Pengertian proteksi transmisi tenaga listrik adalah proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik pada suatu transmisi tenaga listrik sehingga proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik(Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik dengan aman. Proteksi transmisi tenaga listrik diterapkan pada transmisi tenaga listrik agar jika terjadi gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidak mengalami kerusakan. Ini juga termasuk saat terjadi perawatan dalam kondisi menyala. Jika proteksi bekerja dengan baik, maka pekerja dapat melakukan pemeliharaan transmisi tenaga listrik dalam kondisi bertegangan. Jika saat melakukan pemeliharaan tersebut terjadi gangguan, maka pengaman-pengaman yang terpasang harus bekerja demi mengamankan sistem dan manusia yang sedang melakukan perawatan.
Transmisi tenaga listrik terbagi dalam beberapa kategori. Kategori yang pertama adalah transmisi dengan tegangan sebesar 500kV. Ini merupakan transmisi yang sangat tinggi. Karena di Indonesia masih menggunakan sistem 500 kV. Kategori yang kedua adalah transmisi dengan tegangan sebesar 150 kV. Dan yang ketiga adalah transmisi 75 kV. Untuk dibawah 75 kV selanjutnya dinamakan dengan distribusi tenaga listrik.
Proteksi berbeda dengan pengaman. Jika pengaman suatu sistem berarti system tersebut tidak merasakan gangguan sekalipun. Sedangkan proteksi atau pengaman sistem, sistem merasakan gangguan tersebut namun dalam waktu yang sangat singkat dapat diamankan. Sehingga sistem tidak mengalami kerusakan akibat gangguan yang terlalu lama. Gangguan pada transmisi tenaga listrik dapat berupa :
a. Gangguan transmisi akibat hubung singkat.
b. Gangguan transmisi akibat sambaran petir.
c. Gangguan transmisi akibat hilangnya salah satu kabel fasa disebabkan dicuri oleh manusia
2. Peralatan Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
Peralatan proteksi transmisi tenaga listrik diantaranya adalah :
a. Relay arus lebih
merupakan relay Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang pada Jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga. Rele ini berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa.
b. Relay hubung tanah
Merupakan relay Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang pada jaringan Tegangan tinggi,Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga.
c. Relay Diferensial
Relay diferensial ini berfungsi untuk mengamankan transformator tenaga terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman transformator, yang disambung ke instalasi trafo arus ( CT ) dikedua sisi
d. Relay jarak
a. Dapat menentukan arah letak gangguan
b. Gangguan didepan relai harus bekerja.
c. Gangguan dibelakang relai tidak boleh bekerja
d. Dapat menentukan letak gangguan.
e. Gangguan di dalam daerahnya relai harus bekerja.
f. Gangguan diluar daerahnya relai tidak boleh bekerja.
g. Dapat membedakan gangguan dan ayunan daya.
e. Kawat tanah
Kawat tanah atau overhead grounding adalah media pelindung kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang diatas kawat fasa dengan sudut perlindungan sekecil mungkin karena dianggap petir menyambar diatas kawat. Pada umumnya ground wire terbuat dari kawat baja (steel wire) dengan kekuatan St 35 atauSt 50, tergantung dari spesifikasiyang ditentukan oleh PLN.
f. Pemutus Tenaga ( PMT )
Adalah alat untuk memisahkan / menghubungkan satu bagian instalasi dengan bagian instalasi lain, baik instalasi dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terganggu. Batas dari bagian-bagian instalasi tersebut dapat terdiri dari satu PMT atau lebih.
3. Cara Kerja Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
a. Relay arus lebih
Jika dalam suatu transmisi terdapat gangguan yang berupa arus lebih, maka dalam waktu yang singkat relay arus lebih akan bekerja sehingga jaringan transmisi akan tidak terhubung sementara. Jika gangguan telah hilang, maka jaringan transmisi akan terhubung kembali. Macam-macam karakteristik relay arus lebih :
a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay)
Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – 20 ms).
b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)
Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay.
c. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)
Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :
Standar invers, Very inverse, Extreemely inverse
b. Relay hubung tanah
Jika dalam transmisi tenaga listrik terjadi hubung singkat antara kabel fasa dengan tanah, maka relay hubung tanah akan langsung bekerja dalam waktu yang sangat singkat, sehingga sistem menjadi aman karena tidak terjadi kerusakan yang sangat banyak.
c. Relay diferensial
Relay differensial adalah suatu alat proteksi yang sangat cepat bekerjanya dan sangat selektif berdasarkan keseimbangan (balance) yaitu perbandingan arus yang mengalir pada kedua sisi trafo daya melalui suatu perantara yaitu trafo arus (CT). Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui peralatan listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya).
Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui peralatan listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya). Arus-arus sekunder transformator arus, yaitu I1 dan I2 bersikulasi melalui jalur IA. Jika relay pengaman dipasang antara terminal 1 dan 2, maka dalam kondisi normal tidak akan ada arus Jika terjadi gangguan diluar peralatan listrik peralatan listrik yang diamankan (external fault), maka arus yang mengalir akan bertambah besar, akan tetapi sirkulasinya akan tetap sama dengan pada kondisi normal, sehingga relay pengaman tidak akan bekerja untuk gangguan luar tersebut. Jika gangguan terjadi didalam (internal fault), maka arah sirkulasi arus disalah satu sisi akan terbalik, menyebabkan keseimbangan pada kondisi normal terganggu, akibatnya arus ID akan mengalir melalui relay pengaman dari terminal 1 menuju ke terminal 2. Selama arus-arus sekunder transformator arus sama besar, maka tidak akan ada arus yang mengalir melalui kumparan kerja (operating coil) relay pengaman, tetapi setiap gangguan (antar fasa atau ke tanah) yang mengakibatkan sistem keseimbangan terganggu, akan menyebabkan arus mengalir melalui Operating Coil relay pengaman, maka relai pengaman akan bekerja dan memberikan perintah putus (tripping) kepada circuit breaker (CB) sehingga peralatan atau instalasi listrik yang terganggu dapat diisolir. Adapun gambar kerja dari relai differensial seperti gambar dibawah ini.
