PERCOBAAN OVER CURRENT RELAY
Tujuan Percobaan
Dapat mengetahui harga pick up dan drop out relay
Dapat mengetahui karakteristik relay definite time, instantaneous dan inverse
Dapat mengetahui konsumsi daya dari relay saat bekerja (borden)
Dapat memahami cara setting relay arus lebih
Dasar Teori
Relay arus lebih adalah relay yang bekerja berdasarkan kenaikan arus yang melewatinya dan juga dapat berdasarkan setting waktu yang ditentukan. Pengukuran waktu berhubungan dengan masalah koordinasi pengaman. Relay jenis ini paling sederhana, mudah dalam penyetelannya.
Fungsi dari Relay Arus Lebih adalah :
Pengaman hubung singkat dan pengaman beban lebih
Pengaman utama jaringan distribusi dan subtransmisi system radial
Pengaman cadangan generator, trafo daya, saluran transmisi.
Arus pick up dan arus drop off
Arus kerja atau arus pick up (Ip) adalah nilai arus dimana rele arus akan bekerja dan menutup kontaknya sehingga rele waktu bekerja. Arus kembali atau arus drop off (Id) adalah nilai arus dimana rele harus terhenti bekerja dan kontaknya membuka kembali, sehingga rele waktu terhenti bekerja.
Perbandingan Ip dengan Id dinyatakan dengan faktor Kd.
Untuk rele arus lebih waktu tertentu (definite time OCR) mempunyai nilai Kd 0,7 – 0,9. Untuk rele inverse mempunyai Kd 1,0.
Relay Arus Lebih Berdasarkan Karakteristiknya :
Relay arus lebih seketika (instantaneous over current relay)
Relay arus lebih waktu tertentu (definite time over current relay)
Relay arus lebih waktu berbanding terbalik (inverse time over current relay)
Berbanding terbalik (inverse)
Sangat berbanding terbalik (very inverse)
Sangat berbanding terbalik sekali (extremely inverse)
Prinsip Kerja dan Karakteristik
Relay arus lebih seketika (instantaneous over current relay)
Relay arus lebih seketika adalah jenis relay arus lebih yang paling sederhana dimana
jangka waktu kerja relay yaitu mulai saat relay mengalami pick-up sampai selesainya kerja
relay sangat singkat atau tanpa penundaan waktu. Relai arus ini digunakan untuk pengaman arus hubung singkat yang besar (high set) sehingga tripping time pada arus
gangguan yang besar relai akan bekerja seketika.
Gambar 1. Relay arus lebih seketika
Gambar 2. Karakteristik Relay arus lebih seketika
Rele Arus Lebih Tertentu (definite time)
Rele arus lebih tertentu adalah jenis rele arus lebih dimana jangka waktu rele mulai pick-up sampai selesainya kerja rele dapat diperpanjang dengan nilai tertentu dan tidak tergantung dari besarnya arus yang mengerjakannya (tergantung dari besarnya arus setting maka waktu kerja rele ditentukan oleh waktu settingnya).
Pada umumnya range setting untuk rele Definite time adalah antara 0,9 – 1,8 In sedangkan untuk waktu operasinya dari 0,1 detik sampai 4 detik.
Setting tersebut sudah memenuhi pertimbangan berikut:
tidak mendeteksi keadaan overload
memberikan back-up protection bagi outgoing feeder.
drop off / pick up ratio dari rele
Gambar 3. Rele Arus Lebih Waktu Tertentu
Gambar 4. Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu
Rele Arus Lebih Berbanding Terbalik (inverse)
Rele arus lebih dengan karakteristik waktu arus berbanding terbalik adalah jenis relai arus lebih dimana jangka waktu rele mulai pick-up sampai dengan selesainya kerja rele tergantung dari besarnya arus yang melewati kumparan relenya, maksudnya rele tersebut mempunyai sifat terbalik untuk nilai arus dan waktu kerjanya.
Rele arus lebih berbanding terbalik dibedakan menjadi 4 yaitu standar inverse, very inverse, extremely inverse dan long time inverse.
Hubungan antara Arus terhadap waktu ditunjukan oleh persamaan berikut :
Dimana
t : waktu dalam detik
I : Arus gangguan
Is : Arus seting
TMS : time multiplier setting
K dan untuk setiap karakteristik besarnya seperti pada tabel di bawah ini :
Karakteristik
K
Standard Inverse
0.14
0.02
Very Inverse
13.5
1.0
Extremely Inverse
80.0
2.0
Long Time Inverse
120.0
1.0
Gambar 5. Rele Arus Lebih Berbanding Terbalik
Gambar 6. Karakteristik Rele Arus Lebih Berbanding Terbalik
Deskripsi Alat PTE 100-C
PTE 100-C Plus adalah alat test relay proteksi baik ellektromekanik maupun digital yang bersifat portabel. Alat ini memiliki fitur arus output AC hingga mampu mencapai 250 A, tegangan AC 250 V, tegangan DC 350 V, frekuensi 40 – 70 Hz dan penggeser fasa dari 0 – 359,9o. alat ini juga bisa digunakan untuk mengetes MCB dan untuk mengukur saturasi CT atau knee point CT.
Gambar 7. PTE-100-C Plus
Keterangan :
Variable Output Channel: 0-140 VAC, frekuensi 40-70 Hz
Selektor untuk Reference Sychronizing
Knob rotary untuk pengaturan tegangan, frekuensi, dan sudut phasa.
Condition Alarms
Tombol untuk mode coarse (kasar) atau fine (halus)
Selektor untuk pengaturan tegangan, frekuency dan sudut phasa
Signal Monitor, dapat menyensor kontak NO/NC dan tegangan 5-250 V input warna hitam-hijau untuk kontak monitoring (for dry/non energized) dan input warna hitam-merah untuk sinyal tegangan maksimal sampai 300 VAC atau 400 VDC
Special Mode And dan Measurement Functions
RS-232 Com Port
PTE-Bus
Current Outputs, terdapat 4 tap arus: 100A/10V, 50A/20V, 25A/100V, 5A/200V yang dapat diubah menggunakan knob regulation variac
Timer (display 1)
Power Input dan saklar utama
Auxiliary DC Voltage (Out 3) 0-250 V pada 0,25 A
Output Protection
AC Voltage Output (Out 1), variabel tegangan 0-250 VAC dengan arus maksimal 4 A yang dapat diubah menggunakan knob regulation variac
DC Voltage Output (Out 2), variabel tegangan 0-350 VDC dengan arus maksimal 2,8A yang dapat diubah menggunakan knob regulation variac
Peralatan Yang Digunakan
Stopwatch
Kabel banana secukupnya
OCR set
Relay Testing Unit
Rangkaian Percobaan
Percobaan Over Current Relay Menggunakan injection current
Gambar 8.Rangkaian UJI OCR SPAJ 140 C
Percobaan Over current relay menggunakan tipe SPAJ 140C secara manual dengan menggunakan beban resistor pada modul
Gambar 9. Rangkian Percobaan II
Prosedure Percobaan
Percobaan Over Current mengunakan Injection Current
Lakukan Setting Over Current Relay SPAJ 140 C seperti berikut
Untuk dapat mengetahui bahwa relay proteksi ini bekerja maka diperlukan pengaturan arus dan waktu yang ditetapkan sebelum diberi simulasi arus gangguan.
Langkah-langkah penyetingan Relay :
Relay di sambung ke supply tegangan 220 Vac ke terminal 61 dan terminal 60, sesaat kemudian lampu indikator Uaux menyala dan display menyala persegmennya.
Tekan tombol STEP berulang - ulang samai LED berhenti pada posisi I> dan nilai arus start terlihat pada display.
Gambar 10. Setting Posisi Io
Masukkan menu ke dua (submenu) untuk mendapatkan nilai setting utama (main menu) dengan menekan tombol PROGRAM lebih dari 1 detik dan lepaskanlah. Angka pada display merah sekarang muncul menunjukkan angka 1 yang berkadap - kedip mengidentifikasi bahwa posisi submenu pertama dan angka hijau menunjukkan nilai setting.
Gambar 11. Setting Submenu
Masukkan setting mode dengan menekan tombol PROGRAM selama kurang lebih 5 detik sampai angka yang ada di display menyala berkedip - kedip.
Tekan tombol PROGRAM sekali lagi selama kurang lebih 1 detik untuk mensetting angka yang paling kanan. Sekarang angka yang berkedi - kedip paling kanan dapat di rubah - ubah angka yang diinginkan menggunakan STEP.
Gambar 12.Setting Step Angka
Tekan tombol PROGRAM untuk merubah setting angka yang ada di tengah.
Setting angka tengah tersebut yang di inginkan dengan menggunakan tombol STEP.
Tekan tombol PROGRAM untuk merubah setting angka yang ada di paling kiri, Setting angka yang paling kiri tersebut yang di inginkan dengan menggunakan tombol STEP.
Tekan tombol PROGRAM untuk membuat titik desimal menyala secara berkedap – kedip, Jika dibutuhkan tanda decimal tersebut dapat berpindah pindah melalui tombol tekan STEP.
Gambar 13. Setting Step Titik Angka
Setelah itu tekan tombol PROGRAM untuk membuat semua display menyala berkedap - kedip. Pada posisi ini sesuai ada poin (c) di atas. Kita dapat melihat nilai settingan yang baru sebelum kita simpan di memori modul rele tersebut.
