CMC 500 OMICRON perangkat proteksi listrik seperti relay proteksi, CT (Current Transformer), dan PT (Potential Transformer)

 

 CMC 500 OMICRON adalah alat pengujian multifungsi yang sangat canggih dan portable, khusus digunakan untuk menguji perangkat proteksi listrik seperti relay proteksi, CT (Current Transformer), dan PT (Potential Transformer) di berbagai instalasi kelistrikan, mulai dari gardu induk, pembangkit listrik, hingga industri besar.

 

---

1. Fungsi dan Kegunaan CMC 500

Fungsi Utama	Penjelasan
Simulator Arus dan Tegangan Presisi Tinggi	Menghasilkan sinyal arus dan tegangan yang presisi untuk menguji relay proteksi secara real-time
Pengujian Relay Proteksi	Melakukan uji fungsi, uji trip time, uji koordinasi proteksi untuk berbagai jenis relay (overcurrent, differential, distance, dll)
Pengujian CT & PT	Dapat digunakan bersama CT Analyzer untuk menguji akurasi dan performa trafo arus dan tegangan
Uji Sekuensial dan Event Recording	Menguji rangkaian proteksi dengan simulasi kondisi gangguan bertahap dan merekam respon relay
Komunikasi dan Integrasi Digital	Mendukung protokol komunikasi IEC 61850, DNP3, Modbus untuk pengujian sistem proteksi digital
Portabilitas dan Mudah Digunakan	Alat portable, layar touchscreen, interface intuitif untuk pengujian di lapangan

---

2. Cara Pemakaian CMC 500 di Wilayah Kelistrikan Indonesia

 

Langkah-langkah Umum Pengujian Relay Proteksi dengan CMC 500:

1. Persiapan Alat

   • Pastikan baterai terisi penuh atau gunakan adaptor listrik

   • Sambungkan CMC 500 ke relay yang akan diuji melalui terminal output arus dan tegangan

2. Pemilihan Jenis Uji

   • Pilih jenis pengujian (fungsi, trip time, pickup setting)

   • Masukkan parameter relay sesuai datasheet atau setting di lapangan

3. Simulasi Sinyal

   • Jalankan simulasi arus dan tegangan sesuai skenario gangguan yang diuji

   • Perhatikan respon relay pada waktu trip, pengoperasian, dan reset

4. Pengukuran dan Dokumentasi

   • CMC 500 otomatis merekam hasil pengujian (trip time, nilai arus/tegangan)

   • Export data ke PC untuk analisa lebih lanjut dengan software OMICRON (PTM - Primary Test Manager)

5. Pengujian CT/PT (jika diperlukan)

   • Gunakan bersama CT Analyzer untuk uji akurasi transformator arus dan tegangan

      

     
     
     
     
     
      
     

---

3. Aplikasi CMC 500 di Indonesia

• Gardu Induk PLN: Uji relay proteksi di sistem distribusi dan transmisi

• PLTU/PLTA/PLTGU: Pengujian proteksi generator, transformer, dan feeder

• Industri Besar (Petrochemical, Oil & Gas, Smelter): Pengujian proteksi otomatisasi kelistrikan

• Konsultan dan Kontraktor EPC: Verifikasi instalasi proteksi sebelum commissioning

---

4. Keunggulan CMC 500

• Akurasi tinggi dan kemampuan multi-channel (hingga 5 arus + 5 tegangan simultan)

• Mendukung protokol proteksi digital modern sesuai standar IEC

• Meningkatkan keamanan teknisi dengan fitur proteksi internal dan koneksi aman

• Mempercepat proses commissioning dan maintenance sistem proteksi

---

5. Referensi Standar dan Regulasi

• SNI / IEC 60255 – Relay Proteksi

• IEC 61850 – Komunikasi sistem proteksi digital

• PUIL dan SPLN untuk instalasi listrik PLN

• IEEE C37 Series – Standard relay testing

---

Tutorial Penggunaan CMC 500 OMICRON – Step-by-Step

1. Persiapan Alat dan Sistem

• Pastikan CMC 500 dalam kondisi baterai penuh atau terhubung ke sumber listrik.

• Siapkan kabel penghubung (current leads dan voltage leads) sesuai kebutuhan pengujian.

• Pastikan relay yang akan diuji sudah terpasang dan dimatikan (isolasi) sesuai prosedur keselamatan.

---

2. Menyalakan dan Setup Awal

• Hidupkan CMC 500 dengan menekan tombol power.

• Pada layar utama, pilih New Test untuk memulai pengujian baru.

• Pilih jenis pengujian sesuai kebutuhan, misal:

  • Overcurrent Relay Test

  • Distance Relay Test

  • Differential Relay Test

• Masukkan data parameter relay seperti nama relay, jenis, dan konfigurasi channel (arus dan tegangan).

---

3. Koneksi Kabel ke Relay

• Sambungkan kabel arus (current leads) ke terminal output CMC 500 dan input pada relay sesuai polaritas.

• Sambungkan kabel tegangan (voltage leads) ke terminal output CMC 500 dan input pada relay.

• Pastikan sambungan kuat dan aman.

---

4. Setting Parameter Pengujian

• Masukkan nilai nominal arus dan tegangan pada menu pengaturan.

• Pilih skenario pengujian (misal, arus trip 2x nominal, delay 0,5 detik).

• Atur mode pengujian: manual (step by step) atau automatic (sekumpulan test run).

---

5. Melakukan Pengujian

• Tekan Start Test untuk memulai simulasi arus dan tegangan.

• CMC 500 akan mensimulasikan sinyal sesuai parameter dan merekam respon relay (waktu trip, respon sinyal).

• Amati respon relay pada panel relay, apakah relay bekerja sesuai setting.

---

6. Memantau dan Merekam Data

• Selama test, layar CMC 500 menampilkan grafik arus/tegangan dan waktu trip relay.

• Hasil pengujian secara otomatis terekam di memori CMC 500.

• Setelah selesai, data dapat di-export ke PC melalui USB atau Ethernet.

---

7. Analisa dan Laporan

• Gunakan software Primary Test Manager (PTM) dari OMICRON untuk membuka data hasil pengujian.

• Analisa trip time, level arus/tegangan, dan bandingkan dengan spesifikasi relay.

• Buat laporan pengujian lengkap dengan grafik dan catatan observasi.

---

8. Pengujian Tambahan (Opsional)

• Uji fungsi tambahan seperti pickup/dropout current, directional function, atau uji sekuensial gangguan.

• Jika perlu, lakukan pengujian CT/PT dengan alat tambahan (misal CT Analyzer).

---

Tips Penting:

• Selalu lakukan pemeriksaan keamanan (isolasi, grounding).

• Jangan menyentuh kabel atau terminal saat pengujian berlangsung.

• Pastikan kabel tersambung sesuai polaritas.

• Backup data hasil pengujian secara rutin.

