17
LAPORAN PRAKTIKUM SOFTWARE TENAGA LISTRIK ANALISA KARAKTERISTIK PEMUTUSAN PENGAMAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE STAR VIEW Disusun guna melengkapi persyaratan nilai mata kuliah software tenaga listrik Disusun oleh : 1) Annisa Herawati (3.39.10.0.00) 2) Farikha Himawati (3.39.10.0.00) 3) Luthfi Wira Putra (3.39.10.0.19) 4) Rizky Nuladhani (3.39.10.0.21)

makalah etap

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ETAP 6.0.0 Software

Citation preview

Page 1: makalah etap

LAPORAN PRAKTIKUM SOFTWARE TENAGA LISTRIK

ANALISA KARAKTERISTIK PEMUTUSAN PENGAMAN

DENGAN MENGGUNAKAN METODE STAR VIEW

Disusun guna melengkapi persyaratan nilai mata kuliah software tenaga listrik

Disusun oleh :

1) Annisa Herawati (3.39.10.0.00)

2) Farikha Himawati (3.39.10.0.00)

3) Luthfi Wira Putra (3.39.10.0.19)

4) Rizky Nuladhani (3.39.10.0.21)

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2012

Page 2: makalah etap

ANALISA KARAKTERISTIK PEMUTUSAN PENGAMAN

I. Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah agar mahasiswa dapat :

1. Menggunakan software aplikasi ETAP 6.0.0 dengan baik

2. Merangkai suatu rangkaian system listrik

3. Melakukan simulasi gangguan atau hubung singkat dan menganalisa pengamannya.

4. Memahami karakteristik pengaman OCR, Fuse, dan CB

II. Pendahuluan

Di dalam rangkaian elektronik atau rangkaian listrik, sekering (fuse) berfungsi

sebagai pengaman, yaitu ketika terjadi kelebihan arus listrik. Cara kerja fuse, jika dalam

sebuah sistem rangkaian elektonik atau rangkaain listrik terjadi arus lebih maka

sekering (fuse) akan putus sehingga arus listrik tidak lagi mengalir dalam sistem

tersebut untuk mengamankan komponen lain. Kelebihan arus tersebut dapat disebabkan

karena adanya hubung singkat atau karena kelebihan beban output. Banyak terjadi

kebakaran karena hubung singkat akibat sekering tidak berfungsi, rusak, atau bahkan

karena tidak dipasang sama sekali. Satuan fuse adalah mA (mili Ampere) dan A

(Ampere). Fuse dengan nilai limit 500 mA akan putus ketika dialiri arus lebih dari 500

mA, demikian juga jika fuse 15 A akan putus jika dialiri arus lebih dari 15 A. Jika

sebuah fuse tidak putus ketika dialiri arus lebih dari nilai yang tercantum (I Output > I

Fuse Limit), fuse tersebut harus segera diganti karena kemungkinan rusak dan dapat

membahayakan.

Perhatikan gambar disamping. R Beban akan

berjalan normal (On) ketika saklar (S1) ditutup

karena arus listrik akan mengalir dari sumber

tegangan (V) menuju fuse dan R Beban. Jika

saklar (S1) dibuka maka R Beban akan mati

karena tidak ada arus yang mengalir.

Apabila suatu saat terjadi hubung singkat pada

output atau R beban berlebih (lebih dari nilai arus

limit fuse), maka fuse akan putus, akibatnya R

Page 3: makalah etap

Beban tidak akan bekerja (Off) dan sumber tegangan tidak akan rusak. Pada rangkain

listrik R Beban tersebut dapat berupa lampu, televisi, radio, mesin cuci, setrika, dan

perangkat lain yang menggunakan sumber tegangan AC. Sedangkan pada rangkain

elektronika R Beban dapat berupa lampu neon kecil, LED, buzzer, speaker, motor DC,

atau sebuah sistem elektronik lain yang merupakan output atau beban sumber tegangan

DC.

Simbol Sekering (Fuse)

Miniature Time Delay Fuse

Digunakan untuk melindungi perangkat elektronik dengan nilai limit 300 mA 250 V

Circuit Breaker atau Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) adalah suatu peralatan

pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka

dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai

dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.

Pada waktu pemutusan atau penghubungan suatu rangkaian sistem tenaga listrik

maka pada PMT akan terjadi busur api, hal tersebut terjadi karena pada saat kontak PMT

Page 4: makalah etap

dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik diantara

kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 3.1 Pembentukan Busur Api

Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan

menghasilkan emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik

menimbulkan emisi medan tinggi pada kontak katoda (K). Kedua emisi ini menghasilkan

elektron bebas yang sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-

elektron ini membentur molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-

benturan ini akan menimbulkan proses ionisasi. Dengan demikian, jumlah elektron bebas

yang menuju anoda akan semakin bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang

bergerak menuju katoda, perpindahan elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan

memanaskan kontak anoda.

Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang

berbeda. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten

atau karbon, maka ion positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya,

emisi thermis semakin meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya

rendah, misal tembaga, ion positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasil emisi

thermis ini dan emisi medan tinggi akan melanggengkan proses ionisasi, sehingga

perpindahan muatan antar kontak terus berlangsung dan inilah yang disebut busur api.

Rele arus lebih – OCR memproteksi instalasi listrik terhadap gangguan antar

fasa. Sedangkan untuk memproteki terhadap gangguan fasa tanah digunakan rele Rele

Arus Gangguan tanah atau Ground Fault Relay (GFR). Prinsip kerja GFR sama dengan

Page 5: makalah etap

OCR, yang membedakan hanyalah pda fungsi dan elemen sensor arus. OCR biasanya

memiliki 2 atau 3 sensor arus (untuk 2 atau 3 fasa) sedangkan GFR ahnya memiliki satu

sensor arus (satu fasa ).

Waktu kerja rele OCr maupun GFR tergantung nilai setting dan karakteristik

waktunya (lihat posting saya mengenai hal ini disini). Elemen tunda waktu pada rele ini

pada 2, yaitu elemen low set dan elemen high set. elemen low set bekerja ketika terjadi

gangguan dengan arus hubungsingkat yang relatif kecil, sedangkan elemen high set

bkerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang cukup besar.

Gambar grafik karakteristik waktu tunda rele OCR

Pada gamabr diatas, elemen low set disetting dengan menggunakan karakteristik

inverse. Sedangkan elemen high set menggunakan karateristik definite. Pembantukan

kurva waktu tunda rele dimaksudkan agar ketika terjadi gangguan dengan arus hubung

singkat yang cukup besar (dalam grafik di atas ketika terjadi gangguan dengan arus >

2400A) maka rele akan segera memerintahkan Pemutus tenaga (PMT) untuk trip.

Rele OCR dan GFR dipasang sebagai alat proteksi motor, trafo, penghantar

transmisi, dan penyulang.  Posting kali ini menulsi tentang OCRdan GFR sebagai

proteksi trafo dan penyulang. Sebagai alat proteksi maka penggunaa rele harus

memenuhi persyaratan proteksi yaitu : cepat, selektif, serta handal. Rele harus disetting

sedemikian rupa sehingga dapat bekerja secepat mungkin dan meminimalkan bagian dari

sistem yang harus padam. Hal ini diterapkan dengan cara mengatur waktu kerja rele agar

bekerja lambat ketika terjadi arus gangguan kecil, dan bekerja semakin cepat apabila

arus gangguan semakin besar, hal ini disebut karakteristik inverse. Karakteristik inverse

dibedakan menjadi 4 seperti yang saya tulis dalam posting saya terdahulu, yaitu SI-VI-

EI-LTI.

Page 6: makalah etap

Gambar koordinasi waktu kerja rele

Pada gambar diatas, terlihat bahwa rele yang berada dipangkal berfungsi sebagai

pengaman cadangan bagi rele yang berada didepannya. semakin jauh letak gangguan

dari pangkal, maka arus gangguan akan semakin kecil, maka rele di pangkal akan

bekerja lebih lama dari pada rele yang di depannya ketika terjadi gangguan yang berada

di ujung. Oleh karena itu disusun aturan penyetaln rele OCR

kaidah setting ocr trafo dan penyulang

kaidah setting gfr trafo dan penyulang

Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang

melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh

melewatinya disebut dengan setting.

Macam-macam karakteristik relay arus lebih :

a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay)

b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)

c. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)

Page 7: makalah etap

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).

Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay).

Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus

lebih dengan karakteristik yang lain. 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, lihat gambar dibawah ini.

Gambar 2. Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay).

Relay arus lebih waktu terbalik.

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

Page 8: makalah etap

• Very inverse

• Extreemely inverse

Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay).

III. Daftar Peralatan

1. Software Instalasi Tenaga Listrik ETAP 6.0.0

2. Laptop

IV. Data Praktikum

4.1. Rangkaian Operasi Star Sequence

Page 9: makalah etap

4.2. Simulasi Hubung Singkat/ Gangguan pada bus 3

4.3. Short Circuit Summary Report

Page 10: makalah etap

4.4. Device Protection Setting

Page 11: makalah etap

IV.6. Grafik Pengaman (star1)

V. Analisis Data

5.1. Analisa simulasi gangguan pada bus 2

Page 12: makalah etap

Ketika disimulasikan gangguan pada bus 2, CB 4, Fuse, dan CB 3 mengalami trip

secara berurutan berdasarkan letak terdekat dari letak terdekat hingga terjauh dari

gangguan. Selain itu juga berdasarkan setting waktu dari masing-masing

pengaman, yaitu 0.01 – 0.07 secon pada arus 19,624 KA untuk CB4, 0.267 – 0.413

secon untuk waktu pemutusan Fuse 1 pada arus 0,755 kA. OCR 2 trip pada 5.948

secon pada arus 0.755 kA. OCR memerintahkan CB3 untuk trip pada 6.032 secon

selisih 0.0833 secon dari kerja OCR2.

5.2. Analisa Karakteristik Pengaman

1) CB 5

Pada CB5 yang terletak setelah bus 2 dengan rating 10kA, dengan tegangan

nominal 0,48 kV, dengan batasan trip antara 300-1300 A. Berdasarkan grafik

diatas, pada arus 0 sampai dengan arus 1000A CB 5 masih bekerja secara

normal. Setelah memasuki nilai 1000 A ( 10x100) – 1300 (13x100) A CB5

mengealami kondisi critical/ hendak trip membutuhkan waktu selama 0.02-0.03

seconds. Kemudian pada arus 3000A sampai 20kA membutuhkan waktu

selama 0.75 seconds untuk pecah atau rusak sehingga tidak dapat digunakan

kembali.

2) CB 4

Pada CB4 yang terletak sebelum bus 2 dengan rating 42 kA dengan tegangan

nominal 0,6 kV dengan batasan

3) CB 3

4) Fuse

5) OCR 2

VII. KESIMPULAN

VIII. REFERENSI

http://www.linksukses.com/2011/12/cara-kerja-sekering-fuse.html

http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/10/circuit-breaker-sakelar-pemutus.html