Ketika nilai baru tersebut sudah sesuai settingan kita maka kita simpan nilai baru tersebut dengan menekan tombol PROGRAM dan tombol RESET STEP secara bersamaan. Pada saat informasi di masukkan display akan berkedip sekali dengan kode (I----).
Reset
Reset
Gambar 14. Setting Save
Setelah semua sudah di setting item yang ada di dalam relay maka kita setting SGF ( Switch Group Function ). Untuk menyetting arus gangguan tanah ( Io> ) maka SGF yang berfungsi adalah sebagai berikut : SGF 1/6 : SGF 1/7 : SGF 1/8. Namun di settingnya SGF 1/6 : SGF 1/7 : SGF 1/8 ada nilai settingnya, seperti di bawah ini :
Tabel 3.11 Nilai Setting SGF untuk GFR
SGF1/6
SGF1/7
SGF1/8
Mode Operasi
Karekteristik
0
0
0
Definite Time
0,05…..300s
1
0
0
IDMT
extreamely inverse
0
1
0
Idem
very inverse
1
1
0
Idem
Normal Inverse
Cara settingannya SGF sama dengan pada settingannya Io> pada Ground Fault Rele (GFR), namun untuk penunjukkan nilai pada display SGF tersebut menggunakan nilai biner yang di jumlahkan di dalam Cheksum value.
Pada percobaan ganggun fasa dan gangguan tanah diatas menguji relay dengan karakteristik waktu definit yang setting arus gangguannya 0.5A-1A dan setting waktu yang bervariasi antara 1,5 detik dan 2 detik seperti yang tertera pada data percobaan. Untuk rangkaian simulasi percobaan Over Current Relay (OCR) dan Ground Fault Relay (GFR) dapat di lihat seperti gambar di bawah ini . Lakukan untuk Definit dan Invers
Meng-ON-kan saklar utama relay testing unit PTE-100-C plus
Memastikan knob pada posisi minimal 0
Menmposisikan indikator (LED hijau) pada tap arus yang digunakan (5A/200V) dengan menekan tombol [Tap]
Memberi arus pada rele dengan menekan tombol [ON]
Menaikkan arus dengan memutar knob searah jarum jam sampai display 2 menunjukkan arus 0,4 A
Mematikan sumber arus dengan menekan tombol [OFF] dan mereset timer dengan menekan tombol [Reset]
Mereset rele
Menekan tombol [ON] kembali dan mencatat waktu trip yang terukur (display 1) pada table
Mengulangi prosedur pengujian 6 - 10, dengan arus 0,6A; 0,8A; 1A; 1,2A; 1,4A; 1,6A; 1,8A; 2A
Mematikan sumber arus dengan menekan tombol [OFF]
Menentukan waktu melalui perhitungan utk invers
Mencatat hasil perhitungan waktu pada tabel, bandingkan dengan pengukuran
Membuat grafik hubungan arus fungsi waktu.
Percobaan Over current relay menggunakan tipe SPAJ 140C secara manual dengan menggunakan beban resistor pada modul
Melakukan pengujian OCR SPAJ 140 C fungsi Over Current ini menggunakan beban 1000 Ohm dan arus 3,2 Amper yang bisa diubah-ubah besaran nilainya yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan arus untuk disensing oleh relay yang selanjutnya men-tripkan CB
Melakukan pengujian karakteristik arus dan waktu
Merangkai peralatan sesuai dengan gambar rangkaian
Menentukan setting pada relay. Relay disetting untuk beberapa arus gangguan (0,5A-1,75A), tiap-tiap arus gangguan di injeksikan arus sampai rele bekerja (pick up) dengan menambah besarnya beban, kemudian mengurangi besarnya beban sampai rele berhenti bekerja (drop off). Setelah data didapatkan, menghitung perbandingan antara arus pick up terhadap arus saat drop off (resetting ratio).
Gangguan Fasa (I>)
Variasi Arus gangguan dari 0.5 A – 1.75 A, arus gangguan di injeksian arus sampai relay bekerja dengan menambah besarnya beban
Matikan CB dan Reset Relay
Menghidupkan CB dan mencatat waktu kerja relay
Mencatat hasil Uji Percobaan pada tabel yang telah disediakan
Data Hasil Percobaan
Tabel Hasil Percobaan Pick UP Dan Drop Off SPAJ 140C
Setting Arus (A)
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,75
Arus Pick UP
Arus Drop Off
Resetting Ratio
Tabel Data Hasil Percobaan fungsi
Relay Definite Time untuk Over Current
Arus Gangguan (A)
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,75
Waktu Ukur
Iset =0,5
t set = 1,5 s
I set = 0,5
tset = 2 s
Tabel Data Hasil Percobaan Inverse Relay Gangguan Over Current I set 0,5 A
Arus Gangguan (A)
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,75
Waktu Ukur
Normal Inverse
Very Inverse
Extremely Inverse
