Upload
eloykerz-cahyo
View
26
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
A. Pengertian
Daya Proteksi sistem tenaga adalah sistem proteksi yang dilakukan kepada peralatan-
peralatan listrik yang terpasang pada suatu sistem tenaga misanya generator, transformator
jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu
Sendiri Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain : hubung singkat,tegangan lebih,
beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain lain.
Proteksi itu diperlukan :
Untuk menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan peralatan
akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem).Semakin cepat reaksi
perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikitlah pengaruh
gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat
Untuk cepat melokalisir luas daerah terganggu menjadi sekecil
mungkin
Untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang
tinggi kepada konsumsi dan juga mutu listrik yang baik.
Untuk mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan
oleh listrik.
Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari pelbagai tipe gangguan pada
suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara
efektif. Jika terjadi gangguan pada
sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat
mengoeprasikan circuit-circuit yang tepat untuk.mengeluarkan sistem yang terganggu atau
memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator
untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana
yang diperoperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual. Mengingat arus
gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan proteksi. Hal ini perlu
suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal
tersbut dan selanjutnya mengistruksikan circuit-circuit yang tepat untuk bekerja
memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Peralatan tersebut kita kenal dengan
relay. Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang sehubungan
mempunyai dua fungsi pokok. :
1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagian-bagian yang
lainnya tetap beroperasi seperti biasa.
2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating),
pengaruh gaya-gaya mekanik dst.
Koordinasi antara relay dan circuit breaker (CB) dalam mengamati dan memutuskan
gangguan disebut sebagai sistem proteksi. Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam
mempertahankan arus
kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang
ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka
keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang
berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula. Perlu
diingat bahwa pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kwadrat dari arus :
H = 12 Rt Joules
Dimana :
H = panas yang dihasilkan (Joule)
I = arus konduktor (ampere)
R = tahanan konduktor (ohm)
t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)
Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik
mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering atau Circuit
Breaker. Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan
proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas
arus hubung singkat “breaking capacity” atau Repturing Capacity. Disamping itu proteksi
yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal
secara terus menerus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).
2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak
menyebabkan peralatan bekerja
3. Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi
cukup lama sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar.
4. Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang
disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi.
5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya
pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap
beroperasi.
Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan
sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif lebih lama dan mempunyai
fungsi inverse terhadap kwadrat dari arus.Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan
jika action dari sekering
atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat mencapai
harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan mekanik.
2. unit proteksi
Sistem overcurent dinilai dijelaskan sebelumnya tidak memenuhi persyaratan
perlindungan dari system listrik Seperti yang terlihat dalam Bab 10, grading tidak mungkin
untuk dicapai dalam jaringan panjang dan tipis dan juga dapat melihat bahwa penilaian
pengaturan dapat menyebabkan tersandung lagi kali lebih dekat ke sumber, yang tidak
selalu diinginkan. Masalah-masalah ini telah memberikan cara untuk konsep 'unit
perlindungan' di mana sirkuit tersebut dibagi menjadi beberapa bagian diskrit tanpa
mengacu pada bagian lainnya.
3. proteksi back up
Hal ini diperlukan untuk memberikan perlindungan tambahan untuk memastikan
isolasi kesalahan ketika ekor perlindungan utama untuk berfungsi dengan benar. Ini
perlindungan tambahan disebut sebagai 'Back-up'protection. Sebagai contoh, mengacu pada
gambar di atas, menganggap bahwa kesalahan telah terjadi pada feeder dan bahwa pemutus
di A gagal untuk membuka. Untuk menghapus kesalahan ini, sirkuit yang mampu
untuk memberi makan saat untuk kesalahan melalui pemutus terjebak A harus
dibuka. Kesalahan ada di luar zona perlindungan utama dan hanya dapat dibersihkan oleh
perlindungan back-up yang terpisah. Back-up perlindungan harus ditunda untuk
memungkinkan waktu untuk selektif isolasi the.fault oleh perlindungan utama atau unit.
