Sistem Proteksi Pada Transformator

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Transformator daya merupakan suatu peralatan yang sangat vital yang berfungsi menyalurkan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya dan tidak pernah lepas dari gangguan. Adanya gangguan yang terjadi pada transformator dapat menghambat proses penyaluran energi listrik ke konsumen. Oleh karena itu, sistem proteksi yang handal sangat dibutuhkan untuk melindungi transformator dari gangguan.

Transformator adalah  unsur utama  dan merupakan mata rantai terpenting  dalam penyaluran dan distribusi tenaga listrik. Seiring dengan semakin meningkatnya permintaan energi listik maka keperluan akan transformator dengan sendirinya  meningkat  mengikuti bertambah besarnya daya listrik yang  dibangkitkan. Oleh karena transformator merupakan  unsur utama dari sistem penyaluran dan distribusi energi listrik dan merupakan peralatan yang paling mahal harganya, maka sistem  proteksi atau pengamanan terhadap sebuah transformator  baik terhadap  gangguan-gangguan yang terjadi dari dalam transformator itu sendiri maupun dari luar transformator tersebut sangat perlu diperhatikan.

Listrik memiliki peran vital dan strategis, ketersediannya harus memenuhi aspek andal, aman dan akrab dengan lingkungan. Keandalan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem dan konstruksi instalasi listrik yang memenihi ketentuan dan persyaratan yang berlaku. Keamanan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem pengaman (protection system) yang baik, benar, andal atau tepat sesuai dengan kebutuhan sistem yang ada. Proteksi sistem tenaga listrik merupakan perlindungan atau pengaman pemabangkitan (pemabangkit tenaga listrik), penyalur (transmisi), pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan.

1.2  Tujuan

Makalah ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mata kuliah sistem proteksi. Adapun manfaat dari pembuatan makalah ini yaitu untuk mempelajari lebih dalam mengenai sistem proteksi pada transformator serta mempelajari bagaimana teknik pemasangan dan fungsinya pada peralatan listrik.

1.3  Batasan Masalah

Dalam makalah ini kami akan membatasi topik permasalahan yang akan kami bahas yaitu, mengenai Sistem Proteksi Pada Transformator.

BAB II

TINJAUAN UMUM

2.1 Transformator Daya

Transformator  adalah suatu alat listrik statis yang dipergunakan untuk  mengubah tegangan  bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian  lainnya tanpa merubah frekuensi.  Transformator disebut peralatan statis karena tidak ada bagian yang bergerak atau berputar,  tidak seperti motor atau generator. Dalam bentuknya yang paling sederhana, transformator terdiri atas dua kumparan dan satu induktansi mutual. Dua kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder.

Kumparan primer adalah kumparan yang menerima daya dan dinyatakan sebagai terminal masukan dan kumparan sekunder adalah kumparan yang melepas daya dan dinyatakan sebagai terminal keluaran. Kedua kumparan dibelit pada suatu inti yang terdiri atas material magnetik berlaminasi.Secara sederhana transformator dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu lilitan primer, lilitan sekunder dan inti besi.

Lilitan primer merupakan bagian transformator yang terhubung dengan sumber energi (catu daya). Lilitan sekunder merupakan bagian transformator yang terhubung dengan rangkaian beban. Sedangkan inti besi merupakan bagian transformator yang bertujuan untuk mengarahkan keseluruhan fluks magnet yang dihasilkan oleh lilitan primer agar masuk ke lilitan sekunder.

2.2   Prinsip Dasar Transformator

Transformator terdiri dari dua gulungan kawat yang terpisah satu sama lain, yang dibelitkan pada inti yang sama. Daya listrik dipisahkan dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan perantaraan garis gaya magnet (fluks magnet) yang dibangkitkan oleh aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer. Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada kumparan sekunder, fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan primer harus berubah-ubah. Untuk mengetahui hal ini, aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer haruslah aliran listrik bolak-balik. Saat kumparan primer dihubungkan ke sumber listrik AC, pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet

.

