Generator Protection – Part I

Introduction

Mesin listrik berputar adalah representasi mesin yang kompleks sehingga rentan terjadinya berbagai macam gangguan. Permasalahan dalam mesin listrik berputar semakin rumit dikarenakan adanya bagian dinamis. Jadi, selain paparan stress secara elektrik, mesin tersebut juga mendapat stress secara mekanik-dinamik seperti vibrasi dan permasalahan bearing.

Secara umum, mesin listrik berputar dihadapkan pada permasalahan temperatur (overheating), dimana permasalahan ini sangat berpengaruh terhadap umur isolasi. Oleh karen itu, peranan sistem pendinginan (cooling system) menjadi sangat vital untuk menjaga temperatur baik itu pada belitan yang mengalirkan arus listrik maupun sirkuit magnetiknya.

Dalam tinjauan lain, karena memiliki belitan AC yang sama dengan trafo, maka mesin listrik berputar juga memiliki kemungkinan kerusakan sistem belitan AC sebagaimana dalam trafo. Demikian pula dalam kasus laminasi magnetik.

Selain itu, kasus overfluxing, overfrequency, underfrequency dan overvoltage juga merupakan ancaman tersendiri terhadap mesin berputar, khususnya generator dikarenakaan adanya malfungsi baik itu pada sistem kontrol atau proteksi mesin penggerak atau pada sistem pengontrol tegangan (eksitasi).

Dalam bahasan selanjutnya, akan dipaparkan beberapa fitur proteksi yang diaplikasikan dalam mesin berputar, khususnya generator sinkron. Untuk motor, akan diberikan dalam pembahasn terpisah.

Perlu diketahui bahwa sistem proteksi generator sinkron adalah sistem proteksi yang paling kompleks diantara sistem proteksi elektrik yang lain, seperti motor, trafo, transmisi atau bus. Sehingga, dengan mempelajari sistem proteksi generator sinkron akan mempermudah pemahaman kita saat mempelajari sistem proteksi elektrik yang lain.

Start | Part 2

Malang, 27 Dec 2019 15:00

Protection Relay – Part III

Struktur Relay Digital

Pada deskripsi kali ini, akan dipaparkan struktur relay digital secara nyata (teraplikasi), bukan sebatas konsep seperti bagian-bagian sebelumnya. Untuk itu, sebagai referensi, digunakan relay proteksi dari Siemens dengan seri produk Siprotec.

Siprotec Relay adalah generasi relay digital, lebih sering disebut dengan multifunction relay karena seri relay digital ini memiliki beberapa fungsi proteksi dalam 1 alat. Namun, seri relay tersebut dipasarkan dengan beberapa varian berdasarkan peralatan yang diproteksi. Misalkan, untuk proteksi generator, maka seri yang dipakai Siprotec 7UM6. Relay tersebut akan memiliki fitur proteksi yang umum hingga yang spesifik untuk fungsi proteksi generator.

Pada gambar 2, ditunjukkan struktur hardware dari Siprotec Relay 7UM6. Bagian utamanya akan dijelaskan sebagai berikut:

 

Gambar 2. Struktur Hardware Siprotec Relay

Analog Input (MI)

Bagian ini berfungsi untuk mengisolasi bagian external dengan bagian internal relay, termasuk mengkonversi nilai pembacaan dari rating pembacaan current transformer (CT) dan voltage transformer (VT) ke dalam rating yang sesuai dengan spesifikasi internal relay.

Jumlah MI channel sangat tergantung pada spesifikasi relay dan fungsi proteksi yang akan dipakai. Jadi, tidak semua relay memiliki MI seperti pada gambar 2. Bisa saja hanya terdiri dari 1 set input arus, 2 set input arus, 1 set input arus dan tegangan atau varian yang lain.

Input Amplifier (IA)

Bagian ini merupakan koneksi impedansi tinggi dan filter sinyal input.

Analog Digital Converter (AD)

Merupakan konverter digital beresolusi tinggi dan terdapat komponen memori yang berfungsi melakukan transfer data ke microprocessor.

Microcomputer (μC)

Adalah suatu bagian yang memproses software. Termasuk fungsinya adalah memonitor besaran yang diukur, mengontrol sinyal dan logika, memutuskan sinyal alarm dan trip, managemen operasi dan perekaman kejadian.

Binary Input/ Output (I/O)

Seperti dijelaskan dalam bagian sebelumnya, kondisi biner seperti reset dan blocking dapat diinformasikan ke dalam relay melalui jalur binary input. Sedangkan untuk perintah trip, informasi alarm dan semacamnya dapat ditransfer ke peralatan luar melalui binary output.

Front Element

Bagian ini terdiri dari LED dan LCD display, berfungsi memberikan informasi atau status dari dalam relay, termasuk nilai pengukuran, setting, alarm dan lain sebagainya.

Serial Interface

Bagian ini berfungsi untuk menghubungkan relay dengan peralatan luar melalui jalur komunikasi (bukan nilai analog), yang pada umumnya adalah PC (personal computer). Dengan demikian, download dan upload setting dan record serta memonitoring beberapa besaran lain bisa dilakukan melalui bagian ini.

Analog Input

Untuk fungsi proteksi tertentu, selain input arus dan tegangan, seringkali dibutuhkan besaran lain untuk dimonitor. Maka, keperluan tersebut dapat diakomodasi oleh bagian analog input. Analog input ini sangat bervariasi, misalkan pembacaan temperatur, tegangan dan arus pulsa (dalam fungsi proteksi rotor earth fault), atau sinyal kontrol lain yang lebih universal (4-20mA).

Power Supply

Bagian ini berfungsi sebagai suplai daya untuk menunjang kinerja relay. Pada umumnya, suplai relay proteksi adalah DC agar lebih handal. Secara internal, seringklali dipasang baterai. Jadi, jika terdapat interupsi power supply, maka setting dan record masih akan tersimpan dalam relay dengan baik.

   

Part 2 | End.

 

Reff:

Power System Protection. PM. Anderson. IEEE Press. 1999.

Siprotec Multifunctional Machine Protection 7UM62. Siemens. 2010.

Paiton, 17 Dec 2019 19.05