4. Persyaratan Kualitas Proteksi
Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan
sistem proteksi yang efektif yaitu :
a). Selektivitas dan Diskrimanasi
Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem
dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.
b). Stabilitas
Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona
yang melindungi (gangguan luar).
c). Kecepatan Operasi
Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar
kerusakan peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian
yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan
sinkronisasi dengan sistem
selebihnya. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistemsistem tegangan
tinggi adalah 140 ms. Dimana mendatnag waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms
sehingga memerlukan relay dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying)
d) Sensitivitas (kepekaan)
Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan
besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus
sekunder (trafo arus).
e). Pertimbangan ekonomis
Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis,oleh karena
jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan
yang pokok dipenuhi. Dalam sistem-sistem trtansmisi justru aspek teknis yang penting.
Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan
jaminan terhadap
kelangsungan peralatan sistem adalah vital. Biasanya digunakan dua sistem proteksi
yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up)
f). Realiabilitas (keandalan)
Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya
proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).
g) Proteksi Pendukung
Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan
yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak
bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi
utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo-
trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama
melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil
diantara zona-zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit
breakercircuit breaker tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up
(yang dinamakan remote back up) akan memberikan perlindungan karena berlapis
dengan zona-zona utama seperti pada gambar berikut ini:
5. Metode mendapatkan selektivitas
Metode yang paling positif dan efektif untuk mendapatkan selektivitas adalah
penggunaan diferensial perlindungan. Untuk instalasi kurang penting, selektivitas dapat
diperoleh, dengan mengorbankan kecepatan operasi, dengan waktu-dinilai
perlindungan.Prinsip unit perlindungan awalnya didirikan oleh Merz dan harga
yang pencipta skema perlindungan diferensial yang mendasar. Sistem ini pada dasarnya
mempekerjakan arah arus daripada nilai yang sebenarnya mereka, melindungi zoni
tertentu b1 mgans mendeteksi arus beredar melalui anirelays percontohan kabel. Dasar
prinsip ini terkenal bentuk perlindungan sekarang akan dipertimbangkan.
6. Differensial proteksi
Perlindungan Diferensial, seperti namanya, membandingkan arus masuk dan
keluar zona dilindungi dan beroperasi ketika diferensial antara curre-nts
melebihi ditentukan besarnya. Perlindungan jenis ini dapat dibagi menjadi dua jenis,
yaitu seimbang dan seimbang saat tegangan.
a. Balanced circulating current system
The CI dihubungkan secara seri dan sekunder saat ini bersirkulasi di antara
mereka. Relay terhubung di titik tengah sehingga tegangan relay secara teoritis nii, karena
itu tidak ada curent melalui relay dan maka tidak ada operasi untuk setiap kesalahan
cutsirte zona dilindungi. Similariy bawah norrnal kondisi arus, meninggalkan zona A dan B
adalah sama, sehingga relay tidak aktif oleh keseimbangan saat. dalam kondisi rusak
intern (yaitu antara CT di akhir A dan B) estafet operares- Hal ini pada dasarnya
disebabkan oleh arah arus membalikkan pada akhir B membuat kesalahan arus mengalir
dari B ke A bukannya normar A ke kondisi B pada gambar earrier
b. seimbang tegangan SISTEM
Seperti namanya itu adalah mungkin untuk menciptakan tegangan yang
seimbang di seluruh relay pada akhirnya A dan B end di bawah iklan sehat
atau-of-zona kondisi kesalahan. Dalam pengaturan ini, crs terhubung ke oplre d
o.ter (lihat Gambar 13.4).tegangan yang dihasilkan oleh
sekunder currens ae od ryt 6ppr6si1s, sehingga ada aliran arus di pilot atau
relay, maka stabil pada kondisi gangguan melalui.Uuder kesalahan internal
kondisi relay
c. .Transformer differential protection
Sebuah diferensial transformator sistem proteksi yang khas juga
mengadopsi arus beredar Prinsip. Titik flrst yang perlu diperhatikan adalah
bahwa CT di satu sisi yang terhubung di delta sementara mereka terhubung
dalam bintang di sisi lain. Hal ini telah dilakukan selama dua alasan:
l. Untuk mengoreksi pergeseran fasa-melalui transformator untuk mendapatkan
- Cophasal arus pada relay.
2. Untuk mencegah relay dari operasi tidak benar untuk gangguan bumi
eksternal sisi transformator daya di mana gulungan yang terhubung dalam
bintang dengan netral dibumikan.
Melalui-saat bias diperlukan pada relay ini tidak hanya untuk unbalances
melekat
para CTs tetapi juga untuk mengurus segala tappings tegangan pada
transformator yang disediakan oleh tap-changer. Sebagai contoh, sebuah
transformator memiliki rasio nominal l32l40kV memiliki
tekan mengubah rentang dari +15 ke-5Vo di sisi kV 40 akan memiliki rasio CT
dipilih untuk
harus seimbang di midtap, yaitu BA42kV. Di atas dibahas lebih rinci dalam Bab
7. komponen sistem proteksi
Komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari :
o Circuit Breaker (PM)
o Relay
o Trafo arus (CT)
o Trafo tegangan (PT)
o Kabel control
Pembangkit tenaga listrik dalam aliran daya sangat menentukan keterca-
pain suatu sistem yang sempurna. Suatu pembangkit tenaga listrik mempunyai
berbagai macam bahan bakar untuk bisa membangkitkan energi listrik yang
dibutuhkan oleh konsumen. Bahan bakar itu tendiri antara lain :
Air
Batu bara
Minyak
Diesel
Matahari
Microhidro
Uap
Petir
Nuklir
Angin
Setelah bahan bakar sudah tersedia untuk membangkitkan energi listrik terse-
but, maka dibutuhkan suatu tubin listrik untuk memutar poros dari generator,
yang fungsi dari generator tersebut adalah merubah energy mekanik yang diter-
ima dari turbin untuk menghasilkan energi listrik yang dibutuhkan oleh kon-
sumen, atau bisa dikatakan prinsip kerja dari generator adalah kebalikan dari
prinsip kerja dari motor listrik.
Dalam suatu generator pada pusat pembangkit tentu dilengakapi dengan alat
proteksi supaya bisa terhindar dari gangguan yang tidak diinginkan, supaya be-
ban yang diterima pada sisi konsumen bisa sampai dengan baik maka perlu
pada generator dipasang alat alat pengaman atau alat proteksi seperti FUSE,
RELAY, MCCB dan banyak lagib alat pengaman pada sistem generator.-
Mengingat akan fatalnya akibat dari apabila terjadi gangguan pada
generator ,tentu untuk pemasangan alat alat proteksi perlu diperhitungkan se-
cara detil dan sangat teliti.
Mesin-mesin dengan rancangan terbaru pada umumnya jarang sekali
mengalami gangguan, hal ini disebabkan karena adanya penggunaan bahan-ba-
han bermutu tinggi, teknis pengerjaan dan pengendalian mutu yang lebih baik,
jika dibanding dengan mesin-mesin buatan terdahulu. Walaupun demikian ke-
mungkinan terjadinya gangguan tidak dapat dihindarkan. Gangguan dapat
menyebabkan kerusakan pada mesin yang sedang dioperasikan dan biasanya
akan diikuti dengan pemutusan suplai. Mengingat generator merupakan perala-
tan yang penting dan nilainya juga cukup mahal (biaya penggantian maupun
perbaikan mesin lama) maka diusahakan pengaruh gangguan dibatasi sampai
sekecil mungkin. Antara lain dengan menditeksi keadaan gangguan secara tepat
dan mengisolasikan mesin terhadap sistem yang sehat secara cepat.
Gangguan pada generator antara lain dapat disebabkan oleh:
a. Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.
b. Beban lebih (overload).
c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.
d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.
e. Kehilangan medan penguat (loss of field).
f. Daya balik (motoring).
g. Out of step.
Sebagian besar gangguan di atas perlu dihilangkan dengan cara
melepaskan generator terhadap sistem melalui pemutus tenaga utama (main cir-
cuit breaker) dan bila memungkinkan melepas pemutus tenaga medan penguat.
Untuk jenis gangguan tertentu selain cara di atas, mesin penggerak dihentikan
beroperasi. Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang diizinkan bi-
asanya sistem hanya memberikan peringatan saja. Mempertimbangkan segi pro-
duksi, pemeliharaan generator dan pemeliharaan peralatan pengamannya.
8. PROTEKSI GENERATOR
Adapun gangguan pada generator dan cara memproteksinya yaitu:
a. Hubung singkat
Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.
Gangguan pada lilitan stator dapat diklasifikasikan sebagai gangguan
hubung singkat fasa ke fasa, hubung singkat fasa dengan tanah, hubung singkat
antara lilitan dengan lilitan pada fasa yang sama dan rangkaian terbuka. Kega-
galan isolasi lilitan dapat disebabkan oleh tegangan lebih, menurunnya keta-
hanan dielektrik, atau kombinasi keduanya. Tegangan lebih dapat disebabkan
oleh switching transient, petir, atau gabungan kecepatan lebih dengan beban hi-
lang yang mendadak. Menurunnya ketahanan dielektrik dapat disebabkan oleh
penuaan, panas pada isolasi, pengumpulan kotoran, korona, kelembaban,
pemeliharaan yang salah, adanya benda asing yang masuk kedalam isolasi mis-
alnya seperti kipas (fan) yang patah dan menghantam lilitan atau air sistem
pendingin stator bocor. Jika kerusakan isolasi lilitan dapat dicegah sebelum
laminasi rusak, maka perbaikan masih dapat dilakukan dengan mengganti
kumparan yang rusak, akan tetapi jika laminasi pada inti besi yang rusak, per-
baikan yang dilakukan sudah tidak efisien lagi. Oleh sebab itu sedapat mungkin
gangguan harus dihilangkan sebelum timbul kebakaran yang biasanya dapat
merusak laminasi inti. Untuk mendapatkan pengaman yang baik maka dian-
jurkan agar menggunakan rele diferensial generator.
Hubung singkat fasa ke fasa.
Untuk mengamankan masing-masing lilitan fasa generator dapat meng-
gunakan rele arus lebih yang dihubung diferensial. Rele diferensial arus ini da-
pat menggunakan rele arus lebih yang sederhana atau yang dilengkapi dengan
pelambatan waktu, atau dapat juga menggunakan rele diferensial persentase
dengan restrain yang linier atau yang dapat berubah. Untuk mendapatkan rele
diferensial dengan kepekaan yang maksimum, maka trafo arus yang digunakan
pada masing-masing ujung harus benar-benar sama. Meskipun hal ini sudah di-
lakukan, pengamanan diferensial yang menggunakan rele arus lebih masih
mempunyai keterbatasan terhadap kesalahan kerja yang disebabkan arus gang-
guan luar yang sangat besar.
Hubung Singkat Fasa dengan Fasa.
Generator-generator tegangan tinggi biasanya dihubung bintang dengan
titik netralnya dapat ditanahkan secara langsung atau melalui impedansi atau
sama sekali tidak ditanahkan. Penggunaan impedansi pada suatu sistem pen-
tanahan dimaksudkan untuk membatasi arus hubung singkat ketanah agar tidak
lebih besar dari arus hubung singkat tiga fasa. Umumnya lilitan generator di-
harapkan tidak tahan terhadap arus lebih yang lebih besar dari arus hubung
singkat tiga fasa. Tingkat daya guna rele diferensial terhadap arus gangguan
tanah tergantung terhadap besar arus gangguan tanah yang timbul. Bila sistem
yang ditanahkan dengan impedansi rendah, biasanya arus gangguan tanah yang
terjadi besar dan diharapkan rele dapat bekerja dengan baik kecuali jika terjadi
gangguan pada sebagian kecil lilitan yang dekat dengan titik netral. Demikian
sebaliknya jika generator ditanahkan dengan impedansi tinggi maka arus gang-
guan tanah yang terjadi cukup kecil dan biasanya rele diharapkan tidak bekerja.
Untuk mengamankan gangguan ini maka digunakan rele lain. Penggunaan rele
diferensial pada sistem yang ditanahkan dengan tahanan tinggi menyebabkan
kepekaan rele terhadap gangguan tanah sangat rendah.
