Mastura Azzura November 2011 ~ Dunia Elektro

Saturday, November 26, 2011

Motor Induksi

Posted by IBRAHIM S on 10:43 PM with No comments

Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (ac) yang paling luas penggunaannya. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.

Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (ns = 120f/2p). Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator.

Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi , bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor induksi yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan rotor sangkar.


Gambar Motor Induksi
Medan Putar
Sebelum kita membahas bagaimana rotating magnetic field (medan putar) menyebabkan sebuah motor berputar, marilah kita tinjau bagaimana medan putar ini dihasilkan. Gambar berikut menunjukkan sebuah stator tiga fasa dengan suplai arus bolak balik tiga fasa pula.

Belitan stator terhubung wye (Y). Dua belitan pada masing-masing fasa dililitkan dalam arah yang sama. Sepanjang waktu, medan magnet yang dihasilkan oleh setiap fasa akan tergantung kepada arus yang mengalir melalui fasa tersebut. Jika arus listrik yang melalui fasa tersebut adalah nol (zero), maka medan magnet yang dihasilkan akan nol pula. Jika arus mengalir dengan harga maksimum, maka medan magnet berada pada harga maksimum pula. Karena arus yang mengalir pada system tiga fasa mempunyai perbedaan 120o, maka medan magnet yang dihasilkan juga akan mempunyai perbedaan sudut sebesar 120o pula.

Ketiga medan magnet yang dihasilkan akan membentuk satu medan, yang akan beraksi terhadap rotor. Untuk motor induksi, sebuah medan magnet diinduksikan kepada rotor sesuai dengan polaritas medan magnet pada stator. Karenanya, begitu medan magnet stator berputar, maka rotor juga berputar agar bersesuaian dengan medan magnet stator.

Gambar Belitan Stator Tiga Fasa

Pada sepanjang waktu, medan magnet dari masing-masing fasa bergabung untuk menghasilkan medan magnet yang posisinya bergeser hingga beberapa derajat. Pada akhir satu siklus arus bolak balik, medan magnet tersebut telah bergeser hingga 360o, atau satu putaran. Dan karena rotor juga mempunyai medan magnet berlawanan arah yang diinduksikan kepadanya, rotor juga akan berputar hingga satu putaran. Penjelasan mengenai ini dapat dilihat pada gambar selanjutnya.


Putaran medan magnet dijelaskan pada gambar di bawah dengan “menghentikan” medan tersebut pada enam posisi. Tiga posisi ditandai dengan interval 60o pada gelombang sinus yang mewakili arus yang mengalir pada tiga fasa A,B, dan C. Jika arus mengalir dalam suatu fasa adalah positif, medan magnet akan menimbulkan kutub utara pada kutub stator yang ditandai dengan A’, B’, dan C’.

Putaran Motor Induksi dan Medan Putar

Pada posisi T1, arus pada fasa C berada pada harga positif maksimumnya. Pada saat yang sama, arus pada fasa A dan B berada pada separuh harga negative maksimumnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk secara vertical dengan arah ke bawah, dengan kekuatan medan maksimum terjadi sepanjang fasa C, antara kutub C (utara) dengan C’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah yang dihasilkan sepanjang fasa A dan B, dengan kutub-kutub A’ dan B’ menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan B menjadi kutub-kutub selatan.

Pada posisi T2, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 60 derajat listrik. Pada posisi ini, arus dalam fasa A telah naik hingga harga negative maksimumnya. Arus pada fasa B mempunya arah yang berlawanan dan berada pada separuh harga maksimum positifnya. Begitu pula arus pada fasa C telah turun hingga separuh dari harga maksimum positifnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk ke kiri arah bawah, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa A, antara kutub-kutub A’ (utara) dan A (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah yang timbul sepanjang fasa B dan C, dengan kutub-kutub B dan C menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub B’ dan C’ menjadi kutub-kutub selatan. Di sini terlihat bahwa medan magnet pada stator motor secara fisik telah berputar sebanyak 60o.

Pada posisi T3, gelombang sinus arus berputar lagi 60 derajat listrik dari posisi sebelumnya hingga total rotasi pada posisi ini sebesar 120 derajat listrik. Pada posisi ini, arus dalam fasa B telah naik hingga mencapai harga positif maksimumnya. Arus pada fasa A telah turun hingga separuh dari harga negative maksimumnya, sementara arus pada fasa C telah berbalik arah dan berada pada separuh harga negative maksimumnya pula. Medan magnet yang dihasilkan mengarah ke atas kiri, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa B, antara kutub B (utara) dan B’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah sepanjang fasa A dan C, dengan kutub-kutub A’ dan C’ menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan C menjadi kutub-kutub selatan. Sehingga terlihat di sini bahwa medan magnet pada stator telah berputar 60o lagi dengan total putaran sebesar 120o.

