Pengujian Relai Be1 87g

BAB I PENDAHULUAN

I.1. LATAR BELAKANG Salah satu hal yang terpenting dalam suatu sistem tenaga listrik adalah pengamanan terhadap peralatan listrik yang digunakan dari segala macam bentuk gangguan. Bagaimanapun baiknya suatu sistem, gangguan tidak bisa sama sekali dihindarkan oleh karena itu pengamanan sangatlah diperlukan. Gangguan kebanyakan merupakan hubung singkat antar fasa atau fasa dengan tanah dan keduanya. Gangguan hubung singkat semacam ini dapat menimbulkan arus yang besar dan dapat merusak peralatan, sehingga diperlukan sistem proteksi untuk dapat melindungi peralatan dari gangguan-gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang mungkin terjadi dan untuk memperkecil akibat jika terjadi gangguan. Sistem proteksi selain harus mengamankan peralatan instalasi terhadap gangguan, juga berfungsi melokalisir gangguan. Ini berarti apabila terjadi gangguan di suatu bagian instalasi, sistem proteksi hanya akan men-trip PMT yang berdekatan dengan gangguan sehingga interupsi pasokan daya hanya disekitar tempat terjadinya gangguan saja (tidak meluas). Peralatan yang umumnya digunakan untuk mengamankan suatu peralatan adalah relai. Pengamanan yang dapat dilakukan oleh sebuah relai tidak hanya terhadap satu peralatan saja tetapi juga bisa terhadap beberapa peralatan contohnya pengamanan terhadap generator, transformator, motor listrik, saluran transmisi dan peralatan-peralatan lainnya.

Laporan Kerja Praktek

1

Gambar dibawah ini menunjukkan contoh penggunaan relai untuk mengamankan suatu transformator.

Gambar 1.1 Relai Untuk Pengaman Transformator Pada gambar diatas terdapat sebuah trafo yang menurunkan tegangan dari 150 kV menjadi 20 kV. Untuk menjaga keandalan dari suatu sistem diatas maka dipasang relairelai yang terdiri dari : Kode Relai B T 51/51 N 87

Jenis Relai Relai Bucholz Relai Temperature Relai Arus Lebih Relai Differensial

Untuk lebih memahami peralatan proteksi khususnya relai arus lebih maka kami telah melaksanakan kerja praktek di PT. Kaliandra Setyatama. Kerja praktek ini dilaksanakan sebagai persyaratan akademik untuk Program Strata Satu (S-1) STT-PLN Jurusan Teknik Elektro.

I.2. MAKSUD DAN TUJUAN Adapun maksud dan tujuan dari dilaksanakannya kerja praktek ini antara lain : Laporan Kerja Praktek

2

1. Meningkatkan, mengembangkan dan memantapkan keterampilan yang membentuk kemampuan mahasiswa sebagai bekal memasuki dunia kerja. 2. Menumbuhkan dan melatih sikap intelektual mahasiswa, dan memperluas wawasan mahasiswa dalam pengorganisasian dan pengelolaan perusahaan serta penerapan dan perkembangan teknologi yang terjadi.

3. Memahami karakteristik dan cara kerja dari relai arus lebih.

I.3. WAKTU DAN TEMPAT PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK Kerja Praktek ini dilaksanakan di PT. Kaliandra Setyatama yang bergerak di bidang penjualan peralatan listrik dalam sistem tenaga listrik. Kerja praktek ini dilaksanakan dari tanggal 17 Maret – 17 Mei 2008.

I.4. BATASAN PENULISAN Laporan kerja praktek ini hanya dibatasi pada sistem proteksi dengan jenis relai generator protection yang meliputi cara kerja fungsi dan karakteristiknya.

I.5. METODA PENULISAN Laporan ini ditulis dengan metoda Deskriptif, yaitu menggambarkan dan menguraikan hasil pengamatan yang dilakukan oleh penulis, studi literatur dari berbagai buku yang berhubungan dengan relai, serta percobaan laboratorium dan diskusi dengan pembimbing kerja praktek.

Laporan Kerja Praktek

3

I.6. SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan laporan ini, secara garis besar adalah : •

BAB I. PENDAHULUAN Dalam bab ini diuraikan hal-hal umum yang berkaitan dengan penulisan laporan kerja praktek ini, yaitu : latar belakang, maksud dan tujuan dilaksanakannya kerja praktek, waktu dan tempat pelaksanaan kerja praktek, batasan penulisan, metoda penulisan dan sistematika penulisan.

•

BAB II. DATA UMUM PERUSAHAAN Dalam bab ini diuraikan tentang gambaran umum yang berkaitan dengan perusahaan antara lain : sejarah dari PT. Kaliandra Setyatama dan struktur organisasi perusahaan.

•

BAB III. LANDASAN TEORI Dalam bab ini berisi landasan teori yang memuat bahasan-bahasan tentang : definisi dari relai pengaman, fungsi dari relai pengaman, syarat utama dari relai pengaman, aplikasi relai dan tipe proteksi.

•

BAB IV. PENGUJIAN RELAI DIFERENSIAL GENERATOR BE1 - 87G Dalam bab ini dilakukan tinjauan dengan melakukan pengujian jenis relai proteksi diferensial generator dan juga memuat bahasan-bahasan tentang : penjelasan dan beberapa karakteristik dari proteksi generator dan berisi deskripsi, spesifikasi, aplikasi, cara pengujian dan hasil dari pengujian.

•

BAB V. PENUTUP Dalam bab ini berisi kesimpulan dari hasil kerja praktek yang dilakukan untuk dapat memahami relay diferensial generator BE1 – 87G.

Laporan Kerja Praktek

4

BAB II DATA UMUM PERUSAHAAN

Laporan Kerja Praktek

5

II.1. SEJARAH UMUM PERUSAHAAN PT. Kaliandra Setyatama merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidang perdagangan peralatan listrik pada sistem tenaga listrik (Trading and Engineering) yang didirikan pada tahun 1992,. PT. Kaliandra Setyatama merupakan salah satu anggota dari Kadin Dagang dan Industri Indonesia (KADIN) dan Asosiasi Perusahaan Teknik Elektrik dan Mekanik (APTEK). PT. Kaliandra Setyatama telah disertifikasi oleh Panitia Bersama Sertifikasi Propinsi DKI Jakarta untuk melakukan bisnis yang meliputi bidang mecanical, electrical dan peralatanperalatan pada instansi pemerintah dan perusahaan-perusahaan diseluruh Indonesia. Sebagai perwakilan dan distributor tunggal dari produk elektrik dan mekanik, kegiatan utama dari perusahaan adalah sebagai supplier kepada kontraktor utama, perancang panel dan juga kepada pengguna. PT. Kaliandra Setyatama juga memberikan beberapa training kepada customers khususnya pelatihan programming, setting dan pengoperasian relai pengaman dan annunciators. Desain kelistrikan untuk konstruksi Gardu Induk juga merupakan kegiatan dari PT. Kaliandra Setyatama. PT. Kaliandra Setyatama merupakan distributor utama dan perwakilan untuk beberapa produk antara lain : 1. ARTECHE, SPAIN Produsen alat-alat proteksi dan trafo instrumen pada sistem tenaga listrik. 2. STARTCO, CANADA Khusus untuk alat proteksi motor yang mempunyai kapasitas daya (horse power) yang besar. 3. MINILEC, INDIA Produsen indikator dan aksesoris untuk peralatan listrik. 4. LUMEL, POLAND Produsen Transducer, digital meters dan hardware untuk peralatan listrik. Laporan Kerja Praktek

6

5. HAPAM, HOLAND Khusus untuk pemisah tenaga (disconnecting switch) pada tegangan tinggi. 6. SAINT GOBAIN, SPAIN Produsen gelas isolator untuk tegangan tinggi. 7. BASLER ELECTRIC, AMERICA Produsen alat-alat proteksi dan trafo instrumen pada sistem tenaga listrik

II.2. PELANGGAN Sebagai distributor tunggal dan perwakilan dari beberapa produk yang telah disebutkan diatas PT. Kaliandra Setyatama mempunyai pengalaman dalam pemasangan, supervisi, dan pelatihan dari produk yang diageni. Pelanggan dari PT. Kaliandra Setyatama terdiri dari Perusahaan Listrik Negara (PLN), perusahaan pembangkitan, industri minyak dan gas, perusahaan pembuat panel, industri petrokimia, kontraktor listrik dan mekanik serta perusahaan-perusahaan industri.

II.3. FASILITAS PENGUJIAN DAN PELATIHAN PT. Kaliandra Setyatama memberikan fasilitas dalam hal pelatihan dan pengujian relai dan kontrol setelah dilakukan penjualan. Peralatan pengujian dapat digunakan untuk menguji kemampuan relai, kontrol dan annunciator sebelum peralatan tersebut dikirim kepada pelanggan. PT. Kaliandra Setyatama juga menerima pelatihan kepada pelanggan yang berkeinginan untuk mengetahui lebih banyak tentang bagaimana memprogram dan mengoperasikan produk-produk relai, kontrol dan annunciator.

II.4. STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN

Laporan Kerja Praktek

7

Struktur organisasi dari PT. Kaliandra Setyatama terdiri dari Commissioner, Directors, Manager dan Grup Pembantu Manager dalam bidang pemasaran, penjualan dan teknik. Sebagai distributor dan perwakilan dari produk-produk yang diageni, organisasi PT. Kaliandra Setyatama di fokuskan dalam penjualan, pemasaran dan teknik termasuk fasilitas pelatihan untuk kontrol, relai dan alarm annunciators. Bagan struktur organisasi dari PT. Kaliandra Setyatama seperti dibawah ini :

Gambar 2.1 Struktur Organisasi PT. Kaliandra Setyatama

BAB III

Laporan Kerja Praktek

8

LANDASAN TEORI

III.1. DEFINISI RELAI PENGAMAN Definisi relai pengaman menurut The Institute Of Electrical And Electronic Engineering (IEEE) adalah suatu peralatan elektrik yang didesain untuk mengartikan kondisi masukan pada keadaan yang telah ditentukan dan setelah kondisi tersebut dispesifikasikan, yang ditujukan untuk memberi respon yang dapat menyebabkan pengoperasian kontak didalam suatu kesatuan rangkaian listrik. Kondisi masukan biasanya berupa sinyal listrik, mekanik, atau besaran lainnya. Menurut IEEE 100 - 1984 saklar yang terbatas dan peralatan sederhana lainnya bukan termasuk relai. Relai digunakan dibeberapa aspek/bidang antara lain : perumahan, komunikasi, transportasi, industri dan kelistrikan. Tujuan utama dari sistem tenaga listrik adalah penyaluran tenaga listrik yang mempunyai mutu dan keandalan yang tinggi dan ketika terjadi gangguan dapat meminimalkan akibat dari gangguan tersebut, seperti kehilangan daya, tegangan turun dan tegangan lebih. Karena gangguan tidak dapat dihindari maka untuk mencegahnya atau mengurangi akibat dari gangguan tersebut digunakan relai. Komponen dari relai dapat berupa elektromecanical, solid state dan digital numeric. Pada awalnya relai yang digunakan menggunakan tipe elektromekanik lalu beralih ke tipe solid state dan sekarang menggunakan teknologi relai digital numeric. Relai solid state dan digital numeric digunakan dalam tegangan yang rendah, relai ini memiliki keuntungan dibanding jenis elektromekanik antara lain keakuratan waktu, kepekaan frekuensi dan sistem logika pemecahan terhadap masalah yang rumit. Sedangkan relai elektromekanik memiliki kekurangan antara lain kurang akurat, sensitif dan sulit untuk dites dan dirawat.

Laporan Kerja Praktek

9

Gambar 3.1 Blok Diagram Relai Relai menggunakan besaran listrik yang dihubungkan dengan sistem tenaga listrik melalui trafo arus dan trafo tegangan. Peralatan ini memberikan perlindungan dari tegangan yang tinggi pada sistem tenaga listrik dan mengurangi medan magnet pada kumparan sekunder untuk dihubungkan dengan relai.

Gambar 3.2 Prinsip Kerja Relai Pada gambar diatas dalam kondisi normal PMT menutup dan daya dapat disalurkan, apabila terjadi gangguan maka relai akan merasakan gangguan tersebut melalui trafo arus atau trafo tegangan dan akan memberikan sinyal kepada PMT untuk membuka sehingga penyaluran daya terhenti. PMT harus dapat segera membuka apabila mendapat sinyal dari relai untuk membuka, kejadian ini harus berlangsung dalam waktu yang sangat singkat untuk mengurangi akibat dari gangguan tersebut.

Laporan Kerja Praktek

10

III.2. FUNGSI RELAI PENGAMAN Secara garis besar fungsi peralatan proteksi (relai pengaman) adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih bekerja dengan normal serta sekaligus mengamankan bagian yang bekerja dengan normal tersebut dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar. Relai pengaman mempunyai fungsi lainya yaitu : •

Mendeteksi adanya gangguan

•

Memisahkan bagian yang terganggu dari bagian sistem yang masih beroperasi dengan cara memerintahkan trip kepada PMT yang berhubungan.

•

Memberitahukan adanya gangguan kepada operator, yaitu dengan cara membunyikan alarm dan menyalakan lampu tanda gangguan.

•

Relai proteksi mutakhir dapat memberi informasi jarak lokasi gangguan dan letak gangguan.

III.3. SYARAT UTAMA RELAI PENGAMAN Suatu relai pengaman harus memiliki beberapa syarat-syarat utama antara lain : •

Kepekaan (Sensitivity) Relai harus cukup peka, sehingga selalu dapat mendeteksi adanya gangguan di daerah pengamanannya meskipun dalam kondisi yang memberikan rangsangan minimum.

•

Keandalan (Reliability) Dapat dibagi atas dua : -

Dependability Pengaman harus dapat diandalkan kemampuan bekerjanya. Tidak boleh gagal bekerja, hanya bekerja jiika ada gangguan di daerah pengamanannya

-

Security

Laporan Kerja Praktek

11

Pengaman tidak boleh salah bekerja, yaitu bekerja yang semestinya tidak harus bekerja (gangguan ada di daerah lain atau tidak ada gangguan). -

Availability Ketersediaan peralatan pengaman yang diartikan dengan kondisi siap kerja. Kondisi ini dinyatakan dalam ratio (perbandingan) antara waktu siap kerja relai pengaman dengan waktu total operasinya.

•

Selektifitas Pengaman harus dapat memisahkan bagian yang terganggu sekecil mungkin, yaitu hanya seksi yang terganggu yang memang berada di daerah pengaman utamanya, jadi relai harus dapat membedakan apakah gangguan itu ada di daerah pengamanannya atau di luarnya.

•

Kecepatan Untuk memperkecil akibat gangguan maka bagian yang terganggu harus dipisahkan secepat mungkin dari bagian sistem lainnya. Untuk menciptakan selektifitas mungkin suatu pengaman terpaksa diberi waktu tunda (time delay), namun waktu tunda itupun harus secepat mungkin (seperlunya). Selain itu mengurangi kerusakan akibat gangguan hubung singkat, kecepatan relai pengaman juga dapat memperkecil pengaruh ketidakstabilan sistem setelah triping terjadi.

Disamping syarat-syarat tersebut diatas, terdapat empat faktor utama yang mempengaruhi kerja dari relai antara lain : •

Faktor Ekonomi.

•

Karakteristik dari relai dan sistem tenaga listrik.