Hubung Singkat Antar Lilitan Pada Fasa Yang Sama.
Walaupun rele diferensial dapat menditeksi gangguan hubung singkat antar fasa
hampir pada semua lilitan generator tetapi rele ini tidak dapat menditeksi gang-
guan hubung singkat antar lilitan pada fasa yang sama. Bermacam-macam
skema pengaman telah dibuat namun umumnya tidak praktis dan terbatas pada
konstruksi generator itu sendiri. Untuk generator yang mempunyai lilitan tung-
gal (single layer) hubung singkat antar lilitan pada fasa yang sama tidak akan
terjadi tanpa mengikut sertakan gangguan hubung tanah. Umumnya pengaman
gangguan ini jarang sekali digunakan dalam praktek.
Rangkaian Terbuka Pada Lilitan.
Kejadian rangkaian terbuka pada generator modern adalah hal yang sulit terjadi
karena bentuk fisik penghantar dan pelindung khusus yang ada pada kon-
struksinya cukup kuat dan biasanya tidak diterapkan rele pengaman yang
khusus untuk menditeksi rangkaian terbuka.
b. Beban lebih (overload).
Kenaikan suhu disebabkan oleh karena pembebanan lebih pada generator
yang terlalu lama, ventilasi yang kurang sempurna atau karena banyak kotoran
yang menempel pada isolasi lilitan stator sehingga menghambat pelepasan lili-
tan stator.Aliran minyak pelumas yang kurang baik juga bisa menyebabkan
suhu yang tinggi. Untuk mengamankan generator terhadap masalah suhu yang
tinggi,biasanya dipakai sebuah relai arus lebih tunda waktu atau dipakai relay
suhu yang pada tahap pertama membunyikan alarm dan pada tahap berikutnya
mentrip PMT generator.
c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing
Panas lebih pada rotor dapat terjadi karena adanya arus lebih pada rotor
yang disebabkan oleh gangguan pada sistem ventilasi, single phasing atau op-
erasi arus yang tidak seimbang pada stator. Selain dari itu panas pada rotor da-
pat disebabkan oleh arus medan lebih sebagai akibat dari gangguan pada rheo-
stat dan gangguan pada pengaturan tegangan. Sehubungan dengan hal tersebut
ada pendapat yang mengatakan bahwa rangkaian medan penguat agar
dilengkapi dengan pengaman arus lebih. Meskipun kenaikan temperatur yang
cukup kecil dapat diditeksi pada keluaran udara dari media pendingin tetapi ini
tidak menjamin sumber panas berasal dari gangguan pada rotor mungkin saja
dari bagian yang lain. Terlepasnya salah satu fasa atau arus stator yang tidak se-
imbang dapat menimbulkan panas setempat yaitu pada permukaan kutub rotor
selain itu juga akan timbul vibrasi yang dapat merusak pondasi mesin atau
mesin itu sendiri. Pengaman keadaan tidak seimbang biasanya tidak dipasang di
rotor tetapi pada feeder generator.
Untuk mencegah arus sirkulasi yang melalui bearing yang dapat menye-
babkan kerusakan pada bearing yang diakibatkan oleh arus tersebut maka di-
pasang suatu bahan isolasi antara lempengan pelat dan bantalan main outboard
mesin. Apabila isolasi ini rusak atau terjadi hubung singkat antara keduanya
maka bearing akan mengalami cacat yang disebabkan oleh muatan listrik statis.
Keadaan ini dapat diditeksi dengan menggunakan rele arus lebih yang salah
satu terminalnya dihubung pada dudukan bearing dan yang sebuah lagi di-
hubungkan ke poros generator dengan menggunakan kontak sikat berisolasi.
Lapisan minyak pada bearing dapat mencegah kumparan kerja rele hubung
singkat.
d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.
Tegangan lebih yang dibangkitkan generator terutama disebabkan oleh
putaran lebih akibat pelepasan beban yang mendadak. Governor pada generator
mengatur kecepatan putaran agar putarannya tetap normal. Namun, rentang
waktu yang diperlukan cukup lama sehingga pada saat itu terjadi tegangan lebih
yang sangat membahayakan piranti-piranti kelistrikan lainnya. Tegangan lebih
ini akan merusakkan isolasi kumparan generator akibat panas yang berlebihan.