Pada posisi T4, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 180 derajat listrik dari titik T1 sehingga hubungan antara arus-arus fasa adalah indentik dengan posisi T1 kecuali bahwa polaritasnya telah berbalik. Karena fasa C kembali pada harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C kembali berada pada harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C akan memiliki kekuatan medan maksimum. Meskipun demikian, dengan arus yang mengalir dalam arah yang berlawanan pada fasa C, medan magnet yang timbul mempunyai arah ke atas antara kutub C’ (utara) dan C (selatan). Terlihat bahwa medan magnet sekarang telah berotasi secara fisik sebanyak 180o dari posisi awalnya.

Pada posisi T5, fasa A berada pada harga positif maksimumnya, yang menghasilkan medan magnet ke arah atas sebelah kanan. Kembali, medan magnet secara fisik telah berputar 60o dari titik sebelumnya sehingga total rotasi sebanyak 240o. Pada titik T6, fasa B berada pada harga maksimum negative yang menghasilkan medan magnet ke arah bawah sebelah kanan. Medan magnet pun telah berotasi sebesar 60o dari titik T5 sehingga total rotas adalah 300o.

Akhirnya, pada titik T7, arus kembali ke polaritas dan nilai yang sama seperti pada Posisi T1. Karenanya, medan magnet yang dihasilkan pada posisi ini akan identik dengan pada posisi T1. Dari pembahasan ini, terlihat bahwa untuk satu putaran penuh gelombang sinus listrik (360o), medan magnet yang timbul pada stator sebuah motor juga berotasi satu putaran penuh (360o). Sehingga, dengan menerapkan tiga-fasa AC kepada tigfa belitan yang terpisah secara simetris sekitar stator, medan putar (rotating magnetic field) juga timbul.

Slip

Jika arus bolak balik dikenakan pada belitan stator dari sebuah motor induksi, sebuah medan putar timbul. Medan putar ini memotong batang rotor dan menginduksikan arus kepada rotor. Arah aliran arus ini dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri untuk generator.

Arus yang diinduksikan ini akan menghasilkan medan magnet di sekitar penghantar rotor, berlawanan polaritas dari medan stator, yang akan mengejar medan magnet pada stator. Karena medan pada stator terus menerus berputar, rotor tidak pernah dapat menyamakan posisi dengannya alias selalu tertinggal dan karenanya akan terus mengikuti putaran medan pada stator sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Induction Motor

Dari penjelasan di atas, terlihat bahwa rotor pada motor induksi tidak pernah dapat berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan medan putar. Jika kecepatan rotor sama dengan keceparan medan putar stator, maka tidak ada gerak relatif antara keduanya, dan tidak akan ada induksi EMF kepada rotor. Tanpa induksi EMF ini, tidak akan ada interaksi medan yang diperlukan untuk menimbulkan gerak. Rotor, karenanya ahrus berputar dengan kecepatan yang lebih rendah dari kecepatan medan putar stator jika gerak relatif tersebut harus ada antara keduanya.
Persentase perbedaan antara kecepatan rotor dan kecepatan medan putar disebut dengan slip. Semakin kecil slip, semakin dekat pula kecepatan rotor dengan kecepatan medan putar. Persen slip dapat dicari menggunakan Equation.

dimana :





NS= kecepatan sinkron (rpm) NR= kecepatan rotor (rpm)
Kecepatan medan putar atau kecepatan sinkron dari suatu motor dapat dicari dengan menggunakan Equation.

dimana :







Contoh: Sebuah motor induksi dua kutub, 60 Hz, mempunyai kecepatan pada beban penuh sebesar 3554 rpm. Berapakah persentase slip pada beban penuh?
Solusi :




















Torque

Torque motor induksi AC tergantug kepada kekuatan medan rotor dan stator yang saling berinteraksi dan hubungan fasa antara keduanya. Torque dapat dihitung dengan Equation.

dimana :










Selama operasi normal, K, flux , dan power factor  adalah konstan, sehingga torque berbanding lurus dengan arus rotor. Arus rotor meningkat dengan proporsi yang sama dengan slip. Perubahan torque terhadap slip menunjukkan bahwa begitu slip naik dari nol hingga –10%, torque naik secara linier. Begitu torque dan slip naik melebihi torque beban penuh, maka torque akan mencapai harga maksimum sekitar 25% slip. 