---

Prinsip Dasar Kerja dan Kontruksi Rele

 

2.1 Prinsip Dasar Kerja dan Kontruksi Rele

Untuk dapat melakukan fungsi mendeteksi gangguan dan mengaktifkan alarm atau men-trip CB, rele proteksi pada dasarnya mempunyai tiga komponen utama sebagai berikut.

1)                  Elemen pendeteksi gangguan, bagian yang mengamati suatu besaran apakah keadaannya normal atau abnormal,

2)                  Elemen pengukur atau pembanding, bagian yang membandingkan besaran yang dideteksi dengan keadaan ambang kerja rele,

3)                  Elemen kontrol atau pemberi perintah, bagian yang memberi perintah kepada pemutus atau CB, atau kepada piranti alarm gangguan.

Kaitan kerja ketiga komponen atau elemen tersebut seperti pada Gambar 2.1.

Masukan ke detektor (1) dapat berupa besaran listrik (arus, tegangan, dan sebagainya) atau bukan besaran listrik (suhu, tekanan, atau aliran gas). Detektor harus menyesuaikan besaran tersebut dengan apa yang dibutuhkan oleh komparator. Penyesuaian besaran listrik umumnya menggunakan trafo arus atau CT (current transformer) atau trafo tegangan atau PT (potential transformer). Apabila masukan (1) bukan besaran listrik, detektor tersebut berupa alat pengubah besaran non-elektris ke besaran elektris.

Komparator (2) ada yang hanya memerlukan satu masukan, misalnya pada rele arus lebih, tetapi ada juga yang memerlukan beberapa masukan, misalnya rele deferensial. Masukan tersebut diperbadingkan, untuk menentukan apakah rele tersebut harus memberi perintah (3) atau justru tidak. Perintah diberikan hanya kalau hasil pembandingan melampaui ambang batas, dan kondisinya benar-benar harus diisolir.

Keluaran dari komparator (3) umumnya masih perlu diolah lebih lanjut supaya perintah itu cukup (mampu) untuk mengaktifkan alat-alat pemberi tanda (alarm) atau untuk men-trip CB, sesuai dengan kebutuhan, misalnya jumlah alarm atau CB yang diperintah, perlu atau tidaknya tundaan waktu. Pengontrol harus melakukan tugas ini sehingga keluaran (4) efektif untuk memberitahukan adanya gangguan atau mengisolir gangguan yang dideteksi dengan men-trip CB.

Terminolgi Dasar Teknik Proteksi

 

1.6 Terminolgi Dasar Teknik Proteksi

Dalam studi tentang rele proteksi banyak digunakan istilah-istilah (terms), dan berikut adalah definisi terhadap istilah-istilah yang pokok. Agar tidak terasa janggal karena belum adanya terjemahan yang tepat, istilah-istilah tersebut ditulis sesuai aslinya (dalam bahasa Ingris).

Protective Relay. Sebuah piranti elektris yang dirancang untuk menginisiasi pemisahan (isolation) satu bagian dari instalasi tenaga listrik atau mengoperasikan signal alarm, apabila terdapat keadaan abnormal atau gangguan.

Unit atau Element. Sebuah unit rele yang self-contained, yang dalam hubungannnya dengan satu atau lebih unit rele yang lain, akan dapat menjalankan fungsi rele yang kompleks, misalnya sebuah directional unit dikombinasikan dengan over current unit yang menghasilkan sebuah directional over current relay.

Energizing Quantity. Kuantitas atau besaran, misal arus atau tegangan, sendiri-sendiri atau berkombinasi dengan besaran listrik yang laian, dibutuhkan agar rele tersebut berfungsi.
Characteristic Quantity. Kuantitas atau besaran, terhadap mana rele tersebut dirancang untuk menanggapi (to respond), misalnya arus untuk over current relay, impedans untuk impedance relay, sudut fase untuk directional relay, dan lain-lain.

Setting. Nilai aktual dari energizing maupun characteristic quantity pada nilai tersebut rele disetel untuk beroperasi (to operate) pada keadaan yang dibutuhkan.

Power Consumption (Burden). Daya yang dikonsumsi oleh rangkaian rele pada arus atau tegangan rated-nya. Dinyatakan dalam volt-amper dalam listrik arus bolak-balik (AC) dan dalam watt untuk listrik arus searah (DC).

Pick-up. Sebuah rele dikatakan pick-up ketika posisinya berubah dari posisi Off ke posisi ON. Nilai characteristic quantity yang bersangkutan disebut pick-up value.

Dropout or Reset. Sebuah rele dikatakan dropout ketika rele tersebut berubah dari posisi ON ke posisi Off. Nilai characteristic quantity pada saat perubahan tersebut terjadi disebut dropout value atau reset value.

Operating Time. Lama waktu antara saat aplikasi characteristic quantity sebesar pick-up value dan saat rele mengoperasikan kontak (output) nya.

Resetting Time. Lama waktu yang dibutuhkan rele yang sedang operasi untuk kembali ke posisinya semula ketika characteristic quantity tiba-tiba berubah, diukur mulai dari saat perubahan tersebut.

Overshood Time. Lama waktu untuk mendisipasikan operting energy yang tersimpan, setelah characteristic quantity tiba-tiba kembali ke posisi semula.

Characteristic Angle. Sudut fase pada saat kinerja rele tersebut disebutkan.

Charactersitic of a Relay. Lokus atau tempat kedudukan yang menggambarkan rele tersebut pick-up atau reset. Apabila gambarnya hanya terdiri atas satu kurve, maka kurve tersebut menunjukkan poisisi balance atau zero torque.

Reinforcing Relay. Rele yang di energized oleh kontak dari rele utama, dan bersamaan dengan itu kontak-kontak paralelnya membebaskan fungsi dari kontak rele utama. Biasanya kontak reinforcing relay mempunyai rating arus yang lebih besar dari kontak rele utama.

Seal in Relay. Seperti reinforcing relay, hanya saja kontaknya baru akan berhenti menyalurkan arus kalau dibuka oleh saklar bantu pada pemutus beban (circuit breaker).

Primary Relay. Rele yang dihubungkan langsung ke sirkuit yang diproteksi.

Secondary Relay. Rele yang dihubungkan sirkuit yang diproteksi melalui trafo instrumen.

Auxiliary Relay. Rele yang beroperasi untuk membantu rele lain untuk meningkatkan kinerja. Bekerjanya seketika atau dengan tundaan waktu.

Backup Relay. Rele yang bekerjanya sebagia a second line of defence, jadi tundaan waktunya sedikit lebih lambat dari rele pertamanya.

Flag atau Target Sebuah piranti untuk mengindikasikan operasi rele, biasanya dioperasikan oleh pegas atau gravitasi.

Reach. Batas terjauh zone proteksi rele, biasanya untuk rele jarak.