d. Relay jarak
Rele jarak merupakan proteksi yang paling utama pada saluran transmisi. Rele jarak menggunakan pengukuran teganan dan arus untuk mendapatkan impedansi saluran yang harus diamankan. Di sebut rele jarak, karena impedansi pada saluran besarnya akan sebanding dengan panjang saluran. Oleh karena itu, rele jarak tidak tergantung oleh besarnya arus gangguan yang terjadi, tetapi tergangung pada jarak gangguan yang terjadi terhadap rele proteksi. Impedansi yang diukur dapat berupa Z, R saja ataupun X saja. Tergantung rele yang dipakai.
Relai jarak mengukur tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang terlihat dari relai, dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat ditentukan. Perhitungan impedansi dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
Zf=Vf/If
Dimana:
Zf = Impedansi (ohm)
Vf = Tegangan (Volt)
If = Arus gangguan
Relai jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan impedansi setting, dengan ketentuan:
a. Bila harga impedansi gangguan lebih kecil dari pada impedansi seting relai maka relai akan trip.
b. Bila harga impedansi ganguan lebih besar daripada impedansi setting relai maka relai akan tidak trip.
e. Kawat tanah
Kawat tanah atau overhead grounding adalah media pelindung kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang diatas kawat fasa dengan sudut perlindungan sekecil mungkin karena dianggap petir menyambar diatas kawat. Kawat ini merupakan proteksi transmisi tenaga listrik yang bersifat pasif. Jika terjadi sambaran petir, maka kawan ini akan mebyalurkan arus petir langsung ketanah. Sehingga sistem transmisi aman dari gangguan. Kawat yang bagus adalah yang memiliki tahanan kurang dari 4 ohm. Jika lebih dari 4 ohm, maka arus yang mengalir tidak bisa cepat, dapat menyebabkan putusnya kawat atau terjadinya flashover antara kawat dasa dengan kawat tanah.
f. Pemutus tenaga (PMT)
PMT termasuk proteksi terhadap transmisi tenaga listrik. PMT dapat membuka dan menutup baik secara otomatis maupun secara manual. Sehingga, jika transmisi sedang dalam pemeliharaan, maka jaringan transmisi dapat diputus sementara.
4. Penerapan Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
Proteksi transmisi tenaga listrik diberlakukan di semua transmisi tenaga listrik. Namun, untuk pemasangannya hanya berada di gardu induk. Pemasangannya pada saluran masuk ke gardu induk dan di saluran keluar garu induk. Sehingga jika jaringan transmisis terjadi gangguan, maka gardu induk tidak mengalami kerusakan. Jika terjadi kerusakan, maka kerusakannya minimal. Kecuali kawat tanah. Kawat tanah dipasang diatas kawat fasa yang berfungsi untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Sehingga pemasanggannya berada diseluruh jaringan transmisi tenaga listrik.
Gambar pemasangan relai untuk memproteksi arus lebih pada jaringan transmisi disebuah gardu induk
5. Pencegahan Gangguan Transmisi Tenaga Listrik
Pencegahan gangguan pada jaringan transmisi sangat penting dilaksanakan karena jaringan tranmisi merupakan penyalur utama dari energi listrik untuk sampai ke jaringan distribusi dan seterusnya sampai ke konsumen. Jika jaringan transmisi menyalurkan secara baik maka energi listrik tidak akan terputus-putus. Pencegahan gangguan bertujuan untuk mengecilkan dari frekuensi terjadinya hambatan penyaluran energi listrik.
1. Usaha Memperkecil Terjadinya Gangguan
Cara yang ditempuh, antara lain:
a. Membuat alat proteksi sesuai dengan fungsinya masing-masing dan dapat bekerja dengan cepat jika terjadi gangguan sehingga tidak menyebabkan kerusakan pada sistem jaringan.
b. Menyetting relay proteksi sesuai dengan waktu kerjanya. Arus atau tegangan kerja relay harus lebih besar dari arus dan tegangan normal, sehingga relay dapat bekerja sesuai fungsinya
c. Membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan transmisi
d. Membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan transmisi dan penangkal petir (arrester)
e. Memakai kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara sekecil mungkin, serta selalu mengadakan pengecekan
f. Membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh dan mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena hubungsingkat dan sambaran petir.
g. Pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus mengikuti peraturan-peraturan yang berlaku
h. Menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat prosedur tata cara operasional (standing operational procedur) dan membuat jadwal pemeliharaan yang rutin
i. Memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk melindungi terhadap sambaran petir
j. Memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.
2. Usaha Mengurangi Kerusakan Akibat Gangguan
Beberapa cara untuk mengurangi pengaruh akibat gangguan, antara lain sebagai berikut:
a. Secepatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai pengaman dan pemutus beban dengan kapasitas pemutusan yang memadai yang di perintah otomatis oleh relay proteksi.
b. Merencanakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan dari sistem tidak akan menganggu operasi sistem secara keseluruhan atau penyaluran tenaga listrik ke jaringan distribusi tidak terganggu.
c. Mempertahankan stabilitas sistem selama terjadi gangguan, yaitu dengan memakai pengatur tegangan otomatis yang cepat dan karakteristik kestabilan generator memadai.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar