegangannya adalah 44 mV untuk nilai arus 1 A, sehingga didapatkan daya terlihatnya sebesar 0,044 VA. Konsumsi daya intrinsic dari OCR adalah enjumlahan daya terlihat dari komponen elektronik dan rangkaian pengukuran, sehingga didapatkan daya intrinsicnya sebagai berikut : Konsumsi daya intrinsic

= SRP + SRE = 0,044 VA + 4,752 VA = 4,796 VA

Jadi, konsumsi daya intrinsiknya adalah 4,796 VA 8.3 Untuk nomor 5.3 Dari hasil pengukuran tabel 5, didapat nilai faktor keamanan (Kfk) rele arus lebih waktu terbalik yang digunakan berturut turut dari pengukuran 1

– 9 adalah 1.1, 1.35, 1.6, 1.85, 2.1, 2.35, 2.6, 2.85, dan 3.1. Maka dari hasil tersebut ditentukan range dan harga rata – rata adalah -

Range Kfk = Kfkmin - Kfkmax = 1.1 – 3.1

- Harga rata-rata Kfk =

∑ ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 Kfk

= =

∑ 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 Kfk 1.1 + 1.35 + 1.6 + 1.85 + 2.1 + 2.35 + 2.6 + 2.85 9 18.9 9

= 2.1 Jadi, range Kfk adalah 1.1 sampai 3.1 dan harga rata ratanya adalah 2.1 8.4 Untuk nomor 5.4 Dik = IS = 0.4 A

Kfk = 3.1

IF = 1.24 A

t= 5 dt

Dit = tms Jawab 𝐼𝑓 0.02 −1} 𝐼𝑠

𝑡 {( )

tms =

= = =

0.14 5{(3.1)0.02 −1} 0.14 5(0.022886− 1) 0.14 0.11443 0.14

= 0.817 Jadi, jika waktu operasi rele pada pengukuran 9 adalah 5 detik maka nilai tmsnya adalah 0.817

8.5 Untuk nomor 5.5 Grafik karakteristik rele arus lebih waktu terbalik berdasarkan hasil pengukuran tabel 4 dan 5

8.6 Untuk nomor 5.6 Dik : Kfk = 2,1 Kd = 0,956 Dit : IB dan tms untuk setiap rele yang ada pada gambar 3.3 Jawab : -

Untuk rele RA S

= 15 x 106 VA

V

= 70 x 103 V

t

= 5”

rasio CT = 300/5 Jawab

:

maka In =

S √3 x V

=

15 x 106 VA √3 x 70 x 103 V

= 123,72 A

5

Is = 2.1 x300 x 123.72 1299

=

300

= 4,33 A IB = tms

Is 0.2 x In

=

= = =

=

4.33 0.2 x 1A

= 21,65

5 {(2.1)0.02 −1} 0.14 5(1.01495 − 1) 0.14 5(0.01495) 0.14 0.07475 0.14

= 0,534 Jadi untuk RA, IBnya berniali 21,65 dan tmsnya bernilai 0,534 -

Untuk rele RB S

= 10 x 106 VA

V

= 70 x 103 V

= 5”

t

rasio CT = 300/5. Jawab : maka In =

S √3 x V

=

10 x 106 VA √3 x 70 x 103 V

= 82,48 A

5

Is = 2.1 x 300 x 82.48 A =

866 300

= 2,88 A IB = tms

Is 0.2 x In

=

= = =

=

2.88 0.2 x 1A

= 14,4

5 {(2.1)0.02 −1} 0.14 5(1.01495 − 1) 0.14 5(0.01495) 0.14 0.07475 0.14

= 0,534 Jadi untuk RB, IBnya berniali 14,4 dan tmsnya bernilai 0,534 -

Untuk Rele RC S

= 10 x 106 VA

V

= 70 x 103 V

t

= 5”

rasio CT = 350/5 Jawab : maka In =

S √3 x V 5

=

10 x 106 VA √3 x 70 x 103 V

Is = 2.1 x 350 x 82,48 A

=

866 350

= 2.47 A

= 82,48 A

IB =

Is

=

0.2 x In

tms

2.47 0.2 x 1A

= 12,35

5 {(2.1)0.02 −1}

=

0.14 5(1.01495 − 1)

