Relay arus lebih ( Over Curent Relay / OCR ) Diposkan oleh COMMUNITY POLARIS CIREBON at 21:45 Relay arus lebih adalah relay yang bekerja terhadap arus lebih, ia akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai settingnya (I set). Prinsip Kerja Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh m elewatinya disebut dengan setting. Macam-macam karakteristik karakteristik relay arus lebih l ebih : a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay) b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay) c. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)
Relay Waktu Seketika (Instantaneous relay) Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – (10 – 20 20 ms). Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay). Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus lebih dengan karakteristik yang lain. Relay arus lebih waktu tertentu (definite time relay) Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay, lihat gambar dibawah ini.
Gambar 2. Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay). Relay arus lebih waktu terbalik Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacammacam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok : • Standar invers • Very inverse • Extreemely inverse
Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay). Pengaman Pada Relay Arus Lebih Pada relay arus lebih memiliki 2 jenis pengamanan yang berbeda antara lain: Pengamanan • hubung singkat fasa. Relay mendeteksi arus fasa. Oleh karena itu, disebut pula “Relay fasa”. Karena pada relay tersebut dialiri oleh arus fasa, maka settingnya (Is) harus lebih besar dari arus beban maksimum. Ditetapkan Is = 1,2 x In (In = arus nominal peralatan terlemah). Pengamanan • hubung tanah. Arus gangguan satu fasa tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, ini disebabkan karena salah satu atau dari kedua hal berikut: Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi. Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan Dalam hal demikian, relay pengaman hubung singkat (relay fasa) tidak dapat mendeteksi gangguan tanah tersebut. Supaya relay sensitive terhadap gangguan tersebut dan tidak salah kerja oleh arus beban, maka relay dipasang tidak pada kawat fasa melainkan kawat netral pada sekunder trafo arusnya. Dengan demikian relay ini dialiri oleh arus netralnya, berdasarkan komponen simetrisnya arus netral adalah jumlah dari arus ketiga fasanya. Arus urutan nol dirangkaian primernya baru dapat mengalir jika terdapat jalan kembali melalui tanah (melalui kawat netral)
Gambar 4. Sambungan Relay GFR dan 2 OCR. Rele ini bekerja dengan membaca input berupa besaran arus kemudian membandingankan dengan nilai setting, apabila nilai arus yang terbaca oleh rele melebihi nilai setting, maka rele akan mengirim perintah trip (lepas) kepada Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) setelah tunda waktu yang diterapkan pada setting.
Rele arus lebih – OCR memproteksi instalasi listrik terhadap gangguan antar fasa. Sedangkan untuk memproteki terhadap gangguan fasa tanah digunakan rele Rele Arus Gangguan tanah atau Ground Fault Relay (GFR). Prinsip kerja GFR sama dengan OCR, yang membedakan hanyalah pda fungsi dan elemen sensor arus. OCR biasanya memiliki 2 atau 3 sensor arus (untuk 2 atau 3 fasa) sedangkan GFR ahnya memiliki satu sensor arus (satu fasa ). Waktu kerja rele OCr maupun GFR tergantung nilai setting dan karakteristik waktunya (lihat posting saya mengenai hal ini disini). Elemen tunda waktu pada rele ini pada 2, yaitu elemen low set dan elemen high set. elemen low set bekerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubungsingkat yang relatif kecil, sedangkan elemen high set bkerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang cukup besar.
