BAB IV RECLOSER
4.1
Pengertian Recloser Secara Umum
Gambar 4.1 Letak recloser pada jaringan jaringan distribusi 20kv
Recloser Recloser atau Pemutus Balik Otomatis Otomatis (PBO) secara umum berfungsi untuk menjaga system dari gangguan berupa arus lebih yang diakibatkan adanya gangguan hubung singkat. Recloser hanya dipasang di saluran udara tegangan menengah (SU!). Prinsip kerjanya adalah menutup balik dan membuka secara otomatis dalam selang "aktu tertentu# dimana pada sebuah ganggu gangguan an tempor temporer# er# reclos recloser er tidak tidak membuk membukaa tetap tetap (lock (lock out)# out)# kemudi kemudian an reclo recloser ser akan akan menu menutu tup p kemb kembali ali setela setelah h gang ganggu guan an itu itu hilan hilang. g. $pabi pabila la gangguan bersifat permanen# maka setelah membuka atau menutup balik sebanyak sebanyak setting setting yang telah didtentukan didtentukan kemudian kemudian recloser recloser akan membuka tetap (lock out).
47
4. Bagian!Bagian "ari Recloser $da banyak merk recloser yang digunakan P P%& (Persero). Setiap
merk memiliki konstruksi berbeda# namun pada intinya prinsip kerjanya adalah sama yaitu sebagai alat pengindra arus lebih. Bagian utama pada peralatan recloser adalan bushing, manual trip, arrester, ground stud # dan peredam. Untuk recloser Schneider tipe N-Series# peredam vacuum diisi oleh gas S' (Sulphur Hexsflouride).
(a)
(b)
Gambar 4. onstruksi !ecloser Schneider N-Series
"a# $ampak dari Luar "b# $ampak atas
Bagian atas dipasang bushing buah dan arrester buah (untuk Schneider tidak menyediakan arrester ). %ushing diidentifikasikan sebagai U# *# dan + pada sisi sumber. Sedangkan sisi satunya diidentifikasikan dengan U,# *,# +, sebagai sisi beban.
48
Gambar 4.4 &ontoh penempatan bushing recloser sisi beban
Untuk pemasangan surja arrester # pada recloser Schneider tipe NSeries telah disediakan Surge 'rrester (ounting %racket yang berfungsi sebagai tempat pemasangan arrester dan dipasang baik pada sisi sumber maupun sisi bebannya. 'rrester ini berfungsi sebagai proteksi terhadap tegangan lebih dari petir.
Gambar 4.# %agian-bagian dalam dari !ecloser Schneider N-Series -eterangan ambar /
)* $ank
49
2 S+ insulating gas Surge arrester bracket . H/ cable tail %ushing boot %ushing 1 &entral conductor &apacitive /oltage $ransformer "&/$# 3 &urrent $ransformer "&$# )0 /acuum interrupter )) &ontacts )2 +lexible connection )* 4ush rod ). &lose selenoid ) (echanism plate ) 5pening spring )1 &ontact spring ) Latch )3 $rip bar 20 $rip bar armature 2) $rip seleniod 22 (anual trip lever 2 S&6( 2. &ontrol cable
4.#
$onstru%si åan "engan Recloser 'a"a &()
Berdasarkan Buku Pedoman Standard -onstruksi 0aringan 1istribusi ahun ,223# pemasangan recloser 4 fasa tegangan ,2 -* disertai dengan peralatan pendukung yang bertujuan agar recloser dapat bekerja secara handal dan mampu mem back-up kinerja recloser pada saat terjadi kerusakan pada recloser ataupun pada saat pemeliharaan recloser . Peralatan tersebut adalah sebagai berikut / . 'ir %reak S7itch ($BS+) ,. 8isconecting S7itch (1S) * 9rounding 5. &urrent:4otensial $ransformer (67P) * &ontrol %ox 8al tersebut dapat dilihat pada gambar sebagai berikut /
50
Gambar 4.4 ;iring 4emasangan '%S;, 8S, !ecloser dan Surja 'rester
Pada bagian atas dipasang $BS+ yang berfungsi sebagai b
51
ABS
D
P
Reclose
Control Box Handle
Groundin
Gambar 4.* onstruksi 4eralatan 4endukung !ecloser 4hasa 20 /
$ampak 8epan
1. Air Break Switch +ABS,-
'ir %reak S7itch ($BS") adalah peralatan hubung yang berfungsi sebagai pemisah dan biasa dipasang pada jaringan luar. $BS" dilengkapi dengan peredam busur api yang berfungsi untuk meredam busur api yang ditimbulkan pada saat membuka 7 melepas pisau $BS" yang dalam kondisi bertegangan. Selain itu $BS" juga dilengkapi dengan isolator tumpu
52
sebagai penopang pisau $BS"# pisau kontak sebagai kontak gerak yang berfungsi membuka7memutus dan menghubung7memasukkan $BS" # serta stang $BS" yang berfungsi sebagai tangkai penggerak pisau $BS". Pera"atan rutin yang dilakukan untuk $BS" karena sering dioperasikan# mengakibatkan pisau:pisaunya menjadi aus dan terdapat celah ketika dimasukkan ke peredamnya 7 kontaknya. 6elah ini yang mengakibatkan terjadi lonjakan bunga api yang dapat membuat $BS" terbakar. Pemasangan $BS" pada jaringan# antara lain digunakan untuk / . Penambahan beban pada lokasi jaringan ,. Pengurangan beban pada lokasi jaringan * Pemisah jaringan secara manual pada saat jaringan mengalami gangguan
Gambar 4. '%S7 N5
Gambar 4./ Handle '%S7
$BS+ terdiri dari / . Stang $BS+
5. Pisau -ontak
,. &ross 'rm Besi
;. -a"at Pentanahan
4.