•

Lokasi dari pemisah dan pengaman (PMT) dan peralatan-peralatan lain yang berfungsi sebagai masukan (CT/PT).

•

Tingkat dari gangguan.

Laporan Kerja Praktek

12

III.4. PENERAPAN RELAI Dalam sistem tenaga listrik terdapat beberapa daerah pengamanan yang dibatasi oleh suatu pemutus tenaga. Setiap bagian diamankan oleh relai proteksi dan setiap relai proteksi mempunyai daerah pengamanannya sendiri – sendiri ( zone of protection ), yaitu daerah yang diamankan bila terjadi gangguan didalamnya relai dapat mendeteksi gangguan tersebut, dan dengan bantuan pemisah tenaga dapat memisahkan daerah tersebut dari sistem lainnya sehingga mengurangi perluasan wilayah gangguan. Terdapat beberapa bagian daerah pengamanan relai antara lain : •

Generator dan unit transformernya

•

Transformator tenaga

•

Rel

•

Saluran (transmisi/distribusi)

•

Peralatan-peralatan listrik (motor listrik dll)

Daerah pengamanan suatu jaringan tenaga listrik dapat ditunjukkan seperti gambar dibawah ini

Gambar 3.3 Daerah Kerja Pengamanan

Laporan Kerja Praktek

13

Dapat kita lihat dari gambar diatas, terdapat tumpang tindih (overlapping) pada daerah yang diarsir antara daerah pengamanan yang satu dengan yang lainnya, sebab jika tidak diamankan seperti gambar diatas akan terjadi daerah kosong (gap) antara ujung daerah pengamanan yang satu dengan yang lainnya, yaitu daerah dimana bila terjadi gangguan didalamnya tidak ada relai yang akan mendeteksi gangguan tersebut, jadi pada daerah ini tidak ada relay yang akan mengamankannya,hal ini disebut Dead Zone. Gangguan di daerah overlapping akan dirasakan oleh kedua relai sekaligus, sehingga akan terjadi pemisahan antara dua daerah kerja sekaligus dari bagian sistem lainnya, jadi sebenarnya overlapping ini tidak diinginkan, tetapi terpaksa harus diterapkan untuk menghindari Dead Zone.

III.5 TIPE PROTEKSI Ada dua macam tipe proteksi yang dikenal yaitu sebagai proteksi utama (main) dan proteksi cadangan (backup), dimana setiap tipe ini mempunyai fungsi dan cara kerja masing-masing :

1. Proteksi Utama Proteksi utama adalah proteksi yang akan bekerja pertamakali dan membebaskan gangguan pada bagian yang diproteksi secepat mungkin. Keandalan yang dijaga 100 % tidak hanya dari skema proteksi tetapi juga dari CT, PT dan CB. Selain itu sistem proteksi tidak dapat dijamin dengan hanya pemasangan proteksi utama saja, oleh karena itu diperlukan suatu proteksi cadangan. 2. Proteksi Cadangan Proteksi Cadangan ini akan bekerja, jika proteksi utama gagal bekerja. Pengaman cadangan dibagi menjadi dua : Laporan Kerja Praktek

14

•

Pengaman Cadangan Lokal (Local Back up)

•

Pengaman Cadangan Jarak Jauh (Remote Back up)

Pengaman cadangan lokal terletak ditempat yang sama dengan pengaman utamanya, sedangkan pengaman cadangan jarak jauh terletak di seksi sebelah hulunya. Dalam hal ini pasti terjadi overlapping antara daerah pengaman utama dengan daerah pengaman cadangan pada seksi yang sama atau dengan seksi sebelah hulunya. Untuk menghindari terpisahnya kedua seksi secara bersamaan, maka pengaman cadangan diberi waktu tunda (time delay).

Laporan Kerja Praktek

15

BAB IV PENGUJIAN RELAY DIFERENSIAL BE1 – 87G

IV.1. PENJELASAN RELAY DIFERENSIAL BE1 – 87G relai diferensial Be1-87G adalah alat berangkaian satu atau tiga fasa solid-state yang di desain dengan selektif kecepatan tinggi, perlindungan generator, motor dan reaksi shunt. Pemilihan relai diferensial berdasarkan kemampuan dari relai tersebut untuk membedakan antara gangguan didalam (yang dimana berada dalam area perlindungan) dan gangguan di luar . Dalam keadaan beroperasi normal arus yang masuk kedalam area yang terlindungi sama dengan arus yang keluar area yang terlindungi tersebut. Dengan arus net operasi jaringan sama dengan nol. Kesalahan didalam membuat tidak stabil yang mengakibatkan perbedaan arus yang masuk dengan arus yang keluar. Kesalahan di luar mempunyai rata - rata pengaruh yang kecil terhadap kestabilan karena arus yang masuk ke dalam area yang terlindungi masih sama dengan arus yang keluar. Oleh karena itu dengan membandingkan dari kedua sisi area yang terlindungi dan mendeteksi kapan arus tidak sama, sebuah relai diferensial mengisolasi element atau area dari sistem dengan tidak melewati ketidak efektifan. Relai diferensial Be1-87G bertipe trip lockout relai (86) yangmana bertujuan untuk menge-tripkan breaker generator bersamaan dengan pemutus medan dan/atau breaker netral. Instantaneous Relai, Relai ini bekerja seketika (tanpa waktu tunda) begitu arus yang mengalir melebihi nilai setting arusnya, relai akan bekerja dalam waktu beberapa milli detik.