Gambar grafik karakteristik waktu tunda rele OCR
pada gamabr diatas, elemen low set disetting dengan menggunakan karakteristik inverse. Sedangkan elemen high set menggunakan karateristik definite. Pembantukan kurva waktu tunda rele dimaksudkan agar ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang cukup besar (dalam grafik di atas ketika terjadi gangguan dengan arus > 2400A) maka rele akan segera memerintahkan Pemutus tenaga (PMT) untuk trip. Rele OCR dan GFR dipasang sebagai alat proteksi motor, trafo, penghantar transmisi, dan penyulang. Posting kali ini menulsi tentang OCRdan GFR sebagai proteksi trafo dan penyulang. Sebagai alat proteksi maka penggunaa rele harus memenuhi persyaratan proteksi yaitu : cepat, selektif, serta handal. Rele harus disetting sedemikian rupa sehingga dapat bekerja secepat mungkin dan meminimalkan bagian dari sistem yang harus padam. Hal ini diterapkan dengan cara mengatur waktu kerja rele agar bekerja lambat ketika terjadi arus gangguan kecil, dan bekerja semakin cepat apabila arus gangguan semakin besar, hal ini disebut karakteristik inverse. Karakteristik inverse dibedakan menjadi 4 seperti yang saya tulis dalam posting saya terdahulu, yaitu SI-VI-EI-LTI.
Gambar koordinasi waktu kerja rele pada gamabr diatas, terlihat bahwa rele yang berada dipangkal berfungsi sebagai pengaman cadangan bagi rele yang berada didepannya. semakin jauh letak gangguan dari pangkal, maka arus gangguan akan semakin kecil, maka rele di pangkal akan bekerja lebih lama dari pada rele yang di depannya ketika terjadi gangguan yang berada di ujung. Oleh karena itu disusun aturan penyetaln rele OCR
kaidah setting ocr trafo dan penyulang
kaidah setting gfr trafo dan penyulang Cara menghitung setting OCR GFR adalah sebagai berikut: 1. hitung arus hubung singkat satu fasa dan tiga fasa pada pangkal segmen dan di ujung segmen yang diproteksi 2. tentukan waktu kerja rele ketika terjadi gangguan di ujung segmen
3. tentukan setelan arus rele berdasarkan tabel di atas 4. tentukan karakteristik waktu (SI-VI-EI-LTI) 5. hitung td berdasarkan rumus yang sesuai dengan karakteristiknya. Contoh : arus gangguan di pangkal : 5000A (gangguan 3 fasa) arus gangguan di ujung : 2000A (gangguan 3 fasa) CCC (kemampuan hantar konduktor) : 645A Arus nominal CT (trafo arus) : 500/5A -> primer 500A, sekunder 5A 1. 2. 3. 4. 5.
arus hubung singkat sudah tersedia waktu kerja rele ketika terjadi gangguan di ujung kita tentukan 1 detik setelan arus dipakai 1.1 x 500A = 550A (karena In CT < CCC) karakteristik SI menghitung td td = [(Ihs di ujung/Iset rele)^0.02 - 1] / o.14 td = [(3000/550)^0.02 - 1]/0.04 td = 0.246 6. cek waktu kerja rele ketika terjadi gangguan di pangkal T = 0.14 x td / [(Ihs di pangkal/Iset rele)^0.02 - 1] T = 0.14 x 0.246 / [(5000/550)^0.02 -1] T = 0.76 detik terlihat bahwa waktu kerja rele ketika terjadi gangguan dipangkal lebih cepat daripada ketika terjadi gangguan diujung. Apapbila waktu yang kita peroleh pada langkah 6 dirasa masih terlalu lama, maka kita bisa mempercepat dengan cara mengaktifkan elemen high set. Misalkan contoh diatas merupakan penyulang 20 kV dari trafo daya 30 MVA dengan impedansi Z = 12.5% 1. hitung arus nominal trafo Ihs maks = MVAtrafo / (Vp-p x 1.732) Ihs maks = 30MVA / (20 kV x 1.732) Ihs maks = 0.866 kA = 866 A 2. hitung settting elemen high set Iset high = 0.5 x (Ihs maks/Z) Iset high = 0.5 x (866/0.125) Iset high = 3464 A 3. tentukan setting waktu high set t high = 0 detik Dengan diaktifkanya elemen high set maka rele akan bekerja isntan (0 detik) ketika terjadi gangguan di pangkal, karena arus hubung singkat gangguan dipangkal (5000A) lebih besar dari Iset high (3464A). b
