Jurusan Teknik Elektro, Universitas Diponegoro Semarang Jl. Prof. Sudharto, SH. Kampus UNDIP Tembalang, Semarang 50275, Indonesia

EVALUASI SETTING RELAY PROTEKSI GENERATOR PADA PLAN PT. PETROCHINA INTERNATIONAL JABUNG LTD. BETARA COMPLEX DEVELOPMENT PROJECT MENGGUNAKAN SIMULASI ETAP 12.6.0 Teguh Dwi Saputro*), Hermawan, and Susatyo Handoko Jurusan Teknik Elektro, Universitas Diponegoro Semarang Jl. Prof. Sudharto, SH. Kampus UNDIP Tembalang, Semarang 50275, Indonesia *)

Email: [email protected]

Abstrak Dalam plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. terdapat 3 Gas Turbine Generator indentik sebagai pembangkit listrik sistem. Tiga Motor Sales Gas Compressor sebesar 4,7 KW akan ditambahkan ke dalamnya untuk memperbanyak produksi. Karena penambahan beban, nama plan tersebut berubah menjadi BCD 4 Project. Dikarenakan penambahan beban, setting relay proteksi generator perlu dievaluasi dengan menghitung ulang setting relay plan tersebut sesuai standar. Hasil perhitungan dan perancangan akan disimulasikan oleh ETAP 12.6.0. Berdasarkan hasil evaluasi, relay frekuensi masih layak digunakan. Namun ada beberapa setting yang tidak sesuai, yaitu pada setting relay diferensial. Slope 1 dan 2 pada relay diferensial menjadi 11,03 dan 44,12A. Arus dan waktu pada relay arus lebih dengan voltage control menjadi 2,15A dan 0,38detik. Arus dan delay relay arus lebih instantaneous menjadi 18,75A dan 0,15detik. Arus dan waktu relay arus lebih definite menjadi 0,3A dan 0,65detik. Arus urutan negatif pada relay urutan negatif menjadi 0,248A. Diameter 1 dan 2 serta delay pada relay hilang eksitasi menjadi 22 dan 40Ω serta 0,5detik. Setting trip dan waktu pada relay eksitasi lebih menjadi 2,1V/Hz dan 6detik. Daya balik dan delay relay daya balik menjadi 1,02 MW dan 5detik. Tegangan pickup serta delay relay tegangan menjadi 97,75 dan 132,83V serta 10detik. Kata kunci : setting, proteksi, relay, generator, evaluasi, BCD 4 Project.

Abstract In the plan of PT. Petrochina International Jabung Ltd., 3 identical Gas Turbine Generators are used to serve as the electrical generator. Three Sales Gas Compression Motor 4,7 KW would be added to the plan to expand production. Because of the additional load, the name of plan was changed become BCD 4 Project. Due to additional load, the settings of generator protection relay should be evaluated by recalculating the relay setting BCD 4 Project standards. The calculation and design would be simulated by ETAP 12.6.0. Based on evaluation results, frequency relay is still eligible to use. However, there are several setting relays which are not feasible i.e. setting of differential relays. Slope 1 and 2 in differential relay were adjusted to 11,03 and 44,12A respectively. The current and time in overcurrent relay with voltage control were readjusted to 2,15A and 0,38second. Readjustment of instantaneous overcurrent relays were conducted to 18,75A and 0,15second. Definite time overcurrent relay also got resetting into 0,3A and 0,65second. Negative sequence relay was readjusted to 0,248A. Loss of excitation relay with diameter 1 and 2 were adjusted to 22 and 40Ω with delay 0,5second. Overexcitation relay was also readjusted to 2,1V/Hz in 6seconds. Reverse power relay was adjusted to 1,02MW in 5second. Initial setting of voltage relay were adjusted into 97,75 and 132,83V with delay 10second. Keyword: setting, protection, relays, generator, evaluation, BCD 4 Project.

1.