Laporan Kerja Praktek

16

IV.2. APLIKASI Relai diferensial Be1-87G direkomendasikan untuk digunakan lebih spesifik dengan transformator arus (ct) dengan kelas ketepatan C20 atau lebih baik atau T20 atau yang lebih baik. Selain itu dapat digunakan untuk : ● Generator beberapa tegangan terminal dan rating 1000kVA atau dibawahnya ● Generator beberapa rating kVA dan sebuah tegangan terminal 5kV atau di bawahnya ● Generator tegangan terminal 2200 V atau lebih tinggi dan rating lebih dari 500 kVA ● Motor rata-rata 1500 tenaga kuda atau di bawahnya ● Sebagai proteksi utama pada reaksi shunt di jaringan transmisi ● Generator diferensial ground . Relay diferensial paling selektif dari kesalahan proteksi yang digunakan terhadap elemen satuan atau individu atau juga terhadap elemen area dari system daya AC. Perbedaan tipe dari relai diferensial dan system pengrelai-an dapat dikembangkan untuk mengambil keuntungan dari perinsip diferensial.

Laporan Kerja Praktek

17

Sekema aplikasi tipikal satu fasa

Sekema aplikasi tipikal tiga fasa Laporan Kerja Praktek

18

IV.2.1 Karakteristik pengendalian variable Pada level arus tinggi, perbedaan yang tidak bias dihindarkan dalam karakteristik saturasi antara trafo arus menunjuknan bahwa dibutuhkan kompensasi pada sensitifitas relai, disain dari BE1-87G menyediakan pengendalian factor yang porposional terhadap arus masuk pada saat pengendalian arus, lebih baik dari nominal (lima ampere untuk masukan tipe satu dan satu ampere untuk masukan tipe dua) BE1-87G membandingkan arus pada masukan dan keluaran pada area yang di proteksi. Semakin sedikit arus yang didapat maka arus semangkin dapat dikendalikan. Ini membuat Be1-87G lebih sensitive terhadap arus lemah pada gangguan didalam, dan membuat tidak sensitive terhadap gangguan di luar dengan level arus yang lewat lebih besar. Mengendalikan arus pada nominal (lima ampere untuk masukan tipe satu dan satu ampere untuk masukan tipe dua) atau kurang, relai akan trip bila perbedaan arus melewati dari setingan relai, tetapi pada saat mengendalikan arus lebih bagus dari nominal, semua sensitivitas adalah kombinasi dari setingan panel depan dan factor pengendalian.

IV.2.2 Highlights desain Beberapa dari keuntungan solid-state relai diferensial BE1 – 87G variable adalah sebagai berikut: ●

tujuh level sensitivitas pada setiap dari dua range masukan. Tujuh level ini memungkinkan CT untuk mencocokan dan menyediakan fleksibilitas dengan adaptasi kebutuhan untuk banyak kegunaan seperti proteksi kabel pemisah generator.

● Reaksi penstabilan mengecilkan ketidaksamaan performa dari CT, reaksi dapat di letakan pada belakan relai atau terpisah dari be1-87g untuk fleksibilitas dari system pemasangan.

Laporan Kerja Praktek

19

● Pengendalian variable karakteristik, pengendalian variable mengijinkan untuk menaikan sensitivitas terhadap arus yang lemah, kesalahan dalam selama menyediakan kemanana terhadap level yang tinggi dari arus yang lewat, yang diakibatkan oleh gangguan luar. ● Satu atau tiga fasa BE1-87G beroperasi dalam 30 milidetik untuk level kesalahan 10 kali dari setingan sensitivitas, pengoperasian kecepatan tinggi ini mengecilkan kemungkinan kerusakan terhadap alat yang diproteksi.

IV.2.3 Model dan nomor style Karakteristik elektrikal dan cara kerja didalam relai yang sepesifik didefinisikan kombinasi huruf dan nomor yang tertulis dengan ketentuan nomor style. Nomor style bersamaan dengan nomor model menggambarkan pilihan penggunaan keistimewaan alat dan terdapat pada panel depan, tertulis diluar dan didalam casing rakitan. Nomor model BE1 – 87G didesain sebagai relai kelas 100. variabel diferensial relai. Contoh nomor style Gambar dibawah mengilustrasikan identifikasi nomor style dengan pilihan untuk relai BE1 – 87 G. Sebagai contoh jika nomor style menunjukan BE1-87G G1E A1J AOCOF Peralatan akan menunjukan : BE1 – 87G

Nomor model

G

Sensing input tiga fasa

1

Jangkauan pemilihan sensing pada 0,1 0,15 0,2 0,4 0,5 0,8 atau 1,6 A

E

Output relai normally open

A1

Timing isntanious

J

Operasi power dari 125 Vdc atau 100/120 Vac

A

Target oprasi internal ( satu per fasa )

0

No option 1 tersedia

C

Push to energize outputs (tombol tekan)

Laporan Kerja Praktek

20

0

Tidak ada tambahan kontak output

F

Semi flush mountimg

Gambar dibawah menunjukan tabel identifikasi nomor style BE1-87G

Tabel identifikasi nomor style

Laporan Kerja Praktek

21

IV.3. SPESIFIKASI UMUM Relai BE1 – 87G tersedia dalam konfigurari satu fasa atau tiga fasa, dan dengan keunggulan dan kemampuan :

IV.3.1 Sensing input arus ( 5 amper )

nilai nominal pasa 5 amper, dengan range 45 sampai 50 hertz. Maximum arus perinput : 10 amper secara continyu, 250 amper untuk satu detik.

( 1 amper )

nilai nominal pasa 1 amper, dengan range 45 sampai 50 hertz. Maximum arus perinput : 2 amper secara continyu, 50 amper untuk satu detik.

IV.3.2 Sensing burden arus ( 5 amper )

burden kurang dari 0.05 ohm per iput

( 1 amper )

burden kurang dari 0.25 ohm per iput

IV.3.3 Kontrol pickup Pada panel depan dimungkinkan untuk mengontrol difrensial minimum ( menjalankan ) arus untuk dipilih. Sensitivitas ini konstan untuk mencegah arus yang kurang dari nilai arus nominalnya (5 atau 1 amper). Karakteristik operasi aktual ditunjukkan dalam grafik pembahasan selanjutnya. ( 5 amper )

minimum diferensial ( menjalankan ) arus = 0.1, 0.15, 0.2, 0.4, 0.5, 0.8, atau 1.6 amper. Karakteristik operasi ideal

digunakan pendekatan

matematik. Dimana : Ir

arus restrain ( arus yang digunakan ) didefinisikan sebagai sellisih dari arus input (nominal)

Iop

arus operasi

Laporan Kerja Praktek

22

Is

arus seting ( dari panel depan )

Untuk Ir ≤ 5 amper : Iop = Is Untuk Ir > 5 amper : Iop = Is + 0.5 ( Ir – 5 )

( 1 amper )

minimum diferensial ( menjalankan ) arus = 0.02, 0.03, 0.04, 0.08, 0.10, 0.16, atau 0.32 amper. Karakteristik operasi ideal digunakan pendekatan matematik. Dimana :

Untuk Ir ≤ 1 amper : Iop = Is Untuk Ir > 1 amper : Iop = Is + 0.5 ( Ir – 1 )

IV.3.4 Akurasi pickup ( 5 amper )

untuk Ir ≤ 5 amper, ± 5% dari operasi pickup karakteristik atau 25 miliamper atau yang lebih baik. Karakteristik operasi aktual ditunjukan dalam format grafik dibawah. Untuk Ir > 5 amper, sampai maximum 20 amper, ± 8% operasi pickup karakteristik atau 150 miliamper atau yangg lebih baik. Karakteristik operasi aktual untuk harga pickup antara 5 sampai 20 amper ditunjukan dalam grafik dibawah.

Laporan Kerja Praktek

23

Gambar Sensing input Range 1 (5 amper), karakteristik operasi

Laporan Kerja Praktek

24

Akurasi pickup ( 1 amper )

untuk Ir ≤ 1 amper, ± 5% dari operasi pickup karakteristik atau 25 miliamper atau yang lebih baik. Karakteristik operasi aktual ditunjukan dalam format grafik dibawah. Untuk Ir > 1 amper, sampai maximum 4 amper, ± 8% operasi pickup karakteristik atau 150 miliamper atau yangg lebih baik. Karakteristik operasi aktual untuk harga pickup antara 1 sampai 4 amper ditunjukan dalam grafik dibawah.

Laporan Kerja Praktek

25

Gambar Sensing input Range 2 (1 amper), karakteristik operasi

Laporan Kerja Praktek

26

IV.3.5 Power Supply Power untuk rangkaian internal dikendalikan dari AC atau DC, sumber power external diindikasikan pada tabel dibawah ini :

Tabel Power Supply

Laporan Kerja Praktek

27

IV.4. TAMPILAN RELAI BE1 – 87 G Tabel dibawah ini menunjukan bagian – bagian operasi kontrol dari relai BE1 – 87G

BAGIAN

INDIKATOR

A

Sensitivity Switch

FUNGSI Menentukan arus operasi. Terdapat 7 posisi dari A sampai G. Posisi switch berhubungan dengan arus operasi yang dibutuhkan untuk trip ketika arus restrain ≤ nominal ( 5 amper untuk range 1, 1 amper untuk range 2 ).

B

Indikasi power

LED mengidikasikan Power beroperasi.

C

Target reset level

Untuk mereset indikator magnetis

D

Push to energize

Tombol kontak seketika. Untuk mengecek apakah relai berfungsi.

E

Target indikator

Indikator mgnet. Mengindikasikan relai telah bekerja yang dikarenakan trip gangguan.

Laporan Kerja Praktek

28

Gambar Bagian depan dari relai BE1 – 87 G

Gambar Bagian belakang dari relai BE1 – 87G Laporan Kerja Praktek

29

1V.5. SETING DAN PENGUJIAN Setting Pengoprasian yang tepat dari relai akan ditentukan oleh peforma oprasional prosedur tes pada percobaan ini. Pada percobaan ini relai tidak untuk dipasang dengan segera. Persiapan percobaan sebelum merangkai atau mengoperasikan relai ikuti petunjuk berikut : 1. arus minimum 2 amper untuk memastikan beroperasi. 2. relai ini merupakan peralatan solid state. Jika tes dengan pengkabelan terpisah dibutuhkan, keluarkan relai dari casingnya.

