Relay Gangguan Tanah 1. DFGR (Directional Ground Fault Relay / Relay Arus Gangguan Tanah 1.1 Pengertian
Rele gangguan tanah adalah suatu rele yang bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai setting pengaman tertentu dan dalam jangka waktu tertentu bekerja apabila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Rele gangguan tanah hanya efektif dipakai untuk pentanahan netral langsung atau dengan tahanan rendah. Dipasang pada setiap trafo tenaga di GI (khususnya untuk sistem dengan tahanan sentral rendah) untuk mengamankan gangguan tanah yang tidak dapat ditangani rele arus tanah pada saluran utama, khususnya demi keselamatan penduduk (misalnya : kawat jatuh ke tanah dengan tahanan gangguan tinggi).
1.2 Fungsi Rele Gangguan Tanah (GFR)
Fungsi relay gangguan tanah adalah untuk memproteksi peralatan dari kerusakan yang diakibatkan bila terjadinya gangguan hubung sigkat fasa ke tanah yang berbentuk gangguan 1 phasa, 2 phasa atau 3 phasa ke tanah.
1.3 Karakteristik Rele Gangguan Tanah (GFR)
Karakteristik rele sangat penting untuk diperhatikan guna mendapat system pengaman yang sesuai. Rele gangguan tanah dirancang sedemikian rupa dengan kecepatan kerja yang seketika. Dari hasil pengesetan di tempat kurva karakteristik seperti pada gabar kurva karakteristik dibawah terlihat bahwa semakin besar arus gangguan yang mengalir ketanah, semakin cepat waktu trip dari rele gangguan tanah. Untuk memudahkan perhitungan arus ganggauan yang dihitung dengan menggunakan rumus umum, yaitu :
Dimana : C
= Faktor tegangan = 1,1
Zf
= Impedansi di titik gangguan
Z1,Z2,Z0 = masing-masing impedansi urutan positif, negatif dan nol
Rumus dasar yang digunakan untuk menghitung besarnya arus gangguan hubung singkat fasa-fasa adalah sebagai berikut :
Dimana : E
= Tegangan sumber
lal
= Arus urutan positif
la2
= Arus urutan negatif
Z1, Z2
= Masing-masing impedansi urutan positif dan negatif
Gambar 1.1, Karakteristik Relay Gangguan Tanah
DFGR adalah perpaduan 2 karakteristik relay yaitu : a. DGR (Directional Ground Relay) Rele ganguan tanah berarah dipasang pada penyulang 20 kV sebagai pengaman utama untuk mengamankan gangguan 1 phasa ke tanah. Rele ini
bekerja berdasarkan dua besaran. Yaitu arus Io ( dari ZCT yang baru memang baru muncul kalau ada gangguan tanah ) dan Vo ( dari PT ) Open Delta yang menghasilkan suatu sudut dan arah tertentu. Bila salah satu komponen tidak terpenuhi maka rele tidak akan bekerja.
b. GFR (Ground Fault Relay / Earth Fault) Rele arus lebih tanpa arah atau GFR adalah rele yang bekerja apabila dilalui arus yang melebihi settinganya ( dari ZCT ). Arus lebih yang dideteksi rele ini berasal dari ganguan phasa – tanah.
Gambar 1.1, Ground Fault Relay
1.4 Setting Rele Gangguan Tanah
Setting suatu merupakan hal pokok yang harus diperhatikan dengan teliti guna mengaplikasikan rele secara tepat dan benar. Dengan mendapat arus hubung singkat satu fasa ke tanah pada setiap lokasi gangguan yang telah diasusikan (panjang saluran 10 km), maka rele gangguan tanah dapat ditentukan, dalam hal ini setelan arus dan waktu dari rele gangguan. a. Mengitung arus gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah
Setelah mendapatkan ipedansi eqivalen sesuai dengan lokasi gangguan, selanjutnya perhitungan arus gangguan dapat dihitung dengan menggunakan rumus dasar. Untuk menghitung besar arus gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah dapat dihitung sebagai berikut :
Dimana : I
= arus urutan nol atau = I 0
V
= tegangan phasa sistem 20 KV
Z
= jumlah impedansi urutan positif (Z1eq), impedansi urutan negatif
(Z2eq) dan impedansai urutan nol (Z 0eq).
b. Perhitungan Arus Gangguan Satu Fasa ke Tanah
1. Pada saluran 25 %
2. Pada saluran 50 %
3. Pada saluran 100 %
c. Perhitungan Setting Rele Gangguan Tana (GFR)
Transformator 30 MVA, 20 KV dengan ratio CT 1000/5 Dengan rumus :
Dimana : S
= Daya semmu (Volt Ampere)
V
= Tegangan dalam trafo
IG
= Arus nominal trafo
Maka untuk mencari I G adalah :
Arus pada sisi sekunder CT :
Dimana : IS = Arus pada sisi sekunder CT (Ampere)
Maka dengan arus sekunder CT sama dengan 4,33 Ampere, setting diambil tap 5 Ampere. Arus setting GFR :
Waktu setting GFR :
DAFTAR PUSTAKA
Trip Relai Incoming Akibat Keterlambatan Sistem Proteksi pada Penyulang (Online)
(http://dc225.4shared.com/doc/nMOGiqY9/preview.html diakses 4 Juni 2012 )
Ayub, Said. Koordinasi Sistem Proteksi Over Current RelayTipe BEI-51 Pada Transformator Daya Dengan Ground Foult Relay. 2008
