ANALISIS KOORDINASI PROTEKSI GENERETOR DAN TRAFO GENERATOR PADA PADA PLTGU PLTGU TAMBAK LOROK BLOK 2 MENGGUNAKAN MENGGUNAKA N SOFTWARE ETAP 12.6.0 Uffan Yahdian1), Yuningtyastuti dan Karnoto Program Studi Sarjana Departemen Teknik Elektro, Uniersitas Diponegoro !l" Prof" Sudharto, S#, S #, Kampus U$D%P Tem&alang, Tem&alang, Semarang '(*', %ndonesia 1) E-mail: uffanyahdian + gmail "om Abstrak Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTGU) Tambak Tambak Lorok merupakan salah satu penyuplai terbesar tenaga listrik untuk kawasan area Jawa Tengah !iner"a pembangkit harus beker"a se#ara optimal seiring kenaikan "umlah konsumsi energi energi listrik listrik $aka selain kehan%alan kehan%alan sistem %ari gangguan gangguan "uga koor%inasi koor%inasi proteksi proteksi perlu %iperhatika %iperhatikan n %emi kelangsungan kualitas pelayanan tenaga listrik kepa%a konsumen Pa%a Tambak Lorok &lok ' se"ak pembangkit mulai %ioperasikan hingga sekarang belum pernah %ilakukan analisis maupun ealuasi terha%ap setting sistem proteksi generator %an tra*o generator generator Untuk meningkatkan per*orma sistem proteksi ini maka %ilakukan analisis koor%inasi proteksi pa%a PLTGU Tambak Lorok &lok ' pa%a generator %an tra*o generator %engan bantuan so*tware ET+P ET+P 1', .etelah %ilakukan analisis koor%inasi %iketahui bahwa pa%a unit .TG maupun GTG setting rele %i*erensial generator generator rele %i*erensial tra*o rele keseimbangan tegangan rele %aya balik %an rele eksitasi lebih ('/023 ) masih layak untuk %igunakan 4amun pa%a setting rele oerall %i*erensial rele hilang eksitasi rele "arak rele arus lebih generator %an rele gangguan tanah ter%apat perubahan Pa%a rele oerall %i*erensial nilai input tap t ap ' a%alah '5 + setelah %iealuasi maka %iubah men"a%i /' + Pa%a rele "arak generator nilai setting impe%ansi /67 ohm %iubah men"a%i 1'78 ohm untuk GTG %an 1/9ohm untuk .TG Pa%a rele hilang eksitasi nilai setting mho %iubah %ari 31 ohm men"a%i ;11/ ohm Pa%a setting rele arus lebih generator untuk unit GTG nilai eksisting eksisting %engan
Abstract Tambak Lorok =ombine =#le Power Plant (==PP) is one o* the largest suppliers o* ele#tri#ity *or the area o* =entral Jaa Generator per*orman#e shoul% work optimally as the amount o* ele#tri#ity #onsumption in#reases .o in a%%ition to the system reliability o* the inter*eren#e also #oor%ination o* prote#tion nee% to be #onsi%ere% *or the sake o* the >uality >uality o* seri#e power to the #onsumer #onsumer
1. P!"a#$%$a!
P.T/U Tam&ak lorok terdapat 0lok dan menghasilkan daya terpasang 5 6 1(7,2' -8 untuk P.T/ dan 6 199 -8 untuk P.TU" Sejak diresmikan pada tahun 177* P.T/U Tam&ak .orok &lok &aik pada /T/ maupun ST/ telah &e&erapa kali mengalami oerhaul, hal ini difungsikan untuk melakukan pemeliharaan ataupun penggantian peralatan seara &erkala" Pemeliharaan yang dilakukan meliputi re:inding dari stator dan rotor hingga penggantian komponen generator" $amun &erdasarkan o&serasi yang dilakukan, pada P.T/U Tam&ak .orok 0lok &elum dilakukan adanya ealuasi proteksi rele pada generator dan trafo generator sejak diopersikan a:al pada tahun 177*" Proteksi terhadap pem&angkit adalah hal yang sangat di&utuhkan karena &erperan penting dalam mendeteksi adanya gangguan dan dapat menegah kerusakan yang diaki&atkan gangguan" Koordinasi sistem proteksi yang &aik akan meminimalisir daerah gangguan dan menegah pemadaman di daerah lain" Untuk menjaga dan meningkatkan performa sistem proteksi perlu dilakukan suatu koordinasi rele pengaman yang terpasang" Selain melakukan ealuasi setting rele, koordinasi antar rele generator dan trafo generator juga sangat penting untuk mendetekasi dan mengisolir adanya gangguan ;1<" Pada sistem pem&angkitan tenaga listrik terjdi pelepasan salah satu generator yang diaki&atkan oleh suatu gangguan dari luar akan menye&a&kan kerugian yang -ulai &esar" Pada sisi transmisi akan mengalami kekurangan pasokan tenaga listrik, sedangkan pada sisi pem&angkitannya akan menim&ulkan &iaya tam&ahan -em&uat S.D P.T/U Tam&ak &aik untuk proses maintenane maupun untuk proses .orok 0lok Pada ETP 1"2"( starting pem&angkitnya, selain itu dapat menurunkan nilai keandalannya" .epasnya suatu pem&angkit dapat diaki&atkan oleh &ekerjanya rele yang tidak sesuai dengan -emasukan data peralatan system jenis gangguan yang di telah sisi di&uat transmisi" Se&agai padaterjadi S.D yang ontoh adalah ketika terjadi suatu maneuer pada suatu /%TET, maka rele Differential sisi pem&angkit akan &ekerja karena adanya gelom&ang transien yang -enentukan rus #u&ung Singkat menyerupai gelom&ang harmonisa yang &esarnya mele&ihi arus setting ;<"
Ga)bar 1. D(a'ra) A%(r P!%(t(a!.
