Jenis Proteksi Pada Suatu Zona Proteksi STL

Jenis Proteksi Yang Terdapat Pada Zona Proteksi STL

       Untuk mengatasi adanya kegagalan kerja dari sistem pengaman, maka pengamanan sistem tenaga listrik dibuat berlapis menjadi dua kelompok, yaitu pengaman utama dan pengaman cadangan. Pengaman utama akan segera bekerja jika terjadi gangguan, sedangkan pengaman cadangan akan bekerja jika pengaman utama gagal bekerja. Kegagalan kerja dari sistem pengaman disebabkan oleh salah satu elemen pengaman tersebut.

1.      Pengaman Utama

Daerah pengamanan seperti diuraikan sebelumnya memberikan gambaran tentang tugas dari pengaman utama. Untuk relai cepat dan pemutus beban cepat, waktu mulainya terjadinya gangguan sampai selesainya pembukaan pemutus beban maksimum 100 ms, yaitu terdiri dari waktu kerja relai 20-40 ms dan waktu pembukaan pemutus beban 40-60 ms.

Pada pengamanan jenis tertentu, misalnya pengamanan dengan relai arus lebih, waktu kerjanya justru diperlambat untuk mendapatkan selektivitas karena terjadi pengamanan yang tumpang-tindih dengan seksi berikutnya. Relai ini bertugas selain sebagai pengaman utama pada daerahnya dan juga sekaligus merupakan pengaman cadangan pada seksi berikutnya.

Elemen-elemen pengaman utama terdiri atas relai, trafo tegangan, baterai (catu daya), kumparan trip, dan pemutus tenaga. Kegagalan kerja pada elemen-elemen pengaman utama dapat dikelompokkan sebagai berikut.

a)      Kegagalan pada relainya sendiri.

b)      Kegagalan catu arus dan atau catu tegangan ke relai. Hal ini dapat disebabkan kerusakan trafo arus atau trafo tegangannya. Bisa juga rangkaian catu ke relai dari trafo tersebut terbuka atau terhubung singkat.

c)      Kegagalan sistem catu arus searah untuk triping pemutus beban. Hal ini disebabkan baterai lemah karena kurang perawatan, terbuka, atau terhubung singkatnya arus searah.

d)     Kegagalan pada pemutus tenaga. Kegagalan ini dapat disebabkan karena kumparan trip tidak menerima catu, terjadinya kerusakan mekanis, atau kegagalan pemutusan arus karena besarnya arus hubung singkat melampaui kemampuan dari pemutus bebannya.

Di samping kegagalan di atas, pada pengaman tumpang-tindih (Gambar 2.5) dapat juga terjadi gangguan pada titik x. gangguan itu dapat terjadi antara batas daerah pengaman A dengan pemutus bebannya atau pengaman daerah telah bekerja dan membuka pemutus tenaganya, tetapi gangguan tersebut belum hilang dari sistem. Hal tersebut terjadi karena relai pengaman daerah A tidak mendeteksinya, sehingga masih terdapat daerah mati.

2.      Gangguan Cadangan

Kegagalan pada pengaman utama atau adanya daerah mati tersebut diatasi dengan menggunakan pengaman cadangan. Pengaman cadangan umumnya mempunyai perlambatan waktu untuk memberikan kesempatan pengaman utama bekerja lebih dahulu. Jika pengaman utama gagal, maka pengaman cadangan bekerja.

Jenis pengaman cadangan ada dua, yaitu pengaman cadangan setempat (local back up) dan pengaman cadangan jauh (remote back up).

a)      Pengaman Cadangan Setempat

Pengaman cadangan setempat merupakan sistem pengaman yang bekerja jika pengaman utamanya gagal bekerja. Akan tetapi, jika pengamanannya masih gagal karena pemutus beban gagal bekerja, maka relai tersebut akan memberikan perintah untuk membuka semua pemutus beban yang ada kaitannya dengan pemutus beban tersebut.