3. jika hubungan kontak ditiadakan ( dicabut ), relai tidak terhubung dengan sirkuit operasi dan tidak akan melengkapi sistim proteksi. 4. yakinkan jika tempat atau casimg dari relai tersambung dengan kabel pentanahan atau earth grounding dengan mengunakan terminal pentanahan di bawah alat tersebut, di rekomendasikan untuk memisahkan pentanahan pada setiap relai.

Laporan Kerja Praktek

30

Spesifikasi Relai pada percobaan Nomor Style Pada penjelasan diatas telah di jelaskan bahwa pada relai ini memiliki penomoran tersendiri yang menunjukan karakteristik dari relai tersebut. Penomorannya adalah : G1E A1J B0C0F Dimana : G

Three phase current

1

Switch selectabel 0.1, 0.15, 0.2, 0.4, 0.5, 0.8, or 1.6 amperes

E

One relay, NO

A1

Instaneous

J

125 Vdc or 100/120 Vac

B

Current operated target

0

None

C

Push to energize

0

None

F

semi flush mounting

INPUT Tegangan

:

100 sampai 120 Volt ac ( 115 volt ac, pada percobaan ini )

Nilai arus nominal :

5 ampere

Frequensi

:

50 Hz

Burden

:

< 0.05 ohm per fasa

Beban lebih

:

10 amper secara kontinyu 250 amper dalam satu detik

Laporan Kerja Praktek

31

NILAI SETING arus relai seting diset pada : 0.1, 0.15, 0.2, 0.4, 0.5, 0.8, dan 1.6 amper setting pada Doble F 2500 Test Instrument -

Accuracy ± 0,5 %

-

Phase Angle 180°

-

Frequency Range 25,00 to 600 Hz ( 50 Hz pada percobaan ini ) Accuracy ± 0,01 %

-

Digital Timer Range 0 – 999,99 milliseconds/seconds/cycles MODE

STOP (For Timing) SENSE (For Real Time Monitoring) START ( For Automatic Synchronizer Testing)

Pengujian A. Peralatan tes -

Relai diferensial BE1 – 87G

-

Power supplay 0 – 230 Volt ac

-

Doble F 2500 Test Instrument

-

Kabel - kabel

B. Prosedur tes 1. hubungkan kabel pada bagian belakang relai BE1-87G seperti gambar 1. 2. masukan power voltage ke terminal 3 dan 4 seperti gambar 2. 3. Buat rangkaian untuk fasa R dengan acuan seperti gambar 2. 4. seting sensitivitas switch ke A. 5. Masukan arus input 1(I1) ke terminal 7,6 dan arus input 2(I2) ke terminal 8,9. 6. Perlahan naikan arus input (I1) sampai relai trip, kemudian catat hasil pada tabel. Laporan Kerja Praktek

32

7. Kemudian nyalakan timer pada besaran arus trip tersebut, untuk mengetahui berapa lama relai bekerja sampai trip. 8. ulangi percobaan 4, 5, dan 6 untuk sensitivitas switch B sampai G. 9. lakukan langkah-langkah yang sama untuk fasa S dan T.

Laporan Kerja Praktek

33

Gambar 1 rangkaian kabel

Laporan Kerja Praktek

34

Gambar 2 rangkaian percobaan

Laporan Kerja Praktek

35

Tabel Percobaan Fasa R Fasa

Input I1 dan

Arus setting

Arus trip

Arus operasi

Waktu

I2 (amper)

(amper)

pada I1

I (trip) - I (input)

(detik)

(amper)

Laporan Kerja Praktek

36

1

1.09

0.09

0.0857

2

2.1

0.1

0.0802

3

3.08

0.08

0.0951

4.11

0.11

0.0662

5

5.12

0.12

0.0656

6

6.41

0.41

0.0107

7 1

7.9 1.16

0.9 0.16

0.0035 0.0620

2

2.13

0.13

0.0711

3

3.14

0.14

0.0614

4.15

0.15

0.0689

5

5.15

0.15

0.0688

6

6.5

0.5

0.0094

7 1

7.99 1.2

0.99 0.2

0.0032 0.0545

2

2.2

0.2

0.0512

3

3.18

0.18

0.0591

4.2

0.2

0.0482

5

5.2

0.2

0.0523

6

6.5

0.5

0.0089

7 1

8.04 1.38

1.04 0.38

0.0011 0.0317

2

2.39

0.39

0.0227

3

3.38

0.38

0.0263

4.38

0.38

0.0161

5

5.4

0.4

0.0154

6

6.72

0.72

0.0017

7 1

8.2 1.49

1.2 0.49

0.0008 0.0093

2

2.46

0.46

0.0087

3

3.5

0.5

0.0087

4.49

0.49

0.0088

5

5.51

0.51

0.0074

6

6.85

0.85

0.0042

7

8.31

1.31

0.0007

4

4

R

4

4

4

Laporan Kerja Praktek

0.1

0.15

0.2

0.4

0.5

37

Tabel Percobaan Fasa S Fasa

Input I1 dan

Arus setting

Arus trip

Arus operasi

Waktu

I2 (amper)

(amper)

pada I1

I (trip) - I (input)

(detik)

(amper)

Laporan Kerja Praktek

38

1

1.09

0.11

0.0845

2

2.1

0.1

0.0813

3

3.08

0.11

0.0953

4.11

0.11

0.0666

5

5.12

0.12

0.0654

6

6.44

0.44

0.0117

7 1

7.86 1.14

0.86 0.14

0.0041 0.0624

2

2.14

0.14

0.0712

3

3.15

0.15

0.0619

4.15

0.15

0.0686

5

5.15

0.15

0.0689

6

6.42

0.42

0.0097

7 1

7.94 1.19

0.94 0.19

0.0038 0.0555

2

2.2

0.2

0.0512

3

3.19

0.19

0.0581

4.2

0.2

0.0492

5

5.21

0.21

0.0532

6

6.52

0.52

0.0090

7 1

7.98 1.38

0.98 0.38

0.0012 0.0314

2

2.39

0.39

0.0233

3

3.38

0.39

0.0272

4.4

0.4

0.0160

5

5.42

0.42

0.0161

6

6.75

0.75

0.0017

7 1

8.21 1.48

1.21 0.48

0.0008 0.0088

2

2.51

0.51

0.0081

3

3.5

0.5

0.0081

4.5

0.5

0.0087

5

5.51

0.51

0.0076

6

6.86

0.86

0.0046

7

8.35

1.35

0.0007

4

4

S

4

4

4

Laporan Kerja Praktek

0.1

0.15

0.2

0.4

0.5

39

Tabel Percobaan Fasa T Fasa

Input I1 dan

Arus setting

Arus trip

Arus operasi

Waktu

I2 (amper)

(amper)

pada I1

I (trip) - I (input)

(detik)

(amper)

Laporan Kerja Praktek

40

1

1.09

0.09

0.0855

2

2.1

0.1

0.0891

3

3.09

0.09

0.0954

4.1

0.1

0.0659

5

5.12

0.12

0.0651

6

6.4

0.4

0.0110

7 1

7.88 1.14

0.88 0.14

0.0035 0.0622

2

2.13

0.13

0.0712

3

3.13

0.13

0.0611

4.15

0.15

0.0682

5

5.15

0.15

0.0688

6

6.45

0.45

0.0095

7 1

4.95 1.2

0.95 0.2

0.0039 0.0544

2

2.2

0.2

0.0522

3

3.18

0.18

0.0594

4.19

0.19

0.0479

5

5.22

0.22

0.0536

6

6.51

0.51

0.0077

7 1

8.01 1.4

1.01 0.4

0.0013 0.0311

2

2.39

0.39

0.0236

3

3.39

0.39

0.0269

4.39

0.39

0.0154

5

5.44

0.44

0.0158

6

6.74

0.74

0.0013

7 1

8.22 1.49

1.22 0.49

0.0007 0.0094

2

2.45

0.45

0.0086

3

3.5

0.5

0.0087

4.48

0.48

0.0088

5

5.51

0.51

0.0075

6

6.86

0.86

0.0043

7

8.35

1.35

0.0008

4

4

T

4

4

4

Laporan Kerja Praktek

0.1

0.15

0.2

0.4

0.5

41

Grafik Hasil Pengujian Fasa R

Laporan Kerja Praktek

42

Grafik Hasil Pengujian Fasa S

Laporan Kerja Praktek

43

Laporan Kerja Praktek

44

Grafik Hasil Pengujian Fasa T

BAB V PENUTUP

V.1. KESIMPULAN

Dari uraian yang telah dijelaskan pada Bab I sampai dengan Bab IV, dapat disimpulkan antara lain : •

Relai harus mampu mendeteksi adanya gangguan dalam sistem dan dapat memisahkan peralatan dari akibat gangguan dengan cara memerintahkan trip pada breaker atau PMT.

•

•

Relai harus memenuhi beberapa syarat-syarat utama, antara lain : -

Kepekaan (Sensitivity)

-

Keandalan (Reliability)

-

Selektifitas.

-

Kecepatan.

Dari hasil percobaan relai differinsial BE1-87G dapat disimpulkan bahwa relai diferensial bekerja berdasarkan perbandingan arus yang berada didalam generator

Laporan Kerja Praktek

45

dengan arus yang berada diluar generator (ke beban). apabila terjadi gangguan disalah satu sisi maka relai akan bekerja, karena arus pada kedua sisi tidak seimbang. •

Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa untuk arus pembatas 1 sampai 4 amper maka arus operasinya sesuai dengan nilai arus setting ( steady ), namun untuk arus pembatas lebih dari 5 amper maka arus operasinya berubah menjadi linear.

•

Relai diferensial BE1 – 87G bekerja secara instaniuos dengan waktu kerja beberapa milidetik, namun demikian jika arus pembatasnya (sensing) semakin besar maka arus operasinya akan semakin besarpula dengan demikian relai akan bekerja semakin cepat , hal ini memenuhi syarat utama dari sebuah relai yaitu kecepatan.

DI SUSUN OLEH

NANDANG SUNGKAWA 2004 – 11- 001 GEMA ABDI NAGRINA

2004 – 11 -033

2008

Laporan Kerja Praktek

46