2.2.Data S(st) Diagram satu garis P.T/U Tam&ak .orok 0lok ditampilkan pada gam&ar &erikut"
0erdasarkan referensi pada penelitian tugas akhir -enghitungdiatas, Setting 3ele Proteksi Pada /enerator ini dilakukan penelitian dan tentang analisis koordinasi rele Trafo /enerator generator dan trafo generator pada P.T/U Tam&ak .orok 0lok menggunakan &antuan soft:are ETP 1"2"( untuk meningkatkan kehandalan sistem -ensimulasikan Setting Danpada Koordinasi 3eleproteksi -enggunakan ETP 1"2"(
2. Mt&"%&'( P!%(t(a!
2.1.La!'ka# P!%(t(a! -etode penelitian dari gam&ar 1"
#asil Simulasi sesuaiakhir ini tugas standard 4
nalisis #asil
Selesai
ditampilkan pada
Ga)bar 2. SLD PLTGU Ta)bak L&r&k B%&k 2
Data spesifikasi dari peralatan yang di&utuhkan untuk analisis ditampilkan pada ta&el 1 sampai ta&el 19
Tab% 1. Data '!rat&r
Para)tr
GTG
STG
ST/ -erk ST3.%TE PST% /eneral Eletri $o Seri '('91'3 'P((1 Sinkron, = Daya '5 - ( - Uap !umlah Gasa = = 17( -8 Grekuensi '( #L '( #L =*"' - Tegangan 11"' @ ("5 k 1' @ ("2= k Honnetion Delta @ Star Delta @ Star 1' k %mpedansi 2"' O *"' O (,9 ektor /rup dYn11 dYn11 '( #L /rounding 3esistor grounding 3esistor grounding =((( 3PTab% -. Data b$s"$ct 3ound Para)tr GTG STG thyristor -erk 00 00 ("12 pu %solated phase %solated phase ("' pu Type &usdut &usdut 1"*'( pu Tegangan Cperasi 11"' k 11"' k ("1'' pu 3ating tegangan 1*"' k 1*"' k ("(7= pu 3ating arus 92(5 92(5 ("(= detik pada 3ated short iruit TdN (( k (( k 1'oH :ithstand urrent 1"152 detik pada ="97 ="97 Td1M %mpedansi &usdut 1'oH miroohm@meter miroohm@meter ("72' detik pada Panjang &usdut 2"= meter 2"= meter TdM 1'oH ("2 detik pada Tab% 6. Data sa%$ra! Ta)bak L&r&kBa,! Td=M 1'oH Parameter Spesifikasi StatorHonnetio Star Star !umlah Sirkuit 5 n 9 ?%) t 9 >1 ?ohm@km) ("(177 A j ("7 >( ?ohm@km) ("1*( A j ("29* Tab% 2. Data tra*& '!rat&r Panjang =*"7** km STG Para)tr GTG >1B ="1 ?instant) F Setting rele jarak >B 5"917 ?("5 s)F D%#E$ -erk -E%DE$S# >=B ("(1 ?1"2 s) 1'( - Kapasitas 11( - !umlah Gasa = = Tab% . Data )ba!'k(ta! '!rat&r "a! bba! Grekuensi '( #L '( #L tra*& UAT Tegangan 11"' @ 1'( k 1' @ 1'( k Honnetion Delta @ Star Delta @ Star /enerator Daya ktif Daya 3eaktif 15 O %mpedansi 11 O /T/ "1 72 -8 ( -3 ektor /rup Y$d11 Y$d11 /T/ " 99 -8 ( -3 Tipe pendingin C$$@CGG C$$@CGG@CDG /T/ "= 77 -8 ( -3 ST/ "( 1' -8 ( -3 /rounding Solid grounding Solid grounding UT /T/ "( 11"11' -8 ="2'= k3 UT /T/ "1 ="= k8 1"(2 k3 Tab% +. Data kab% ba,a# ta!a# 1-0 k UT /T/ " 11"7* k8 ="7=5 k3 Parameter -erk Type Penggerak -ula Daya aktif Daya nyata Tegangan Po:er Gator Grekuensi 3P!enis rotor Eksitasi IdMM IdM Id I I(
/T/ /eneral Eletri Sinkron, = /as 115"* -8 15="5 - 11"' k (,9 '( #L =((( 3P3ound thyristor ("19= pu ("'9 pu "(5= pu ("1* pu ("(9 pu ("(= detik pada 1'oH ("955 detik pada 1'oH ("*=' detik pada 1'oH ("5*9 detik pada 1'oH
Para)tr
GTG
STG
Ukuran Ka&el >1 ?ohms@km) >( ?ohms@km)
2=( mm ("(2 A j ("1= ("(29 A j ("12= /T/ "1 B 1="7 m /T/ " B 15="* m /T/ "= B 129"' m
12(( mm ("(5 A j ("1(7 ("(5= A j 1"='5 ST/ "( B (="5 m
Panjang Saluran
Tab% /. Data tra*& UAT
Tab% 3. Data P&,r 'r(" Ba,! Para)tr Ss(*(kas(
- S = Gase - SH 1 fase I@3 = J1 Gase
*5= 221"' *
Tab% 4. Data r% overall "(*r!s(a% 53 GT
Para)tr
-erk Tipe Setting 3ange Q %nput
Slope
GTG
STG
Para)t r
/eneral Eletri /EK5'=(*K
/eneral Eletri /EK5'=(*K
?"7 F =" F ="' F ="9 F 5" F 5"2 F '"( F 9"*)
?"7 F =" F ="' F ="9 F 5" F 5"2 F '"( F 9"*)
Pik up
?59 F 1' F '() O
?59 F 1' F '() O
K set
-erk Tipe Time Delay
GTG
/eneral Eletri /EK92(27 5 F ' F 1( F 1' F ( F ' F =( F =' F 5( F 5' 1( R 77( detik ?1( detik step) 1 F F = F ' F * F 1( F 1' F ( F =( F 5(
STG
/eneral Eletri /EK92(27 5 F ' F 1( F 1' F ( F ' F =( F =' F 5( F 5' 1( R 77( detik ?1( detik step) 1 F F = F ' F * F 1( F 1' F ( F =( F 5(
Tab% 10. Data r% "(*r!s(a% '!rat&r 53G Para)tr
GTG
STG
Tab% 1-. Data r% ks(tas( %b(# 52/ G
-erk Tipe Setting 3ange Q %nput Setting rus
/eneral Eletri /EK=515K
/eneral Eletri /EK=515K
Para)tr
5 1 perfase
5 1 perfase
Tab% 11. Data r% "(*r!s(a% tra*& '!rat&r 53T Para)tr
-erk Tipe Setting 3ange Q Slope Setting rus
GTG
STG
/eneral Eletri 1STD12H=
/eneral Eletri 1STD12H=
' '
' '
Tab% 12. Data r% "a7a ba%(k 5+2 G Para)t r
-erk Tipe
Pik up tap
Time Delay
GTG
/eneral Eletri /E#('2 ?1'('=5('( 2() 8att 0 ?'=5('(2=9( 1(() 8att H ?'(2=9(1((1' 12((() 8att D ?1((1'12((( 5(=((5(() 8att E ?((5(=((5(( 59(2((9(() 8att ?("' F 1 F 1"' F F = F 5 F ' F 2 F * F 9 F 1() detik
STG
/eneral Eletri /EK=511* "* F '"5 F 7"( F 7"7
-erk Tipe -ho offset -ho diameter
Pik up Time Dial %nst Pik up dial Pik up time dial
STG
0asler Eletri 0E%51#G1!D1SG 1"(="77 @#L ?("(1 @#L step) 1 R 1(( detik
0asler Eletri 0E%51#G1!D1SG 1"(="77 @#L ?("(1 @#L step) 1 R 1(( detik
*1
*1
1(
1(
Tab% 16. Data r% 8arak '!rat&r 521G Para)tr
-erk Tipe > min Cff set 3estraint Tap
GTG
STG
/eneral Eletri /EK25( ==( ohm ?2(o*'o) 'O step (5 ohm R 1'O step
/eneral Eletri /EK25( ==( ohm ?2(o*'o) 'O step (5 ohm R 1'O step
?1(1(()O 1' O step
?1(1(()O 1' O step
>1B ="1 ?instant) F
>1B ="1 ?instant) F
Setting rele >B 5"917 ?("5 s)F >=B ("(1 ?1"2 s)
>B 5"917 ?("5 s)F >=B ("(1 ?1"2 s)
Tab% 1. Data r% ar$s %b(# 5-09-1 G Para)tr
?("'1() step ("' detik
Tab% 1+. Data r% #(%a!' ks(tas( 5/0 G Para)tr
-erk Tipe
GTG
-erk Tipe Hure Type Time Dial Pik up
GTG
STG
/eneral Eletri /EK5'=*' E3Y %$E3SE (1( s ?("1 step) ("'1
/eneral Eletri /EK5'=*' E3Y %$E3SE (1( s ?("1 step) ("'1
GTG
STG
/eneral Eletri /EK*99* G ?(F("'F1F"'F5) ?291(152)
/eneral Eletri Tab% 13. Data r% *rk$!s( 531 G STG /EK*99* G Para)tr GTG ?(F("'F1F"'F5) -erk /eneral Eletri /eneral Eletri ?291(152) Tipe /EK5191 /EK5'=*'
Tab% 1/. Data r% $r$ta! !'at(* 5/6G
Tab% 13 5%a!8$ta!
Under G pik up Cer G pik up Time delay
59"=#L '1#L 9(ms
59"'#L '("'#L 9(ms
Tab% 20 Prba!"(!'a! ar$s 'a!''$a! #$b$!' s(!'kat r#(t$!'a! "a! s()$%as( LG "a! LLG
0us fault
2.+ P)&"%a!
0erdasarkan pada diagram satu garis P.T/U Tam&ak .orok 0lok maka dapat di&uat pemodelan diagram satu garis menggunakan so*tware ETP 1"2"( seperti pada gam&ar = &erikut Q
Ga)bar +. P)&"%a! SLD PLTGU Ta)bak L&r&k B%&k 2 Pa"a ETAP 12.6.0
+. Pr#(t$!'a! "a! A!a%(s(s +.1 M!!t$ka! Ar$s Ga!''$a! :$b$!' S(!'kat
Pada tugas akhir ini untuk menentukan &esar arus hu&ung singkat digunakan metode, yang pertama yaitu menghitung arus hu&ung singkat seara manual dan yang kedua mensimulasikan dengan soft:are ETP 1"2"(" Per&andingan hasil perhitungan dan hasil simulasi ditunjukkan pada ta&el 17 dan ta&el (" Tab% 14 Prba!"(!'a! ar$s 'a!''$a! #$b$!' s(!'kat r#(t$!'a! "a! s()$%as( LLL "a! LL
0us fault /T/ "1 /T/ " /T/ "= ST/ "( # "1 # " # "= # "(
ETP
#itung
... ?)
/T/ "1 /T/ " /T/ "= ST/ "( # "1 # " # "= # "(
ETP
#itung
ETP
#itung
../ ?)
../ ?)
Error ?O)
./ ?)
./ ?)
Error ?O)
12(
7(11"1
79"
2*'(
2**1*"1
("=19
12(
7(11"1
79"
2*579
2**1*"1
("=5
12(
7(11"1
79"
2*57=
2**1*"1
("==1
12(
1(5="=
79"'
*7''
*'7"=
("577
=((17
9*2="=
5"=*
99(9
*71"2
="1*5
7775
9*2="=
5"9
9*95
*71"2
="(97
7725
9*2="=
5"1*
9*''
*71"2
"795
7=2
91('"=
5"=5
95=
**="1
5"57
0erdasarkan ta&el 17 dan ta&el (, dapat dilihat per&andingan antara nilai arus hu&ung singkat antara perhitungan dan simulasi memiliki nilai error terkeil ("==1 O dan error ter&esar 79"' O" Error ter&esar terjadi ketika gangguan hu&ung singkat 1 fasa tanah pada &us generator di /T/ "1, /T/ " /T/ "= dan ST/"(" #al ini dikarenakan pada generator sinkron di P.T/U Tam&ak .orok 0lok menggunakan tipe pentanahan low resistan#e yang akan mem&atasi nilai arus hu&ung singkat 1 fasa tanah maksimum (( ;=<" Sehingga hasil simulasi ETP sudah sesuai dengan parameter yang ada dilapangan" Untuk &esar error arus hu&ung singkat yang lain ratarata sudah di&a:ah 'O, sehingga data pada ETP sudah menapai alidasi yang ada" +.2 Pr#(t$!'a! Setting R% +.2.1 R% "(*r!s(a% '!rat&r 53G "a! R% "(*r!s(a% Tra*& 53T
ETP
#itung
... ?)
Error ?O)
.. ?)
.. ?)
Error ?O)
*1''(
*(29="1
1"
2*52'
229"=
1"9=
*1'52
*(29="1
1"
2*521
229"=
1"9
I r =max (| I p|,| I s|)
?1)
*1'5(
*(29="1
1"
2*5'2
229"=
1"9
*2((9
*5775"*
1"=
*717
*19=2"5
1"57
I set gangguandalam =slope 1 × I r I set gangguanluar =slope 2 × I r
?)
271(
'7=5"5
="2
=*5
79"*
="
2997
'7=5"5
="'
=*2*
79"*
="=
2925
'7=5"5
="5
=*59
79"*
="
29*7
'957"1
="9
=*5
='22"5
("22
Pada diferensial generator ?9*/) dan diferensial trafo ?9*T) keduanya memiliki ara perhitungan yang sama, &erdasarkan persamaan 1 dan &erikut ;5< Q ⃗
dimana %r %p %s %set Slope 1
⃗
B rus restraint ?)" B rus hu&ung singkat sekunder HT1 ?)" B rus hu&ung singkat sekunder HT ?)" B rus setting relay diferensial ?)" B 'O
Slope B 1((O Dimana hasil perhitungan setting rele diferensial generator ?9*/) ditampilkan pada ta&el ( dan hasil perhitungan rele diferensial trafo ?9*T) ditampilkan pada ta&el 1 &erikut Q Tab% 20. :as(% r#(t$!'a! r% "(*r!s(a% '!rat&r 53G Ktra!'a! U!(t GTG U!(t STG
%nominal ?) %11(O ?) % sekunder HT1@HT ?) % fault = fasa ?) % fault sekunder HT1@HT ?)
*177"=1 *177"5 ="72 *1''( ='"*9
7151"=9 1((''"' 5"17 *2((9 =1"2*
%r ?)
='"*9
=1"2*
% setting gangguan dalam ?)
9"75
*"7
% setting gangguan luar ?)
='"*9
=1"2*
8aktu operasi ?detik)
("((
("((
Tab% 21. :as(% r#(t$!'a! r% "(*r!s(a% '!rat&r 53T Ktra!'a! U!(t GTG U!(t STG
%nominal . ?) %nominal # ?) % sekunder HT . ?) % sekunder HT # ?) % fault = fasa sisi . ?) % fault = fasa sisi # ?) % fault sekunder HT sisi . ?)
''"59 5="=7 "*2 1"9= 9=171 919( 51"'7
'**="' 5="=7 "51 1"9= 71777 7915 5'"77
% fault sekunder HT sisi # ?)
*("5'
*5"'=
%restraint ?)
*("5'
*5"'=
% setting gangguan dalam ?)
1*"21
19"2=
% setting gangguan luar ?)
*("5'
*5"'=
8aktu operasi ?detik)
("(
("(
+.2.2 R% overall "(*r!s(a% 53GT .angkah perhitungan rele oerall diferensial
?9*/T) ditunjukkan pada persamaan sampai persamaan 2 &erikutQ 1) -enghitung setting input tap dengan persamaan Q Input tap Is × faktor konversi ?) Dimana %s B arus sekunder HT ?) Gaktor konersi B untuk phase shift jumper Q 8YE B 1 F B √ 3 =
) -enghitung total mismath, dengan persamaan Q M T = M CT + LTC ?=)
Dimana -T -HT .TH
B mismath total ?O) B mismath HT ?O) B mismath dari loa% tap #hanger
=) -enghitung setting slope dengan persamaan Q 35 ( M T + 3 ) (4 ) S =3 + 23− 4 I T Dimana S B setting slope -T B mismath total 5) -enghitung arus setting, dengan persamaan Q I r =max (| I F 1|,| I F 2|) ?') I set gangguandalam =S ( slope) × I r ?2)
⃗ ⃗
dimana %r B rus restraint ?)" %G1 B rus hu&ung singkat sekunder sisi tegangan rendah trafo step up ?)" %G B rus hu&ung singkat sekunder sisi tegangan tinggi trafo step up ?)" %setB rus setting rele diferensial ?)" #asil perhitungan setting rele diferensial ?9*/T) dilihat pada ta&el " &erikut Tab% 22. :as(% r#(t$!'a! r% overall "(*r!s(a% 53GT U!(t STG Ktra!'a! U!(t GTG
%input 1 ?) %input ?) Total mismat#h error ?O) slope ?O) % fault = fasa generator ?) % fault = fasa sisi # ?) % fault sekunder HT sisi generator ?) % fault sekunder HT sisi # ?) %r ?) % setting gangguan dalam ?) % setting gangguan luar ?) 8aktu operasi ?detik)
="9 5" 1*"7 59 *2((9 29*7 =1"2* 2*" 2*" ="' 9="77 ("(
="' "7 17"=* 59 *1''( 919( ='"**' *("5' *("5' =="9 99"(2 ("(
+.2.+ R% Ks()ba!'a! T'a!'a! 560G .angkah menentukan setting rele keseim&angan
?2(/) ditunjukkan pada persamaan * &erikut Q V nominal =
V generator × SekunderPT PrimerPT
(7 )
tegangan
-enurut 0onar Pandjaitan ;'< dalam &ukunya yang :aktu operasi ?detik) 1'( 1'( &erjudul Praktikpraktik Proteksi Sistem Tenaga .istrikN, ketidakseim&angan antara PT disetting se&esar 1'O dari +.2.6 R% :(%a!'!7a Eks(tas( 5/0G tegangan nominal" #asil perhitungan setting rele .angkah menentukan setting rele hilangnya eksitasi keseim&angan tegangan ?2(/) ditunjukkan pada ta&el = ?5(/) ditunjukkan pada persamaan 1( dan persamaan 11 &erikutQ &erikut Q Tab% 2+. :as(% r#(t$!'a! setting r% ks()ba!'a! ! d ( 10 ) Offset tap= t'a!'a! 560G 2
Para)tr
U!(t GTG
U!(t STG
3asio PT ?) nominal ?) pikup ?O) pikup ?)