. Peredam Busur $pi
2. Disconecting Switch +0S- Sa%lar Pemisa2
5
$dalah sebuah alat pemutus yang digunakan untuk menutup dan membuka pada komponen utama pengaman7recloser . 1S tidak dapat dioperasikan secara langsung karena alat ini mempunyai desain yang dirancang khusus dan mempunyai kelas atau spesifikasi tertentu# jika dipaksakan untuk pengoperasian langsung# maka akan menimbulkan busur api# yang dapat berakibat fatal. =ang dimaksud dengan pengoperasian langsung adalah penghubungan atau pemutusan tenaga listrik dengan menggunakan 1S pada saat 1S tersebut masih dialiri tegangan listrik. Pengoperasian 1S tidak dapat secara bersamaan melainkan dioperasikan satu:persatu karena antara satu 1S dengan 1S yang lain tidak berhubungan # biasanya menggunakan stick (tongkat khusus) yang dapat dipanjangkan atau dipendekkan sesuai dengan jarak dimana 1S itu berada. 1S sendiri terdiri dari bahan keramik sebagai penopang dan sebuah pisau yang berbahan besi logam sebagai s7itch-nya.
Gambar 4.3 8isconecting S7itch 3. Grounding +Pentana2an9rounding (Pentanahan) pada jaringan distribusi digunakan sebagai
pengaman langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya gangguan tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan lebih pada peralatan jaringan distribusi. P# recloser # dan &ontrol %ox di: grounding dalam satu titik. 'ungsi dari grounding antara lain / . !engalirkan arus gangguan 54
,. !embuang arus muatan statis ke bumi 4. !enstabilkan keseimbangan tegangan 5. !engamankan terhadap bahaya tegangan sentuh atau tegangan langkah ;. !emproteksi peralatan dari tegangan lebih 7 arus lebih 4. Current Transformer (CT ! "otensia# Transformer ("T &urrent $ransformer (6) atau trafo arus merupakan peralatan listrik
untuk menurunkan arus yang besar menjadi arus yang kecil. $rus yang besar perlu diturunkan karena relai hanya mampu dile"ati arus yang kecil misalnya maksimum ; $. Perbandingan arus yang diturunkan disebut dengan Rasio 6 misalnya ;227; $# artinya arus yang masuk pada sisi primer yang besarnya ;22 $ sebanding dengan arus yang keluar pada sisi sekunder ; $. Perbandingannya adalah ;22/; > 22 atau rasio 6 tersebut sebesar 22 kali. 1emikian juga untuk tegangan yang besar perlu diturunkan menjadi tegangan yang kecil karena relai didesain untuk dialiri tegangan yang kecil. Peralatan
untuk
menurunkan
tegangan
tersebut
dinamakan
rafo
egangan7 4otential $ransformer (P). 6ontoh Rasio P / ,22227 22 *olt > ,22 kali . Baik 6 maupun P tersebut memiliki kelas ketelitian yang diperlukan untuk proteksi maupun pengukuran. -elas 6:P tersebut menentukan tingkat kesalahan7 error dari arus7 tegangan yang diturunkan# sehingga perlu dipilih kelas yang sesuai penggunaannya berdasarkan standard yang ditentukan. 4otensial $ransformer
merupakan suatu peralatan listrik yang dapat
memperkecil tegangan tinggi menjadi tegangan rendah # yang dipergunakan dalam rangkaian arus bolak:balik. 'ungsi 4otensial $ransformer adalah untuk memperoleh tegangan yang sebanding dengan tegangan yang hendak dipergunakan dan untuk memisahkan sirkuit dari sistem dengan tegangan tinggi terhadap sirkuit dimana alat ukur tersambung.