=

0.14 5(0.01495)

=

0.14 0.07475

=

0.14

= 0,534 Jadi untuk RC, IBnya berniali 12.35 dan tmsnya bernilai 0.534 -

Untuk Rele RD S

= 35 x 106 VA

V

= 70 x 103 V

t

= 10”

rasio CT = 600/5 Jawab : maka In = Is = 2.1 x

=

S √3 x V 5 600

=

35 x 106 VA √3 x 70 x 103 V

x 288.68 A

3031.14 600

= 5,052 A IB = tms

Is 0.2 x In

=

= = =

=

5.052 0.2 x 1A

= 25.26

10 {(2.1)0.02 −1} 0.14 10(1.01495 − 1) 0.14 10(0.01495) 0.14 0.1495 0.14

= 288.68 A

= 1,068 Jadi untuk RD, IBnya berniali 25.26 dan tmsnya bernilai 1.068 -

Untuk Rele RE S

= 50 x 106 VA

V

= 12 x 103 V

t

= 15”

rasio CT = 400/5 Jawab : maka In =

S √3 x V

=

50 x 106 VA √3 x 12 x 103 V

= 2.405,63 A

5

Is = 2.1 x 400 x 2405,63 A =

25.259,07 400

= 63,15 A Is

63,15

IB = 0.2 x In = 0.2 x 1A = 315,74 tms

=

= = =

15 {(2.1)0.02 −1} 0.14 15(1.01495 − 1) 0.14 15(0.01495) 0.14 0,22425 0.14

= 1,6 Jadi untuk RE, IBnya berniali 315,74 dan tmsnya bernilai 1,6 -

Untuk Rele RF S

= 10 x 106 VA

V

= 12 x 103 V

t

= 15”

rasio CT = 250/5 Jawab :

maka In =

S √3 x V

=

10 x 106 VA √3 x 12 x 103 V

= 481,12 A

5

Is = 2.1 x 250 x 481,12 A =

5051,76 250

= 20,2 A IB =

Is 0.2 x In

tms

=

= = =

=

20,2 0.2 x 1A

= 101

15 {(2.1)0.02 −1} 0.14 15(1.01495 − 1) 0.14 15(0.01495) 0.14 0,22425 0.14

= 1,6 Jadi untuk RF, IBnya berniali 101 dan tmsnya bernilai 1,6 -

Untuk Rele RG S

= 60 x 106 VA

V

= 12 x 103 V

t

= 20”

rasio CT = 350/5 Jawab : maka In =

S √3 x V

=

60 x 106 VA √3 x 12 x 103 V

5

Is = 2.1 x 350 x 2896,75 A

=

30.310,875 350

= 86,6 A Is

86,6

IB = 0.2 x In = 0.2 x 1A = 433 tms

=

20 {(2.1)0.02 −1} 0.14

= 2896,75 A

= = =

20(1.01495 − 1) 0.14 20(0.01495) 0.14 0,299 0.14

= 2,135 Jadi untuk RG, IBnya berniali 433 dan tmsnya bernilai 2,135

9. Analisa Rele arus lebih adalah suatu rele yang bekerja berdasarkan kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu, sehingga dapat digunakan sebagai pengaman arus lebih atau hubung singkat pada suatu jaringan listrik. Pada praktikum kali ini dilakukan lima percoban yang berbeda yang mana masingmasing percobaan dilakukan guna memahami cara kerja dan karakteristik dan suatu rele arus lebih. 9.1 Analisa Hasil Percobaan Pertama Pada percobaan pertama, rangkaian digunakan adalah rangkain pada gambar 3.4, rele diatur dengan tingkat waktu seketika 0, faktor waktu(k) 30 dan jembatan yang terpasang adalah R7-E8. Percobaan dilakukan dengan mengatur nilai arus seting (Is) dengan harga tertentu. Kemudian resistor beban yang awal mulanya dibuat 100%. Secara perlahan diturunkan nilainya agar arus yang masuk ke rangkaian pengukuran naik sampai rele beroperasi(buzzer berbunyi). Kemudian turunka lagi arus yang masuk ke rangkaian pengukuran dengan menaikkan beban resistor sampai rele berhenti beroperasi(buzzer tidak bunyi). Nilai arus yang terukur pada amperemeter saat rele beroperasi merupakan nilai arus pengasutan (Ist) dan nilai arus yang terukur pada amperemeter saat rele berhenti beroperasi merupkan nilai arus pelepasan (IRE). Nilai arus Ist dan