1((( @ 1( 11' 1' 1*"'
12((( @ 1( 11"' 1' 12"99
"iameter 1 =1 pu "iameter 2= d ( 11)
dimana 1pu Q > &ase generator ?) Diameter 1 Q Diameter lingkaran keil ?) Diamater Q Diameter lingkaran &esar ?)
+.2./ R% Da7a Ba%(k 5+2G .angkah menentukan setting
rele daya &alik ?=/) ditunjukkan pada persamaan 9 &erikutQ Pm primer (8 ) Pmsekunder = ( rasioCT ) × ( rasioPT )
Kura mho setting rele hilangnya eksitasi ?5(/) ditunjukkan pada gam&ar 5"
#asil perhitungan setting rele daya &alik dapat dilihat pada Ta&el 5 &erikutQ Tab% 2/. :as(% r#(t$!'a! setting r% "a7a ba%(k 5+2G
Parameter 3asio HT ?) 3asio PT ?) Daya motoring primer ?-8) Daya &alik sekunder ?8att) Pi#k up Tap ?8att) Time %elay ?detik)
Unit /T/ 1((((@' 1(((@1( '*"=2 92"9 ' 1(
Unit ST/ 1(((@' 12(((@1( ("7' "729 "* 1( Ga)bar /. Setting r% #(%a!'!7a ks(tas( 5/0G a"a GTG
+.2.- R% Ur$ta! N'at(* 5/6G .angkah menentukan setting rele
urutan negatif ?52/) ditunjukkan pada persamaan 7 &erikutQ 2 ?7) I 2 pu × t = K #asil perhitungan setting rele rele urutan negatif ?52/) dapat dilihat pada Ta&el ' &erikutQ Tab% 2-. :as(% r#(t$!'a! setting $r$ta! !'at(* 5/6G Para)tr
U!(t GTG
U!(t STG
rus $ominal ?) 3asio HT rus pada rele ?) .etting tap a%"ust ?) % relay ?) % relay ?pu)
*177"=1 1((((@' ="'7 5 ("= ("(9
7151"=9 1(((@' ="91 5 ("= ("(9
#asil perhitungan setting rele hilangnya eksitasi ?5(/) dapat dilihat pada Ta&el 2 &erikutQ Tab% 26. :as(% r#(t$!'a! setting $r$ta! !'at(* 5/6G Para)tr
GTG 2.1
STG 2.0
>base sekunder ?) IMd sekunder ?) Id sekunder ?) 1 pu ?) o** set tap rele Diameter 1 ?) Diameter ?)
19"55 5"*2 =*"29 19"55 "' 15 =
1*"(' ="95 =5"95 1*"(' "' 15 =
+.2. R% Eks(tas( Lb(# 52/G
.angkah menentukan setting rele eksitasi le&ih ?5/) 0erdasarkan standar $S%@%EEE H=*"1( R ((2 ;2<, ditunjukkan pada persamaan 1 dan persamaan 1= setting impedansi rele jarak ?1/) dipilih nilai terkeil dari kriteria &erikut ini Q &erikutQ a) 1(O dari impedansi saluran transmisi yang Timetrip Pi#kup =105 × ( V / $% nominal ) (12 ) terhu&ung ke pem&angkit" Instant Pi#kup =118 × (V / $% nominal ) ( 13 ) &) 2* O dari impedansi &e&an ?> .CD) pada rating sudut faktor daya @ rated po:er fator angel ?3PG)" 3PG adalah rating sudut faktor daya dari generator" Kura setting rele eksitasi le&ih ?5/) dan kua kapa&ilitas generator ditunjukkan pada gam&ar ' Dengan setting kriteria ini, dapat mem&erikan 2.8 margin 1'(R((O terhadap &e&an penuh generator, kapabilitas sehingga rele ini tidak trip saat terjadi ayunan daya 2.7 generator maupun sat &e&an penuh" %mpedansi &e&an ?> .CD) Seng rele 24G diperoleh dengan persamaan 15 &erikut" 2.6 2
2.5
& LO'"=
2.4 2.3
kV ( MV' (
×
)asioCT ( 14 ) )asio PT
Setting rele tidak diperkenankan mele&ihi 7( O dari impedansi &e&an pada sudut torsi maksimum generator @ ma?imum tor>ue angel ?tipikal B 9' * )
2.2
Ga)bar /. Setting r% ks(tas( %b(# 52/G "!'a! k$r;a kaab(%(tas '!rat&r
#asil perhitungan setting rele eksitasi le&ih ?5/) dapat dilihat pada Ta&el * &erikutQ
Untuk setting :aktu tunda menurut standar $S%@%EEE H=*"1( R ((2 ;2<, direkomendasikan 1 sekon untuk mendapatkan koordinasi yang &aik dengan proteksi transmisi" Kura mho setting rele jarak generator ?1/) ditunjukkan pada gam&ar 2"
Tab% 2. :as(% r#(t$!'a! setting r% ks(tas( %b(# 52/G Ktra!'a!
