Thursday, December 6, 2007

Proteksi Geno

JENIS-JENIS GANGGUAN GENERATOR / GENERATOR TROUBLES

  1. GANGGUAN PENGGERAK AWAL

Generator dengan penggerak awal mesin diesel harus dilengkapi dengan pengaman terhadap kerja balik atau gangguan monitoring karena gangguan-gangguan mekanik. Akibat adanya tekanan balik maka generator perlu dilengkapi dengan pengaman gangguan monitoring untuk menghindari kerusakan-kerusakan yang terjadi. Pada saat ada kerusakan pada penggerak awal, maka ada daya balik dalam kumparan stator sehingga generator perlu dilengkapi dengan relai daya balik (Reverse Power Relay) dengan karakteristik tunda waktu terbalik.

  1. GANGGUAN HILANG PENGUATAN

Meskipun gangguan pada penguat generator jarang terjadi, namun gangguan ini dapat menyebabkan terganggunya kelangsungan kerja generator. Untuk itu pada generator perlu dilengkapi pengaman terhadap hilang penguatan (Loss of Field Relay).

  1. GANGGUAN ARUS LEBIH

Gangguan arus lebih pada generator sering kali terjadi akibat adanya hubung singkat atau beban lebih. Pada saat ini generator telah dibuat sedemikian rupa sehingga mampu bertahan terhadap adanya arus lebih, meskipun tidak terlalu lama. Namun demikian pengaman terhadap arus lebih sangat diperlukan agar generator terhindar dari kerusakan akibat arus lebih yang berkepanjangan (Over Current Relay).

  1. GANGGUAN PUTARAN LEBIH

Putaran lebih pada generator disebabkan adanya penurunan beban yang mendadak. Sebenarnya pada generator telah dilengkapi dengan perangkat governor. Pada saat terjadinya pelepasan beban, governor tersebut akan mengatur atau menutup katup darurat (emergency valve) sehingga tidak terjadi putaran yang berlebihan. Namun demikian generator masih perlu dilengkapi dengan pengaman terhadap putaran lebih yang mampu memberikan sinyal triping pada pemutus tenaga (Over Speed Relay)

  1. GANGGUAN TEGANGAN 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)

  1. GANGGUAN KETIDAK SEIMBANGAN BEBAN

Ketidakseimbangan beban generator biasanya disebabkan adanya kebocoran atau hubung singkat penghantar ketanah atau antarpenghantar. Juga bisa disebabkan oleh adanya beban yang tidak seimbang pada ketiga fase generator. Gangguan ini menyebabkan adanya arus urutan negatif yang mengalir pada penghantar bernilai nol. Pada keadaan demikian generator harus segera diamankan agar kerusakan dapat dihindari (Neutral Ground Relay)

  1. GANGGUAN ISOLASI

Kegagalan isolasi pada kumparan generator akan menyebabkan gangguan-gangguan hubung singkat , baik hubung singkat didalam kumparan, antar kumparan, maupun hubung singkat kumparan dengan inti besi. Banyak faktor yang menyebabkan terjadinya kegagalan isolasi, antara lain terjadinya tegangan lebih, panas yang berlebihan pada kumparan, kerusakan pada sistem pendingin atau ventilasi maupun adanya vibrasi yang berlebihan.


RELAY PENGAMAN GENERATOR / Generator Protection Relays

  1. PENGAMAN HILANG PENGUATAN / Loss of Field Relay

Hilang penguatan pada generator akan menyebabkan pemanasan yang berlebihan pada kumparan stator serta menyababkan generator keluar dari sinkronisasi sitem. Untuk mengamankan terjadinya hilang penguatan biasanya digunakan relai arus kurang (under current relay) dan relai tegangan kurang (under voltage relay). Pengaman hilang penguatan (Loss of Field Relay) bekerja memutuskan pemutus tenaga generator dengan terlebih dahulu membuka alarm agar operator dapat melakukan langkah-langkah pengamanan. Sistem pengaman ini biasanya digunakan pada generator-generator dengan tegangan tinggi dan kapasitas cukup besar, yaitu 6 KV atau lebih dengan kapasitas 10 MVA atau lebih