(Over Voltage Relay) Pengaman tegangan lebih dianjurkan untuk diterapkan
pada generator yang digerakkan oleh tenaga air di mana permasalahan uta-
manya adalah terjadinya kecepatan lebih (over speed) sebagai akibat terlepas-
nya beban besar secara mendadak. Tegangan lebih dapat juga disebabkan oleh
kerusakan pada pengatur tegangan otomatis (AVR). Rele tegangan lebih dapat
dipasang dengan menyisipkan tahanan pada penguat atau pada rangkaian
medan generator untuk mengoperasikan alarm atau menghentikan operasi
mesin yang sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan.
Penggerak mula generator dapat mengalami kecepatan lebih (overspeed) dalam
keadaan kerja yang tidak normal, untuk itu maka generator harus dilengkapi
dengan pengaman kecepatan lebih. Alat ini dapat digabungkan dengan sistem
governor penggerak mula atau dapat juga menggunakan sentrifugal device. Jika
peralatan pengaman kecepatan lebih mekanis tidak dipasang maka rele frek-
wensi harus digunakan. Pada generator turbin kapasitas besar mempunyai
pengaman kecepatan lebih yang dapat mentripkan throtle valve jika kecepatan
normal terlampaui sekitar 10%. Sedangkan penggerak mula tenaga air ke-
cepatan lebihnya dapat mencapai sekitar 220% dari kecepatan normalnya.
e. Kehilangan medan penguat (loss of field).
Bilamana generator yang sedang dibebani medan penguatnya hilang maka ko-
pling magnit antara rotor dan stator menjadi lemah dan putaran rotor akan men-
dahului medan magnit stator, sistem kehilangan sinkronisasi. Bila keadaan ini
dibiarkan berlangsung dapat membahayakan operasi generator dan sistem. Gen-
erator akan bekerja sebagai generator induksi, di mana akan timbul arus sirku-
lasi yang sangat besar pada permukaan rotor, khususnya pada bagian ujung dan
ini dapat menimbulkan panas yang berbahaya pada daerah setempat dan pada
ujung lengkungan irisan alur metal. Tegangan induksi atau arus induksi akan
timbul pada lilitan medan yang tergantung pada apakah lilitan itu terhubung
singkat sempurna atau terbuka. Arus sirkulasi ini akan menimbulkan panas dan
dapat merusak rotor.
Untuk kehilangan medan penguat yang sempurna pada generator besar yang
tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis dapat menyebabkan penu-
runan tegangan sampai batas yang serius yang dicapai tidak lebih dari 10 sam-
pai 15 detik. Dan apabila generator tersebut mewakili sebagian besar pem-
bangkitan daya tegangan rendah yang serius dapat dicapai dalam waktu kurang
dari satu detik.
Pengaman kehilangan medan telah dikembangkan untuk dapat melin-
dungi generator terhadap kehilangan medan sebagian atau seluruhnya. Untuk
menghindari kesalahan pemutusan akibat adanya surja sesaat maka perlu men-
erapkan penunda waktu yang mungkin ada pada rele itu sendiri atau dengan
memasang rele penunda waktu bantu. Jika pengaman kehilangan medan dimak-
sudkan sebagai pengaman utama sistem dan generator, rele tegangan kurang da-
pat diterapkan pada skema untuk mengendalikan pemutusan, tetapi tidak mudah
menentukan nilai penyetelan rele yang mampu menjaga sistem dan generator
terhadap kerusakan. Pengaman kehilangan medan penguat dapat diterapkan
apabila salah satu atau lebih keadaan berikut ini terpenuhi.
Jika generator tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis.
Salah satu generator yang dioperasikan paralel lebih besar dari lainnya.
Generator mempunyai hubungan listrik yang mudah sekali terlepas.
