Sistem Proteksi 5v2p65

SISTEM PROTEKSI RELE DIFERENSIAL PADA TRANSFORMATOR STEP UP

Kelompok 4 1. Octafian Firdaus

157002001

2. Puji Ramdhani

157002004

3. Pedja Gonzola

157002006

4. Aldi Adryan Nur

157002022

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SILIWANGI NOVEMBER 2018

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ilmiah ini. Makalah ilmiah ini telah kami susun dengan sepenuh hati dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini. Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini. Akhir kata kami berharap semoga makalah ilmiah yang telah kami susun ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.

Tasikmalaya, 21 November 2018

Penyusun

i

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .................................................................................. i DAFTAR ISI.............................................................................................. ii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... iv DAFTAR TABEL ........................................................................................ iv BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2 1.3 Tujuan .............................................................................................. 2 BAB II LANDASAN TEORI ......................................................................... 4 2.1 Transformator................................................................................... 4 2.1.1 Pengertian Transformator .............................................................. 4 2.1.2 Prinsip Kerja Transformator ........................................................... 4 2.1.3 Komponen Transformator .............................................................. 5 2.1.4 Jenis-jenis Transformator ............................................................... 8 2.2 Rele Differensial ................................................................................ 10 2.2.1 Pengertian ..................................................................................... 10 2.2.2 Prinsip Kerja ................................................................................... 11 2.2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi ................................................. 11 2.2.4 Gangguan di luar Daerah Pengaman ............................................... 12 2.2.5 Gangguan di dalam Daerah Pengaman ........................................... 12 BAB III PENGAPLIKASIAN ........................................................................ 14 3.1 Aplikasi dan Hubungan Rele Differensial pada Transformator ............ 14 3.1.1 Contoh Hubungan Proteksi Differensial Untuk Bank Trafo Dua Belitan Gabungan Y-Delta ................................................................................... 15 3.1.2 Contoh Proteksi Differensial Untuk Bank Transformator Multi Belitan ................................................................... 20 3.1.3 Aplikasi Alat Bantu Untuk Menyeimbangkan Arus .......................... 22 3.1.4 Hubungan Khusus Rele Diferensial transformator ........................... 22 3.1.5 Proteksi Diferensial Tanah (Urutan Nol) Transformator .................. 23

ii

BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................. 25 Perhitungan Setting Rele Differensial pada Transformator ...................... 25 Perhitungan Nilai Parameter Rele ........................................................... 25 Menghitung Rasio CT Ideal ...................................................................... 25 Error Mismatch ....................................................................................... 27 Menentukan Nilai Arus Sekunder pada CT............................................... 28 Menentukan Nilai Arus Differensial pada CT ........................................... 28 Menentukan Arus Restain pada CT ......................................................... 29 Menentukan Percent Slope ..................................................................... 29 Menghitung Gangguan pada Transformator Daya ................................... 31 BAB V KESIMPULAN ................................................................................ 33 5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 33 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 34

iii

DAFTAR GAMBAR

2.1 Transformator .................................................................................. 5 2.2 Kumparan ......................................................................................... 6 2.3 Inti Besi............................................................................................. 6 2.4 Bushing ............................................................................................ 7 2.5 Tangko Konservator Trafo ................................................................ 7 2.6 Skema Transformator Step Up........................................................... 8 2.7 Skema Trafo Step Down .................................................................... 8 2.8 Prinsip Hukum Kirchof ...................................................................... 11 2.9 Daerah Pengaman Relay Differensial ................................................. 11 2.10 Gangguan Di Luar Daerah Pengaman Relay Differensial ................... 12 2.11 Gangguan Di Dalam Daerah Pengaman, Sumber Satu Arah ............. 13 2..12 Gangguan Di Dalam Daerah Pengaman, Sumber Dua Arah .............. 13 3.1 Hubunan Rele Diferensial Untuk Proteksi Bank Transformator Dua Belitan ....................................................... 16 3.2 Hubungan Rele Diferensial Untuk Proteksi Belitan Bank Transformator 3 fasa .................................................... 22 3.3 Hubungan Rele Diferensial Khusus Menggunakan CT Hubungan Bintang pada terminal Transformator Hubungan wye – Ditanahkan ... 23

DAFTAR TABEL

4.1 Data Transformator daya .................................................................. 26

iv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Listrik adalah salah satu kebutuhan pokok di masyarakat modern saat ini. Setiap tahun kebutuhan listrik terus meningkat. Seiring dengan perkembangan industri, energi listrik menjadi sangat vital dalam proses produksi suatu perusahaan. Seringnya terjadi gangguan saat proses pendistribusian tenaga listrik dengan daya yang besar dapat menyebabkan terganggunya pelayanan energi listrik oleh PLN ke pelanggan. Ketersediaan listrik tidak lepas dari sitem transmisi yang bagus. Sistem tenaga listrik memunyai 3 buah bagian penting yaitu sistem distribusi ke pelanggan, sistem transmisi antar gardu induk dan pusat pembangkitan. Sistem transmisi memiliki beberapa tingkatan tegangan tertentu guna mengurangi gangguan maupun kerugian yang bisa didalami oleh PLN. Pada umumnya dari tegangan pembangkit dinaikkan guna mengurangi rugi-rugi arus yang bisa terjadi saat pentransmisian tenaga listrik sebelum menuju gardu induk. Pada gardu induk terdapat sejumlah peralatan. Peralatan tersebut adalah sistem busbar, transformator daya, pemisah (PMS), isolator, pemutus tenaga (PMT), instrumen pengukuran, sistem pengetanahan, rele-rele dan pengaman dan lain-lain. Transformator daya adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi sebagai pemindah tegangan listrik bolak-balik primer ke sekunder berdasarkan prinsip induksi magnetik sehingga dapat menaikkan atau menurunkan tegangan. Pada saat proses penyuplaian tenaga listrik sering terjadi gangguan, oleh karena itu dibutuhkan alat untuk memproteksi peralatan sehingga dapat mengamankan pada saat terjadi gangguan. Transformator dalam sistem tenaga membutuhkan tipe proteksi yang berbedabeda. Proteksi ini disediakan oleh berbagai jenis relay, baik elektromagnetik maupun statik. Secara umum proteksi transformator

berfungsi untuk memproteksi

transformator apabila terjadi gangguan, sehingga transformator dapat terhindar dari kerusakan. Relay yang akan digunakan untuk memproteksi transformator adalah relay differensial.

Relay ini bekerja apabila terdapat perbedaan arus pada Current

2

Transformer [CT] sisi primer dan sekunder. Apabila gangguan terjadi di luar zona proteksi, relay tidak akan bekerja. Gangguan listrik yang terjadi dalam suatu sistem tenaga mengakibatkan terjadinya peningkatan arus listrik, penurunan tegangan, frekuensi dan faktor daya. Relay tidak dapat menghilangkan kemungkinan adanya gangguan, tetapi akan bekerja setelah terjadi gangguan. Suatu relay proteksi bertugas untuk mengamankan suatu alat atau bagian dari sistem tenaga listrik dalam zona proteksi. Pemutus tenaga (PMT) diletakkan agar setiap bagian dari sistem dapat dipisah-pisahkan. Mak tugas relay adalah mendeteksi adanya gangguan yang terjadi pada zona proteksi, memberi perintah untuk membuka PMT, dan memisahkan bagian dari sistem yang terganggu. Rele differensial adalah suatu rele yang bekerja didasarkan atas keseimbangan, yaitu melakukan perbandingan terhadap arus sekunder transformator arus (CT) yang ada di peralatan dan instalasi listrik yang harus dilindungi. Rele differensial digunakan sebagai pengaman utama pada transformator saat adanya gangguan karena rele sangat selektif dan bekerja sangat cepat. Tujuan utama pemasangan rele proteksi di transformator tenaga adalah sebagai alat pengaman sehingga kerusakan akibat gangguan dapat dikurangi sekecil mungkin. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaplikasian sistem proteksi rele differensial pada transformator step up? 2. Bagaimana hubungan sistem proteksi rele differensial pada transformator step up dan aplikasi? 3. Apa sajakah faktor-faktor yang mempengaruhi sistem proteksi rele differensial pada transformator step up dan aplikasi? 1.3 Tujuan Penulisan Laporan ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi tugas makalah mata kuliah Sistem Proteksi. Kami berharap laporan ini juga dapat bermanfaat untuk menambah pengetahuan tentang Sistem Proteksi Rele Differensial (Differential Relay) Pada

3

Transformator Step Up dan. Dengan adanya makalah ini semoga dapat membantu pembaca untuk memahami hal-hal sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui bagaimana pengaplikasian sistem proteksi rele differensial pada transformator step up. 2. Untuk memahami bagaimana hubungan sistem proteksi rele differensial pada transformator step up dan aplikasi. 3. Untuk mengetahui apa sajakah faktor-faktor yang mempengaruhi sistem proteksi rele differensial pada transformator step up dan aplikasi.

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Transformator 2.1.1 Pengertian Transformator Transformator atau lebih dikenal dengan nama “transformer” atau “trafo” sejatinya adalah suatu peralatan listrik yang mengubah daya listrik AC pada satu level tegangan yang satu ke level tegangan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik tanpa

merubah

frekuensinya.

Transformator

bekerja

berdasarkan

prinsip

elektromagnetik. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan perubahan medan magnet. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi. Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan, sehingga fluks magnet yang timbulkan akan mengalir ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance). Bagian utama transformator adalah dua buah kumparan yang keduanya dililitkan pada sebuah inti besi lunak. Kedua kumparan tersebut memiliki jumlah lilitan yang berbeda. Kumparan yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang lain disebut kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan AC (dialiri arus listrik AC), besi lunak akan menjadi elektromagnet. Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC, garis-garis gaya elektromagnet selalu berubah-ubah. Oleh karena itu, garis-garis gaya yang dilingkupi oleh kumparan sekunder juga berubah-ubah. Perubahan garis gaya itu menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder. Hal itu menyebabkan pada kumparan sekunder mengalir arus AC. 2.1.2 Prinsip kerja Transformator Tranformator merupakan suatu alat listrik statis, yang dipergunakan untuk memindahkan daya dari satu rangkaian ke rangkaian lain, dengan mengubah tegangan,

5

tanpa mengubah frekuensi. Dalam bentuknya yang palin sederhana transformator terdiri atas dua kumparan dan satu induktansi mutual. Kumparan primer adalah yang menerima daya, dan kumpuran sekunder tersambung pada beban. Kedua kumparan dibelit pada suatu inti yang terdiri atas material magnetik berlaminasi. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolakbalik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

Gambar 2.1 Transformator 2.1.3 Kompenen Transformator Dalam melaksanakan tugasnya, transformator memiliki beberapa komponen utama diantaranya adalah sebagai berikut:

1) Kumparan Kumparan trafo terdiri dari beberapa lilitan kawat tembaga yang dilapisi dengan bahan isolasi (karton, pertinax, dll) untuk mengisolasi baik terhadap inti besi maupun kumparan lain. Untuk trafo dengan daya besar lilitan dimasukkan dalam

6

minyak trafo sebagai media pendingin. Banyaknya lilitan akan menentukan besar tegangan dan arus yang ada pada sisi sekunder.

Gambar 2.2 Kumparan 2) Inti Besi Dibuat dari lempengan-lempengan feromagnetik tipis yang berguna untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi ini juga diberi isolasi untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus eddy “Eddy Current”.

Gambar 2.3 Inti Besi 3) Minyak Trafo Berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Minyak trafo mempunyai sifat media pemindah panas (disirkulasi) dan mempunyai daya tegangan tembus tinggi. Pada power transformator, terutama yang berkapasitas besar, kumparan-kumparan dan inti besi transformator direndam dalam minyak-trafo.

7

4) Bushing Sebuah konduktor (porselin) yang menghubungkan kumparan transformator dengan jaringan luar. Bushing diselubungi dengan suatu isolator dan berfungsi sebagai konduktor tersebut dengan tangki transformator. Selain itu juga bushing juga berfungsi sebagai pengaman hubung singkat antara kawat yang bertegangan dengan tangki trafo.

Gambar 2.4 Bushing 5) Tangki dan Konservator Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo ditempatkan di dalam tangki baja. Tangki trafo-trafo distribusi umumnya dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin (cooling fin) yang berfungsi memperluas permukaan dinding tangki, sehingga penyaluran panas minyak pada saat konveksi menjadi semakin baik dan efektif untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.

Gambar 2.5 Tangko Konservator Trafo

8

2.1.4 Jenis-jenis Transformator 1) Transformator Step Up Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak dari pada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

Gambar 2.6 Skema Transformator Step Up 2) Transformator Step Down Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

Gambar 2.7 Skema Trafo Step Down 3) Autotransformer

9

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. 4) Transformator Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa

desain,

gulungan

sekunder

dibuat

sedikit

lebih

banyak

untuk

mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh kopling kapasitor. 5) Transformator Pulsa Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah. 6) Transformator Tuga Fasa Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ). 7) Transformator Pengukuran Transformator pengukuran adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi sebagai alat transformasienergi listrik yang digunakan sebagai alat ukur bantu untuk keperluan pengukuran tegangan danarus listrik agar berada dalam jangkauan alat

10

ukur, sehingga pengukuran arus dan teganganlistrik dapat terbaca oleh suatu alat ukur. Trafo pengukuran terbagi atas 2 macam, yaitu: 1. Tranfo Arus (CT) Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper dari arus yangmengalir dalam jaringan tegangan tinggi. Disamaping untuk penguran arus, trafo arus jugadigunakan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan relay proteksi. Kumparan primer trafo arus dihubungkan seri dengan jaringan atau peralatan yang akandiukur arusnya, sedang kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau relay proteksi. 2. Trafo Tegangan (PT) Trafo tegangan digunakan untuk menurunkan tegangan sistem dengan perbandingan transformasi tertentu. Transformator Tegangan/Potensial (PT) adalah trafo instrument yang berfungsi untuk merubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah sehingga dapat diukur dengan Volt meter. Prinsip kerja Trafo tegangan, kumparan primernya dihubungkan parallel dengan jaringan yang akan diukur tegangannya. Voltmeter atau kumparan tegangan wattmeter langsung dihubungkan pada sekundernya. Jadi rangkaian sekunder hampir pada kondisi open circuit. Besar arus primernya tergantung pada beban disisi sekunder.

2.2 Rele Differensial 2.2.1 Pengertian Relay differential merupakan pengaman utama pada generator, transformator dan bus-bar, sangat selektif, cepat bekerja tidak perlu berkoordinasi dengan relay lain dan tidak dapat digunakan sebagai pengaman cadangan untuk seksi atau daerah berikutnya. Relay differential mengamankan peralatan tersebut diatas dari gangguan hubung singkat yang terjadi di dalam generator ataupun transformator, antara lain hubung singkat antara kumparan dengan kumparan atau antara kumparan dengan tangka. Relay ini harus bekerja kalau terjadi gangguan di daerah pengamanan, dan

11

tidak boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan di luar daerah pengamanan. Ini juga merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas mutlak. 2.2.2 Prinsip Kerja Relay differential prinsip kerjanya berdasarkan hukum kirchof, dimana arus yang masuk pada suatu titik, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut seperti gambar dibawah: I2

I1 I1 = 12 Gambar 2.8 Prinsip Hukum Khirchof

Yang dimaksud titik pada proteksi differential adalah daerah pengamanan, dalam hal ini dibatasi oleh dua buah trafo arus seperti yang terlihat pada gambar dibawah:

Gambar 2.9 Daerah Pengaman Relay Differensial Relay differential bekerja berdasarkan perbandingan arus masukan dan arus keluaran. Jika terjadi perbedaan maka relay akan mendeteksi adanya gangguan pada peralatan yang diamankan. Relay ini efektif untuk mengamankan gangguan yang bersifat internal. Untuk gangguan yang bersifat ekternal, arus masukan dan arus keluaran transformator sama besar meskipun arus tersebut melebihi arus maksimal transformator, oleh sebab itu relay tidak meresponnya sebagai gangguan. 2.2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam penggunaan proteksi Diferensial, antara lain:

12

1) Arus inrus magnetisasi. Ini merupakan fenomena umum yang dapat terjadi pada suatu gangguan internal (arus menuju tetapi tidak keluar dari Transformator). 2) Level tegangan yang berbeda dan karenanya CT yang digunakan dari tipe, ratio dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda pula. 3) Pergeseran fasa pada bank Transformator hubungan Y - ∆. 4) Tap Transformator untuk kendali tegangan. 5) Pergeseran fasa dan atau Tap tegangan pada Transformator regulasi 2.2.4 Gangguan di Luar Daerah Pengamanan

Gambar 2.10 Gangguan di Luar Daerah Pengaman Relay Differensial Arus yang mengalir pada relay adalah: i d = i1 - i2 = 0 Dimana: i1 = arus yang mengalir pada CT1 i 2 = arus yang mengalir pada CT2 Maka relay tidak akan bekerja jika terjadi gangguan di luar daerah pengamanannya. 2.2.5 Gangguan di dalam Daerah Pengaman 1. Transformator di supply dari satu arah

13

Gambar 2.11 Gangguan di dalam Daerah Pengaman, Sumber Satu Arah Untuk gangguan di dalam transformator: I1 = i1 I2 = 0 Id = i1 - i2 = i1 Maka relay akan bekerja. 2. Transformator di supply dari dua arah

Gambar 2.12 Gangguan di dalam Daerah Pengaman, Sumber Dua Arah G 1 arus mengalir kearah gangguan G 2 arus mengalir kearah gangguan Sehingga: Id = i1 + i2 Maka relay akan bekerja.

BAB III PENGAPLIKASIAN 3.1 Aplikasi dan Hubungan Rele Diferensial pada Transformator Zona proteksi Diferensial untuk semua kasus mencakup seluruh sirkit yang masuk atau keluar daerah, dengan satu Rele untuk setiap fasa untuk semua daerah tersebut. Untuk Transformator dua belitan dengan satu set CT yang berhubungan dengan belitan, dua Rele dengan kumparan penahan dapat dipakai. Untuk Transformator multi belitan, seperti bank Transformator 3 belitan, Auto Transformator dengan belitan tersier terhubung ke rangkaian eksternal, atau dimana Pemutus ganda dan CT mensuplai suatu belitan tunggal (seperti pada rel tipe Ring atau konfigurasi Pemutus dan 1/2) maka digunakan Rele dengan kumparan multi penahan. Rele Diferensial, tersedia dalam berbagai jumlah belitan penahan, mulai dari 1, 2, 3, 4 dan lebih dari 6 dengan satu belitan operasi. Karakteristik Rele tersebut hampir sama. Aplikasi dasar utama dari Rele adalah: 1. Menggunakan belitan penahan untuk masing-masing sirkit sumber gangguan. 2. Hindarkan memparalel CT dari penyulang dengan CT dari sumber gangguan. 3. Paralel CT penyulang dengan hati-hati. Alasan dan logika dari ketiga hal diatas akan nampak pada bahasan nanti. Arus yang melalui belitan penahan Rele Diferensial harus sefasa dan harus memiliki perbedaan minimum antara arus beban dan gangguan eksternal. Idealnya perbedaan pada kedua keadaan adalah nol, namun dengan ratio CT dan level tegangan yang berbeda, dalam praktek hampir tidak mungkin membuat perbedaan ini sama dengan nol. Ada dua langkah yang disarankan guna mendapatkan hubungan yang benar dan penyetelan yang baik. 1. Phasing: menggunakan unit Y - ∆, untuk meyakinkan arus sekunder dari Rele pada fasa yang sama.

15

2. Ratio Adjusment: pemilihan ratio CT dan atau Tap Rele untuk mengurangi arus perbedaan yang akan mengalir pada sirkit operasi Rele.

3.1.1 Contoh Hubungan Proteksi Diferensial Untuk Bank Transformator Dua Belitan Hubungan Wyei - Delta Tinjau bank Transformator hubungan Y - ∆ seperti diperlihatkan pada Gambar 1 Tegangan ABC hubungan ∆ mendahului tegangan/arus ABC hubungan Y sebesar 300, mengikuti standar ANSI, fasa ABC di sisi tegangan tinggi dan abc disisi tegangan rendah. Arus-arus fasa sekunder pada Rele Diferensial dapat diperoleh dengan menghubungkan satu set abc CT dalam hubungan Y atau ∆ dan satu set ABC CT dalam hubungan ∆ dan Y berturut-turut. Meski hubungan Y abc CT akan menghasilkan operasi yang salah untuk gangguan tanah eksternal. Arus urutan nol yang disuplai oleh pentanahan Y Transformator ke gangguan eksternal pada sisitem abc dapat mengalir melalui hubungan Y CT abc ke kumparan penahan Rele kembali melalui kumparan operasi. Hal ini karena arus urutan nol bersirkulasi pada hubungan ∆ Transformator dan tidak mengalir pada sistem ABC untuk menghasilkan penahan balansing gangguan eketernal yang tepat, karenanya CT belitan Transformator yang terhubung Y harus dihubungkan secara ∆. Hal ini akan menyebabkan sirkulasi arus urutan nol hanaya pada hubungan CT dan tidak melalui Rele. a.

Langkah Pertama: Phasing Kedua set CT harus dihubungkan sehingga arus sekunder yang menuju belitan

penahan Rele sefasa untuk setiap arus beban atau gangguan eksternal. Bila diasumsikan arus tiga fasa seimbang mengalir melalui Transformator. Arah arus tidaklah penting selama arus-arus tersebut mengalir menuju bank Transformator. Hal ini diperlukan sekali dan memudahkan untuk mengawali sisi wyei Transformator, dalam Gambar 8-4, bila Ia , Ib , dan Ic mengalir disisi Y dan menuju kekanan kedalam sistem abc, dengan polaritas Transformator seperti dalam gambar, arus-arus tersebut

16

akan mengalir pada belitan tegangan tinggi ABC sebagai Ia - Ib ,Ib - Ic dan Ic - Ia , mengalir kekanan pada fasa A,B dan C berturut-turut.

Gambar 3.1 Hubungan Rele Diferensial untuk proteksi bank Transformator dua belitan Dengan CT abc terhubung delta seperti dijelaskan diatas, CT ABC harus dihubungkan wyei, dengan polaritas masing-masing CT diperlihatkan dalam gambar, arus sekunder Ia - Ib, Ib - Ic dan Ic - Ia mengalir menuju belitan penahan Rele Diferensial. Untuk gangguan eksternal arus-arus ini harus mengalir keluar kesisi lain belitan penahan dan terus kekanan kembali kesisi wyei abc, sedankgan Ia, Ib, dan Ic mengalir kearah kiri sekunder CT. Bagian terakhir adalah menghubungkan CT abc dalam hubungan delta untuk memperoleh arus-arus sekunder yang tepat. Ini adalah langkah pertama phasing. Secara ringkas, phasing dilakukan dengan asumsi arus seimbang mengalir disirkit wyei Transformator. Arus ditansfer melalui Transformator kesisi delta, hubungkan CT disisi delta dalam hubungan wyei dan ke koil penahan Rele membawa arus tersebut melalui Rele kekoil penahan lain, dan hubungan CT pada sisi wyei Transformator dalam hubungan delta guna mendapatkan arus-arus koil penahan. Apabila bank Transformator dihubungkan delta pada kedua sisinya, maka CT pada kedua sisi Transformator harus dapat dihubungkan wyei ke Rele Diferensial. Untuk wyei ditanahkan, bank Transformator wyei - ditanahkan tanpa tersier, atau dengan tersier yang tidak dihubungkan ke terminal, maka hubungan CT yang dibutuhkan adalah

17

hubungan delta untuk kedua sisi Transformator. Mungkkin saja digunakan CT hubungan wyei jika bank Transformator terdiri dari 3 Transformator 2 belitan independen dihubungkan Wyei - Wyei ditanahkan keduanya. Meski jenis Transformato

yang

digunakan

adalah

bank

Transformator

3

fasa,

maka

direkomendasikan menggunakan CT hubungan delta. Pada bank Transformator yang dihasilkan dari interaksi fluksi karena konstruksi.

Pada titik ini muncul sebuah

pertanyaan dapatkah Rele Diferensial memberikan proteksi untuk gangguan tanah bilamana CT terhubung delta. Jawabannya adalah, untuk gangguan tanah Rele dapat beroperasi bilamana arus-arus urutan positif dan negatif terlibat pada gangguan tersebut. Rele Diferensial beroperasi pada komponene gangguan total pada gangguan internal jadi pada saat terjadi gangguan satu fasa ketanah arus gangguan total adalah I1

+ I2 + I0 dan I1 = I2 = I0 , sehingga Rele dengan CT terhubung delta akan

menerima I1 + I2 atau 2 I1 , untuk gangguan internal. Dengan mengacu pada Gambar 8-4, sebuah gangguan internal satu fasa ketanah disisi 69 kV akan memberi masukan arus urutan positif dan neatif dari sisi 138 kV, dan arus urutan positif, negatif dan nol dari sisi 69 kV. CT yang terhubung delta disisi 69 kV akan mengeliminir arus urutan nol dari sisi 69 kV, namun penjumlahan dari arus-arus urutan positif dan negatif dari kedua sisi penjumlahan keduanya mengalir melalui belitan operasi pada Rele Diferensial. Untuk gangguan internal satu fasa ke tanah pada sisi 138 kV, arus-arus urutan positif, dan negatif disuplai dari sisi 69 kV, dan komponen urutan positif, negatif, dan nol disuplai dari sisi 138 kV. Pada keadaan ini, Rele Diferensial akan menerima penjumlahan semua arus-arus urutan I1 + I2 + I0, karena CT terhubung Wyei. b. Langkah Kedua: Pemilihan Tap dan Ratio CT Sangat penting untuk mengurangi ketidak seimbangan arus yang mengalir melalui koil operasi pada waktu operasi normal dan gangguan eksternal. Kebanyakan Rele Diferensial Transformator memiliki Tap untuk memudahkan tujuan diatas. Hal ini untuk memberikan perbedaan pada arus penahan dalam orde 2 atau 3 sampai L. Persen ketidak seimbangan M, dapat dinayatkana sebagai berikut:

18

dimana IH dan TL adalah arus sekunder dan Tap Rele. H dan L menunjukkan sisi Transformator. H utuk sisi tegangan tinggi, dan L untuk sisi tegangan rendah dari belitan Transformator, sedangkan S adalah ratio Tap sisi tegangan tinggi terhadap Tap sisi tegangan rendah. Tanda minus tidaklah penting, sehingga bila TH/TL lebih besar dari IH/IL, tanda minus akan tetap memberikan angka positif. Rating arus untuk Transformator 50 MVA adalah:

bilamana dipilih ratio CT 250:5, maka

arus ini adalah arus sekunder disisi kiri belitan penahan pada Gambar

bila CT yang dipakai adalah CT dengan ratio 500:5, maka:

ini adalah arus sekunder pada sisi 69 kV di sekunder CT atau:

adalah arus sekunder disisi kanan belitan penahan pada Gambar 8-4, dengan demikian:

seandainya Tap yang terdapat pada Rele dapat siset pada TH = 5 dan TL = 9, maka:

19

dengan demikian persen ketidak cocokan M adalah:

Hasil ini menunjukkan kecocokan yang baik dengan karakteristik Rele Diferensial antara 20 dan 60%. Angka 3,78% memberikan margin keamanan yang cukup untuk mengantisipasi kesalahan yang dapat terjadi pada Rele dan CT. Teoritis, persen ketidakcocokan ini dapat mendekati persentase dari Rele Diferensial, namun tentu saja hal ini akan mengurangi margin keamanan yang ada. Dalam pemilihan ratio CT ini, sangat penting untuk menjaga ratio ini serendah mungkin untuk mendapatkan sensitivitas yang tinggi, tetapi (1). Tidak mengizinkan beban maksimum melebihi rating arus kontinyu Rele atau CT sebagaimana dinyatakan oleh pabrikan, dan (2). Gangguan eksternal simetris maksimum tidak menyebabkan kesalahan ratio arus Transformer lebih dari 10%. Untuk (1), beban maksimum harus merupakan arus tertinggi termasuk operasi darurat jangka waktu pendek. Transformator biasanya memiliki beberapa rating, yaitu: normal, dengan fan, dengan sirkulasi paksa, dan sebaginya. Pada kebanyakan Rele Diferensial Transformator koil penahan memiliki rating kontinous 10 A atau lebih. Untuk (2), unjuk kerja CT telah dikemukakan pada bab sebelumnya. Secara umum, burden dari Rele Diferensial untuk keadaan gangguan eksternal sangat rendah. Lebih praktis untuk memakai CT terpisah dalam proteksi Diferensial dan tidak menghubungkan atau mengurangi Rele-Rele lain atau peralatan lain pada sirkit tersebut. Hal ini memberikan burden minimum dan total yang rendah untuk membantu unjuk kerja CT. Meskipun, arus yang melalui Rele Diferensial pada waktu gangguan eksternal hanya merupakan bagian arus gangguan total yang mengalir melalui bank Transformator menuju titik gangguan. Jadi arus ini dibatasi oleh impedansi bank Transformator. Sebaliknya, pada gangguan internal, arus gangguan adalah total arus gangguan, tetapi pada keadaan ini tidak semua arus mengalir melalui CT, kecuali pada kasus gangguan tunggal. Beberapa CT mungkin mengalami saturasi pada saat gangguan internal. Meski hal ini tidak diinginkan, namun hal ini tidak menjadikan

20

masalah dalam operasi Rele kecuali saturasi tersebut sangat mengganggu, selama arus operasi gangguan biasanya beberapa kali lebih besar dari arus angkat Rele. 3.1.2 Contoh Proteksi Diferensial Untuk Bank Transformator Multi Belitan Pada Gambar 2 diperlihatkan bank Transformator 3 belitan hubungan Y - ∆ - Y. Diskusi ini juga berlaku untuk sebuah Autotransformator dengan tersier ∆. Dengan ketiga belitan terhubung ke rangkaian eksternal, diperlukan Rele Diferensial Transformator dengan 3 belitan penahan. Hal ini memerlukan satu set CT untuk masing-masing rangkaian, terhubung pada belitan penahan berbeda, jadi zona proteksi adalah areal daiantara beberapa CT.