IRE yang terukur kemudian dicata pada tabel

percoaan 1, lalu dihitung nilai rasio penyetelan ulang relenya dengan membagi nilai IRT dengan Is yang didapat(IRE / Ist ). Percobaan dilakukan sebanyak lima kali pengukuran berdasaran nilai arus setting yang digunakan. Di dapatkan hasil sebagai berikut : a. Pada pengukuran pertama, nilai arus (Is) yang digunakan adalah 0,4 A, di dapatkan arus pengasutan (Ist) adalah 0,37 A, dan nilai pelepasan (IRE )adalah 0,36 A, dan ratio penyetelan ulang relesnya didapatkan nilai sebesaar 0,97.

b. Pada pengukuran kedua, nilai arus (Is) yang digunakan adalah 0,6 A, di dapatkan arus pengasutan (Ist) adalah 0,59 A, dan nilai pelepasan (IRE )adalah 0,54 A, dan ratio penyetelan ulang relesnya didapatkan nilai sebesaar 0,92. c. Pada pengukuran ketiga, nilai arus (Is) yang digunakan adalah 0,8 A, di dapatkan arus pengasutan (Ist) adalah 0,75 A, dan nilai pelepasan (IRE )adalah 0,71 A, dan ratio penyetelan ulang relesnya didapatkan nilai sebesaar 0,95. d. Pada pengukuran keempat, nilai arus (Is) yang digunakan adalah 1 A, di dapatkan arus pengasutan (Ist) adalah 0,95 A, dan nilai pelepasan (IRE )adalah 0,91 A, dan ratio penyetelan ulang relesnya didapatkan nilai sebesaar 0,91. e. Pada pengukuran kelima, nilai arus (Is) yang digunakan adalah 1,2 A, di dapatkan arus pengasutan (Ist) adalah 1,12 A, dan nilai pelepasan (IRE )adalah 0,10 A, dan ratio penyetelan ulang relesnya didapatkan nilai sebesaar 0,98 Dari pengukuran yang di dapatkan, terlihat bahwa harga arus pengasutan (Ist ) dengan selisih yang sangat kecil. Selalu lebih kecil daripada harga arus penyetelan(Is ) pada rele. Hal ini berarti nilai arus lebih baru bekerja saat arus yang masuk nillainya telah sangat mendekati harga arus penyetelan (Is). Selisih itu dapat juga di terlihat bahwa harga arus pengasutan ( Ist) nilainya selalu lebih besar dari pada harga arus pelepasan (IRE ). Hail ini berarti nilai rasio penyetelan arus (Kd) harganya akan selalu di bawah satu mengingaat rumus dari Kd adalah harga arus pelepasan dibagi harga arus pengasutan (IRE / Ist). 9.2 Analisa Hasil Percobaan Kedua Pada percobaan kedua ini, rangkaian yang digunakan adalah rangkaian pada gambar 3.5. percobaan ini bertujuan untuk menghitung konsumsi daya

intrinsik pada rele. Perhitungan konsumsi daya intrinsik ini dilakukan dengan menjumlahkan daya terlihat rangkain elektronik dengan daya terlihat rangkaian pengukuran. Untuk menentukan daya terlhat masing-masing rangkaian di lakukan prcobaan kedua yang mana besaran yang diukur adalah tegangan dan arus masing-masing rangkaian. Hasil dari pengukuran rangkaian pengukuran di cata pada tabel 3 dan hasil dari pengukuran rangkaian elektronik dicata pada tabel 2.

Dan harga dari tegangan dan arus tiap

rangkaian di kalikan untuk menentukan nilai daya terlihat. Jika harga arus rankaian yang digunakan adalah 1A maka hasil pengukuran rangkaian elektronik yang di dapat adalah 240 V untuk nilai tegangan dan 19,8 mA atau 0,0198 A untuk nilai arusnya. Serta hasil pengukuran untuk rangkaian pengukurannya yang didapat adalah 44 mV atau 0,044 V untuk tegangannya. Kemudian hasil pengukuran tersebut digunakan unutk menghitung harga daya terlihat masing-masing rangkaian yang mana di dapatkan nilai 9,752 VA unutk daya terlihat rangkaian elektronik dan 0,044 VA untuk daya terlihat rangkaian pengukuran. Jadi, konsumsi daya intrinsiknya sebesar 4,796 VA Dari hasil percobaan kedua ini di dapat bahwa nilai tegangan pada rangkaian elektronik lebih besar daripada nilai arusnya sedangkan untuk rangkaian pengukuran nilai arusnya yang lebih besar daripada nilai teganganya. Selain itu terlihat juga bahwa daya terlihat rangkaian elektronik lebih kecil daripada daya terlihat rangkaian pengukuran. 9.3 Analisa Hasil Pecobaan Ketiga dan Keempat Pada percobaan ketiga dan keempat ini rangkaian digunakan adalah sama yaitu rangkaian pada gambar 3.6. langkah kerja kedua percobaan ini sama yang membedakan nya adalah faktor waktu (k) yang digunakan pada rele. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui karakteristik rele arus lebih waktu terbalik. Pada kedua percobaaan ini rele diatur dengan tingkat seketika 0, arus dasar IB 2 (Is = 0,4 A) dan jembatan yang terpasang ke CB

adalah A8-A12. Untuk percobaan ketiga faktor waktu (k) yang digunakan adalah 30 (tms =0,3) dan untuk percobaan keempat faktor waktu (k) yang digunakan adalah 50 (tms=0,5). Percobaan dilakukan dengan mengatur nilai arus gangguan diatas nilai arus penyetelan kemudian dengan stopwatch diukur waktu tunda operasi rele. Nilai arus gangguan yang diberikan adalah 0,44 A, 0,54 A, 0,64 A, 0,74 A, 0,84 A, 0,94 A, 1,04 A, 1,14 A dan 1,24 A. Dengan hasil kedua percobaan sebagai berikut : a. Percobaan ketiga, -

Pengukuran pertama dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,44 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 9,14 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 22 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 1,1.

-

Pengukuran kedua dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,54 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 4,9 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 6,97 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 1,35.

-

Pengukuran ketiga dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,64 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 3,79 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 4,44 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 1,6.

-

Pengukuran keempat dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,74 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 2,81 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 3,48 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 1,85.

-

Pengukuran kelima dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,84 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 2,55 detik

sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 2,8 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 2,1. -

Pengukuran keenam dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,94 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 2,37 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 2,44 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 2,35.

-

Pengukuran ketujuh dengan arus gangguan yang di berikan adalah 1,04 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 2,16 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 2,17 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 2,6.

-

Pengukuran kedelapan dengan arus gangguan yang di berikan adalah 1,14 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 1,99 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 1,98 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 2,85.

-

Pengukuran keenam dengan arus gangguan yang di berikan adalah 1,24 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 1,83 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 1,83 detik. Jika dihitung harga faktor keamanannya (Kfk)didapatka nilai sebesar 3,1.

b. Percobaan keempat -

Pengukuran pertama dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,44 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 15,69 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 36,84 detik.

-

Pengukuran kedua dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,54 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 8,24 detik

sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 11,67 detik. -

Pengukuran ketiga dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,64 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 3,76 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 7,42 detik.

-

Pengukuran keempat dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,74 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 4,18 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 5,65 detik.

-

Pengukuran kelima dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,84 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 4,11 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 4,67 detik.

-

Pengukuran keenam dengan arus gangguan yang di berikan adalah 0,94 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 3,80 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 4,86 detik.

-

Pengukuran ketujuh dengan arus gangguan yang di berikan adalah 1,04 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 3,52 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 3,63 detik.

-

Pengukuran kedelapan dengan arus gangguan yang di berikan adalah 1,14 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 3,13 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 3,3 detik.

-

Pengukuran keenam dengan arus gangguan yang di berikan adalah 1,24 A, didapatkan nilai waktu penunddannya adalah 2,81 detik sedangkan berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis nilai waktu penundaannya adalah 3,06 detik.

Untuk harga faktor keamanannya (Kfk)dari pengukuran 1-9. Harganya sama seperti pada percobaan ketiga yaitu (berturut-turut dari percobaan satu hingga sembilan) 1,1 , 1,35 , 1,6 , 2,1 , 2,35 , 2,6 , 2,85 , dan 3,1. Berdasarkan kedua hasi percobaan ini dapat diketahui bahwa semaki besar arus gangguan yang diberikan maka semakin cepat relay beroperasi (waktu tunda semakin kecil). Hal ini berarti lamanya waktu tunda rele berbanding terbalik dengan besarnya arus gangguan. Selain itu dapat juga terlihat bahwa waktu tunda pada percobaan keempat relatif lebih besar harganya dibanding waktu tunda pada percobaan ketiga. Hal ini berarti semakin besar faktor waktu (k) maka semakin lama waktu tunda rele. Kemudian terlihat bahwa arus gangguan harganya selalu lebih besar dari pada nilai arus penyetelan. Ini berarti nilai faktor keamanan suatu rele akan selalu bernilai lebih dari 1. 9.4 Analisa Hasil Percobaan Kelima Pada percobaan ini rangkaia di gunakan masih rangkaian pada gambar 3.6. Percobaan ini bertujuan untuk memahami karakteristik dari rele waktu seketika. Prosedur kerjanya sama seperti percobaan ketiga dan keempat yang membedakan adalah penyetelan pada relenya. Rele disetel dengan arus dasar ( IB) sebesar 2 (Is = 0,4 A), tingkat seketika ( I>>) sebesar 2 dan faktor waktunya 10. Pada saat rele diberikan arus gangguan melebihi arus penyetelannya, rele langsung bekerja memutus rangkaian tanpa waktu tunda. Waktu yang diperlukan oleh rele untuk bekerja menyentuh angka nol. Hal ini berarti rele arus lebih waktu seketika bekerja tanpa waktu tunda menyebabkan nilai t nya mendekati nilai nol.

10. Kesimpulan 1. Rele arus lebih adalah rele yang bekerja pada saat terjadi kenaikan arus yang melebihi nilai arus penyetelannya, sehingga rele ini dapat digunakan untuk proteksi terhadap gangguan arus lebih atau hubung singkat 2. Pada Rele arus lebih waktu terbalik, harga arus pelepasannya selalu lebih kecil dari harga pengasutannya ( IRE < IST) sehinggga rasio penyetelan ulangnya akan selalu bernilai kurang dari satu ( Kd < 1). 3. Pada rangkaian elektronik nilai tegangan lebih besar dari pada nilai arusnya sedangan pada rangkaian pengukuran nilai arus lebih besar daripada nilai tegangannya. 4. Konsumsi daya intrinsik merupakan penjumlahan dari daya terlihat rangkaian dengan daya terlihat rangkaian pengukuran. 5. Karakteristik rele arus lebih waktu terbalik adalah semakin besar arus gangguan maka semakin kecil waktu tundannya 6. Pada rele arus lebih waktu terbalik harga arus gangguan selalu lebih besar dari harga arus penyetelan ( IF > IS) sehingga nilai faktor keamananya lebih dari satu ( Kfk >1 ) 7. Pada rele arus lebih waktu seketika tidak ada waktu tunda operasinya (t=0).