Torque maksimum disebut breakdown torque motor. Jika beban dinaikkan melebihi titik ini, motor akan stall dan segera berhenti. Umumnya, breakdown torque bervariasi dari 200 hingga 300% torque beban penuh. Torque awal (starting torque) adalah nilai torque pada 100% slip dan normalny 150 hingga 200% torque beban penuh. Seiring dengan pertambahan kecepatan dari rotor, torque akan naik hingga breakdown torque dan turun mencapai nilai yang diperlukan untuk menarik beban motor pada kecepatan konstan, biasanya antara 0 – 10%. Gambar berikut menunjukkan karakteristik Torque terhadap slip.



Motor Satu Fasa

Jika dua belitan stator dengan impedansi yang tidak sama dipisahkan sejauh 90 derajat listrik dan terhubung secara parallel ke sumber satu fasa, medan yang dihasilkan akan tampak berputar. Ini disebut dengan pemisahan fasa (phase splitting).


Pada motor fasa terpisah (split-phase motor), dipergunakanlah lilitan starting untuk penyalaan. Belitan ini mempunyai resistansi yang lebih tinggi dan reaktansi yang lebih rendah dari belitan utama. Jika tegangan yang sama VT dikenakan pada belitan starting dan utama, arus pada belitan utama (IM) tertinggal dibelakang arus pada belitan starting (IS). Sudut antara kedua belitan mempunyai beda fasa yang cukup untuk menimbulkan medan putar untuk menghasilkan torque awal (starting torque). Ketika motor mencapai 70 hingga 80% dari kecepatan sinkron, saklar sentrifugal pada sumbu motor membuka dan melepaskan belitan starting. Motor satu fasa biasanya digunakan untuk aplikasi kecil seperti peralatan rumah tangga (contoh mesin pompa).

Motor Sinkron

Motor sinkron serupa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator yang menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan medan putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar, maka tidak ada torque yang dihasilkan, dan motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting motor karena torque hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor memerlukan peralatan untuk membawanya kepada kecepatan sinkron.
Motor sinkron menggunakan rotor belitan. Jenis ini mempunyai kumparan yang ditempatkan pada slot rotor. Slip ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus kepada rotor.

Penyalaan Motor Sinkron

Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.

Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque alpha.

Gambar Sudut Torque

Jika beban mekanis pada motor dinaikkan ke titik dimana rotor ditarik keluar dari sinkronisasi , maka motor akan berhenti. Harga maksimum torque sehingga motor tetap bekerja tanpa kehilangan sinkronisasi disebut pull-out torque.


Monday, November 21, 2011

Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik

Posted by IBRAHIM S on 10:59 AM with No comments
Macam-macam Gangguan



I. Gangguan Beban Lebih


Beban lebih mungkin tidak tepat disebut sebagai gangguan. Namun karena beban lebih adalah suatu keadaan abnormal yang apabila dibiarkan terus berlangsung dapat membahayakan peralatan, jadi harus diamankan, maka beban lebih harus ikut ditinjau.
Beban lebih dapat terjadi pada trafo atau pada saluran karena beban yang dipasoknya terus meningkat, atau karena adanya maneuver atau perubahan aliran beban di jaringan setelah adanya gangguan. Beban lebih dapat mengakibatkan pemanasan yang berlebihan yang selanjutnya panas yang berlebihan itu dapat mempercepat proses penuaan atau memperpendek umur peralatan listrik.

II. Gangguan Hubung Singkat (Short Circuit)

Gangguan hubung singkat dapat terjadi antara fasa (3 fasa atau 2 fasa) atau antara 1 fasa ke tanah, dan dapat bersifat temporair (non persistant) atau permanent (persistant). Gangguan yang permanent misalnya hubung singkat yang terjadi pada kabel, belitan trafo atau belitan generator karena tembusnya (break downnya) isolasi padat. Gangguan temporair misalnya akibat flashover karena sambaran petir, pohon, atau tertiup angin. 
Gangguan hubung singkat dapat merusak peralatan secara termis dan mekanis. Kerusakan termis tergantung besar dan lama arus gangguan, sedangkan kerusakan mekanis terjadi akibat gaya tarik-menarik atau tolak-menolak.
Keterangan pada gambar di atas :
1. Hubung singkat 1 fasa ke tanah
2. Hubung singkat 2 fasa (antar fasa)
3. Hubung singkat 2 fasa ke tanah
4. Hubung singkat 3 fasa
5. Hubung singkat 3 fasa ke tanah

III. Gangguan Tegangan Lebih

Tegangan lebih dapat dibedakan sebagai berikut :
  • Tegangan lebih dengan power frequency
  • Tegangan lebih transient

Tegangan lebih transient dapat dibedakan :
  • Surja Petir (Lightning surge)
  • Surja Hubung (Switching surge)

Timbulnya tegangan lebih dengan power frequency, dapat terjadi karena :
  • Kehilangan beban atau penurunan beban di jaringan akibat switching,  karena gangguan atau karena maneuver.
  • Gangguan pada AVR (Automatic Voltage Regulator) pada generator atau pada on load tap changer dari trafo.
  • Over speed pada generator karena kehilangan beban.

IV. Gangguan Kurangnya Daya

Kekurangan daya dapat terjadi karena tripnya unit pembangkit (akibat gangguan di prime movernya atau di generator) atau gangguan hubung singkat di jaringan yang menyebabkan kerjanya relay dan circuit breakernya yang berakibat terlepasnya suatu pusat pembangkit dari sistem. Jika kemampuan atau tingkat pembebanan pusat atau unit pembangkit yang hilang atau terlepas tersebut melampaui spinning reverse system, maka pusat-pusat pembangkit yang masih ada akan mengalami pembebanan yang berkelebihan sehingga frequency akan merosot terus, yang bila tidak diamankan akan mengakibatkan tripnya unit pembangkit lain (cascading) yang selanjutnya dapat berakibat runtuhnya (collapse) sistem (pemadaman total).

V. Gangguan Ketidakstabilan (Instability)

Gangguan hubung singkat atau kehilangan pembangkit dapat menimbulkan ayunan daya (power swing) atau yang lebih hebat dapat menyebabkan unit-unit pembangkit lepas sinkron (out of synchronism). Power swing dapat menyebabkan relay pengaman salah kerja yang selanjutnya menyebabkan gangguan yang lebih luas. Lepas sinkron dapat mengakibatkan berkurangnya pembangkit karena tripnya unit pembangkit tersebut atau terpisahnya sistem, yang selanjutnya dapat menyebabkan gangguan yang lebih luas bahkan runtuh (collapse).

Upaya Mengatasi Gangguan

Dalam sistem tenaga listrik, upaya untuk mengatasi gangguan dapat dilakukan dengan cara :

I. Mengurangi Terjadinya Gangguan

Gangguan tidak dapat dicegah sama sekali, tapi dapat dikurangi kemungkinan terjadinya sebagai berikut :
  • Peralatan yang dapat diandalkan adalah peralatan yang minimum memenuhi persyaratan standart yang dibuktikan dengan type test, dan yang telah terbukti keandalannya dari pengalaman. Penggunaan peralatan di bawah mutu standart akan merupakan sumber gangguan.
  • Penentuan spesifikasi yang tepat dan design yang baik sehingga semua peralatan tahan terhadap kondisi kerja normal maupun dalam keadaan gangguan, baik secara elektris, thermis maupun mekanis.
  • Pemasangan yang benar sesuai dengan design, spesifikasi dan petunjuk dari pabrik.
  • Penggunaan kawat tanah pada SUTT/SUTET dengan tahanan pentanahan kaki tiang yang rendah. Untuk pemeriksaan dan pemeliharaan, maka konduktor pentanahannya harus dapat dilepas dari kaki tiangnya.
  • Penebangan atau pemangkasan pohon-pohon yang berdekatan dengan kawat fasa SUTM dan SUTT harus dilakukan secara periodik. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan tidak hanya jaraknya dalam keadaan tidak ada angin, melainkan juga dalam keadaan pohon-pohon tersebut ketika ditiup angin.
  • Penggunaan kawat atau kabel udara berisolasi untuk SUTM harus dipilih dan digunakan secara selektif.
  • Operasi dan pemeliharaan yang baik.
  • Menghilangkan atau mengurangi penyebab gangguan atau kerusakan melalui penyelidikan.

II. Mengurangi Akibat Gangguan

Menghilangkan gangguan sama sekali dalam suatu sistem tenaga listrik merupakan usaha yang tidak mungkin dapat dilakukan. Oleh karena itu maka usaha yang dapat dilakukan adalah mengurangi akibat kerusakan yang ditimbulkannya. Usaha-usaha yang dapat dilakukan adalah :
  • Mengurangi besarnya arus gangguan. Untuk mengurangi arus gangguan dapat dilakukan dengan cara : menghindari konsentrasi pembangkitan (mengurangi short circuit level) menggunakan reaktor dan menggunakan tahanan untuk pentanahan netralnya.
  • Penggunaan lighting arrester dan penentuan tingkat dasar isolasi (BIL) dengan koordinasi isolasi yang tepat.
  • Melepaskan bagian sistem yang terganggu dengan menggunakan circuit breaker dan relay pengaman.
  • Mengurangi akibat pelepasan bagian sistem yang terganggu dengan cara :
  1. Penggunaan jenis relay yang tepat dan penyetelan relay yang selektif agar bagian yang terlepas sekecil mungkin.
  2. Penggunaan saluran double.
  3. Penggunaan automatic reclosing.
  4. Penggunaan sectionalizer pada JTM.
  5. Penggunaan spindle pada JTM atau setidak-tidaknya ada titik pertemuan antar saluran sehingga ketika ada kerusakan atau pemeliharaan tersedia alternative supply untuk maneuver.
  6. Penggunaan peralatan cadangan.
  • Penggunaan pola load shedding dan sistem splitting untuk mengurangi akibat kehilangan pembangkit.
  • Penggunaan relay dan circuit breaker yang cepat dan AVR dengan response yang cepat pula untuk menghindari atau mengurangi kemungkinan gangguan instability (lepas sinkron).









Sistem Proteksi

Posted by IBRAHIM S on 10:08 AM with No comments
Definisi
Sistem proteksi adalah suatu sistem pengamanan terhadap peralatan listrik, yang diakibatkan adanya gangguan teknis, gangguan alam, kesalahan operasi, dan penyebab yang lainnya.

Fungsi Proteksi
Fungsi Proteksi adalah memisahkan bagian sistem yang terganggu sehingga bagian sistem lainnya dapat terus beroperasi dengan cara sbb :
  1. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya pada bagian sistem yang diamankannya (fault detection ).
  2. Melepaskan bagian sistem yang terganggu (fault clearing ).
  3. Memberitahu operator adanya gangguan dan lokasinya (announciation)
Pengaman-lebur (fuse) adalah contoh alat pengaman yang paling sederhana yang jika dipilih dengan tepat dapat memenuhi fungsi tersebut. Untuk pengamanan bagian sistem yang lebih penting, digunakan sistem proteksi yang terdiri dari seperangkat peralatan proteksi yang komponen-komponen terpentingnya adalah :

Relay Proteksi : sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya    (fault detection ).
Pemutus Tenaga (PMT) : sebagai pemutus arus gangguan di dalam sirkit tenaga untuk melepaskan bagian sistem yang terganggu. Dengan perkataan lain “membebaskan sistem dari gangguan” (fault clearing ). PMT menerima perintah (sinyal trip ) dari relay proteksi untuk membuka.
Trafo Arus dan/atau Trafo Teganganuntuk meneruskan arus dan/atau tegangan dengan perbandingan tertentu dari sirkit primer (sirkit tenaga ) ke sirkit sekunder (sirkit relay) dan memisahkan sirkit sekunder dari sirkit primernya.
Battery (aki) : sebagai sumber tenaga untuk mengetrip PMT dan catu daya untuk relay (relay digital/ relay statik ) dan relay bantu (auxiliary relay ).

Hubungan antara komponen-komponen proteksi sebagai suatu sistem proteksi yang sederhana dapat dilihat pada Gbr. A untuk sistem tegangan menengah (TM) atau tegangan tinggi (TT), dan Gbr. B , untuk sistem tegangan ekstra tinggi (TET) yang menggunakan proteksi dobel (duplicate ).



Pembagian Daerah Proteksi
Suatu sistem tenaga listrik dibagi kedalam seksi-seksi yang dibatasi oleh PMT (Pemutus Tenaga). Tiap seksi memiliki relay pengaman dan memiliki daerah pengamanan (Zone of Protection). Bila terjadi gangguan, maka relay akan bekerja mendeteksi gangguan dan PMT akan trip. Gambar dibawah ini akan menjelaskan tentang konsep pembagian daerah proteksi.
Pembagian Daerah Proteksi Pada Sistem Tenaga Listrik