GTG
STG
3asio PT ?) Tegangan relay ?) @#L nominal ?@#L) @#L time trip pi#kup ?@#L) @#L instant pi#kup ?@#L)
1(((@1( 11' "= "51' "*15
12(((@1( 11"' "' "=2= "2''
+.2.3 R% Frk$!s( 531G
Pada Penelitian Tugas khir ini tidak dilakukan perhitungan setting rele frekuensi, namun rele ini akan dianalisis apakah settingnya sesuai dengan %EH" .etting rele frekuensi yang terpasang ditunjukkan pada Ta&el 9 Tab% 23. :as(% !!t$a! setting r% *rk$!s( 531G ara)tr Un%er *re>uen#y pi#k up ?#L) @er *re>uen#y pi#k up ?#L)
GTG 2.1
STG 2.0
59,'
59,'
'1
'1
8aktu tunda ?detik)
1'( detik
1'( detik
+.2.4 R%
Ga)bar 6. Setting r% 8arak '!rat&r 521G a"a GTG
#asil perhitungan setting rele jarak generator ?1/) dapat dilihat pada Ta&el 7 &erikut Q Tab% 24. :as(% r#(t$!'a! setting r% 8arak '!rat&r 521G Ktra!'a! U!(t GTG U!(t STG
3asio PT ?) 1(((@1( 3asio HT ?) 1((((@' >load ?ohm) 18.44 >f B 1(O >line ?ohm) 12.35 >f at ?-T) ?ohm) 18.51
12(((@1( 1(((@' 1*"(' 1("5* 1*"1
8aktu tunda ?detik)
1
1
Tab% +1. :as(% r#(t$!'a! setting r% 'a!''$a! ta!a# 5-0G Ktra!'a! U!(t GTG U!(t STG
+.2.4 R% Ar$s Lb(# G!rat&r 5-1G .angkah menentukan setting rele arus
3asio HT ?) %set ?) % pik up ?) mps
le&ih generator ?'1/) ditunjukkan pada persamaan 1' hingga 1* &erikutQ Iset =1,05 × FL' + Iset + 0,8 ×Ifault ( 15 ) Iset I pi#k up = ( 16 ) CT primer
TMS
(
− ( ) = Ifault Iset
1
1
13.2
)
×t operation ( 17 )
2.75 13
Time operation ?detik)
T-S
0.65
("'71
T-S
1(((@' *(( = 1("'2 ("2'
TMS
(
( ) =
13.2
)
0.65
×t operation ( 20 )
Dimana %set B arus setting rele ?) %pik up B arus pik up ?) %fault B arus gangguan hu&ung singkat ?) G. B arus &e&an penuh ?) Top B :aktu operasi rele #asil perhitungan setting rele gangguan tanah ?'(/) dapat dilihat pada Ta&el =1 &erikut Q
U!(t GTG
U!(t STG
U!(t GTG
U!(t STG
R% "(*r!s(a% '!rat&r 53G
Slope gangguan 25%
25%
25%
25%
internal ?O) %set gangguan
8.5
8
8.94
7.92
internal ?) Slope gangguan
100%
100%
100%
100%
eksernal ?O) %set gangguan
35.78
31.67
35.78
31.67
eksternal ?) 8aktu Cperasi
-
-
0.15
0.15
25%
25%
25%
25%
8.94
13.2
17.6
18.64
100%
100%
100%
100%
70.45
74.54
70.45
74.54
-
-
0.20
0.2
("5*1
tanah ?'(/) ditunjukkan pada persamaan 19 hingga 1( &erikutQ Iset =1,05 × FL' + Iset + 0,8 ×Ifault ( 18 ) Iset ( 19 ) I pi#k up = CT primer 1
("'''
Ura(a!
?detik)
+.2.10 R% Ga!''$a! Ta!a# 5-0G .angkah menentukan setting rele gangguan
Ifault −1 Iset
1"*
Tab% +2. Prba!"(!'a! ks(st(!' "a! r#(t!'a! setting ks(st(!' r#(t$!'a!
Tab% +0. :as(% r#(t$!'a! setting r% ar$s %b(# '!rat&r 5-1G Ktra!'a! U!(t GTG U!(t STG
Time operation ?detik)
2.75
0erdasarkan perhitungan setting rele terse&ut maka dapat di&uat ta&el = yang akan mem&andingkan setting eksisting dan setting hasil perhitungan"
#asil perhitungan setting rele arus le&ih generator ?'1/) dapat dilihat pada Ta&el =( &erikut Q
1((((@' ''((
1(((@' 1(((( 5"12 1("1= ("2' ("557
+.+ A!a%(s(s +.+.1 A!a%(s(s Setting Pr&tks(
Dimana %set B arus setting rele ?) %pik up B arus pik up ?) %fault B arus gangguan hu&ung singkat ?) G. B arus &e&an penuh ?) Top B :aktu operasi rele
3asio HT ?) %set ?) % pik up ?) mps
1((((@' ''((
Rele diferensial trafo (87T)
Slope gangguan
internal %! "set gangguan
internal #! Slope gangguan
eksernal %! "set gangguan
eksternal #! $aktu perasi &e'k!