Salah satu usaha yang dilakukan untuk mencegah pengaruh kehilangan
medan pada saat pemutus tenaga generator tertutup yaitu dengan memasang sis-
tem interlock. Dengan menggunakan interlock setiap pemutusan medan penguat
akan diikuti dengan pemutusan pemutus tenaga generator pada saat pengop-
erasian.
f. Daya balik (motoring).
Generator yang digerakkan oleh turbin uap apabila uapnya hilang, maka gener-
ator bekerja sebagai motor induksi dimana mesin seharusnya mensuplai tenaga.
Dalam keadaan seperti ini generator menerima suplai tenaga listrik dari sistem.
Untuk mencegah kerusakan akibat gangguan ini maka generator harus
dilengkapi dengan rele daya arah yang peka. Fungsi dari rele ini diatur
sedemikian rupa misalnya dapat memberikan isyarat peringatan dini atau mem-
berikan isyarat pada rangkaian pemutus tenaga untuk melepaskan generator ter-
hadap sistem. Untuk generator yang digerakkan oleh mesin diesel juga dapat
menerapkan rele ini.
g. Out of step.
Suatu generator yang dioperasikan dapat mengalami out of step yang meru-
pakan permasalahan pokok yang dapat menyebabkan kerusakan poros kopling
atau pasangan stator.
Dari gangguan gangguan dan proteksi generator diatas ada juga gangguan gen-
erator dari luar. Generator umumnya dihubungkan ke rel (busbar). Beban dipa-
sok oleh saluran yang dihubungkan ke rel. Gangguan kebanyakan ada di saluran
yang mengambil daya dari rel.
Instalasi penghubung generator dengan rel umumnya jarang mengalami gang-
guan. Karena rel dan saluran yang keluar dari rel sudah mempunyai proteksi
sendiri, maka proteksi generator terhadap gangguan luar cukup dengan relay
arus lebih dengan time delay yang relatif lama dan dengan voltage restrain.
Arus Hubung Singkat Generator turun sebagai fungsi waktu.
Hal ini disebabkan oleh membesarnya arus stator yang melemahkan
medan magnit kutub (rotor) sehingga ggl dan tegangan jepit Generator
turun.
Untuk menjamin kerjanya Relay sehubungan dengan menurunnya arus
hubung singkat Generator, diperlukan Voltage Restrain Coil.
Mengingat karakteristik hubung singkat Generator yang demikian, pada
Generator besar dipakai juga Relay Impedansi.
Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang diizinkan biasanya sistem
hanya memberikan peringatan saja. Menentukan tindakan seperti yang dise-
butkan di atas harus dilakukan secara cermat dan hati-hati, karena kesalahan
dalam menentukan dapat mempengaruhi tingkat pelayanan yang baik.
Memilih jenis rele yang sesuai dengan jenis gangguan yang mungkin
timbul. Mengkoordinasi penyetelan rele yang satu dengan yang lainnya
Mempertimbangkan segi produksi, pemeliharaan generator dan pemeli-
haraan peralatan pengamannya.
h. Mengadakan tenaga-tenaga operator dan teknisi pemeliharaan yang
memadai.
Apabila keempat faktor di atas dapat dipenuhi maka diharapkan kelangsun-
gan pengoperasian dapat berjalan dengan lancar.
B. KESIMPULAN
Sebagai sumber energi listrik dalam suatu sistem tenaga, generator
memiliki peran yang penting, sehingga tripnya PMT/CB generator sangat tidak
dikehendaki karena sangat mengganggu sistem, terutama generator yang ber-
daya besar. Dan juga karena letaknya di hulu, PMT/CB generator tidak boleh
mudah trip tetapi juga harus aman bagi generator, walaupun didalam sistem
banyak terjadi gangguan Untuk menjaga keandalan dari kerja generator, maka
dilengkapilah generator dengan peralatan-peralatan proteksi. Peralatan proteksi
generator harus betul-betul mencegah kerusakan generator, karena kerusakan
generator selain akan menelan biaya perbaikan yang mahal juga sangat meng-
ganggu operasi sistem. Proteksi generator juga harus mempertimbangkan pula
proteksi bagi mesin penggeraknya, karena generator digerakkan oleh mesin
penggerak mula.