  1. PENGAMAN ARUS LEBIH / Over Current Relay

Relai arus lebih digunakan sebagai pengaman generator, terutama terhadap gangguan-gangguan didepan pemutus tenaga (PMT) generator, baik antar fase maupun gangguan fase ketanah. Penyetelan tunda waktu dari relai harus mempertimbangkan kemampuan generator untuk bertahan terhadap kondisi hubung singkat yang terjadi didepan generator. Sebagaimana diketahui bahwa pada saat terjadi hubung singkat, ada tiga kondisi arus atau reaktansi yang ada pada generator , yaitu arus subperalihan (subtransient), arus peralihan (transient), dan arus tetap (steady state). Oleh karena itu, penyetelan (settings) arus dan tunda waktu hendaknya juga mempertimbangkan kondisi-kondisi tersebut . Penyetelan arus hendaknya lebih besar dari nilai arus nominal generator sehingga memungkinkan generator mampu menahan beban lebih untuk beberapa detik. Hal yang penting pada pengaman generator terhadap arus lebih adalah adanya koordinasi relai, baik koordinasi besaran arus maupun waktu tundanya (time delay). Disamping itu perlu dipertimbangkan pula adanya relai-relai pengaman cadangan (back-up) pada generator.

  1. PENGAMAN TEGANGAN LEBIH / Over Voltage Relay

Didalam generator biasanya sudah dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis (AVR), yang akan mengatur kestabilan tegangan keluarannya. Namun demikian untuk mengantisipasi kalau pengatur tegangan otomatis gagal bekerja, maka relai tegangan lebih digunakan sebagai pengaman. Relai tegangan lebih (Over Voltage Relay) yang digunakan dilengkapi dengan piranti tunda waktu (time delay) agar diperoleh selektivitas yang memadai, khususnya untuk koordinasi dengan karakteristik pengatur tegangan otomatis. Relai tegangan lebih digunakan pada generator-generator yang mempunyai kapasitas sekitar 10MVA keatas dengan tegangan kerja 6 KV atau lebih.

  1. PENGAMAN DIFERENSIAL / Differential Relay

Relai diferensial digunakan untuk mengamankan generator dari kerusakan akibat adanya gangguan internal pada kumparan stator. Dua unit transformator arus (CT) masing-masing dipasang pada kedua sisi kumparan generator, Sekunder CT terhubung bintang yang ujung-ujungnya dihubungkan melalui kawat-kawat pilot. Pada kondisi normal dan tidak ada gangguan internal, besarnya arus kedua sisi kumparan sama, sehingga arus yang mengalir pada sisi-sisi sekunder CT juga sama. Hal ini menyebabkan tidak ada arus yang mengalir pada relai. Pada saat terjadi gangguan pada kumparan generator, mungkin fase dengan fase atau fase dengan ground, maka arus yang mengalir pada kedua sisi kumparan akan berbeda, sehingga ada arus yang mengalir pada relai. Relai bekerja menarik kontak sehingga kumparan triping mendapat tenaga dari catudaya searah yang selanjutnya akan menarik kontak pemutus tenaga untuk memutuskan hubungan generator dengan sistem.

  1. PENGAMAN STATOR HUBUNG TANAH / Ground Fault Relay

Pengaman ini digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan-gangguan stator hubung tanah pada generator yang dihubungkan dengan transformator tenaga. Relai ini dapat mendeteksi gangguan-gangguan tanah sampai 95% dari kumparan generator. Sedangkan dengan peralatan kompensasi khusus dapat mendeteksi sampai 100% dari kumparan generator. Adanya gangguan hubung tanah pada stator harus segera diatasi, sebab gangguan ini dapat menimbulkan panas yang berlebihan, kerusakan laminasi alur generator bahkan kebakaran. Oleh karena itu, jika terjadi gangguan seperti itu: pemutus generator, pemutus arus penguat medan, dan penggerak awal harus secepatnya dimatikan.