Gambar 2.1 Bagian–bagian transformator

Keterangan gambar :

U1  : tegangan primer

U2: tegangan sekunder

I1: arus primer

I2: arus sekunder

ep: GGL induksi pada kumparan primer

es: GGL induksi pada kumparan sekunder

Np: lilitan primer

Ns: lilitan sekunder

Φb: fluks magnet bersama

Z : beban

(ggm) bersama yang bolak-balik juga. Dengan adanya ggm ini, di sekitar kumparan primer timbul fluks magnet bersama dan pada ujung-ujung kumparan sekunder timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi sekunder yang mungkin sama, lebih tinggi, atau lebih rendah dari gaya gerak listrik primer. Hal ini tergantung pada transformasi kumparan transformator. Jika kumparan sekunder dihubungkan kebeban, maka pada kumparan sekunder timbul arus bolak-balik sekunder akibat adanya gaya gerak listrik induksi sekunder. Hal ini mengakibatkan timbul gaya gerak magnet pada kumparansekunder dan akibatnya pada beban timbul tegangan sekunder.

2.3  Gangguan-Gangguan pada Transformator

1.      Gangguan Dalam

Gangguan dalam (internal faults) adalah gangguan yang disebabkan karena adanya gangguan yang terjadi di dalam transformator, gangguan itu antara lain:

a.          Terjadi busur api yang kecil dan pemanasan lokal yang dapat disebabkan oleh:

·        Cara penyambungan konduktor yang tidak baik

·        Kontak-kontak listrik yang tidak baik

·        Kerusakan isolasi antara inti baut

b.     Gangguan pada sistem pendingin Sebagaimana diketahui, banyak transformator daya mempergunakan minyak transformator sebagai isolasi yang sekaligus merupakan bahan pendingin. Suatu kenyataan adalah bahwa terjadinya suatu gangguan atau kerusakan di dalam transformator, maka dalam minyak itu akan terbentuk sejumlah gas.

c.          Arus sirkulasi pada transformator yang bekerja parallel

d.          Gangguan hubung singkat

Pada umumnya gangguan ini dapat dideteksi karena akan selalu timbul arus maupun tegangan yang tidak normal/tidak seimbang. Jenis gangguan ini antara lain, hubung singkat antar belitan, yaitu,

·        Hubung singkat antara kumparan dengan tanah

·         Hubung singkat dua fasa, dan

·         Kerusakan pada isolator transformator

2.      Gangguan Luar

Jenis gangguan luar (external faults) ini dapat dibedakan atas dua macam, yaitu :· 

·      Hubung singkat luar

Hubung singkat jenis ini terjadi di luar transformator daya, misalnya: hubung singkat di bus, hubung singkat di feeder dan gangguan hubung singkat di sistem yang merupakan sumber bagi transformator daya tersebut. Gangguan ini dapat dideteksi karena timbulnya arus yang sangat besar, mencapai beberapa ratus kali arus nominalnya.

·      Beban luar (overload)

Transformator daya dapat beroperasi secara terus menerus pada beban nominalnya. Apabila beban yang dilayani lebih besar 100 %, transformator daya akan mendapat pemanasan lebih. Kondisi ini memungkinkan tidak segera menimbulkan kerusakan pada transformator daya, tetapi apabila berlangsung secara terus-menerus akan mengakibatkan umur isolasi bertambah pendek.

·      Keadaan beban lebih berbeda dengan keadaan arus lebih. Pada beban lebih, besar arushanya kira-kira 10 % di atas nominal dan dapat diputuskan setelah berlangsung beberapa puluh menit. Sedangkan pada arus lebih, besar arus mencapai beberapa kali arus nominal dan harus secepat mungkin diputuskan.

2.4  Bagian Transformator dan Fungsinya

a.      Bagian Utama

1.      Inti Besi

Inti besi (electromagnetic circuit) digunakan sebagai media jalannya flux yang timbul akibat induksi arus bolak balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksi kembali ke kumparan yang lain. Dibentuk dari lempengan–lempengan besi tipis berisolasi yang disusun sedemikian rupa.

2.      Kumparan Transformator

Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

3.      Minyak Transformator

Di dalam sebuah transformator terdapat dua komponen yang secara aktif “membangkitkan” energi panas,  yaitu besi (inti) dan tembaga (kumparan). Bila energi panas  tidak disalurkan melalui suatu sistem pendinginan akan mengakibatkan besi maupun tembaga akan mencapai suhu  yang tinggi, yang akan  merusak nilai isolasinya. Untuk maksud pendinginan itu,  kumparan dan inti dimasukkan ke  dalam suatu jenis minyak, yang dinamakan minyak transformator.

Minyak itu mempunyai fungsi ganda, yaitu pendinginan dan isolasi. Fungsi isolasi ini mengakibatkan  berbagai ukuran dapat diperkecil. Perlu dikemukakan bahwa  minyak transformator harus memiliki mutu yang tinggi dan  senantiasa berada dalam keadaan bersih. Disebabkan energi  panas yang dibangkitkan dari inti maupun kumparan, suhu minyak akan  naik. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya perubahan-perubahan pada minyak transformator.

4.      Bushing

Bushing merupakan komponen penting dari transformator yang berada di bagian luar transformator. Fungsinya sebagai penghubung antara kumparan transformator dengan jaringan di  luar transformator. Bushing  terdiri dari sebuah  konduktor yang terhubung dengan kumparan yang berada di dalam transformator dan konduktor tersebut diselubungi oleh bahan isolator. Bahan isolator berfungsi sebagai media isolasi antara konduktor  bushing dengan badan tangki utama transformator. Secara garis besar,  bushing  terdiri  dari empat bagian utama, yaitu konduktor, isolator, klem koneksi, dan aksesoris.

5.      Tangki Konservator

Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi akan memuai sehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan suhu operasi, maka minyak akan menyusut dan volume minyak akan turun. Konservator digunakan untuk menampung minyak pada saat transformator mengalamui kenaikan suhu.  Seiring dengan naik turunnya volume minyak dikonservator akibat pemuaian dan penyusutan minyak, volume udara didalam konservator pun akan bertambah dan berkurang.

Penambahan atau pembuangan udara di dalam konservator akan berhubungan dengan udara luar. Agar minyak isolasi transformator tidak terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen dari luar, maka udara yang akan masuk ke  dalam konservator akan difilter melalui silica gel. Untuk menghindari agar minyak trafo tidak berhubungan langsung dengan udara luar, maka saat ini konservator dirancang dengan menggunakan  brether bag/rubber bag, yaitu sejenis balon karet yang dipasang di dalam tangki konservator.

b.      Peralatan Bantu

1.      Pendingin

Pendingin pada transformator berfungsi untuk menjaga agar transformator bekerja pada suhu rendah. Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan  timbul  panas akibat rugi-rugi tembaga. Panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan dan hal ini akan merusak isolasi. Maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator. Secara alamiah media pendingin (minyak isolasi) mengalir karena perbedaan suhu tangki minyak dan sirip-sirip transformator (radiator). Untuk mempercepat pendinginan transformator dilengkapi dengan  kipas yang dipasang di radiator transformator dan pompa minyak agar sirkulasi minyak lebih cepat dan pendinginan lebih optimal.

2.      Tap Charger

Tap changer  merupakan alat penstabil tegangan keluaran pada sisi sekunder transformator daya. Prinsip kerja alat ini adalah dengan mengubah jumlah kumparan primer yang memiliki input tegangan yang berubah-ubah untuk mendapatkan nilai  tegangan  output yang konstan.

3.      Alat Pernapasan (Dehydrating Breather)

Perubahan temperatur didalam maupun diluar transformator mengakibatkan perubahan pada temperatur minyak isolasi transformator. Kualitas isolasi minyak transformator akan menurun  bila di dalam kandungan minyak tersebut terdapat  banyak kandungan gas dan air. Gas-gas dan air tersebut berasal dari kelembaban dan  kontaminasi oksigen dari udara luar. Saat level temperatur minyak meningkat, maka transformator akan mendesak udara untuk keluar dari transformator.

Dan sebaliknya, saat level temperatur minyak menurun, maka udara luar akan masuk kembali ke dalam transformator. Untuk mencegah terjadinya kontaminasi minyak transformator terhadap udara luar yang masuk kembali ke transformator, maka sebuah  transformator daya dilengkapi dengan alat pernapasan berupa tabung yang  berisi zat  kristal (silica gel) yang terpasang di bagian luar transformator.

4.      NGR (Neutral Grounding Resistance)

NGR adalah sebuah tahanan  yang dipasang serial dengan netral sekunder pada transformator sebelum terhubung ke ground/tanah. Tujuan dipasangnya NGR adalah untuk mengontrol besarnya arus gangguan yang mengalir dari sisi netral ke tanah. Ada dua jenis NGR, yaitu liquid dan solid. Resistor pada liquid menggunakan larutan air murni yang ditampung di dalam bejana dan ditambahkan garam (NaCl) untuk mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan. Sedangkan solid terbuat dari  stainless steel,  FeCrAl,  Cast Iron, Copper Nickel  atau  Nichrome  yang diatur sesuai nilai tahanannya.

5.      Indikator-indikator

Indikator transformator terdiri dari:

·        Indikator suhu minyak

·        Indikator permukaan minyak

·        Indikator suhu winding

·        Indikator kedudukan tap

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1   Proteksi

Pada sistem tenaga listrik, sistem proteksi adalah perlindungan atau isolasi pada bagian yang memungkinkan akan terjadi gangguan atau bahaya. Tujuan utama proteksi adalah untuk mencegah terjadinya gangguan atau memadamkan gangguan yang telah terjadi dan melokalisirnya, dan membatasi pengaruh-pengaruhnya, biasanya dengan mengisolir bagian-bagian yang terganggu tanpa mengganggu bagian-bagian yang lain.

Sistem proteksi ini mendeteksi kondisi abnormal dalam suatu rangkaian listrik dengan mengukur besaran-besaran listrik yang berbeda antara kondisi normal dengan kondisi abnormal. Ada beberapa kriteria yang perlu diketahui pada pemasangan suatu sistem proteksi dalam suatu rangkaian sistem tenaga listrik yaitu :

a.       Sensitifitas (kepekaan)

Sensitifitas adalah kepekaan rele proteksi terhadap segala macam gangguan dengan tepat yakni gangguan yang terjadi di daerah perlindungannya. Sensitifitas suatu sistem proteksi ditentukan oleh nilai terkecil dari besaran penggerak saat peralatan proteksi mulai beroperasi. Nilai terkecil besaran penggerak berhubungan dengan nilai minimum arus gangguan dalam daerah yang dilindunginya.

b.      Selektifitas dan diskriminatif

Selektif berarti suatu sistem proteksi harus dapat memilih bagian sistem yang harus diisolir apabila rele proteksi mendeteksi gangguan. Bagian yang dipisahkan dari sistem yang sehat sebisanya adalah bagian yang terganggu saja. Diskriminatif berarti suatu sistem  proteksi harus mampu membedakan antara kondisi normal dan kondisi abnormal. Ataupun membedakan apakah kondisi abnormal tersebut terjadi di dalam atau di luar daerah proteksinya.

c.       Kecapatan

Sistem proteksi perlu memiliki tingkat kecepatan sebagaimana ditentukan sehingga meningkatkan mutu pelayanan, keamanan manusia, peralatan dan stabilitas operasi.

d.      Keandalan

Suatu sistem proteksi dapat dikatakan andal jika selalu berfungsi sebagaimana yang diharapkan. Sistem proteksi disebut tidak andal bila gagal bekerja pada saat dibutuhkan dan bekerja pada saat proteksi itu tidak seharusnya bekerja.

e.       Ekonomis

Suatu perencanaan teknik yang baik tidak terlepas tentunya dari pertimbangan nilai ekonomisnya. Suatu rele proteksi yang digunakan hendaknya ekonomis mungkin dengan tidak mengesampingkan fungsi dan keandalannya.

3.2   Tipe Proteksi

Ada dua kategori proteksi yang dikenal yaitu proteksi utama (main protection) dan proteksi pembantu (back up protection). Proteksi utama dalah pertahanan utama dan akan membebaskan gangguan pada bagian yang akan diproteksi secepat mungkin. Mengingat keandalan 100 % tidak hanya dari perlindungan tetapi juga dari trafo arus, trafo tegangan dan pemutus rangkaian yang tidak dapat dijamin, untuk itu diperlukan perlindungan pembantu (auxiliary protection) pada alat proteksi tersebut. Proteksi pembantu bekerja bila rele utama gagal dan tidak hanya melindungi daerah berikutnya dengan perlambatan waktu yang lebih lama dari pada relay utamanya.

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1         Jenis-Jenis Proteksi Trafo Daya

Relai yang biasa digunakan pada sebuah transformator daya sebagai pengaman pada saat terjadi gangguan adalah:

1.      Relai Buchollz

  Gambar 4.1 Relai bucholz

 

Relai bucholz dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun dari OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah dikedua pipa tersebut dipasang relai bucholz. Relai  bucholz  berfungsi untuk  mendeteksi dan mengamankan gangguan di dalam transformator yang menimbulkan gas. Selama transformator beroperasi normal, relai  akan terisi penuh dengan minyak. Pelampung akan berada pada posisi awal.

Bila terjadi gangguan yang kecil didalam tangki transformator, misalnya hubung singkat dalam kumparan, maka akan menimbulkan gas. Gas yang terbentuk akan berkumpul dalam relai pada saat perjalanan menuju tangki konservator, sehingga level minyak dalam relai  turun dan akan mengerjakan kontak alarm (kontak pelampung atas). Bila level minyak transformator turun secara perlahan-lahan akibat dari suatu kebocoran, maka pelampung atas akan memberikan sinyal alarm dan bila penurunan minyak tersebut terus berlanjut, maka pelampung bawah akan memberikan sinyal trip. Bila  terjadi busur api yang besar, kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat dan timbul surja tekanan pada minyak yang bergerak melalui pipa menuju ke relai Bucholz.

Analisa gas yang terkumpul didalam relai bucholz:

·        H₂ dan C₂H₂

Menunjukkan adanya busur api pada minyak antara bagian-bagian konstruksi.

·        H₂, C₂H₂ dan CH₄

Menunjukkan adanya busur api sehingga isolasi phenol terurai, misalnya terjadi gangguan pada sadapan.

·        H₂, C₂H₄ dan C₂H₂

Menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti.

·        H₂, C₂H_, CO₂ dan C₃H₄

Menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti.

2.         Relai Jansen

Gambar 4.2. Relai Jansen

Tap changer adalah alat yang terpasang pada transformator yang berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran (sekunder) akibat beban maupun variasi tegangan pada sistem masukannya (input). Tap changer umumnya dipasang pada ruang terpisah dengan ruang untuk tempat kumparan, dimaksudkan agar minyak tap changer tidak bercampur dengan minyak tangki utama. Untuk mengamankan ruang  diverter switch apabila terjadi gangguan pada sistem tap changer, digunakan pengaman yang biasa disebut rele jansen (buchholtnya  tap changer). Rele jansen dipasang antara tangki tap changer dengan konservator minyak tap changer.

Prinsip kerja rele jansen, yaitu :

1) Rele buchholz tap changer (jansen) untuk mengamankan ruangan beserta isinya dari diverter switch.

2)  Rele jansen akan bekerja apabila ada desakan tekanan yang terjadi akibat  flash over  antar bagian bertegangan atau bagian bertegangan dengan body atau ada desakan aliran minyak karena gangguan eksternal.

3)  Prinsipnya ada aliran minyak yang deras, ada tekanan minyak sehingga ada minyak mengalir ke konservator, goncangan minyak yang cukup besar, dan semua itu menyebabkan katup akan berayun dan megerjakan kontak triping, akhirnya melepas gangguan.

3.         Relai Tekanan Lebih (Sudden Pressure Relay)

Gambar  4.3. Relai Tekanan Lebih (Sudden Pressure Relay)

Relai tekanan lebih berfungsi hampir sama seperti relai  buchollz  yaitu mengamankan transformator dari gangguan internal. Bedanya relai ini hanya bekerja apabila terjadi kenaikan tekanan gas tiba-tiba yang disebabkan oleh hubung singkat.

·        Tipe Membran

Plat tipis yag didesain sedemikian rupa yang akan pecah bila menerima tekanan melebihi disainnya. Membran ini hanya sekali pakai sehingga bila pecah harus diganti baru.

·        Pressure Relief Valve

Suatu katup yang ditekan oleh sebuah pegas yang didesain sedemikian rupa sehingga apabila terjadi tekanan didalam transformator melebihi tekanan pegas maka akan membuka dan membuang tekanan keluar bersama-sama sebagian minyak. Katup akan menutup kembali apabila tekanan didalam transformator turun atau lebih kecil dari tekanan pegas.

4.         Relay HV/ LV Winding Temperature

Gambar  4.4. Relay HV/ LV Winding Temperature

1.      Relay HV/LV Winding Temperature bekerja apabila suhu kumparan trafo melebihi setting dari pada relai HV/LV Winding, besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo. Urutan kerja relai suhu kumparan/ winding ini dibagi 2 tahap:

·        Mengerjakan alarm (winding temperature alarm)

·        Mengerjakan perintah trip ke PMT (winding temperature trip)

2.      Relai  HV/LV Oil temperature bekerja apabila suhu minyak trafo melebihi setting dari pada relai HV/LV oil. Besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo. Urutan kerja relai suhu minyak/ oil ini dibagi 2 tahap:

·        Mengerjakan alarm (oil temperatur alarm)

·        Mengerjakan perintah trip ke PMT (oil temperature trip)

5.         Relai Arus Lebih (Over Current Relay)

Gambar 4.5. Relai Arus Lebih (Over Current Relay)

Relai arus lebih bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman yang telah ditentukan dan dalam jangka waktu yang telah ditetapkan. Relai arus lebih akan  pick up  jika besar arus melebihi nilai  setting. Pada proteksi transformator daya, relai arus lebih digunakan sebagai tambahan bagi relai differensial untuk memberikan tanggapan terhadap gangguan luar. Relai ini digunakan untuk mengamankan  peralatan  terhadap gangguan hubung singkat antar fasa, hubung singkat satu fasa ke tanah dan beberapa hal dapat digunakan sebagai pengaman beban lebih.

6.         Relai Tangki Tanah

Berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan.

                                                           

                                                           Gambar 4. 6 Relai Tangki Tanah

Relai 51G yang terpasang, mendeteksi arus gangguan dari tangki trafo ketanah, kalu terjadi kebocoran isolasi dari belitan trafo ke tangki, arus yang mengalir ketanah akan dideteksi relai arus lebih melalui CT. Relai akan mentripkan PMT di kedua sisi (TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali kesistem melalui pembumian trafo.

7.         Restricted Earth Fault (REF)

Relai gangguan tanah terbatas atau Restricted Earth Fault (REF) untuk mengamankan transformator bila ada gangguan satu fasa ketanah didekat titik netral transformator yang tidak dirasakan oleh rele diferensial.

Gambar  4.7 Restricted Earth Fault (REF)

8.         Relai Diferensial (Differential Relay)

Relai diferensial  berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan  hubung singkat yang terjadi di dalam daerah pengaman transformator. Relai  ini merupakan pengaman utama (main protection) yang sangat selektif dan cepat sehingga tidak perlu  dikoordinir dengan relai  lain dan tidak memerlukan time delay. Prinsip dari relai ini yaitu membandingkan arus yang masuk keperalatan dengan arus yang keluar dari peralatan tersebut.

Gambar 4.8. Relai Diferensial (Differential Relay)

a.      Gambar relai deferensial dalam keadaan normal 

•      Diferensial sebagai pengaman trafo
• ·        Dalam keadaan normal arah Ip dan Is seperti pada gambar
• ·        Disisi sekunder masing-masing CT, arus keluar dari terminal DOT
• ·        Karena Ip sama besar Is tapi arah berlawanan maka diferensial relai tidak dialiri arus.