Keterangan
1. Overall Diifferential Relay
        Pengaman utama Generator – Trafo
2. Over Current Relay 
        Pengaman cadangan local Generator – Trafo
        Pengaman cadangan jauh Bus A
3. Pengaman Bus
        Pengaman utama Bus A
4. Distance Relay Zone I dan PLC di A1
        Pengaman utama saluran A-B
5. Distance Relay Zone II di A1
        Pengaman utama Bus B
        Pengaman cadangan jauh sebagian Trafo di B
6. Distance Relay Zone III di A1
        Pengaman cadangan jauh Trafo di B sampai ke Bus C
7. Diifferential Trafo
        Pengaman utama Trafo
8. Over Current Relay di sisi 150 KV
        Pengaman cadangan local Trafo
        Pengaman cadangan jauh Bus C
9. Over Current Relay di sisi 20 KV
        Pengaman utama Bus C
        Pengaman cadangan jauh saluran C-D
10. Over Current Relay di C1
        Pengaman utama saluran C-D
        Pengaman cadangan jauh saluran D-E
11. Over Current Relay di D
        Pengaman utama saluran D-E
        Pengaman cadangan  jauh seksi berikutnya.

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa daerah proteksi pada sistem tenaga listrik dibuat bertingkat dimulai dari pembangkitan, gardu induk, saluran distribusi primer sampai ke beban. Garis putus-putus menunjukkan pembagian sistem tenaga listrik ke dalam beberapa daerah proteksi. Masing-masing daerah memiliki satu atau beberapa komponen system daya disamping dua buah pemutus rangkaian. Setiap pemutus dimasukkan ke dalam dua daerah proteksi berdekatan. Batas setiap daerah menunjukkan bagian system yang bertanggung jawab untuk memisahkan gangguan yang terjadi di daerah tersebut dengan sistem lainnya. Aspek penting lain yang harus diperhatikan dalam pembagian daerah proteksi adalah bahwa daerah yang saling berdekatan harus saling tumpang tindih (overlap), hal ini dimaksudkan agar tidak ada sistem yang dibiarkan tanpa perlindungan. Pembagian daerah proteksi ini bertujuan agar daerah yang tidak mengalami gangguan tetap dapat beroperasi dengan baik sehingga dapat mengurangi daerah pemadaman.

Pengelompokkan Sistem Proteksi
Berdasarkan daerah pengamanannya sistem proteksi dibedakan menjadi :
Proteksi pada Generator
Proteksi pada Transformator
Proteksi pada Transmisi
Proteksi pada Distribusi

Pembagian Tugas Dalam Sistem Proteksi
Dalam sistem proteksi pembagian tugas dapat diuraikan menjadi :
  • Proteksi utama, berfungsi untuk mempertinggi keandalan, kecepatan kerja, dan fleksibilitas sistem    proteksi dalam melakukan proteksi terhadap sistem tenaga.
  • Proteksi pengganti, berfungsi jika proteksi utama menghadapi kerusakan atau kegagalan untuk mengatasi gangguan yang terjadi.
  • Proteksi tambahan, berfungsi untuk pemakaian pada waktu tertentu, sebagai pembantu proteksi utama pada daerah tertentu yang dibutuhkan



Monday, November 14, 2011

Gardu Induk Sistem Rel (Busbar)

Posted by IBRAHIM S on 11:23 PM with No comments
Rel (Busbar) merupakan titik hubung pertemuan (connecting) antara Transformator Daya, SUTT/SKTT dengan komponen listrik lainnya, untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik. Berdasarkan sistem rel (busbar), Gardu Induk di bagi menjadi beberapa jenis, sebagaimana tersebut dibawah ini :

Gardu Induk Sistem Ring Busbar
Gardu induk sistem ring busbar adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. Pada gardu induk jenis ini semua rel atau busbar yang ada, tersambung (terhubung) satu dengan yang lainnya dan membentuk ring (Cincin).
Gardu Induk Sistem Ring (Cincin)

Gardu Induk Sistem Single Busbar
Gardu induk sistem single busbar adalah gardu induk yang mempunyai satu (single) busbar. Pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung (akhir) dari suatu sistem transimisi. 

Gardu Induk Sistem Single Busbar
Gardu Induk Sistem Double Busbar
Gardu induk sistem double busbar adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu induk double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem (manuver sistem). Jenis gardu induk ini yang banyak digunakan.

Gardu Induk Sistem Double Busbar

Gardu Induk Sistem On Half Busbar
Gardu induk sistem satu setengah (on half) busbar adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Pada umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk dipembangkit tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi operasional, gardu induk ini sangat efektif karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem (manuver system). Sistem ini menggunakan tiga buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang secara deret atau seri.

Gardu Induk Sistem On Half Busbar