BAB 13.
PERLINDUNGAN
SISTEM
13.1 Dalam
sistem yang diagram segarisnya dan daerah-daerah perlindungannya ditunjukkan
dalam Gambar 13.3b, di manakah lokasi gangguannya jika
pemutus-pemutus yang bekerja adalah (a) G dan C. (b) F, G, dan H. (c) F, G, H,
dan B. (d) D, C dan E ?
Jawab :
a). Gangguan
pada saluran 2 – 3
b). Gangguan
pada atau dekat dengan Rel2 pada salah satu dari saluran-saluran.
c). Gangguan
pada saluran 2 – 4 di antara pemutus H dan Rel 2.
d). Gangguan
pada Rel3 pada salah satu saluran selain saluran 2–3 karena pemutus G tidak bekerja.
13.2 Tentukanlah
setelan skala-waktu untuk R3 dalam Contoh
Soal 13.3 jika setelan tersebut telah ditentukan untuk arus gangguan
terendah yang dilihat oleh R4.
Mengapa setelan itu dibuat untuk arus gangguan tertinggi yang terlihatoleh R4 dan bukannya untuk arus gangguan
terendah?
Jawab :
Arus
terendah yang dilihat R4 dalah 165.1 A (lihat Daftar 13.2 pada hal.389 ASTL)
lihat
Contoh Soal 13.3 : (perbandingan CT = 50/5)
165.1
x (5/50) = 16.51 A
|
If | / | Ip | = 16.51 / 5 = 3.3
R
4 bekerja pada 0.265 detik, R 3 harus bekerja pada 0.565 detik dan untuk R 3 ,
|
If | / | Ip | = 3.3 juga sama.
Maka setelan Dial Waktu
adalah 1.1 sesuai pada Gambar 13.7 hal. 379 ASTL.
13.3 Dalam Contoh Soal 13.3 misalkan bahwa
terjadi suatu gangguan antar-saluran pada titik-tengah saluran 2-3. Rele
manakah yang akan bekerja untuk gangguan ini? Berapa besarkah waktu kerjanya?
Misalkan bahwa rele ini gagal dalam menghilangkan gangguan tersebut; Rele
manakah yang akan bekerja untuk menghilangkan gangguan itu sekarang?
Berapakah waktu yang diperlukannya?
Jawab :
Relay
R 2 akan bekerja, perbandingan dari If antar saluran terhadap If
tiga-fasa = √3/2.
13.4 Suatu
sistem
radial 11 kV ditunjukkan dalam Gambar 13.20. Impedansi-impedansi urutan-positif dan urutan-nol dari saluran 1-2 masing-masing adalah 0.8 Ω dan 2.5 Ω. Impedansi-impedansi
saluran 2-3 adalah 3 kali lebih besar.
Impedansi-impedansi urutan-positif dan
urutan-nol dari masing-masing kedua
transformator berturut-turut adalah j2.0
Ω dan j3.5 Ω. Dalam keadaan
darurat sistem boleh dioperasikan dengan satu transformatornya tidak
dihubungkan. Tentukanlah perbandingan-perbandingan CT, nilai-nilai pick-up, dan setelan-setelan skala-waktu untuk Rele IFC-53 yang dirancang untuk
memberikan perlindungan terhadap gangguan tunggal dari-saluran-ke tanah untuk
sistem ini. Misalkan bahwa rel tegangan-tinggi adalah suatu rel tak-terhingga
yang tegangannya akan memberikan 11 kV pada rel tegangan-rendah dalam
keadaan tanpa beban.
Jawab :
Gangguan pada Rel 3, Satu Transformator :
Z1
= Z2 = j 2.0 + j 0.8 + j 2.4 = j 5.2 Ω
Z0 = j 3.5 + j 2.5 + j 7.5 = j
13.5 Ω
Gangguan pada Rel 2, Dua Transformator :
Z1
= Z2 = ( j 2.0/2 ) + j 0.8 = j 1.8 Ω
Z0 = ( j 3.5/2 ) + j 2.5 = j 4.25
Ω
Arus gangguan minimum yang terlihat oleh Relay R 2
(gangguan pada Rel 3 satu transformator):
Arus gangguan maksimum yang terlihat oleh Relay R 2
(gangguan pada saluran pada Rel 2 atau dekat dengan
Rel 2):
Setelan-setelan untuk Relay R 2:
1/3
x 797.2 A = 265.7 A
pilihlah
perbandingan CT 250/5
265.7
x 5/250 = 5.31 A
gunakan
setelan pick-up 5 A dan setelan dial-waktu = ½ . Untuk 2427 A
|
If | / | Ip | = 2427 x 5/250 x 1/5 = 9.7 dan Relay R 2
akan bekerja pada 0.098 detik.
Setelan-setelan untuk Relay R 1:
Relay
R 1 akan mempunyai perbandingan CT dan setelan pick-up yang sama seperti Relay
R 2 dan harus bekerja dalam 0.098 + 0.3 = 0.398 detik
untuk | If | / | Ip | = 9.7
(Dari Gambar/Grafik 13.7 setelan dial-waktu harus 2.9).