Sistem pengaman cadangan setempat umumnya digunakan pada sistem tenaga listrik dengan tegangan ekstra tinggi. Dalam hal ini relai cadangan mempunyai kecepatan sama dengan pengaman utamanya, karena sistem ini mempunyai pengaman ganda. Disebut pengaman ganda, sebab trafo arus, baterai, maupun kumparan trip semuanya ganda. Di Indonesia untuk sistem dengan tegangan tinggi, yaitu tegangan 150 KV dan 70 KV, biasanya pengaman cadangannya hanya berupa relai cadangan.

b)      Pengaman Cadangan Jauh

Pengaman cadangan jauh merupakan pengaman yang digunakan untuk mengantisipasi adanya kegagalan kerja pengaman di daerah tertentu. Dalam hal ini suatu gangguan pada daerah tertentu akan dihilangkan atau dipisahkan oleh pengaman dari tempat lain berikutnya (cadangan jauh).

Pengaman cadangan jauh yang banyak dipakai adalah pengaman dengan relai arus lebih dan pengaman dengan relai jarak. Pengaman cadangan jauh kurang memadai untuk sistem yang besar, antara lain karena dapat gagal bekerja dan dapat terjadi triping yang tidak diharapkan.

Untuk mendapatkan sistem proteksi yang cukup baik didalam sistem tenaga listrik, sistem tenaga tersebut dibagi dalam beberapa daerah proteksi yakni dengan memutuskan sub-sistem seminimum mungkin.

Yang dimaksud keterangan diatas adalah :

1.      Generator

2.      Transformator daya

3.      Bus-bar

4.      Transmisi, sub-transmisi dan distribusi

5.      Beban

Dengan ruang lingkup system proteksi pada Gardu Induk (GI)/Gardu Induk Tegangan Extra Tinggi (GITET) dan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT)/Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT)/Saluran Tegangan Extra Tinggi (SUTET), harus mampu bekerja sesuai dengan tujuan dan persyaratan serta fungsinya yang ditentukan terhadap jenis gangguan yang terjadi. Karena apabila tidak mampu, akan mengakibatkan kerugian yang besar, dilihat dari segi kerusakan yang lebih luas terhadap peralatan instalasi itu sendiri maupun tidak lancarnya penyaluran tenaga listrik.

Peralatan utama :

Ø  Pemutus tenaga

Ø  Pemisah

Ø  Trafo pengukuran

Ø  Busbar

Ø  Lightning Arrester

Ø  Trafo tenaga

Ø  Kapasitor

Ø  Reaktor

Ø  Panel control

Ø  Panel proteksi

Ø  Sumber AC dan DC

Ø  Sarana komunikasi

Catatan :

1.      Pemutus rangkaian : Berfungsi untuk menerima perintah dari relay untuk melepas rangkaian listrik apabila terjadi gangguan.

2.      Trafo arus (CT) dan Trafo tegangan (PT) Berfungsi untuk melindungi arus atau tegangan pada peralatan daya dan biasanya diubah oleh trafo arus (CT) dan trafo tegangan (PT) ke tingkat yang lebih rendah untuk mengoperasikan rele. CT dan PT bisa menggunakan CT 3 fasa dan PT 3 fasa untuk masing-masing fasanya.

3.      Rele arus lebih (overcurrent relay, OCR) Gunanya untuk mengamankan trafo step down dan step up pada gardu induk dari bahaya arus lebih atau arus terhubung singkat yang dapat merusakkan gulungan atau kumparan trafo.

4.      Rele gangguan hubung tanah (Ground fault relay, GFR) Eart fault relay berfungsi mendeteksi gangguan saluran antara fasa ke tanah. Rele ini akan memerintahkan tripping coil pada pemutus daya untuk membuka, apabila terjadi gangguan tanah pada saluran tersebut sesuai besaran arus gangguan yang terdeteksi pada rele itu sendiri.

5.      Rele jarak (Distance relay) Impedance relay adalah suatu rele yang berfungsi untuk menunjukkan daerah gangguan yang mempunyai jarak tertentu dari lokasinya. Rele ini bekerja atas dasar nilai impedansi yang dipunyai oleh semua saluran transmisi distribusi.

6.      Rele diferensial (Differential relay) Berfungsi untuk melindungi transformator pada gardu induk dari gangguan arus hubung singkat pada gulungannya.

7.      Penahan petir (Lightning arrester) adalah suatu alat listrik yang fungsinya untuk mengamankan jaringan transmisi, distribusi dan transformator dari gangguan tegangan lebih (over voltage) yang disebabkan oleh terjadinya tegangan kejut/surja dari petir atau saklar.

8.      Kawat tanah (Ground Wire) Kawat pelindung berfungsi untuk melindungi kawat-kawat penghantar atau kawat fasa terhadap sambaran petir.