  1. PENGAMAN DAYA / Reverse Power Relay

Pengaman ini terutama menggunakan relai daya balik untuk mengamankan mesin-mesin penggerak generator. Dengan membalik arah-arah operasinya, relai ini bisa digunakan sebagai relai daya balik atau relai daya kurang. Relai ini mempunyai sudut pengukuran 90 atau 0 dan dapat digunakan untuk berbagai keperluan sebagai berikut: Relai Daya Balik: Dimanfaatkan untuk alat-alat: turbin gas dan uap dengan kapasitas 30 MVA atau lebih, hidroturbin kaplan atau francis, mesin-mesin diesel. Relai Daya Kurang: Dipakai untuk turbin pompa. Relai Pemantau, Relai yang memantau daya pada titik transfer diantara sistem-sistem tenaga yang di interkoneksikan. Relai Daya Lebih untuk diesel

  1. RELAI URUTAN NEGATIF / Negative Sequence Relay

Arus urutan negatif timbul pada generator karena adanya beban tidak simetris. Arus ini akan menyebabkan pemanasan yang berlebihan pada rotor generator. Salah satu contoh relai urutan negatif dari Brown-Boveri mempunyai karakteristik tunda waktu yang dapat diatur. Relai ini mempunyai dua tahapan dimana tahapan pertama disetel pada 7-15% dari ketidakseimbangan yang digunakan hanya sebagai indikasi. Sedangkan tahapan kedua disetel pada 20-40% dari ketidakseimbangan yang digunakan untuk triping. Rangkaian relai menggunakan rangkaian penyaring urutan negatif yang keluarannya sebanding dengan arus komponen urutan negatif.

  1. RELAI SUHU / Thermal Relay

Relai suhu digunakan untuk mendeteksi adanya panas yang berlebihan pada kumparan stator generator. Panas yang timbul pada kumparan stator dapat terjadi karena adanya gangguan hubung singkat pada kumparan, baik antar fase maupun pada kumparan fase sendiri. Disamping itu sistem pendingin yang kurang memadai tidak bisa menurunkan suhu kumparan stator pada saat generator tersebut aktif. Relai suhu menggunakan elemen pemanas yang dialiri arus listrik dari transformator arus (CT) dari kumparan generator. Relai ini terdiri dari kepingan logam yang dipanaskan oleh arus listrik yang mengalir pada elemen pemanas. Pada kondisi arus lebih, kepingan logam akan memuai dan menutup kontak triping akibat panas yang berlebihan yang dipancarkan oleh elemen pemanas.

  1. RELAY MEKANIK / Mechanical Relay

Beberapa relai mekanik yang digunakan untuk mengamankan generator adalah: relai getaran (vibrasi), relai tekanan minyak pelumas, relai suhu bantalan, relai tekanan gas hidrogen pendingin generator dan relai putaran lebih.


PENGAMAN GENERATOR / Generator Protections

- PENGAMAN STATOR:
Pengaman tegangan lebih (OVR), Pengaman Arus lebih (OCR), Pengaman Beban lebih (OLR), Pengaman Diferensial (DIFF. RELAY), Pengaman Jarak (DISTANCE RELAY) / (cadangan), Pengaman gangguan didalam kumparan, Pengaman gangguan tanah (GFR)

- PENGAMAN ROTOR:
Pengaman gangguan rotor dengan tanah, Pengaman urutan negatif (NSR), Pengaman terhadap hilangnya Penguatan

- PENGAMAN PENGGERAK AWAL:
Pengaman Daya Balik (RPR)

***

No comments: