Penentuan Skema Proteksi dan MEdia Komunikasi Relai Berdasarkan nilai SIR

Untuk mendapatkan unjuk kerja relai proteksi yang baik maka perlu dipertimbangkan pula jenis skema proteksi dan media komunikasi yang sebaiknya diterapkan. Tulisan berikut ini akan mencoba menjelaskan skema proteksi dan media komunikasi yang efektif berdasarkan standard IEEE 37.133.1999Panjang pendek penghantar yang dinmaksudkan disini bukanlah berarti 'ukuran panjang secara fisik'. Panjang pendeknya penghantar ditentukan berdarankan nilai SIR(SIR = Source to line Impedance ratio). SIR merupakan perbandingan antaran besarnya impedansi di belakang terminal relai dengan impedansi penghantar yang diproteksi.

SIR= Zbelakang (pu)/Zpenghantar(pu)
penghantar dikategorikan ke dalam

• kategori penghntar pendek bila nilai SIR=>4
• kategori sedang bila nilai 0.5 < SIR < 4
• kategori panjang bila SIR =<0.5

Sebagai contoh : Pada penhantar 500kV dengan reaktansi urutan positif sebesar 0.332 ohm/km, dan apbila 100MVA dan 500 kV disgunakan sebagai basis maka akan mempunyai reaktansi sebesar

0.332/ [(500000^2)/(100000000)]=0.000013 pu/km

Apabila impedansi di belakang terminal relai sebesar 0.013 (berdasarkan perhitungan dengan level gangguan sebesar 10 000 MVA dan reaktansi urutan positif sama dengan 0.332 ohm/km). Maka nilai SIR dapat dihitung sebagai berikut:

• untuk panjang penhantar 19 km maka
  SIR= 0.13/(19 x 0.000013) = 56.53
  ini berarti penghantar termasuk penghantar dalam kategori 'pendek';
• untuk panjang penghantar 100 km maka
  SIR
  = 0.13/(100 x 0.000013) = 1
  berarti termasuk penghantar 'sedang'

Contoh perhitungan untuk nilai tegangan 69 kV, reaktansi urutan positif penghantar adalah 0.53 ohm/km. Basis perhitungan gunakan 100 MVA dan 69 kV. Maka diperoleh Zpenghantar(pu)= 0.011 pu/km, sedangkan Zsource = 0.11 (level gangguan sebesar 1000 MVA). Maka SIR dihitung sebagai berikut:

• untuk panjang penghantar 2 km maka
  SIR=0.11/(2 x 0.011) = 5
  Termasuk dalam kategori 'pendek'
• panjang penghantar 25 km maka
  SIR=0.11/(25 x 0.011) = 0.4
  termasuk dalam kategori 'panjang'

Terlihat dari 2 contoh di atas bahwa sebuah penghantar disebut penghantar pendek atau panjang tidak tergantung dari besaran fisik dalam satuan km (artinya penghnatar dengan panjang relatif pendek misaknya 25 km bisa dikategorikan dalam penghantar panjang tergantung besar impedansi source yang ada dibelkang terminal relai).

Ok, kita teruskan dengan media komunikasi ynag dapat dipakai relai :

• Fiber Optic (FO)
• Pilot Wire (PW)
• Power Line Carrier (PLC)
• Microwave (MW)
• Point to point Radio (R)

Sedangkan Skema proteksi dan media komunikasi yang bisa diterapkan berdasarkan kategori panjnag penghantar adalah sebagai berikut:

• Untuk penghantar yang termasuk kedalam kategori pendek (SIR =>4)
  — Current Differential (FO,PW,MW)
  — Phase comparison (FO, PW, AT, PLC, MW, R)
  — POTT (FO, PW, AT, PLC, MW, R)
  — Directional comparison blocking (FO, PW, AT, PLC, MW, R)
  
• Untuk penghantar yang termasuk kedalam kategori sedang (0.5 < SIR < 4)
  — Phase comparison (AT, PLC, MW)
  — Directional comparison blocking (AT, PLC, MW)
  — Permissive underreaching transfer trip (FO, MW)
  — POTT or unblocking (FO, MW, PLC)
  — Step distance
  — Step or coordinated overcurrent
  — Inverse time overcurrent
  — Current differential
  
• Untuk penghantar yang termasuk kedalam kategori panjang (SIR =< 0.5)
  — Phase comparison (PLC, MW)
  — Directional comparison blocking (PLC, MW)
  — PUTT, POTT, or unblock (AT, PLC, MW)
  — Step distance
  — Step or coordinated overcurrent

artikel lain di :<student.te.ugm.ac.id/~budis02

Read more »

Free Template Blogger collection template Hot Deals BERITA_wongANteng SEO theproperty-developer

Rele Penutup Balik / Auto Reclose Relay

Rele Penutup Balik / Auto Reclose Relay (AR) merupakan rele yang berfungsi untuk memberi perintah close setelah proteksi utama penghantar memberi perintah trip. apabila gangguan bersifat temporer maka posisi terkahir PMT setelah ada perintah close dari PMT adalah dalam kondisi tertutup dan sistem kembali normal. apabila gangguan bersifat permanen maka AR akan memberi perintah close setelah PMT trip, namun PMT akan kembali ditripkan lagi oleh proteksi utama.

Alasan penggunaan AR dalam sitem proteksi penghantar adalah sebagai berikut :

• menjaga kontinuitas penyaluran daya
• menjaga kestabilan sistem
• Pemulihan kapasitas dan reliabilitas sistem tenaga dengan meminimalkan waktu padam dan meminimalkan keterlibatan operator dalam penormalan sistem pasca gangguan

Evaluasi penerapan AR mempertimbangkan berbagai macam faktor. Diantaranya adalah :

• konfigurasi sistem
• perlatan yang terpasang pada sistem
• keuntungan dan kekurangan yang mungkin timbul dengan penerapan AR
• penentuan dead time
• penentuan reclaim/reset time
• penentuan mode operasi (SPAR/TPAR - Single Shot/Multiple shots)

Berikut adalah terminologi yang digunakan pada sistem AR.

1. Autoreclose relai
   Suatu bagian dari sistem proteksi penghantaryang berfungsi memberikan perintah PMT untuk tutup kembali setelah relai proteksi penghantar memberikan perintah trip PMT akibat gangguan yang terjadi pada saluran transmisi.
2. AR tidak Kerja
   AR tidak kerja didefinisikan sebagai suatu kondisi dimana sistem AR tidak aktif, atau gangguan yang terjadi tidak sesuai dengan pola operasi AR, atau gangguan terjadi di luar segmen penghantar yang diamankan.
3. AR Gagal
   AR Gagal didefinisikan sebagai suatu kondisi dimana sistem AR aktif, dan gangguan yang terjadi sesuai dengan pola operasi AR, dan gangguan terjadi di segmen penghantar yang diamankan, dan gangguan yang terjadi bersifat sementara, tetapi status akhir PMT setelah gangguan posisi terbuka
4. AR Sukses
   AR Sukses didefinisikan sebagai suatu kondisi dimana sistem AR aktif, dan gangguan yang terjadi sesuai dengan pola operasi AR, dan gangguan terjadi di segmen penghantar yang diamankan, dan gangguan yang terjadi bersifat sementara, dan status akhir PMT setelah gangguan posisi tertutup
5. Waktu Penutupan Balik (dead time)
   Dead time adalah waktu tunda fungsi AR memberikan perintah reclose pada PMT sejak relai proteksi memberikan perintah trip dan PMT buka.
6. Reclaim Time
   Reclaim time adalah rentang waktu tertentu diantara PMT reclose dengan siklus penuh AR reset kembali. Gangguan yang terjadi di dalam reclaim time akan dianggap sebagai gangguan yang bersifat permanen.

diagram waktu kerja PMT dan relai autoreclose

• Penentuan dead time
  Penentuan dead time dipengaruhi oleh lama waktu padam busur api (de-ionisasi udara), karakteristik PMT, stabilitas sistem, waktu kerja rele pengaman cadangan dan waktu kerja pole discrepancy. Setelan dead time harus lebih besar dari waktu de-ionisasi udara, hal ini untuk menghindari terjadinya gangguan yang berulang karena jalur busur api masih ada. Lama waktu de-ionisasi udara semakin besar sesuai dengan level tegangannya untuk level tegangan 66kV sampai 525 kV lama waktu de-ionisasi bervariasi antara 0.2 s - 0.55 s. Penyetelan dead time juga harus memperhatikan karakteristik PMT, PMT mempunyai batas waktu minimum agar dapat merespon perintah close dengan baik setelah mendapat perintah trip. KArakteristik ini disebut trip-close operation time yang bervariasi tergantung jenis penggerak PMT dan media pemadam busur apinya. misalnya untuk jenis PMT air blast memmpuyai trip-close operation time kira2 sebesar 200-300 ms.
  Penentuan dead time untuk pola SPAR ( single pole auto reclose) harus memperhatikan settingan pole discrepancy dan setelan GFR. Dead time SPAR dipilih sedemikian rupa sehingga tidak lebih lama dari waktu kerja pole discrepancy dan waktu kerja GFR ketika dalam keadaan unbalance karena satu pole trip (dua pole yang lain masih tetap operasi). Penentuan dead time TPAR ( three pole auto reclose harus dikoordinasikan juga dengan waktu kerja OCR maupun OLS pada penghantar sebelah (pada penghantar ganda). Dead time TPAR dipilih sehingga bekerja lebih cepat dari waktu kerja OCR dan OLS. Pada beberapa aplikasi dilapangan nilai setting SPAR dipakai 1 detik, sedangkan TPAR 3 detik dengan menggunakan relai sinkron cek.
• Penentuan reclaim time
  Reclaim time ditetapkan dengan mempertimbangkan kemampuan PMT untuk siap melakukan operasi trip - close - trip kembali. Ketika PMT ditutup, PMT akan melakukan charging ke mekanik penggerak PMT. Misalnya pada PMT dengan penggerak pegas diperlukan waktu antara 20-30 detik bagi motor untuk "mengisi" pegas supaya siap untuk melakukan operasi trip- close -trip. PMT di larang untuk close selama proses ini. Untuk mengakomodasi hal ini, maka reclaim time pada auto reclose di setting lebih besar dari waktu yang diperlukan PMT untuk siap melakukan operasi trip - close - trip. Pada contoh disini harus lebih besar dari 30 detik.

referensi :
Power Circuit Breaker Theory and Design oleh Charles H. Flurscheim
Buku O & M Proteksi P3B Sumatera

Read more »

Free Template Blogger collection template Hot Deals BERITA_wongANteng SEO theproperty-developer