55
Gambar 4. 4otensial $ransformer
$. Contro# Bo% &ec#oser Peralatan kontrol dapat membaca dan menampilkan informasi yang
tersimpan di recloser dan menyediakan proteksi dan komunikasi untuk recloser . !ecloser terdiri dari pengontrol s7itchgear yang memonitor recloser # dan menyediakan komunikasi dan fungsi proteksi. 1isuplai dengan tegangan bantu 2# ,,2 atau ,52 *$6 dikoneksikan dengan recloser dengan menggunakan kabel kontrol. &ontrol %ox !ecloser didesain untu keperluan luar ruangan# tahan air# dan anti terhadap masuknya he"an seperti hama yang dapat mengganggu kinerja peralatan kontrol.
5!
Gambar 4.15 &ontrol %ox !ecloser Schneider . Baterai 'ungsi dari penggunaan baterai adalah untuk menyalakan peralatan
kontrol dan berfungsi sebagai suplai cadangan peralatan kontrol sehingga apabila terjadi padam# peralatan kontrol masih bisa berjalan. egangan diambil dari 0! ,2k* kemudian dimasukkan ke dalam &urrent $ransformer
(6) agar keluaran tegangannya
sesuai dengan yang
dibutuhkan. Pada recloser merk Schneider tipe N-Series# baterai yang digunakan untuk suplai peralatan kontrol adalah 2# ,,2 atau ,52 *$6.
Gambar 4.11 ;iring %aterai pada 4eralatan ontrol 4.# Prinsi' $er6a Recloser
57
Gambar 4.1 ;iring oordinasi 4($ dan 5&! 9+!
Prinsip kerja dari recloser saat terjadi gangguan adalah sebagai berikut/ . -ondisi normal S7itch S menutup. Bila terjadi gangguan fasa tanah maka relai akan bekerja dan memberikan perintah trip ke P!. Pada saat itu juga recloser mulai bekerja (saat mendapat tegangan positi' dari relai)# elemen yang start adalah elemen dead time (1) dan block time (B). ,. Setelah beberapa "aktu (sesuai setting ) elemen 1 menutup kontaknya dan memberi perintah P! untuk masuk (reclose)# bersamaan itu juga mengenergise elemen B. 4. ?lemen B ini segera membuka rangkaian closing coil P! sehingga P! tidak akan bisa reclose lagi. 5. Setelah "aktu elemen B terlampaui sesuai setting nya maka elemen B akan reset kembali. Selanjutnya recloser siap kembali untuk melakukan reclose P! bila terjadi gangguan baru. Secara umum setelan 1 adalah detik dan B adalah 52 detik.
58
Gambar 4.1# $lur -erja Recloser saat terjadi gangguan -eterangan / a. 8ead $ime (+aktu
Selang "aktu dari P! trip sampai masuk kembali# fungsinya untuk memadamkan busur api gangguan arus dan menghilangkan gangguan temporer . b. %locking: !eclaim $ime !emblok dead time beberapa "aktu setelah P! masuk. !emberikan kesempatan untuk memulihkan tenaga setelah melakukan siklus reclosing . c* !epetitive !eset otomatis setelah recloser sukses d. Non !epetitive !emerlukan reset manual 4.4 Setting Relai Pa"a Recloser Berdasarkan jumlah perintah reclosing ke P! dapat dibedakan dalam duajenis reclosing relai# yaitu/ 4.4.1 Sing#e Shot &ec#osing &e#a'
Relai ini hanya dapat memberikan perintah reclosing ke P! satu kali dan baru dapat melakukan reclosing lagi setelah "aktu blocking time berakhir. Bila terjadi gangguan pada periode blocking time# P! trip dan tidak bisa recloser lagi (lock out ). Bila gangguan terjadi lagi setelah periode
59
blocking time# maka reclosing relai akan melihatnya sebagai gangguan baru dan proses reclose di atas akan berulang.
Gambar 4.14 9rafik ;aktu Single Shoot !eclosing !ela< @2 4.. u#ti Shot &ec#osing &e#a'
!elai ini dapat memberikan perintah reclosing ke P! lebih dari satu kali. 8ead time antar reclosing adalah berbeda A beda# sebagai contoh gambar di ba"ah diberikan gambar diagram dari relai reclosing yang diprogram untuk melakukan 4 kali reclosing . Bila terjadi gangguan# relai 'R memberikan perintah trip ke P! dan pada saat yang sama juga menjalankan reclosing relai. Setelah dead time t yang sangat pendek (kurang dari 2. detik)# relai memberikan perintah reclose ke P!. 0ika gangguan masih ada maka P! akan trip kembali dan relai reclosing akan melakukan reclose yang kedua setelah dead time t, yang cukup lama (antara 2: 2 detik). 0ika gangguan masih ada maka P! akan trip kembali dan relai reclosing akan melakukan reclose yang ketiga setelah dead time (t,>t4). Bila terjadi gangguan lagi dalam periode blocking time tB4# maka P! akan trip dan lock out .
!0
Gam bar 4.1* 9rafik ;aktu (ulti Shoot !ela<
!ecloser dapat reclose dua kali atau lebih# dan dead time dapat berbeda atau sama. 4.*
$ara%teristi% Relai Arus Lebi2 &ec#oser 1alam setting "aktu recloser # digunakan kur9a "aktu inverse* Pertama
sebagai kur9a instantaneous atau dan berfungsi utama sebagai pengaman terhadap fuse saat terjadi gangguan sementara. -edua sebagai kur9a =time dela<= atau yang berfungsi untuk menunda tripnya recloser dan memberikan kesempatan kepada fuse untuk melebur saat terjadi gangguan permanen. 4.*.1
$ara%teristi% )nstant + )nstantaneous-
0angka "aktu relai mulai pick-up sampai selesainya. -erja relai tanpa penundaan "aktu# kerjanya sangat cepat 7 "aktunya pendek (,2A22 milli detik).
!1
Gambar 4.1 urva arakteristik ;aktu >nstant 4.*. $ara%teristi% 7a%tu (ertentu + Definite Time0angka "aktu relai mulai pick-up sampai
selesai
kerja
relai
diperpanjang dengan nilai "aktu tertentu dan tidak tergantung dari besarnya arus yang menggerakkannya.
Gambar 4.1/ urva arakteristik ;aktu $ertentu 4.*.# $ara%teristi% 7a%tu (erbali% + )n*ers Time0angka "aktu relai mulai pick-up sampai
selesai
kerja
relai
diperpanjang dengan nilai "aktu tertentu dan tergantung dari besarnya arus yang menggerakkannya. Semakin besar arus yang le"at relai# maka semakin cepat relai bekerja#dan sebaliknya. -arakteristik O6R >nverse ada 5 macam/ . Normal >nverse ,. /er< >nverse 4. 6xtremell< >nverse
!2
5. Long $ime >nverse
Gambar 4.13 urva arakteristik ;aktu ?ntuk !elai 'rus Lebih
>nvers 4.3
$oor"inasi Relai 'a"a &ec#oser 0ika relai dile"ati arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu (arus
setting 7 setelan "aktu tertentu)# maka relai akan mulai bekerja. O6R bekerja berdasarkan kenaikan arus yang terdeteksi oleh relai. 5.3.1 +iring Diagram ,*er Current &e#a' dan Ground -au#t &e#a'
Gambar 4.1 ;iring 8iagram erja 5&! 9+! 0ika relai dile"ati arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu (arus
setting 7 setelan "aktu tertentu)# maka relai akan mulai bekerja. O6R bekerja berdasarkan kenaikan arus yang terdeteksi oleh relai. 4.3. Cara $er6a OCR Saat 8ubung Sing%at # 9asa
!
Gambar 4.5 ;iring 8iagram erja 5&! saat Hubung Singkat +asa
angguan terjadi pada fasa R#S dan . $rus gangguan hubung singkat mengalir di jaringan. -arena arus tersebut lebih besar dari rasio 6 pada sekunder 6 mengalir arus masuk ke O6R. 1ari O6R memasok arus ke P!# sehingga P! trip. 4.3.# Cara $er6a OCR saat 8ubung Sing%at 1 9asa %e (ana2
Gambar 4.1 ;iring 8iagram erja 5&! saat Hubung Singkat ) +asa
ke $anah angguan hubung singkat terjadi pada fasa # arus mengalir masuk ke 'R sehingga mengakibatkan P! trip.
!4