13.5 Suatu bagian dari suatu jala-jala 765
kV ditunjukkan dalam Gambar 13.21. Impedansi-impedansi urutan-positif dan urutan-nol dari saluran-saluran
transmisinya adalah masing-masing 0.01 +
j0.6 Ω per mil, dan 0.1 + j1.8 Ω per
mil. Misalkan bahwa impedansi
generator j10.0 Ω untuk
urutaan-positif dan urutan-negatif dan j20.0
Ω untuk urutan-nol.
(a) Rele-rele R12,
R23, dan R34 menggunakan rele-rele arus lebih IFC-53 terarah
waktu-terbalik (Inverse-Time Directional IFC-53 Overcurrent Relays)
untuk perlindungan sistem terhadap gangguan tunggal dari-saluran-ke tanah.
Tentukanlah arus gangguan yang diperlukan untuk menetapkan nilai Pick-Up
dari Rele tanah R12. Untuk perlindungan ini resistansi saluran boleh
diabaikan.
(b) Pilihlah perbandingan-perbandingan CT dan CVT untuk rele-rele jarak fasa
pada rel 1. Boleh dimisalkan bahwa kumparan-kumparan arus rele dapat
mengalirkan 10 A secara terus menerus, dan bahwa batas beban saluran dalam
keadaan darurat adalah 3000 MVA. Pakailah
perbandingan-perbandingan CT standar.
(c) Tentukan dan tunjukkanlah pada diagram R-X (sekunder)
ketiga daerah dari suatu rele impedansi
terarah pada rel 1 untuk perlindungan gangguan fasa.
(d) Tunjukkan juga lokasi dari impedansi ekivalen beban darurat pada diagram R-X itu. Adakah
terlihat kesukaran-kesukaran dalam pengoperasian saluran pada beban darurat
tersebut? Penyelesaian apakah yang dapat disarankan?
Jawab :
Z1 dan Z2 untuk saluran-saluran
adalah :
Saluran
1 – 2 =
300 mi ( 0.01 + j 0.6 ) = 3 + j 180 Ω
Saluran
2 – 3 =
150 mi ( 0.01 + j 0.6 ) = 1.5 + j 90 Ω
Saluran
3 – 4 =
100 mi ( 0.01 + j 0.6 ) = 1.0 + j 60 Ω
Z0 untuk saluran-saluran adalah :
Saluran
1 – 2 =
300 mi ( 0.1 + j 1.8 ) = 30 + j 540 Ω
Saluran
2 – 3 =
150 mi ( 0.1 + j 1.8 ) = 15 + j 270 Ω
Saluran
3 – 4 =
100 mi ( 0.1 + j 1.8 ) = 10 + j 180 Ω
Sekunder lingkaran-lingkaran untuk Relay Jarak Terarah (Directional-distance)
dan relay-relay mho diberikan berikut ini :
Z ditandai untuk pembebanan darurat
dengan faktor daya 0.8 tertinggal.
Lingkaran-lingkaran relay
jarak terarah, tempat kedudukan (Locus) impedansi saluran tidak dapat
dibedakan dari sumbu-X.
Lingkaran-lingkaran Relay mho
Perhatikan
bahwa impedansi Z untuk pembebanan darurat pada faktor daya 0.8 tertinggal,
terletak di di dalam daerah kedua untuk relay jarak terarah. Untuk relay mho, Z
terletak sedikit di luar daerah 3.
Proteksi
daerah 3 sering tidak mungkin dengan saluran-saluran 765 kV.
13.6 Suatu gangguan tiga-fasa terjadi pada
terminal-terminal gulungan delta dalam Gambar 13.19 di dalam daerah
perlindungan rele Diferensial. Misalkan bahwa impedansi urutan-positif transformator seperti yang nampak dari sisi 345 kV adalah j250 Ω
dan bahwa sistem daya yang mencatu sisi 345 kV itu adalah dari kapasitas
hubung-singkat tak terhingga. Dalam hal ini, berapa besarkah arus yang mengalir
pada semua kawat-kawat yang ditunjukkan dalam Gambar 13.19?.
Abaikanlah arus pragangguan dan misalkan bahwa tidak ada arus gangguan yang
berasal dari bagian tegangan-rendah dari sistem itu.
Jawab :
Arus-arus
pada CT 1000/5 akan sama dengan nol, sama juga dengan arus-arus di semua
saluran ke CT bantuan ( Aux) pada saluran-saluran di sebelah kanan dari relay Differensial.
Arus-arus
pada saluran di sisi Y dari transformator daya akan menjadi:
Jelaslah
bahwa tegangan VBN adalah tegangan pedoman. Jadi arus-arus saluran
adalah :
IA
= 796.7A30° A = 689.96 + j 398.35 A
IB
= 796.7A– 90° A
= 0 – j 796.7 A
IC
= 796.7A150° A
= – 689.96 + j 398.35 A
Arus-arus
pada CT 200/5 adalah:
19.92A30° = 17.25 + j 9.96 A
19.92A– 90° = 0 – j
19.92 A
19.92A150° = – 17.25 + j
9.96 A
Pada
saluran-saluran yang ke relay differensial arus-arus adalah :
è 17.25
+ j 9.96 – ( –17.25 + j 9.96 ) = 34.5 + j 0 A
è 0
– j 19.92 – ( 17.25 + j 9.96 ) = –
17.25 – j 29.88 A
è –
17.25 + j 9.96 – ( – j 19.92 ) = –
17.25 + j 29.88 A
==mosya2016==