Overreach atau Underreach. Error dalam pengukuran oleh rele terhadap jangkauan yang sesungguhnya.

Blocking. Pencegahan tripping oleh rele proteksi, supaya rele tidak trip oleh characteristic quantity karena lokasi gangguan yang tidak benar. Unit untuk blocking mungkin telah menjadi satu kesatuan dengan rele yang bersangkutan atau perlu ditambahkan tersendiri.

Pertimbangan Ekonomi Biaya proteksi

 

1.5 Pertimbangan Ekonomi Biaya proteksi

Berapa biaya yang wajar untuk proteksi sistem tenaga? Pertimbangannya mirip dengan perhitungan biaya untuk asuransi (insurance). Biaya ekivalen tahunan untuk rele proteksi ibarat semacam premi asuransi, dan perolehannya adalah sebesar nilai kerugian yang diderita akibat gangguan yang tidak terproteksi, yang terselamatkan dengan adanya rele proteksi terpasang. Maka besar biaya untuk proteksi berkaitan dengan mahal dan pentingnya peralatan yang diberi proteksi.
Pada umumnya harga untuk rele proteksi dan perlengkapannya tidak lebih dari 5% harga peralatan yang diproteksi. Bagi peralatan yang sangat penting seperti generator, transmisi tegangan ekstra tinggi, yang menjadi pertimbangan utamanya adalah keandalan, sehingga harga proteksi sistemnya lebih mahal. Tabel 1.1 berikut menunjukkan nilai relatif biaya proteksi sistem terhadap tegangan
nominal yang digunakan.

Kualitas Proteksi

 

1.4 Kualitas Proteksi

Agar berhasil mejalankan fungsi proteksi, rele proteksi dituntut untuk memenuhi empat syarat kualitas yang baik: 1) keandalan (realibility), 2) diskriminasi, 3) selektivitas, dan 4) kecepatan.

1.4.1 Keandalan

Menyatakan probabilitas rele tersebut sukses dalam fungsi adalah deteksi dan kontrol untuk jangka panjang. Keandalan yang tinggi dicapai apabila rele dirancang dan dibuat dengan baik, digunakan dan dirawat dengan benar, serta dikerjakan oleh petugas yang memadai. Rancangan (desain) dan pembuatan (pabrikasi dan pemasangan) yang baik:

1. Bentuk kontak yang tepat, tekanan kontak yang tinggi pada bagian output rele,
2. Rumah penutup (housing) rele yang bebas dari debu,
3. Sambungan-sambungan (joint) kawat dipatri dengan sempurna,
4. Koil (isolasinya) diresapi bahan yang tahan lembab,
5.  Komponen-komponen rangkaian yang di treated untuk mencegah kontaminasi,
6.  Dihindarkan dari pengunaan bahan isolasi yang mengeluarkan zat-zat korosif, dan
7. Pembuatan (pabrikasi) dan pemasangan (instalasi) yang dikerjakan dengan cermat.

Pengoperasian dan pemeliharaan dilakukan seperlunya dan dikerjakan oleh

petugas khusus yang terdidik.

1.4.2 Diskriminasi

Merupakan kemampuan rele untuk membedakan keadaan gangguan dengan keadaan normal, bahkan membedakan gejala gangguan semu terhadap gangguan yang sesungguhnya. Bagian komparator rele bertugas menjalankan fungsi diskriminasi tersebut. Arus inrush magnetisasi trafo adalah sebuah contoh gejala yang menyerupai adanya gangguan-dalam (internal fault) pada trafo.

1.4.3 Selektivitas

Merupakan sifat rele yang mengisolir hanya bagian sistem yang terkena gangguan langsung, sedangkan bagian lain, walaupun berkaitan harus tetap bekerja. Dalam hal ini selektivitas digolongkan menjadi dua jenis, yakni selektivitas absolut dan selektivitas relatif. Selektivitas absolut dimiliki oleh unit system, artinya rele hanya merespons gangguan yang terjadi pada zone-nya sendiri, sehingga tidak mampu (bahkan tidak boleh) merespons gangguan yang terjadi di luar zonenya. Selektivitas relatif dimiliki oleh proteksi yang dapat memberikan back-up bagi rele proteksi lain di dekatnya. Apabila rele yang terdekat dengan lokasi gangguan gagal bekerja, maka rele back-up akan membantu mengisolasi gangguan tersebut.

1.4.4 Kecepatan Operasi

Untuk gangguan yang berat dan berbahaya, rele proteksi harus bekerja cepat, agar:

1. 1)     Peralatan yang terganggu, kerusakannya belum parah,
2. 2)      Terganggunya tegangan sistem (drop tegangan yang besar, tegangan fase yang tak seimbang) tidak bertahan lama,
3. 3)      Batas critical clearing time sistem tenaga tidak terlampaui, supaya system tidak kehilangan stabilitas. Tiap jenis mempunyai batas waktu pemutusan yang berbeda-beda.

Gambar 1.2 Critical clearing time sistem tenaga

Zone Proteksi dan Pembagian Tugas Rele

 

1.3 Zone Proteksi dan Pembagian Tugas Rele

Sistem tenaga yang telah lama berkembang mempunyai cakupan wilayah yang sangat luas. Pembangkit, gardu induk, saluran transmisi dan distribusinya tersebar di seluruh wilayah layanannya. Tiap rele proteksi mempunyai kemampuan mendeteksi gangguan yang terbatas, baik dari segi jenis maupun lokasi gangguan yang harus ditanganinya. Karena itu, agar seluruh bagian sistem tenaga mendapat proteksi yang cukup, perlu memperhatikan dan mengikuti dua prinsip:

1. Sistem dibagi atas zone-zone proteksi: yakni zone pembangkit dan trafo stepup,zone busbar, zone saluran transmisi,
2. Dalam pembagian zone proteksi, harus dihindari adanya titik buta (blind spot),yaitu tempat atau bagian yang tidak terlihat oleh suatu rele proteksi yang ada.Biasanya titik buta bisa terdapat pada peralatan antara dua zone proteksi,
3. Setiap jenis gangguan, harus terdeteksi minimal oleh satu rele proteksi Apabila suatu gangguan terdeteksi oleh lebih dari satu rele, maka rele yangkerjanya lebih cepat yang men-trip pemutus beban atau CB. Rele yang lebihlambat bertugas men-trip CB kalau rele yang pertama gagal bekerja. Jikasebuah rele mendeteksi gangguan, output atau elemen kontrolnya mungkin hanya untuk mengaktifkan satu alat saja (men-trip satu CB), tetapi ada pulayang harus mengaktifkan beberapa alat (men-trip lebih dari satu CB)bersamaan, supaya peralatan yang mengalami gangguan dapat diisolir dari sistem.

Konsep Dasar Rele Proteksi

 

1.1 Konsep Dasar Rele Proteksi

Daya listrik yang dimanfaatkan oleh konsumen untuk berbagai keperluan,berasal dari berbagai macam pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP dan lain-lain. Untuk sampai ke konsumen dalam keadaan siap digunakan, penyalurannya memerlukan jaringan transmisi dan distribusi disertai dengan transformasi tegangan dan arus. Transformasi tersebut dilakukan pada gardu penaik tegangan di stasiun-stasiun pembangkit dan gardu penurun tegangan di pusat-pusat beban, menggunakan transformator daya dan transformator distribusi.

Pembangkit, saluran, dan transformator tersebut merupakan komponen utama sistem tenaga listik yang harus diusahakan agar selalu dalam keadaan siap pakai. Untuk keperluan pengoperasian dan pemeliharaan masih diperlukan peralatan lain sebagai perlengkapan pemutus/penghubung atau switchgear. Tingkat kesiapan yang tinggi semua peralatan tersebut diusahakan mulai dari pemilihan bahan, rancangan, pembuatan dan pemasangan, sampai pada pengoperasian dan pemeliharaan yang mengacu pada standar masing-masing. Meskipun demikian selalu masih ada kemungkinan akan gagal karena berbagai penyebab.

Komponen sistem yang gagal ketika sedang beroperasi, harus dipisahkan (diisolir) dari sistem. Komponen tersebut gagal dalam menjalankan fungsinya disebabkan oleh adanya gangguan (fault). Dari segi sirkuit listrik, gangguan tersebut umumnya berupa hubung singkat (short circuit) akibat dari kegagalan isolasi. Hubung singkat menyebabkan arus yang mengalir besarnya berlipat kali arus normal dan mungkin pula disertai timbulnya busur api listrik (arcing). Keduanya akan merusak peralatan yang bersangkutan apabila terlambat dihentikan. Arus hubung singkat yang besar juga membahayakan setiap peralatan yang dilaluinya. Adalah menjadi tugas rele untuk mengetahui (mendeteksi) adanya gangguan tersebut lalu memerintahkan peralatan pemutus (circuit breaker) untuk mengisolasi peralatan yang mengalami gangguan secara cepat.

Selain pada sirkuit listrik, gangguan mungkin terjadi pada bagian-bagian mekanis peralatan seperti pada penggerak mula generator (mesin turbin, mesin diesel), pada mekanisme pengubah sadapan (tap-changer) trafo, mekanisme penggerak pemutus beban, kipas atau pompa pendingin, minyak trafo dan lainlain. Ciri dan akibat dari gangguan mekanis tersebut berbeda dengan yang berasal dari hubung singkat. Karena pada rele proteksi yang ditugaskan mendeteksi gangguan ini dan perintah atau actuator-nya pada umumnya berbeda dengan rele yang mendeteksi hubung singkat, misalnya hanya mengaktifkan alarm saja. Hal ini perlu untuk gangguan yang sifatnya ringan, dimana peralatan tidak perlu diisolir secepatnya, guna memberi kesempatan bagi operator mengambil langkahlangkah
untuk mencegah pemadaman listrik.

Dengan mengetahui adanya gangguan dan jenis gangguan, kemudian mengaktifkan alarm atau men-trip pemutus beban yang tepat (yaitu untuk mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja) rele proteksi dapat mencegah meluasnya akibat gangguan (berupa kerusakan maupun pemadaman listrik). Rele proteksi tidak dapat mencegah terjadinya gangguan itu. Jika pemilihan peralatan, desain, dan pembangunan telah memenuhi standard, maka cara pengoperasian dan pemeliharaanlah yang berperan besar dalam mencegah gangguan.

Prinsip Kerja Trafo Arus (MV)

Trafo Arus tegangan menengah (Medium Voltage Current Transformer) adalah sebuah trafo yang digunakan untuk mengkonversi arus bolak-balik yang nilainya puluhan hingga ribuan ampere yang mengalir disisi primer, menjadi hanya 1 atau 5 ampere disisi kumparan sekunder.
Dalam kondisi ideal, dengan tidak memperhatikan rugi-rugi yang muncul pada kumparan sekunder dan primer, serta rugi-rugi yang muncul pada inti/core, maka besarnya arus sekunder yang dibangkitkan oleh fluk magnetik akan berbanding linier dengan ratio dari trafo arus tersebut dan memiliki sudut fasa yang sama.
Struktur Trafo Arus Tegangan Menengah.

Sebuah trafo arus tegangan menengah, akan terdiri dari beberapa bagian utama seperti ditunjukkan pada Gbr1, yaitu:

• Batang penghantar Primer (Primary Bus Bar) dan terminal Primer (Primary Terminal).
• Inti Sekunder(Secondary Core).
• Kumparan Sekunder (Secondary Winding).
• Material insulasi (insulation Material).
• Terminal sekunder (Secondary Terminal) dan pelindungnya.
• Informasi Product (Name Plate).

Prinsip Kerja Trafo Arus.
Prinsip kerja sebuah trafo arus dapat digambarkan sebagai berikut:

• Trafo arus tegangan menengah bekerja berdasarkan prinsip kopling medan magnetik. Pada saat arus bolak-balik mengalir di dalam batang penghantar primer (primary bus bar), maka akan dibangkitkan medan magnetik disekitar batang penghantar primer tersebut.
• Medan magnetik tersebut akan memotong inti/core. Medan magnetik yang menembus luasan tertentu dari inti/core akan membangkitkan fluk magnetik yang mengalir diseluruh inti/core.
• Fluk magnetik yang menembus kumparan sekunder akan membangkitkan tegangan atau beda potensial dikedua ujung kumparan. Apabila pada sisi kumparan sekunder diberi beban sehingga  tercipta rangkaian tertutup/ close loop, maka akan mengalir arus sekunder pada kumparan sekunder.

Formulasi Kesalahan Transformasi Arus.
Jika rugi-rugi yang muncul pada kumparan sekunder dan kumparan primer dianggap tidak ada, maka perbandingan antara arus primer terhadap arus sekunder akan sama dengan perbandingan antara jumlah kumparan sekunder dibagi dengan jumlah kumparan primer seperti ditunjukkan pada Gbr2.

Dimana:
Ip adalah Arus Primer, Is adalah Arus Sekunder.
Ns adalah jumlah kumparan Sekunder, Np adalah jumlah kumparan primer.
Perbandingan dari Arus Primer terhadap arus sekunder disebut juga Rated ratio.
Dari persamaan diatas, maka besarnya arus sekunder Is  yang akan mengalir disisi sekunder adalah jumlah kumparan Primer Np dibagi jumlah kumparan sekunder Ns  dikalikan dengan arus yang mengalir disisi primer Ip atau dalam bentuk formulasi menjadi:

Dimana:
Is adalah arus sekunder, Ip adalah arus sekunder
Np adalah Jumlah kumparan primer, Ns adalah jumlah kumparan sekunder.
Pada kenyataannya, tidak semua arus primer akan terduplikasi disisi kumparan sekunder. Akan dibutuhkan suatu arus eksitasi  Ie agar proses reproduksi arus sekunder dapat terjadi. Dengan demikian, apabila arus eksitasi kita masukan dalam formulasi, besarnya arus sekunder menjadi:

Dimana Ie adalah arus eksitasi yang dibutuhkan agar proses reproduksi arus sekunder dapat terjadi.  Karena Arus eksitasi tidak dapat diabaikan, maka proses reproduksi arus sekunder akan mengalami kesalahan dan biasa disebut sebagai kesalahan transformasi ( transformation error). Selain daripada itu, akan terjadi juga pergeseran fasa. Kesalahan pada fasa biasa disebut sebagai pergeseran fasa.
Jika disederhanakan, maka skematik diagram dari arus primer, arus eksitasi dan arus sekunder ditunjukan pada garmbar dibawah ini;

Dari Gbr6. terlihat bahwa arus sekunder Is yang mengalir pada burden merupakan perkalian antara ratio dengan arus primer dikurangi dengan arus eksitasi Ie yang diserap oleh inti/core untuk membangkitkan arus sekunder.
Perhitungan Kesalahan Arus (Current Error/ Ratio Error).
Kesalahan arus atau kesalahan perbandingan adalah kesalahan yang ditimbulkan oleh transformer dalam melakukan pengukuran disebabkan karena adanya kenyataan bahwa
aktual perbandingan transformasi adalah tidak sama dengan perbandingan transformasi pengenal (Rated Transformation Ratio).
Kesalahan Arus (Current Error) atau kesalahan perbandingan (Ratio Error) diekspresikan dalam persen (%) dan diformulasikan dengan persamaan sebagai berikut:

Dimana:
Kn adalah Perbandingan transformasi pengenal (Rated Transformation Ratio).
Ip adalah arus primer actual/sebenarnya (Actual Primary Current).
Is adalah arus sekunder actual/sebenarnya (Actual Secondary Current) pada saat Ip mengalir disisi primer dan kondisi pengukuran terjadi.

Ilustrasi sederhana dari penggunaan formulasi diatas adalah sebagai berikut:
Sebuah trafo arus dengan ratio 2000/5, memiliki tingkat kesalahan transformasi atau ratio error sebesar 0.5%. Jika pada trafo tersebut mengalir arus primer sebesar 1900A, berapakah arus sekunder sebenarnya yang akan mengalir pada sisi kumparan sekunder?
Penyelesaian:
Diketahui bahwa error ratio adalah 0.5%, rated ratio adalah 2000/5 dan arus primer sebenarnya yang mengalir adalah 1950. Maka besarnya arus sekunder adalah:
(0.5 * 1950) = ((2000/5 * Is) – 1950) * 100
975 /100 = 400 * Is – 1950
9,75 + 1950 = 400Is
Is = 1957,75/400
Is = 4,8994A.
Dengan demikian, besarnya arus sekunder yang mengalir adalah 4,8994A ketika mengalir arus di sisi primer sebesar 1950A.

sumber : http://ilmulistrik.com/prinsip-kerja-trafo-arus-mv.html

RELAI PROTEKSI pada MOTOR

RELAI PROTEKSI pada MOTOR 

Abstrak

Motor listrik adalah alat untuk mengybah energi listrik menjadi energi mekanik. Proteksi motor sangat variatif dan sedikit berbeda dengan proteksi peralatan sistem tenaga lainnya.Hal ini disebabkan sangat variatifnya ukuran, jenis dan aplikasi motor. Proteksi sangat tergantung dari seberapa berharganya motor tersebut, yang umumnya sangat erat kaitannya dengan ukuran motor. Pada tulisa ini saya akan mengemukakan  beberpa jenis proteksi motor dan aplikasinya. Tulisan ini akan dilakukan untuk motor-motor yang pensaklarannya dilakukan dengan pemutus tenaga, kontaktor atau starter, dan proteksi yang dipergunakan terpisah dari peralatan tersebut dan motor itu sendiri. Artinya proteksi yang akan dibicarakan adalah proteksi bagi motor-motor dengan tegangan masukkan mulai dari 480 sampai 600 Volt atau lebih.

  PROTEKSI MOTOR SECARA UMUM

Proteksi sebuah motor dapat terdiri dari berbagai tipe, bentuk, desain dan dengan berbagai kombinasi, maupun dalam bentuk paket. Masing-masing memiliki fiture yang berbeda yang tidak akan dibicarakan dalam buku ini. Tujuan dasar dan utama dari suatu sistem proteksi motor adalah untuk menjaga motor agar mampu beroperasi diatas kondisi normal tetapi tidak melebihi batasan mekanis dan termis pada waktu beban lebih dan pada waktu motor beroperasi tidak normal serta memiliki sensitivitas pada saat gangguan. Hal ini dapat dicapai dengan cara berikut:

PROTEKSI GANGGUAN FASA

Rele arus lebih tanpa arah seketika dapat dipergunakan untuk proteksi motor induksi. Gangguan yang terjadi umumnya akan menghasilkan arus gangguan yang lebih besar dari arus pengasutan motor rotor terkunci, kecuali untuk gangguan antar belitan. Arus gangguan dapat mengalir diantara belitan, namun sayangnya hanya sedikit bukti yang dapat  dirasakan  pada  terminal  rotor  sampai  gangguan  tersebut  berubah  menjadi gangguan antar fasa atau atara fasa ke tanah.

Motor merupakan peralatan yang terhubung pada bagian akhir dari suatu sistem tenaga  elektrik, oleh karena itu rele instantaneous dapat digunakan dan tidak ada masalah  dalam hal koordinasi. Konstribusi motor induksi sebagai sumber gangguan pada sistem relatif kecil (1/^X d + offset) dan akan menghilang dengan cepat dalam beberapa siklus,jadi tidak dibutuhkan rele arah. Ratio CT yang dipilih sebagai masukan rele dipilih sehingga arus maksimum motor disisi sekunder berkisar antara 4 dan 5A. Rele fasa instantaneous harus diset berada diatas arus unsimetri rotor terkunci namun masih dibawah arus gangguan minimum.

PROTEKSI DIFERENSIAL

Proteksi diferensial lebih disukai, namun proteksi jenis ini tidak dapat diperguna kan  untuk semua motor. Untuk motor-motor yang tidak memiliki kedua ujung belitan,  maka rele ini tidak dapat digunakan. Bila kedua belitan tersedia, keunggulan diferensial
dalam sensitivitas, kecepatan, dan sekuritas dilalukan melalui suatu konduktor belitan  melalui suatu CT toroidal seperti diperlihatkan dalam Gambar 9-3a. CT jenis ini telah  dijelaskan dalam bab sebelumnya dan juga dipergunakan untuk generator-generator kecil seperti yang dikemukakan dalam bab 5. Tipikal maksimum bagian terbuka atau jendela pada CT ini dengan ukuran diameter sebesar 8 inchi. Dengan ratio tetap 50:5 \dan rele arus lebih instantaneous sensitif dapat dihasilkan arus angkat primer sebesar 5A. Harga ini adalah sebuah diferensial keseimbangan fluk dari beban dan magnitude arus pengasutan dan dengan hanya satu CT per fasa, maka unjuk kerja kecocokan CT tidak muncul. Proteksi tanah dan fasa internal diperoleh antara Motor sampai kelokasi CT. Proteksi lain dibutuhkan untuk menghubungkan ke Pemutus Tenaga, Starter, dan seterusnya. Kelemahannya adalah keterbatasan yang disebabkan ukuran jendela CT.

 

                                  Gambar 9-3: Proteksi Diferensial pada Motor dimana lead netral tersedia

a). dengan ring toroidal dan rele arus lebih seketika; 

b). dengan CT konvensional dan rele Diferensial

 Rele Diferensial konvensional dengan CT pada netral dan lead keluaran harus digunakan bilamanan tipe Toroidal tidak dapat dipergunakan. Biasanya, dua set CT dengan tipe dan ratio sama, sehingga rele Diferensial dengan dua belitan penahan (87) digunakan, seperti diperlihatkan dalam Gambar 9-3b. Dengan ratio CT sama, maka arus sekunder yang melalui belitan penahan rele (R) secara esensi sama untuk semua gangguan eksternal dan beban, dan arus operasi (OP) sangat kecil atau mendekati Nol. Untuk gangguan Motor antara kedua set CT, seluruh arus-arus gangguan mengalir melalui belitan operasi (OP) untuk mendapatkan sensitivitas tinggi untuk gangguan fasa maupun tanah, CT sisi jaringan harus seperti pada gambar sehingga zona diferensial termasuk Pemutus dan lead terhubung sebagaimana Motor.

PROTEKSI GANGGUAN TANAH

Sebagaimana pada proteksi Fasa, rele arus lebih seketika digunakan pula untuk proteksi gangguan tanah. Apabila dimungkinkan, metoda yang disediakan adalah menggunakan CT tipe Ring, dengan ketiga konduktor Motor dilewatkan melalui jendela CT. Hal ini memberikan suatu penjumlahan magnetik dari ketiga arus Fasa sehingga keluaran sekunder CT ke rele adalah arus urutan nol (3I0). Hal ini diperlihatkan pada Gambar 9-4a.  Ratio  CT,  umumnya 50:5,  tidak  tergantung  ukuran  Motor,  sedangkan  CTkonvensional   pada   Fasa   harus   seukuran   beban   Motor.   Keuntungannya   adalah sensitivitas tinggi dan sekuritas baik, tetapi dibatasi oleh ukuran konduktor yang dapat dilewatkan pada jendela CT. Seperti disebut pada seksi sebelumnya, tipikal sensitivitas adalah 5A primer.

 

Gambar 9-4: Proteksi gangguan tanah pada Motor ; 

(a). dengan CT tipe Ring dan;

                                         (b). CT tipe konvensional

Untuk Motor dan konduktor ukuran besar, rele Tanah pada netral harus digunakan  seperti pada Gambar 9-4b. Meskipun beban mempengaruhi ratio CT, rele Tanah dapat  disetel lebih sensitif dan baik dibawah beban Motor. Rele 50N, harus diset diatas setiap  kesalahan arus residual yang dapat ditimbulkan karean unjuk kerja CT yang tidak sama  pada  arus  asut  ofset  dengan  perbedaan  tinggi.  Hal  ini  sukar  diketahui,  tetapi kemungkinan munculnya masalah sangat kecil bilamana burden fasa seimbang dan  tegangan CT yang disebabkan oleh arus pengasutan maksimum tidak lebih dari 78%  tegangan klas akurasi CT. Tap rele 50N, rendah dan konsekuensinya burden menjadi  tinggi, dapat dibantu dengan memaksa ketiga CT untuk jenuh berulang kali. Tahanan  pada sirkit netral dapat pula membantu. Hal ini menaikkan burdsen, namun tidak boleh  terlalu tinggi sehingga mengurangi sensitivitas rele. Hal terakhir ini dapat diperbaikik  selama   proses   start-up.   Penundaan   waktu  harus   digunakan   sampai   arus   ofset  hilang/menurun, tetapi penundaan ini putus untuk gangguan aktual.

Dengan pembatasan gangguan tanah, seperti umumnya pada sistem pensuplai Motor,  arus gangguan tanah akan lebih kecil dari gangguan fasa. Jika digunakan pentanahan  resistansi tinggi, arus gangguan tanah dalam orde 1 - 10 A. Proteksi pada Gambar 9.4b  dapat memberikan sensitivitas yang dapat diterima untuk sistem tersebut bilamana arus  gangguan tanah lebih besar dari 5A. Sensitivitas yang lebih baik dapat dicapai bila  digunakan rele Pengali (32N). Tipe ini telah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Untuk  penggunaan disini, sebuah rele dengan suatu koil arus dan koil tegangan dapat dipakai.   Rele beroperasi pada perkalian tegangan dan arus, dan untuk penggunaan pada sistem  pentanahan  resistansi  tinggi,  torka  maksimum  terjadi  bilamana  arus  mendahului  tegangan sebesar 45⁰. Koil arus dihubungkan pada netral CT pada tempat rele 50N, dalam Gambar 9-4b, dan koil tegangan menyeberangi resistor pentanahan dan paralel  dengan rele 59G pada gambar sebelumnya. Polaritas dimana rele akan beroperasi  bilamana arus urutan nol mengalir menuju Motor, untuk sistem pentanahan tinggi,  arus pada tahanan pentanahan akan kecil, tetapi tegangan urutan nol menjadi besar.  Tipikal pick-up untuk rele arus lebih pengali adalah berkisar 7 - 8 mA, dengan tegangan  69,5V. Harga ini jauh dibawah level gangguan tanah, yaitu 1 - 10A.

  PROTEKSI THERMAL DAN ROTOR TERKUNCI

Proteksi ini melibatkan aplikasi rele yang sedekat mungkin cocok dengan kurva termal  dan rotor terkunci Motor pada Gambar 9-1. Sekali lagi perlu diingat bahwa kurva termal  Motor adalah pendekatan dari representasi zona kerusakan termis untuk operasi umum  atau normal. Rele harus beroperasi sebelum batasan ini tercapai atau terlampaui. Selama  ini keinginan tersebut dicapai dengan menggunakan rele termis untuk proteksi termis,  dan rele arus lebih waktu terbalik untuk proteksi rotor terkunci. Proteksi ini didesain  dan dikemas dalam berbagai cara, memberikan proteksi yang baik untuk kebanyakan  Motor.

Rele Termis tersedia dalam beberapa bentuk:

1.       Tipe  ‘Replica’ dimana karakteristik pemanasan Motor 

                dekat dengan elemen bimetal diantara unit arus pemanas.

    Rele  ini beroperasi hanya karena arus saja.

      2.  Operasi rele berasal dari koil eksplorasi, biasanya berupa  Tahanan Pengindera            Temperatur atau dalam bahasa aslinya disingkat RTD, disatukan pada belitan Motor.  Rele  beroperasi  hanya  karena  temperatur  belitan  dan  pengindera diletakkan pada Motor oleh desainer pada titik panas yang paling mungkin atau pada areal yang berbahaya. Hal ini biasanya dipakai pada Motor-Motor 250 HP keatas, dan mungkin pula tidak terpasang pada Motor ukuran tertentu, kecuali dinyatakan. 

3. Rele yang beroperasi berdasarkan kombinaso   arus dan temperatur.                         

 

Gambar 9-5: Tipikal proteksi beban lebih, rotor terkunci,

dan gangguan  pada Motor

Perbandingan antara kurva pengasutan Motor dan kurva rele arus lebih waktu terbalik  yang  diplot  bersama  seperti  diperlihatkan  pada  Gambar 9-5,  dapat  memberikan informasi yang salah. Hal ini dapat terjadi dimana ruang antara arus pengasutan dan batas arus rotor terkunci sangat sempit, yang umum terdapat pada Motor besar. Seringkali  pada  kasus  ini,  kelihatannya  mungkin  untuk  menyetel  rele  arus  lebih sehingga karakteristiknya diatas kurva pengasutan Motor dan dibawah batasan arus rotor terkunci, hanya untuk menemukan pada pelayan bahwa rele arus lebih beroperasi pada saat pengasutan normal dilakukan.

Sesungguhnya, kurva pengasutan Motor dan operasi rele adalah dua kurva karakteristik  yang sedikit berbeda. Kurva pengasutan Motor adalah penggambaran dari perubahan  arus terhadap waktu mulai dari saat rotor   terkunci atau kondisi pengasutan sampai arus operasi Motor. Karakteristik operasi rele menyatakan waktu operasi untuk berbagai harga arus konstan. Dengan rele arus lebih di setel pada 1,5 kali arus rotor terkunci atau lebih kecil, yang akan mulai beroperasi pada waktu Motor energise, kecuali arus pengasutan turun dibawah arus pick-up sebelum waktu kerja rele tercapai, hal ini akan menginisiasi Pemutusan yang tidak diinginkan. Waktu operasi rele tidak langsung tersedia dari karakteristiknya. Hal ini merupakan perhitungan yang komplek, namun pabrik telah mengembangkan kriteria bagi penggunaan rele individu.

 MOTOR DAN KETIDAK SEIMBANGAN SISTEM

Penyebab umum ketidak seimbangan pada Motor 3 fasa dikarenakan oleh kehilangan fasa akibat Fuse terbuka, konektor atau konduktor terbuka. Ketidakseimbangan pada beban dapat pula mempengaruhi Motor. Ketidak seimbangan tegangan sebesar 3,5% akan mengakibatkan kenaikan 25% atau lebih temperatur Motor. Hal ini terutama akibat  arus  urutan  negatif  yang  dihasilkan  oleh  ketidak  seimbangan.  Arus  ini menimbulkan fluks pada celah udara Motor, berputar berlawanan arah putaran Motor sesungguhnya. Efek kulit meyebabkan resistansi tinggi, dan seperti disebut diatas, impedansi urutan negatif merupakan hal penting pada harga rotor terkunci. Jadi arus tinggi akan menimbulkan pengaruh pemanasan.

Total pemanasan pada Motor sebanding dengan: I1 t + K I2 t

Dimana I1 dan I2 adalah arus-arus urutan positif dan negatif, dan K

adalah:

Dimana Rr1 dan Rr2 adalah resistansi urutan positif dan negatif dari rotor Motor. ILR arus rotor terkunci dalam pu. Persamaan diatas menunjukkan bahwa komponen urutan negatif mempengaruhi kenaikan temperatur Motor.

Jaringan komponen simetris untuk satu fasa terbuka ditunjukkan pada Gambar 9-7. Ini  adalah sirkit yang merupakan penyederhanaan dari suatu sistem yang direpresentasikan  dengan sebuah sumber dengan impedansinya ZS1 = ZS2. Untuk kasus-kasus spesifik,  sirkit ini dapat diekspansi untuk menunjukkan detail yang ada dari sumber atau beban.  Transformator  dapat  direpresentasikan  dengan  reaktansinya,  XTR  atau  XT. Untuk  keadaan fasa terbuka antara Transformator dan Motor, XT harus ditambahkan secara  seri dengan impedansi sumber sebagai harga ekivalen ZS1 dan ZS2. Bilamana fasa  terbuka terjadi diantara sisitem dan Transformator, XT tidak termasuk dalam ekivalen  sumber, tetapi ditambahkan secara seri dengan impedansi Motor. Sirkit ini untuk Motor  yang tidak ditanahkan, seperti umumnya dipakai. Jaringan urutan nol tidak terlibat  pada keadaan satu fasa terbuka, kecuali kedua sisi sistem maupun Motor ditanahkan.

 

Gambar 9-7: Representasi komponen simetris yang

disederhanakan  pada fasa terbuka .

Distribusi arus untuk fasa terbuka menggunakan jaringan pada Gambar   9-7 yang ditunjukkan dalam Gambar 9-8 untuk beberapa kasus. Tipikal harga perunit impedansi berdasarkan dasar kVA Motor dan adalah:

ZS1=ZS2     =0,05900  pu

ZL1=ZL2     =1,0150  pu untuk beban statik

ZM2 = 0,90250

ZM2 = 0,15850

Sudut ini dimasukkan pada perhitungan, tetapi untuk penyederhanaan diasumsikan seluruh impedansi pada sudut sama dan cenderung tidak berubah. Dengan seluruh harga pada 900, contoh ; IS1 = 0,87 tidak 0,96 pu seperti dalam Gambar 9-8a. Dari arus-arus urutan ini, dapat dilihat bahwa pada kedua sisi terbuka

Ia = I1 + (-I2) = 0.

demikian pula pada Gambar 9-8a, arus Ib dan Ic adalah 1,66 pu.                              Dapat dilihat bahwa fasa terbuka hanya menyebabkan kenaikan arus fasa                 yang relatif kecil, sehingga rele arus lebih tidak mampu mendeteksi fasa terbuka.

 Gambar 9-8: Arus urutan positif dan negatif pada  Kondisi fasa  terbuka dengan     dan tanpa beban         statis : 

(a). Fasa terbuka tanpa beban statis; 

(b). Arus urutan dengan bebanstatis pada bus Motor pada keadaan fasa terbuka disisi sistem Motor dan beban;

 (c).  Arus urutan dengan beban statis pada bus Motor, pada     keadaan fasa terbuka antara Motor dan beban

Apabila beban statik terhubung paralel dengan Motor seperti dalam Gambar 9-7, dan  dihitung dalam contoh pada Gambar 9-8b. Putaran Motor yang masih berkelanjutan  akan  membangkitkan  tegangan  pada  fasa  terbuka.  Hal  ini  sama  saja  dengan  memberikan tegangan secara kontinyu pada beban yang terhubung pada fasa tersebut.  Daya yang dialihkan sepanjang celah udara Motor akan mengurangi daya shft Motor  sehingga terjadi hentakan. Satu contoh memperlihatkan bahwa Motor akan menarik  20% dari rating beban dengan beban statis tiga kali lebih besar dari beban Motor atau  pada 50% dari rating beban dengan beban statis sama dengan beban Motor. Dengan  kata lain, rendahnya impedansi urutan negatif Motor berarti bahwa bagian terbesar dari  arus urutan negatif mengalir ke Motor yang mengakibatkan kenaikan pemanasan.   Distribusi ini ditunjukkan dalam Gambar 9-8b. Arus urutan negatif Motor dapat saja  lebih rendah, seperti dalam Gambar 9-8c, hanya apabila beban statis adalah beban satu  fasa.

Hal mendasar dalam fasa terbuka adalah bahwa arus urutan positif dan negatif sama dan  berlawanan sepanjang arus urutan nol tidak terlibat. Hal ini sangat berguna untuk  mengembangkan/membangkitkan arus tidak seimbang melalui bank Transformator  hubungan delta - wyei. Hal tersebut, seperti    halnya perhitungan pada Gambar 9.8  adalah untuk kondisi sesaat setelah fasa terbuka dan sebelum Motor melambat, stall, atau impedansi internal berubah, dan seterusnya. Arus untuk keadaan fasa terbuka pada sisi primer Transformator wyei - delta yang mensuplai Motor seperti ditunjukkan pada Gambar 9-9 dan dalam Gambar 9-10 keadaan fasa terbuka pada sekunder sisi Motor. Bilamana arus urutan positif tergeser 300 dalam arah melalui bank, arus urutan negatif tergeser 300 dalam arah yang berlawanan.

 

Gambar 9-9: Arus tidak seimbang mengalir melalui bank Transformator delta - wyei menuju  Motor pada kondisi salah satu fasa terbuka disisi sumber

Arah arus yang diperlihatkan pada sirkit diagram untuk kedua gambar benar bagi diagram fasor.  Tanpa spesifikasi fasor diagram tersebut, arus IB pada Gambar 9-9 dapatditunjukkan menuju Motor sebagaimana diperlihatkan., tetapi pada 3 Magnitudnyadengan IC pada          3 mengalir menuju sumber. Ini adalah aliran yang sebenarnya, yang ditunjukkan pada Gambar 9-9 oleh diagram fasor, memperlihatkan bahwa IB mengalir  seperti   diperlihatkan,   tetapi   IC   berbeda 180⁰   dengan   IB,   keduanya   dalam 3 Magnitudnya.  Jika  IB  dan  IC  ditunjukkan  dalam  arah  berlawanan  dalam  sirkit  diagram, fasor sebenarnya akan menunjukkan IB dan IC sefasa. Arus-arus tersebut dapat  ditacer melalui Transformator dengan menunjukkan ketidakseimbangan, ingat bahwa 1.0 pu arus dibelitan wyei akan muncul sebagai arus 0,577 pu pada belitan delta. 

Gambar 9.10. Arus tidak seimbang mengalir melalui       bank  Transformator delta - wyei pada    kondisi fasa A terbuka disidi Motor atau sekunder

Tegangan urutan negatif bermanfaat pada proteksi Motor. Dari definisi dasar bahwa sanya  V2 = - I2 Z2. Dengan acuan contoh pada Gambar 9-8,

untuk kasus a V2 = 0,96 x 0,15 = 0,144 pu

untuk kasus b V2 = 1,51 x 0,15 = 0,277 pu
untuk kasus c V2 = 0,12 x 0,15 = 0,018 pu

Hal ini menunjukkan bahwa V2 berguna untuk proteksi kehilangan fasa bilamana fasa terbuka terjadi antara sumber dan titik dimana V2 diukur, tetapi umumnya tegangan sangat kecil bila fasa terbuka terjadi antara titik pengukuran V2 dan Motor. Generalisasi ini  didasarkan  pada  relatif  rendahnya  impedansi  sumber  dibandingkan  dengan impendasi Motor, sebagaimana kasus-kasus yang terjadi. V2 pada Gambar 9-8a, bila diukur pada sisi sumber untuk gangguan fasa terbuka downstream adalah  0,96 x 0,05 = 0,048 pu dibandingkan terhadap fasa terbuka upstream sebesar 0,144 pu.

PROTEKSI TEGANGAN KURANG

Tegangan  kurang  pada  Motor  dapat  berakibat  meningkatkan  arus  dan  kegagaln  pengasutan untuk mencapai rating kecepatan Motor atau kehilangan kecepatan dan  mungkin berhenti berulang, proteksi tegangan kurang termasuk bagian dari peralatan Starter   Motor,   tetapi   sebuah   rele   Tegangan   kurang   waktu   terbalik direkomendasikan untuk digunakan guna memutus kondisi ini agar tidak berlangsung lama dan sebagai rele cadangan.

Gambar 9-11:  Rekomendasi tipikal proteksi Motor : (a) untuk Motor tanpalead netral dan      tersedia RTD; (b). untuk Motor yang memiliki lead netral dan tersedia RTD

                            KESIMPULAN

        Motor  listrik merupakan alat untuk mengubah energi lstrik menjadi energi mekanik / gerak. Pada motor listrik ini sering trjadi gangguan ganguan yang tidak diinginkan, maka untuk melindungi gangguan-gangguan tersebut maka dibuat lah relai proteksi

        Jenis jenis dari gangguan yang mungkin terjadi di motor listrik, yaitu:

1.   Gangguan - phasa dan atau tanah.

2.  Kerusakan termis akibat :

a.  Beban lebih (kontinyu atau intermitent)

b.  Rotor terkunci (gagal asut, atau jamming)

3.  Kondisi tidak normal

a.  Operasi tidak seimbang

b.  Tegangan lebih dan tegangan kurang

c.  Pembalikan phasa                    

d.  Penutupan balik kecepatan tinggi (re-energize sewaktu sedang jalan)

e.  Temperatur yang tidak lazim dan atau lingkungan (dingin, panas, damp)

f.   Urutan pengasutan yang tidak lengkap.

        Untuk melindungi motor listrik tersebut  dari gangguan-gangguan maka digunakan relai seperti relai arus lebih, relai tegangan kurang , dan relai diferensial.

sumber : http://michaelstevanosinurat.blogspot.com/