Rele Diferensial tipe 2 belitan dapat pula

digunakan pada Transformator multi belitan bila: 1.

Belitan ketiga adalah belitan tersier dan tidak terhubung ke rangkaian eksternal.

2.

Sirkit yang terhubung ke belitan tersier dipandang sebagai bagian zona proteksi. Hal ini mungkin bilamana tidak terdapat Pemutus tambahan, atau belitan digunakan untuk mensuplai Transformator tambahan, dan seterusnya.

3.

Belitan tersier memiliki reaktansi sangat tinggi sehingga gangguan pada sistem bersangkutan tidak akan cukup besar untuk mengoperasikan Rele Diferensial Transformator. Kedua langkah, phasing dan Pemilihan Tap dan ratio CT juga dapat dipakai

pada multi belitan. Sangat penting, bahwa langkah kedua dilakukan berpasangan, yaitu: hubungkan dan set CT dan Rele pada kedua belitan Transformator, abaikan dan diasumsikan arus pada belitan lain nol. Lnjutkan dengan pasangan belitan yang lain. Pada contoh hal ini akan coba diterapkan. Pada Gambar 8-5, terdapat dua belitan wyei ditanahkan dan satu belitan delta. Dari diskusi sebelumnya, CT pada belitan yang terhubung wyei harus dihubungkan delta untuk menghindari operasi pada waktu gangguan tanah eksternal. CT pada belitan yang terhubung delta harus dihubungkan secara bintang untuk mengakomodasi pergeseran fasa 300. Langkah pertama phasing adalah memilih kedua pasangan. Meskipun ini berubah-ubah pada contoh ini pasangan harus termasuk delta dan salah satu dari wyei.

21

Diawali dengan belitan wyei sebelah kiri, diasumsikan bahwa arus seimbang Ia, Ib, dan Ic mengalir kekanan rangkaian. Arus tersebut melalui pasangan belitan wyei delta dan menuju sistem ABC menjadi Ia - Ib , Ib - Ia dan Ic - Ib . Arus-arus disisi kanan belitan wyei diasumsikan nol, CT terhubung wyei pada sistem ABC memberikan arus-arus yang sama di sekunder pada belitan penahan Rele Diferensial. Arus-arus sekunder harus disuplai melalui sebelah kiri belitan penahan. Hal ini dapat dicapai dengan jalan menghubungkan CT dalam hubungan delta. Bilamana langkah phasing ini telah selesai, pasangan kedua adalah belitan bintang disebelah kiri dan belitan wyei disebelah kanan dengan nol pada rangkaian delta. Sekarang Ia - Ic pada koil penahan belitan wyei; hal sama untuk Ib - Ia dan Ic Ib . Dengan Ia, Ib, dan I c mengalir kekanan menuju kanan belitan wyei, CT dapat dihubungkan seperti kebutuhan dalam hubungan delta. Hal ini melengkapi langkah pertama. Bank Transformator multi belitan umumnya memiliki rating MVA berbeda untuk belitan yang berbeda, dan hal ini dipergunakan untuk menentukan ratio CT. Misalkan rating Transformator pada Gambar 8-5 masing-masing 60, 40, dan 25 MVA dengan tegangan 230/69/13,8 kV. Maka rating arus untuk masing-masing belitan akan menjadi:

22

Gambar 3.2 Hubungan Rele Diferensial untuk proteksi belitan bank Transformator 3 fasa 3.1.3 Aplikasi Alat Bantu Untuk Menyeimbangkan Arus Pada suatu saat, mungkin sukar untuk mendapatkan harga kecocokan M yang dapat diterima pada waktu menggunakan CT dan atau Tap Rele Diferensial tertentu. Dalam kasus ini dibutuhkan penggunaan CT pembantu atau Transformator penyeimbang arus. Lebih baik menggunakan ini untuk mengurangi arus ke Rele bila mungkin. Mengurangi arus sekunder ke Rele berarti mengurangi burden Rele sebesar kuadrat ratio arus. Apabila arus meningkat menuju Rele, burden Rele meningkat sebesar kuadrat ratio arus. Hal ini tidak termasuk burden dari alat bantu, yang harus ditambahkan ke beban total sekunder pada CT. 3.1.4 Hubungan Khusus Rele Diferensial Transformator Kadangkala, mungkin diperlukan untuk menggunakan CT hubungan bintang pada sebuah sirkit wyei yang ditanahkan pada skema diferensial, dibanding menggunakan CT hubungan delta. Hal ini dapat terjadi pada aplikasi dimana zona diferensial diterapkan pada beberapa bank Transformator. Untuk itu, perhatian pertama adalah kemungkinan suatu inrus simpatitik. Zona harus dipelajari untuk melihat apakah ada kemungkinan beroperasi dalam kondisi dimana salah satu bank

23

dapat energise, diikuti oleh energise bank Transformator kedua. Apabila kedua bank Transformator dalam zona proteksi selalu energise secara bersamaan, inrus simpatitik tidak akan terjadi. Kebanyakan dari kasus yang terjadi merupakan hasil dari pengurangan Pemutus Tenaga dan CT untuk penghematan, tetapi mengakibatkan penurunan fleksibilitas sistem.

Gambar 3.3 Hubungan Rele Diferensial khusus menggunakan CT hubungan bintang pada terminal Transformator hubungan wye - ditanahkan Gambar 8 memperlihatkan hubungan perangkap urutan nol untk mengalihkan arus urutan nol dari Rele diferensial dengan CT terhubung wyei pada sisi pentanahan Transformator. Esensi dari hubungan jenis ini adalah bahwa ada suatu jalan untuk arus urutan nol mengalir menuju dan keluar dari sebuah bank pada sekunder CT. Hal ini dilakukan oleh jebakan sepeerti ditunjukkan. Apabila jalan tidak tersedia pada sekunder CT, sama dengan terdapat sirkit sekunder terbuka yang mengakibatkan saturasi dan tegangan tinggi dan membahayakan. Hal ini berlaku pula pada arus urutan positif dan negatif; ketidak tersediaan jalan untuk urutan nol akan muncul hanya pada saat terjadi gangguan tanah pada sistem seimbang. 3.1.5 Proteksi Diferensial Tanah (Urutan Nol) Transformator Skema diferensial tanah memberikan proteksi yang dapat diterima untuk bank Transformator delta - wyei ditanahkan. Hal ini berguna bilamana tidak terdapat atau

24

tidak ada CT pada sisi delta, ini merupakan kasus umum untuk sistem distribusi dan pengikat pada industri dengan hubungan delta pada sisi tegangan tinggi dan mungkin di proteksi menggunakan Fuse. Skema ini hanya melindungi belitan wyei ditanahkan dan sirkit pendukungnya dan hanya untuk gangguan tanah, yang merupakan gangguan yang umum terjadi dan sering terjadi. Tipikal aplikasinya diperlihatkan pada Gambar 810 menggunakan Rele diferensial konvensional. Zona diferensial termasuk sirkit antara kedua set CT. Sirkit delta menahan operasi untuk gangguan yang terjadi pada areal tersebut. Teknik phasing dan rationing seperti pada bab sebelumnya kecuali hanya menggunakan arus urutan nol mengalir ke gangguan eksternal. Arus-arus ini diperlihatkan dalam Gambar 8-10, Rele arus lebih-waktu, 51N diperlihatkan dihubungkan pada CT terpisah. Rekomendasi ini berlaku untuk semua Transforamtor yang ditanahkan. Hal ini adalah usaha terakhir proteksi gangguan tanah dan harus disetel untuk koordinasi dengan Rele lain yang termasuk jangkauan lebih Rele tersebut. Hal ini akan didiskusikan lebih detil. Rele tersebut dapat dihubungkan ke sirkit diferensial, yang akan menambah burden sirkit diferensial dan dapat mempengaruhi operasinya. Bilamana sisi delta diproteksi dengan Fuse, gangguan tanah pada zona diferensial mungkin tidak memberikan arus yang cukup untuk dapat memutuskan atau ihkan gangguan yang datang dari sumber sisi delta. Sebagaimana dinyatakan dimuka gangguan satu fasa ke tanah sebesar 1 pu disisi wyei dirasakan sebagai gangguan fasa ke fasa sebesar 0,577 pu disisi delta, yang akan menyulitkan deteksinya. Setiap gangguan dibatasi oleh impedansi netral dan atau resistansi gangguan yang mengurangi magnitude gangguan. Jadi dalam banyak kasus, hampir tidak mungkin untuk ihakan gangguan dengan Fuse sisi tegangan tinggi. Dengan demikian diferensial tanah sangat berguna untuk mengatasi gangguan tanah dalam zona operasinya, masalahnya adalah untuk ihkan gangguan dari sumber sisi delta tanpa Pemutus lokal, dan dimana Pemutus terdekat berada pada Gardu yang lain.

BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Perhitungan seting rele differensial pada transformer Untuk menghitung parameter rele dan menghitung error mismatch dibutuhkan data transformer seperti data di bawah ini.

4.2 Perhitungan Nilai Parameter Rele Perhitungan Parameter Rele adalah perhitungan untuk mencari nilai rasio CT pada trafo daya yang ada dengan cara menghitung nilai arus nominal dan arus rating. Langkah selanjutnya setelah memporeleh rasio CT adalah menghitung nilai error missmatch, menghitung arus diferensial, arus restain, arus percent slope, dan arus setting rele diferensial. Perhitungan terakhir adalah menghitung arus yang keluar pada CT ketika terdapat gangguan yang mengakibatkan berpengaruhnya rele diferensial. 4.3 Menghitung Rasio CT ideal Nilai rasio CT diperoleh dari perhitungan arus ratting, dibawah ini merupakan persamaan untuk mengitung nilai arus ratting: Irat = 110% x In Dimana:

26

In = Arus nominal (A) S = Daya tersalur (MVA) V = Arus pada sisi primer dan sekunder (V) Perhitungan In sisi tegangan 150 kV:

In = 230,94 A Perhitungan In sisi tegangan 20 kV:

In = 1732,05 A Perhitungan I ratting sisi tegangan 150 kV: Irat =110% x 230,94 =254,034 A Perhitungan I ratting sisi tegangan 20 kV: Irat =110% x 1732,05 =1905,255 A

Hasil yang diperoleh dari perhitungan arus nominal yang mengalir pada trafo di sisi tegangan 150 kV sebesar 230,94 A dan pada sisi tegangan 20 kV sebesar 1732,05 A. Hasil perhitungan yang didapat dari arus ratting pada sisi tegangan 150 kV sebesar 254,034 A dan pada sisi tegangan 20 kV sebesar 1905,255 A, maka menurut

27

perhitungan tersebut rasio CT terpasang pada sisi tegangan 150 kV adalah 300:1 A dan pada sisi tegangan 20 kV adalah 2000:1. Hasil tersebut dapat diketahui bahwa disaat arus mengalir pada trafo sisi tegangan 150 kV sebesar 300 A maka akan terbaca 1 A. Rasio CT pada Gardu Induk Wonosari dipilih 300 A dan 2000 A karena rasio tersebut mendekati nilai ratting dan rasio tersebut sesuai yang ada di pasaran. 4.4 Error Mismatch Menentunkan Error Mismatch dapat ditentukan dengan cara melakukan perbandingan antara CT ideal dengan CT hasil dari produksi pabrik yang dijual dipasaran saat ini. Syarat untuk melakukan perbandingan antar kedua CT tersebut, yaitu besar rasio yang digunakan tidak boleh lebih dari 5 %. Persamaan dibawah ini merupakan untuk melakukan perhitungan Error Mismatch yaitu:

Dimana:

CT (Ideal) = trafo arus ideal V1 = tegangan sisi tinggi V2 = tegangan sisi rendah Menghitung Error Mismatch pada sisi tegangan 150 kV :

Menghitung Error Mismatch pada sisi tegangan 20 Kv:

28

Hasil perhitungan yang diperoleh, diketahui bahwa nilai CT1 ideal yaitu 266,66 A dengan nilai error mismatch 0,88%, dan pada CT2 ideal diperoleh nilai sebesar 2250 A dengan nilai error mismatch 1,125%. 4.5 Menentukan Nilai Arus Sekunder pada CT Arus yang dikeluarkan oleh CT disebut arus sekunder, dibawah ini merupakan persamaan untuk menghitung nilai arus sekunder yaitu:

4.6 Menentukan Nilai arus Diferensial Pada CT Persamaan dibawah ini dapat digunakan untuk mencari nilai arus diferensial.

Menghitung arus diferensial: Idif = 0,866 – 0,769 = 0,097 A Hasil perhitungan diatas menunjukan bahwa nilai selisih antara arus sekunder CT1 dengan arus sekunder CT2 menghasilkan selisih sebesar 0,097, dengan selisih tersebut dapat dijadikan pembanding pada setting rele diferensial.

29

4.7 Menentukan Arus Restain Pada CT Persamaan arus restain:

Dimana: Ir = Arus penahan (A) I1 = Arus sekunder CT1 (A) I2 = Arus sekunder CT2 (A) Menghitung arus restain:

Hasil perhitungan nilai arus restrain sebesar 0,817 A. Perubahan tap trafo daya menyebabkan rasio pada sisi tegangan primer dan tegangan sekunder yang akan berakibat pada naiknya arus rele diferensial, hal tersebut juga mempengaruhi kenaikan arus restrain. Agar rele tidak bekerja maka dibutuhkan rele diferensial. 4.8 Menentukan Percent Slope Dengan membagi arus diferensial dan arus restrain maka diperoleh nilai Percent slope. Slope1 bertugas untuk menentukan arus diferensial dan arus restrain agar dapat bekerja pada kondisi nornal dan terhadap gangguan internal, sedangkan slope2 bertugas untuk tidak bekerja pada saat gangguan eksternal. Persamaan percent slope:

Dimana:

30

slope1: setting kecuraman 1 slope2: setting kecuraman 2 Id: Arus Diferensial (A) Ir: Arus Restrain (A)

Perhitungan Percent slope menghasilkan nilai slope1 sebesar 11,87 % sedangkan slope2 sebesar 23,74 %. Menghitung Arus Setting Persamaan: Iset = %slope X Irestrain Dimana: Iset: Arus Setting % slope: Setting Kecuraman (%) Menghitung arus setting: Iset =11,87 % x 0,817 = 0,118 x 0,817 = 0,096 A Perhitungan dengan mengalikan slope dan I restrain mendapatkan nilai arus setting sebesar 0,096 A, akan tetapi arus setting sendiri dibuat 0,1 A atau 30% dengan

31

alasan kesalahan sadapan 10%, kesalahan CT 10%, mismatch 4%, arus eksitasi 1%, dan faktor keamanan 5%. 4.9 Mengitung Gangguan Pada Transformator Daya Persamaan Gangguan Pada Transformator Daya yaitu:

Dimana: If relay: Arus gangguan yang dibaca rele If: Arus yang masuk pada rele CT2: Rasio CT2 I2: Arus sekunder CT2 sebelum terjadi gangguan Id: Arus diferensial I1: Arus sekunder CT1 I2 fault: Arus sekunder CT2 saat terjadi gangguan Menghitung arus gangguan sebesar 5800 A pada sisi tegangan 20 kV:

32

Hasil arus gangguan mendapatkan nilai sebesar 3,348 A dan arus difernsial sebesar 2,579 A. Perhitungan tersebut diketehui rele diferensial akan aktif dan memberikan sinyal ke Pemutus tenaga (PMT) untuk memutuskan, karena nilai arus diffinrensial lebih tinggi dari setting arus yang telah ditentukan sebelumnya. Menghitung arus gangguan sebesar 1400 A pada sisi tegangan 20 kV:

Nilai yang didapatkan dari perhitungan arus gangguan sebesar 0,808 A dengan arus diferensial yaitu 0,039 A. Hal ini mengakibatkan bahwa rele diferensial tidak akan bekerja karena nilai arus diffierensial masih lebih kecil dari nilai setting arus. nilai arus diferensial menjadi sebesar 0,1 A, disebabkan gangguan hubung singkat dengan perhitungan dibawah ini: I2 fault = I1 + Id = 0,769 + 0,1 = 0,869 A If relay = I2 fault x I2 = 0,869 x 0,866 = 0,752 A If = I2 relay x CT2 = 0,752 x 2000 = 1504 A Dari perhitungan diatas arus yang perboleh kan mengalir secara maksimum pada sisi tegangan rendah 1504 A ketika nilai arus diferensial 0,1 A, oleh karena itu rele dapat bekerja pada saat arus masuk melebihi dari nilai 1504 A.

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari pembahasan sebelumnya diatas adalah sebagai berikut: 1) Menentukan rasio CT dilakukan dengan cara mencari nilai arus ratting. Hasil arus ratting pada sisi tegangan 150 kV sebesar 254,034 A dan pada sisi tegangan 20 kV sebesar 1905,255 A. 2) Perhitungan rele diferensial pada arus sekunder CT1 dengan arus sekunder CT2 menghasilkan selisih sebesar 0,097, dengan selisih tersebut dapat dijadikan pembanding pada setting rele diferensial. 3) Hasil error mismatch pada tegangan tinggi sebesar 0,88%, dan pada error mismatch tegangan rendah 1,125%. 4) Perhitungan Percent slope menghasilkan nilai slope1 sebesar 11,87 % sedangkan slope2 sebesar 23,74 %. 5) Perhitungan arus setting mendapatkan hasil sebesar 0,1 A diharapkan agar sistem proteksi tranformator beroprasi secara optimal dan meminimalisir gangguan.

DAFTAR PUSTAKA Dashti Hamed, Sanaye majid. (2014). Power Transformer Protection Using a Multiregion Adaptive Differential Relay. Departmen of Electrical. University of Tehran, Tehran, Iran. Glazyrin V.E. & Litvinov I.I. (2017). Distinctive Features of Faults for Use in Power Transformer Differential. Technical University Novosibirsk, Novosibirsk, Russian. Yuda, Hendra Marta. (2008). Proteksi Rele: Prinsip dan Aplikasi. Teknik Elektro Fakultas Teknik. Universitas Sriwijaya. Sriwijaya, Indonesia.