Dasar-Dasar Sistem Proteksi Listrik - Dasar Proteksi Listrik Terbaru - Dasar Sistem Proteksi Listrik - Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga
listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang
digunakan. Oleh sebab itu dalam perencangan suatu sistem tenaga listrik, perlu
dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem,
melalui analisa gangguan.
Definisi Sistem Proteksi :
Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada
peralatan-peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator,
transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem
itu sendiri.
Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan
lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain. (untuk
jelasnya lihat artikel: “Keandalan dan Kualitas Listrik“)
Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk :
1. Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan
akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi
perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan
kepada kemungkinan kerusakan alat.
2. Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi
sekecil mungkin.
3. Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi
kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik.
4. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.
Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan
pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem
proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang
merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan
circuit-circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu
atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi
seorang operator untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan
menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara
manual.
Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin
dilakukan proteksi. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk
mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya
menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian
atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relay.
Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang
berhubungan, mempunyai dua fungsi pokok:
1. Mengisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya
tetap beroperasi seperti biasa.
2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating),
pengaruh gaya-gaya mekanik dst.
“Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam mengamati dan
memutuskan gangguan disebut sebagai sistem proteksi”.
Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja
maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang
ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak
efektif, maka keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi.
Pertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor
akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan
kwadrat dari arus:
H = 1kwadrat.R.t Joules
Dimana;
H = panas yang dihasilkan (Joule)
I = arus listrik (ampere)
R = tahanan konduktor (ohm)
t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)
Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut
naik mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering
atau Circuit Breaker.
Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan
proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai
dengan kapasitas arus hubung singkat “breaking capacity” atau Repturing
Capacity.
Disamping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut:
1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal
secara terus menerus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).
2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak
menyebabkan peralatan bekerja.
3. Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil
tetapi cukup lama, sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian
penghantar.
4. Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang
disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi.
5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya
pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang
tetap beroperasi.
Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik
diputuskan sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif
lebih lama dan mempunyai fungsi inverse terhadap kwadrat dari arus.
Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan jika action dari sekering
atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat
mencapai harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan
mekanik.
Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi :
Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu
perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu:
a). Selektivitas dan Diskriminasi
Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem
dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.
b). Stabilitas
Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar
zona yang melindungi (gangguan luar).
c). Kecepatan Operasi
Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir,
semakin besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting
adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum
generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi dengan
sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem tegangan
tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu ini hendak dipersingkat
menjadi 80 ms sehingga memerlukan relay dengan kecepatan yang sangat tinggi
(very high speed relaying).
d). Sensitivitas (kepekaan)
Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat
dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai
prosentase dari arus sekunder (trafo arus).
e). Pertimbangan ekonomis
Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis,
oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja
persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru
aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem
atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan peralatan
sistem adalah vital.
Biasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi
primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up).
f). Realiabilitas (keandalan)
Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak
bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).
g) Proteksi Pendukung
Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah
dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi
utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden
seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri.
Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama
oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem
daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zo na -zona yang
berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker
tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up (yang dinamakan,
remote back up) akan memberikan perlindungan karena berlapis dengan zona-zona
utama.
Pada sistem distribusi aplikasi back up digunakan tidak seluas dalam
sistem tansmisi,cukup jika hanya mencakup titik-titik strategis saja. Remote
back up akan bereaksi lambat dan biasanya memutus lebih banyak dari yang
diperlukan untuk mengeluarkan bagian yang terganggu.
Komponen-Komponen Sistem Proteksi :
Secara umum, komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari:
1. Circuit Breaker, CB (Sakelar Pemutus, PMT)
2. Relay
3. Trafo arus (Current Transformer, CT)
4. Trafo tegangan (Potential Transformer, PT)
5. Kabel kontrol
6. Catu daya, Supplay (batere)
Rangkuman :
Proteksi dan automatic tripping Circuit Breaker (CB) dibutuhkan untuk:
1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagian-bagian yang lainnya
tetap beroperasi seperti biasa.
2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (overheating),
pengaruh gaya mekanik dan sebagainya.
Proteksi harus dapat menghilangkan dengan cepat arus yang dapat
mengakibatkan panas yang berkelebihan akibat gangguan
H = Ikwadrat.R×t Joules
Peralatan proteksi selain sekering adalah peralatan yang dibentuk dalam
suatu sistem koodinasi relay dan circuit breaker
Peralatan proteksi dipilih berdasarkan kapasitas arus hubung singkat
‘Breaking capacity’ atau ‘Repturing Capcity’.
Selain itu peralatan proteksi harus memenuhi persyaratan, sebagai
berikut:
1. Selektivitas dan Diskriminasi
2. Stabilitas
3. Kecepatan operasi
4. Sensitivitas (kepekaan).
5. Pertimbangan eko nomis.
6. Realibilitas (keandalan).
7. Proteksi pendukung (back up protection)
Sekian Artikel tentang Dasar-Dasar Sistem Proteksi Listrik. Semoga bermanfaat bagi anda semua.
Sumber : M-Wali
Sumber : M-Wali
{ 0 komentar... read them below or add one }
Tambahkan Komentar Anda