R% Ks()ba!'a! T'a!'a! 560G
pikup ?O)
17.25
16.87
17.25
16.87
R% Ur$ta! N'at(* 5/6N
Tap pik up ?O) Time Delay ?detik)
4 990
4 990
4 1250
Diferensial (87GT)
Setng (ap #!
)estraint pi*k up
slope %! "set gangguan
internal #! "set gangguan
eksternal #! $aktu perasi &e'k!
3.5 3.2
3.8 2.9
3.5 3.2
3.8 4.2
48
48
48
48
33.82
32.26
33.82
32.26
88.06
-
83.99
88.06
0.20
0.20
2.363
2.415
2.363
2.655
2.714
2.655
2.5
2.5
2.5
2.5
-
-
16
16
32
32
32
32
48.3
48.5
48.5
48.5
280
280
150
150
51
50.5
51
51
R% Eks(tas( Lb(# 52/ 9:=
%nstant pik up
?@#L) Time Trip pik
2.415 2.714
up ?@#L) R% :(%a!' Eks(tas( 5/0G
Cffset tap ?ohm) -ho Diameter
?>1)ohm -ho Diameter
?>)ohm R% Frk$!s( 531G
Under freueny Gpikup ?#L) Time delay
?detik) Cer freueny Gpikup ?#L) Time delay ?detik)
R% Ar$s Lb(# 5-1G
240
150
150
+"
+"
+"
1000 0
15000
5500
7200
0.2
0.591
0.471
%
%
%
''(( ("'71
*(( ("2'* 1("5*
%
1(((( 1'((( ("' ("*9
Setting
5"9
5"9
1"='
impedansi ?) 8aktu tunda
(,=
(,=
1
1
?detik) 0erdasarkan pada ta&el = dapat dilihat &ah:a setting eksisting dari rele diferensial generator ?9*/), rele diferensial ?9*T), rele keseim&angan tegangan ?2(/), rele daya &alik ?=/), rele eksitasi le&ih ?5@#L) dan rele frekuensi ?91/) sudah sesuai dengan hasil perhitungan dan standar %EEE yang digunakan" $amun untuk setting rele oerall diferensial ?9*/T), rele hilang eksitasi ?5(/), rele jarak ?1/), rele arus le&ih generator ?'1@'(/) terdapat per&edaan antara nilai eksisting dan hasil perhitungan, sehingga perlu ditinjau untuk dilakukan per&aikan setting, se&agai &erikut Q 1" 3ele oerall diferensial ?9*/T) Per&edaan nilai ini dikarenakan per&edaan pemilihan tap pada rele yang ada" Pada nilai setting input tap eksisting, nilai arus yang masuk ke tap rele merupakan nilai arus dari sekunder HT tidak dikalikan faktor koreksi" pa&ila hal ini di&iarkan maka dapat menye&a&kan rele oerall diferensial salah kerja karena per&edaan arus masukan HT yang tidak sama, dan rele akan menganggap se&agai gangguan ;'<" 0erikut merupakan perhitungan setting input rele diferensial Q #u&ungan HT %nput 1 B :ye #u&ungan HT %nput B delta ?) Setting tap Q %nput 1 %3 B%S?arus sekunder HT)VGaktor Konersi %3 B="91V1B="91
240
Tipe Kura %set ?) T-S ?)
R%
83.99
-
+"
0.303
Tab% +2. 5%a!8$ta! R% Ga!''$a! Ta!a# 5-0G
Rele Overall
"nput 2
Tipe Kura %set ?) T-S ?)
4 1250
Tab% +2. 5%a!8$ta!
"nput 1
%nput "),"Sarus sekun&er (!/aktor onersi
%3 B"7VW=B5"1
0erdasarkan perhitungan dengan memperhatikan faktor koreksi, maka setting input tap setelah dilakukan ealuasi dipilih input 5" " Setelah dilakukan ealuasi, arus masukan HT ke rele diferensial menjadi sama @ sefase sehingga tidak menye&a&kan rele diferensial salah kerja"
0erdasarkan gam&ar * sesuai kriteria standar $S%@%EEE H=*"1( R ((2 ;2<, nilai setting impedansi eksisting tidak menapai kriteria yang ada, !ika hal ini di&iarkan maka akan mengaki&atkan rele jarak generator tidak dapat menjangkau gangguan yang ukup jauh, sehingga rele ini kemungkinan salah kerja @ tidak &ekerja saat terjadi " 3ele hilang eksitasi ?5(/) gangguan" Pada nilai setting eksisting &aik pada unit /T/ dan ST/ untuk rele hilang eksitasi hanya menggunakan 1 setting Untuk penyetelan :aktu tunda dari nilai eksisting dan mho diameter ?>) yaitu = ohm" 0erdasarkan standard hasil perhitungan juga &er&eda" Pada setting eksisting %EEE H=*"1(((2;2<" $ilai setting rele hilang eksitasi &esar :aktu tunda adalah ("5 detik" $ilai setting ini &elum memenuhi standar %EEE H=*"1(((2 ;2< karena se&agai terdiri dua setting impedansi yaitu >1 dan >" proteksi adangan untuk gangguan transmisi, setting $ilai setting >1 adalah 1 pu, hal ini merupakan &esar nilai :aktu tunda rele 1/ ini harus dikoordinasikan dengan setting :aktu Lone rele jarak transmisi, sehingga dipilih > &ase dari persamaan ?15)" :aktu tunda 1 detik untuk mendapatkan koordinasi & ,ase ( sekunder )=18.44 ter&aik" $ilai setting > diam&il dari nilai reaktansi sinkron ?Id), yang &erasal dari perhitungan d ( sekunder ) = ( & ase ) × ( d perunit )
5" 3ele rus .e&ih /enerator ?'1/) dan 3ele /angguan Tanah ?'(/)
Pada nilai eksisting dan hasil perhitungan rele arus le&ih generator ?'1/) dan rele gangguan tanah ?'(/) terdapat per&edaan" Pada setting eksisting rele arus le&ih, nilai % 0erdasarkan ealuasi yang dilakukan, dengan nilai setting pik up 1 dengan nilai arus primer dari % set adalah yang &aru rele akan le&ih sensitif &ekerja dalam 1(((( dan nilai T-S ("=(= detik" Sementara nilai mengenali gangguan ketika &esar gangguan hilang eksisting rele gangguan tanah ?'(/) nilai % pik up 1 dengan nilai arus primer dari % set adalah 1(((( dan eksitasi yang ditim&ulkan le&ih keil dari setting >" nilai T-S ("' detik" /rafik setting rele '1@'(/ eksisting pada unit /T/ ditunjukkan pada gam&ar 9" =" 3ele !arak /enerator ?1/) d ( sekunder ) = 37.68 -
Pada rele jarak terdapat per&edaan nilai setting impedansi antara nilai eksisting dan hasil perhitungan" $ilai setting impedansi eksisting pada Lone untuk unit /T/ dan ST/ adalah 5"9 ohm, sedangkan setting hasil perhitungan untuk /T/ 1"=' ohm dan untuk ST/ 1("5* ohm"
ura kerusakan generatror
Per&andingan setting eksisting dan hasil perhitungan rele jarak ?1/) pada unit /T/ ditunjukkan pada gam&ar *" ura seng eksis'ng
Ga)bar . Prba!"(!'a! Setting ks(st(!' "a! r#(t$!'a! r% 8arak '!rat&r 521G a"a GTG
Ga)bar 3.Gra*(k k$r;a setting eksisting -19-0G
0erdasarkan gam&ar 5"9 dapat dilihat &ah:a kura kerusakan generator ?%amage #ure generator) &erada
di&a:ah nilai setting rele arus le&ih maupun rele gangguan tanah, hal ini akan mem&uat rele tidak pi#k up apa&ila terjadi gangguan pada &us /T/ "1, /T/ ", /T/ "= ?&us generator)" #al ini mengaki&atkan rele kehilangan fungsi kerjanya untuk mengamankan generator"
?9*/T), nilai setting input tap untuk input dari unit ST/ se&elumnya ,7 menjadi 5, hal ini sudah sesuai dengan SP.$ '11795 ;*< dan &uku Praktik proteksi tenaga listrik ;'<" Pada setting rele jarak generator ?1/), nilai setting impedansi ?>f) se&elumnya 5"9= ohm &aik untuk /T/ dan ST/ diu&ah menjadi 1"=' ohm untuk /T/ dan 1("5* ohm untuk ST/ hal ini sudah sesuai 0erdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, untuk dengan %EEE H=*"1(((2 ;2<" Pada rele hilang eksitasi nilai setting &aru dari rele arus le&ih ?'1/) dihasilkan, ?5(/), nilai setting mho eksisting >1B( ohm >B= ohm nilai % pi#k up "*' dengan nilai arus primer dari % set diu&ah menjadi >1B15 ohm dan >B= ohm ST/ hal ini adalah ''(( dan nilai T-S ("'71 detik" Sementara sudah sesuai dengan %EEE H=*"1(((2 ;2<" Pada setting untuk nilai setting &aru dari rele gangguan tanah nilai % rele arus le&ih generator ?'1/), setting se&elumnya yang pik up "*' dengan nilai arus primer dari % set adalah dipakai pada unit /T/ adalah karakteristik 0ery
0erdasarkan gam&ar 7 dapat dilihat &ah:a kura kerusakan generator ?%amage #ure generator) &erada diatas nilai setting rele arus le&ih maupun rele gangguan tanah, hal ini mem&uat rele akan pi#k up apa&ila terjadi gangguan pada &us /T/ "1, /T/ ", &us "= ?&us generator)" pa&ila terjadi arus le&ih ataupun gangguan tanah pada &us generator, maka rele akan &ekerja untuk mengamankan generator untuk terhindar dari kerusakan"
Pada sistem proteksi generator dan trafo generator perlunya dilakukan ealuasi seara &erkala pada sistem proteksi agar &ekerja &aik Untuk simulasi kerja setting rele jarak ?1/) dapat dikem&angkan dengan &antuan simulasi so*tware DigSilent" R*r!s(
/. P!$t$
B(&"ata
.etting rele
hmad Garu &dul /haffar, lahir di !akarta pada tanggal * $oem&er 177'" -enga:ali pendidikan di SD%T -iftahul Ulum Depok tahun ((1((*, melanjutkan ke -Ts #usnul Khotimah Kuningan dan lulus tahun (1(" Setelah lulus dari S- $egeri 22 !akarta pada tahun
diferensial generator ?9*/), rele diferensial trafo ?9*T), rele keseim&angan tegangan ?2(/), rele daya &alik ?=/), rele eksitasi le&ih ?5@#L) dan rele frekuensi ?91/) masih layak untuk digunakan, karena sesuai dengan stan%ar% %EEE H=*"1( R ((2 ;2< dan SP.$ '11795 ;*<" Pada setting rele oerall diferensial
(1=, penulis melanjutkan pendidikannya di Uniersitas Diponegoro, !urusan Teknik Elektro, 0idang Studi Teknik Tenaga .istrik" Saya menyatakan &ah:a segala informasi yang tersedia di makalah ini adalah &enar, merupakan hasil karya sendiri, &e&as dari plagiat, dan semua karya orang lain telah dikutip dengan &enar"
hmad Garu &dul /haffar $%-" 1(2(11=1((21 P!'sa#a!
Telah disetujui untuk diajukan pada seminar Tugas khir Semarang, =1 !uli (1* Pem&im&ing 1
Pem&im&ing
Karnoto, S"T",-"T"
%r" gung $ugroho, -"Kom "
$%P" 1727(*(7177*(1((1
$%P" 17'7(1('179*(=1((