                                  

b.      Gambar relai deferensial dalam keadaan gangguan

• ·             Dalam keadaan gangguan arah Ip seperti pada dan hanya Ip. 
•      Disisi sekunder CTp, arus Ip keluar dari terminal DOT, dan mengerjakan  DIFF RY (Differensial Relai).
•      Perhatikan terminal sekunder CTp dan Cts terhubung ke DIFF. RY difasa yang berlawanan atau beda sudut 180⁰.

                                                         

4.2      Tujuan pemasangan Relai proteksi Trafo Tenaga.

Maksud dan tujuan pemasangan relai proteksi pada transformator daya adalah untuk mengamankan peralatan/system sehingga kerugian akibat gangguan dapat dihindariatau dikurangi menjadi sekecil mungkin dengan cara :

1.      Mencegah kerusakan transformator akibat adanya gangguan/ ketidak normalan yang terjadi pada transformator atau gangguan pada bay transformator.

2.      Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang dapat membahayakan peralatan atau sistem.

3.      Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan instalasi yang terganggu atau yang dilalui arus gangguan dapat dihindari atau dibatasiseminimum mungkin dan bagian sistem lainnya tetap dapat beroperasi.

4.      Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi lainnya.

5.      Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik yang terbaik kepadakonsumen.

6.      Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan ole listrik.

4.3              Bagan Satu Garis Pengaman Transformator

                         

Gambar 4. 9. Bagan Satu Garis Pengaman Transformator

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1     Kesimpulan

Sistem proteksi adalah perlindungan atau isolasi pada bagian yang memungkinkan akan terjadi gangguan atau bahaya. Tujuan utama proteksi adalah untuk mencegah terjadinya gangguan atau memadamkan gangguan yang telah terjadi dan melokalisirnya, dan membatasi pengaruh-pengaruhnya, biasanya dengan mengisolir bagian-bagian yang terganggu tanpa mengganggu bagian-bagian yang lain.

Relay proteksi yang baik adalah relay yang telah memenuhi beberapa syarat relay proteksi, adapun syarat itu diantaranya adalah, sesnsitif, selektif, handal, cepat, lebih ekonomis, sederhana.

Adapaun jenis-jenis dari relay proteksi ini diantaranya:

1.      Relai Buchollz

2.      Relai Jansen

3.      Relai Tekanan Lebih (Sudden Pressure Relay)

4.      Relay HV/ LV Winding Temperature

5.      Relai Arus Lebih (Over Current Relay)

6.      Relai Tangki Tanah

7.      Restricted Earth Fault (REF)

8.      Relai Diferensial (Differential Relay)

Prinsip kerja rele proteksi yang digunakan adalah jika rele tersebut mendeteksi gangguan baik berupa gas, suhu, tekanan, dan arus gangguan hubung singkat, terlebih dahulu diawali dengan bunyi alarm atau lampu indikator menyala sebelum rele tersebut bekerja, kemudian memerintahkan PMT untuk trip.

5.2         Saran

Makalah ini merupakan salah satu dari sekian banyak bahan bacaan mengenai relay proteksi ini, untuk itu penulis menyarankan kepada pembaca agar dapat membaca atau menambah pengetahuan mengenai relay proteksi ini dengan membaca refernsi lain mengenai relay proteksi ini, baik di buku cetak maupun secara online di internet.

 DAFTAR PUSTAKA

Sutrisno. (2000). Sistem Proteksi Tenaga Listrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung Press.

Relay Proteksi dikutip dari    

http://id.wikipedia.org/wiki/relay-proteksi  (diakses tanggal 1 November 2013)

Pemahaman Relay Proteksi dikutip dari http://idonkcnyo.blogspot.com/p/pemahaman-Relay Proteksi.html (diakses tanggal 3 November 2013)

Relay dikutip dari

http://www.scribd.com/doc/57379946/18/relay(diakses tanggal 3 November 2013)

Unil S.Rao, “ Switchgear and Protection “Khana Publisher, New Delhi, 1982

            Anderson, P.M, “ Power System Protection“IEEE, PRESS, 1999

Djiteng Marsudi.,“ Operasi Sistem Tenaga Listrik “ Badan Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta,1990.