Praktikum

SISTEM PROTEKSI

RELAY GANGGUAN TANAH

Disusu Oleh :

KELOMPK 6

1. Febrio Nugrah Alganiy

2. Priyanto Wicaksono

3. Selvia Kurniawanty Herlianto

4. Yopi Andesta

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2012

Relay Gangguan Tanah

1. DFGR (Directional Ground Fault Relay / Relay Arus Gangguan Tanah

1.1 Pengertian

Rele gangguan tanah adalah suatu rele yang bekerja berdasarkan adanya

kenaikan arus yang melebihi suatu nilai setting pengaman tertentu dan dalam

jangka waktu tertentu bekerja apabila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke

tanah. Rele gangguan tanah hanya efektif dipakai untuk pentanahan netral

langsung atau dengan tahanan rendah.

Dipasang pada setiap trafo tenaga di GI (khususnya untuk sistem dengan

tahanan sentral rendah) untuk mengamankan gangguan tanah yang tidak dapat

ditangani rele arus tanah pada saluran utama, khususnya demi keselamatan

penduduk (misalnya : kawat jatuh ke tanah dengan tahanan gangguan tinggi).

1.2 Fungsi Rele Gangguan Tanah (GFR)

Fungsi relay gangguan tanah adalah untuk memproteksi peralatan dari kerusakan

yang diakibatkan bila terjadinya gangguan hubung sigkat fasa ke tanah yang

berbentuk gangguan 1 phasa, 2 phasa atau 3 phasa ke tanah.

1.3 Karakteristik Rele Gangguan Tanah (GFR)

Karakteristik rele sangat penting untuk diperhatikan guna mendapat system

pengaman yang sesuai. Rele gangguan tanah dirancang sedemikian rupa dengan

kecepatan kerja yang seketika. Dari hasil pengesetan di tempat kurva karakteristik

seperti pada gabar kurva karakteristik dibawah terlihat bahwa semakin besar arus

gangguan yang mengalir ketanah, semakin cepat waktu trip dari rele gangguan

tanah. Untuk memudahkan perhitungan arus ganggauan yang dihitung dengan

menggunakan rumus umum, yaitu :

Dimana :

C = Faktor tegangan = 1,1

Zf = Impedansi di titik gangguan

Z1,Z2,Z0 = masing-masing impedansi urutan positif, negatif dan nol

Rumus dasar yang digunakan untuk menghitung besarnya arus gangguan hubung

singkat fasa-fasa adalah sebagai berikut :

Dimana :

E = Tegangan sumber

lal = Arus urutan positif

la2 = Arus urutan negatif

Z1, Z2 = Masing-masing impedansi urutan positif dan negatif

Gambar 1.1, Karakteristik Relay Gangguan Tanah

DFGR adalah perpaduan 2 karakteristik relay yaitu :

a. DGR (Directional Ground Relay)

Rele ganguan tanah berarah dipasang pada penyulang 20 kV sebagai

pengaman utama untuk mengamankan gangguan 1 phasa ke tanah. Rele ini

bekerja berdasarkan dua besaran. Yaitu arus Io ( dari ZCT yang baru

memang baru muncul kalau ada gangguan tanah ) dan Vo ( dari PT ) Open

Delta yang menghasilkan suatu sudut dan arah tertentu. Bila salah satu

komponen tidak terpenuhi maka rele tidak akan bekerja.

b. GFR (Ground Fault Relay / Earth Fault)

Rele arus lebih tanpa arah atau GFR adalah rele yang bekerja

apabila dilalui arus yang melebihi settinganya ( dari ZCT ). Arus lebih yang

dideteksi rele ini berasal dari ganguan phasa – tanah.

Gambar 1.1, Ground Fault Relay

1.4 Setting Rele Gangguan Tanah

Setting suatu merupakan hal pokok yang harus diperhatikan dengan teliti

guna mengaplikasikan rele secara tepat dan benar. Dengan mendapat arus hubung

singkat satu fasa ke tanah pada setiap lokasi gangguan yang telah diasusikan

(panjang saluran 10 km), maka rele gangguan tanah dapat ditentukan, dalam hal

ini setelan arus dan waktu dari rele gangguan.

a. Mengitung arus gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah

Setelah mendapatkan ipedansi eqivalen sesuai dengan lokasi gangguan,

selanjutnya perhitungan arus gangguan dapat dihitung dengan menggunakan

rumus dasar. Untuk menghitung besar arus gangguan hubung singkat satu

fasa ke tanah dapat dihitung sebagai berikut :

Dimana :

I = arus urutan nol atau = I0

V = tegangan phasa sistem 20 KV

Z = jumlah impedansi urutan positif (Z1eq), impedansi urutan negatif

(Z2eq) dan impedansai urutan nol (Z0eq).

b. Perhitungan Arus Gangguan Satu Fasa ke Tanah

1. Pada saluran 25 %

2. Pada saluran 50 %

3. Pada saluran 100 %

c. Perhitungan Setting Rele Gangguan Tana (GFR)

Transformator 30 MVA, 20 KV dengan ratio CT 1000/5

Dengan rumus :

Dimana :

S = Daya semmu (Volt Ampere)

V = Tegangan dalam trafo

IG = Arus nominal trafo

Maka untuk mencari IG adalah :

Arus pada sisi sekunder CT :

Dimana : IS = Arus pada sisi sekunder CT (Ampere)

Maka dengan arus sekunder CT sama dengan 4,33 Ampere, setting diambil

tap 5 Ampere.

Arus setting GFR :

Waktu setting GFR :

DAFTAR PUSTAKA

Trip Relai Incoming Akibat Keterlambatan Sistem Proteksi pada Penyulang (Online)

(http://dc225.4shared.com/doc/nMOGiqY9/preview.html diakses 4 Juni 2012 )

Ayub, Said. Koordinasi Sistem Proteksi Over Current RelayTipe BEI-51 Pada Transformator

Daya Dengan Ground Foult Relay. 2008