Pendahuluan

Listrik merupakan hal yang penting dalam kehidupan. Dalam sebuah industri besar, listrik adalah kebutuhan mutlak yang harus dipenuhi. Tidak jarang beberapa industri memilih membuat perencanaan pembangkitan listrik sendiri dengan menggunakan jasa EPC

(Enggineering, Procurement, and Construction) agar pengeluaran akibat konsumsi listrik dapat ditekan dan pemasangan sistem kelistrikan dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Salah satu contohnya adalah PT. Petrochina International Jabung Ltd. PT. Petrochina International Jabung Ltd. bergerak dalam bidang pertambangan minyak/gas. Dalam plan kelistrikan

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1101

perusahaan tersebut terdiri dari generator, trafo, motor dan peralatan lain yang harganya mahal. Dan setiap peralatan mempunyai sistem proteksinya masing-masing yang wajib ada dalam instalasi kelistrikan.

2.2

Pada plan tersebut terdapat 3 Gas Turbine Generator indentik yang berfungsi sebagai pembangkit kelistrikan sistem. Untuk menambah produksi, maka akan ditambahkan plan menjadi Betara Complex Development 4 Project (BCD 4 Project). Dengan penambahan plan ini, setting proteksi relay-relay generator akan berubah sejalan dengan penambahan beban pada plan tersebut.

Data yang digunakan untuk analisis ditunjukkan pada Tabel 1 - Tabel 4.

Data Sistem

Pada plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. terdpat 3 unit generator menggunakan penggerak mula turbin uap seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dibahas mengenai evaluasi setting relay proteksi generator untuk menyesuaikan dengan penambahan BCD 4 Project agar sistem kelistrikan generator bisa membangkitkan listrik setiap waktu dalam keadaan aman terhadap gangguan yang dapat merusak generator-generator tersebut. Penelitian akan dilakukan dengan menghitung dan mengevaluasi relay-relay proteksi generator. Software ETAP 12.6.0 akan digunakan sebagai pemodelan diagram satu garis plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. BCD 4 Project yang nantinya akan disimulasikan beberapa kondisi gangguan untuk mengetahui kesesuaian kerja relay-relay tersebut terhadap generator.

2. 2.1

Metode Langkah Penelitian

Pada penelitian ini terdapat beberapa metode yang diterapkan sebagai dasar metodologi penelitian dalam melakukan penelitian penelitian. Metodologi penelitian penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 2. Diagram

Satu

Garis

plan

Gambar 1. Langkah penelitian generator.

PT.

Pterochina

evaluasi

International

setting

Jabung

relay

Ltd.

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1102

Tabel 1. Data generator Generator GTG 101A GTG 101B GTG 101C DEG 101 DG 002 DG 003 DG 004

Kapasitas (MVA) 29,13 29,13 29,13 2,281 0,625 0,625 0,5

Faktor Daya (%) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85

Daya Operasi (MW) 23,3 23,3 23,3 1,825 0,5 0,5 0,425

Tabel 2. Impedansi generator R Xd X'd X"d X2 X0 R2 R0

(%) 0,183 172 22,2 13 13,7 8,4 0,193 0,118

(Ohm) 0,01196 11,24536 1,45135 0,84994 0,89565 0,54916 0,01260 0,00773

Pabrik MERLIN GERIN GENERAL ELECTRIC

INCOMIN G GENERAT OR GTG A, GTG B, dan GTG C

Type SEPAM1000 CT 1500/5 GE Multilin G60 CT 2000/5

Curv e

OCR/GFR (50/51)

DT

Reverse Power (32) Under/Overfrequenc y (81 U/O) Differential Generator (87G)

ID Kabel

HV-01-690GTG-101A HV-01-690GTG-101B HV-01-690GTG-101C

Panjan g

nom

m 185

Size

R

X

kV

Ohm/km

Ohm/k m

175

13,8

0,128

0,112

185

175

13,8

0,128

0,112

185

175

13,8

0,128

0,112

Pemodelan

Berdasarkan pada diagram satu garis plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. maka dapat dibuat pemodelan diagram satu garis menggunakan program ETAP 12.6.0 seperti pada Gambar 3.

Jenis Relay

OCR dengan Voltage Control (51V) Instantaneous OCR (50G) Negative Sequence (46) Under/Overvoltage (27/59) Over/Loss of Excitation (24/40)

V

2.3.

Tabel 3. Data relay pada generator Feeder

Tabel 4. Data teknis kabel Generator

EIT DT DT -

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1103

Gambar 3. Pemodelan Diagram Satu Garis plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. dengan ETAP 12.6.0 Tabel 6. Hasil perhitungan setting relay diferensial

3.

Hasil dan Analisa

3.1.

Simulasi Arus Gangguan Hubung Singkat ETAP 12.6.0

Pada penelitian ini akan dilakukan simulasi arus gangguan hubung singkat menggunakan software ETAP 12.6.0 pada bus generator seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5. Tabel 5. Hasil simulasi arus gangguan hubung singkat

Keterangan

GTG A

GTG B

GTG C

Inominal (A)

1219

1219

1219

I150% (A)

1828,5

1828,5

1828,5

CT1 (A)

2000 / 5

2000 / 5

2000 / 5

CT2 (A)

2000 / 5

2000 / 5

2000 / 5

ICT1/CT2 (A)

44,105

44,105

44,105

Ir (A)

44,105

44,105

44,105

Isetting gangguan dalam (A)

11,03

11,03

11,03

Isetting gangguan luar (A)

44,11

44,11

44,11

Waktu operasi (detik)

0,15

0,15

0,15

3.2.2. Relay Daya Balik (32) Hasil perhitungan setting relay daya balik dapat dilihat pada Tabel 7 menggunakan Persamaan 3. 3.2. Perhitungan Setting Relay 3.2.1. Relay Diferensial (87G) Hasil perhitungan setting relay diferensial persamaan 1 dan 2 dapat dilihat pada Tabel 11. (|⃗⃗⃗ | |⃗⃗ |)

( sesuai (1) (2)

dimana Ir Ip Is Iset Slope 1 Slope 2

= Arus restraint (A). = Arus hubung singkat sekunder CT1 (A). = Arus hubung singkat sekunder CT 2(A). = Arus setting relay diferensial (A). = 25% = 100%

)

(

( )

)

dimana Pm sekunder : Daya motoring sisi sekunder CT dan PT (W). Pm primer : Daya motoring sisi primer CT dan PT (W). Tabel 7. Hasil perhitungan setting relay daya balik Keterangan Arus beban penuh (A) Rasio CT (A) Rasio PT (V) Daya balik primer (MW) Daya balik sekunder (Watt) Time delay (detik)

GTG A

GTG B

GTG C

1219

1219

1219

2000 / 5 14400 / 120

2000 / 5 14400 / 120

2000 / 5 14400 / 120

1,02

1,02

1,02

21,25

21,25

21,25

5

5

5

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1104

3.2.3. Relay Arus Lebih (50/51)

3.2.5. Relay Hilangnya Eksitasi (40)

Hasil perhitungan setting relay arus lebih dapat dilihat pada Tabel 8 menggunakan Persamaan 4, 5, dan 6.

Hasil perhitungan setting relay hilangnya eksitasi dapat dilihat pada Tabel 10 menggunakan Persamaan 8, 9 dan 10.

(

) (

( )

(4)

( )

)

(

Keterangan : Berdasarkan North American Standard IEEE Extremely Invers t = waktu operasi relay (detik) TD = Time dial (detik) A = 28,2 (konstanta) P = 2 (konstanta) B = 0,1217 (konstanta) (5) (6)

)

dimana 1pu : Zbase generator (Ω) Diameter 1 : Diameter lingkaran kecil (Ω) Diamater 2 : Diameter lingkaran besar (Ω)

Tabel 8. Hasil perhitungan setting relay arus lebih Keterangan Arus nominal (A) Ipickup CT (pu) Pickup Reduction (pu) Toperasi (detik) TD (detik) Pickup range Iset instantaneous overcurrent (A) Tap inst. overcurrent (A) Time delay inst. (detik) Iset GFR(A) Tap GFR (A) Time Dial (detik)

GTG A 1219 0,914 0,168 0,75 0,38 0,43

GTG B 1219 0,914 0,168 0,75 0,38 0,43

GTG C 1219 0,914 0,168 0,75 0,38 0,43

7500

7500

7500

18,75 0,15 90 0,3 0,65

18,75 0,15 90 0,3 0,65

18,75 0,15 90 0,3 0,65

3.2.4. Relay Urutan Negatif (46)

Gambar 4. Diagram karakteristik relay hilangnya eksitasi generator GTG A

Hasil perhitungan setting relay urutan negatif dapat dilihat pada Tabel 9 menggunakan Persamaan 7. (7) dimana I2pu : Arus urutan negatif dalam pu. t : Waktu operasi relay urutan negatif (detik). K : Konstanta thermal. Tabel 9. Hasil perhitungan setting relay urutan negatif Keterangan Arus nominal (A) Rasio CT (A) Arus pada relay (A) Tap Switch (A) I2 relay (A) I2 relay (pu) waktu operasi relay (detik)

Unit A 1219 2000:5 3,05 3,1 0,248 0,08

Unit B 1219 2000:5 3,05 3,1 0,248 0,08

Unit C 1219 2000:5 3,05 3,1 0,248 0,08

1000

1000

1000

Tabel 10. Hasil perhitungan setting relay hilangnya eksitasi Keterangan

GTG A

GTG B

GTG C

Zbase sekunder (Ω)

21,792

21,792

21,792

X’d sekunder (Ω)

5,38

5,38

5,38

Xd sekunder (Ω)

40,1

40,1

40,1

1 pu (Ω)

21,792

21,792

21,792

H Tap (Ω) L Tap (Ω) Diameter 1 (Ω)

2,5 0 22

2,5 0 22

2,5 0 22

Diameter 2 (Ω)

40

40

40

Offset Tap

3.2.6. Relay Eksitasi Lebih (24) Hasil perhitungan setting relay eksitasi lebih dapat dilihat pada Tabel 11 menggunakan Persamaan 11.

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1105

( ⁄

)

(

)

Tabel 11. Hasil perhitungan setting relay eksitasi lebih Keterangan Rasio PT (V) Tegangan relay (V) V/Hz nominal (V/Hz) V/Hz time trip pickup (V/Hz) Waktu operasi (detik)

GTG A 14400/120 115 1,9

GTG B 14400/120 115 1,9

GTG C 14400/120 115 1,9

2,1

2,1

2,1

6

6

6

3.3.

Analisis Setting Relay Proteksi

Berdasarkan data setting eksisting dan data setting hasil perhitungan, setting relay proteksi maka dibuat tabel perbandingan setting relay proteksi antara eksisting dan hasil perhitungan yang disajikan dalam Tabel 14 berikut. Tabel 14.

Perbandingan setting relay proteksi antara eksisting dan hasil perhitungan Incoming GTG A,B, dan C Uraian

3.2.7. Relay Frekuensi (81) Pada penelitian ini tidak dilakukan perhitungan setting relay frekuensi, tetapi relay ini akan dianalisis apakah settingnya sesuai dengan SPLN. Setting relay frekuensi yang terpasang pada generator A, B, dan C ditunjukkan pada Tabel 12. Tabel 12. Setting relay frekuensi generator Setelan Fpickup Alarm (Hz) Waktu tunda 1(detik) Fpickup Trip (Hz) Waktu tunda 2(detik)

Underfrequency 58,2 30 57,6 5

Overfrequency 61,8 30 62,4 5

Berdasarkan Tabel diatas pada setting under frequency memiliki Fpickup Alarm sebesar 58,2 Hz (-3%) dengan time delay 30 detik dan Fpickup Trip sebesar 57,6 Hz (-4%) dengan time delay 5 detik sedangkan pada setting over frequency memiliki Fpickup Alarm sebesar 61,8 Hz (+3%) dengan time delay 30 detik dan Fpickup Trip sebesar 62,4 Hz (+4%) dengan time delay 5 detik. Waktu trip dipilih untuk mengantisipasi adanya goncangan beban atau kerja paralel generator. 3.2.8. Relay Tegangan (27/59) (

)

(12) (13) (14)

Untuk undervoltage relay menurut IEEE Standard C37.102 – IEEE Guide for AC Generator Protection [12], tidak menyarankan relay 27 untuk mentripkan peralatan, tapi hanya memberikan alarm untuk memberitahukan operator agar mengambil tindakan. Perhitungan relay akan sesuai persamaan 12,13, dan 14. Waktu tunda minimal 10 detik dan akan mengaktifkan alarm. Tabel 13. Setting relay frekuensi generator Setelan Vpickup Alarm (V) Waktu tunda (detik)

Undervoltage 97,75 10

Overvoltage 132,83 10

Relay diferensial (87G) % Slope gangguan didalam (%) Isetting gangguan didalam (A) % Slope gangguan diluar (%) Isetting gangguan diluar (A) Waktu Operasi (detik) Relay arus lebih dengan voltage control (51V) Isetting range (A) TD (detik) ETAP pickup range ETAP time dial Relay gangguan tanah instantaneous (50G) Isetting (A) Waktu tunda (detik) ETAP pickup range ETAP time dial Relay gangguan tanah Definite Time (51N) Isetting (A) Time Dial (detik) ETAP pickup range ETAP time dial Relay urutan negatif (46) Setting I2 (A) Waktu operasi maksimal relay (detik) ETAP pickup range ETAP minimum time dial Relay hilangnya eksitasi (40) Offset tap (Ω) Tap high Tap low Diameter 1 (Ω) Diameter 2 (Ω) Waktu tunda (detik) Relay eksitasi lebih (24) V/Hz time trip pickup (V/Hz) Waktu operasi (detik) Relay daya balik (32) Daya balik (MW) Time delay (detik) ETAP pickup range (%) ETAP time delay (detik) Relay frekuensi (81) Underfrequency Fpickup (Hz) Time delay (detik) ETAP pickup range (%) ETAP time delay (detik) Overfrequency Fpickup (Hz) Time delay (detik) ETAP pickup range (%) ETAP time delay (detik)

Existing

Hasil Perhitungan

10 5,75 80 25 0,15

25 11,03 100 44,11 0,15

4,57 2,67 0,914 2,67

2,15 0,38 0,43 0,38

0,225 5 0,045 5

18,75 0,15 3,74 5

0,41 0,5 0,082 0,5

0,3 0,65 0,06 0,65

3,05 1000

0,248 1000

0,61 0,1

0,0496 0,1

18,74 21,16 0,3

2,5 0 22 40 0,5

1,18 4

2,1 6

1,025 5 +/- 4 5

1,02 5 +/- 4 5

58,2 30 97 30

58,2 30 97 30

-

61,8 30 103 30

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1106

Relay tegangan Undervoltage (27P) Vpickup (V) Time delay (detik) ETAP pickup range (%) ETAP time delay (detik) Overvoltage (59P) Vpickup (V) Time delay (detik) ETAP pickup range (%) ETAP time delay (detik)

86,25 3 75 3

97,75 10 85 10

138 3 120 3

132,83 10 115,5 10

Berdasarkan rekapitulasi hasil perhitungan pada Tabel 14 diatas dapat kita lihat bahwa setting relay proteksi generator di plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. antara existing dan hasil perhitungan rata-rata berbeda, kecuali pada under frequency relay. 3.3.1. Perbedaan pada Relay 87G Pada relay diferensial generator dapat dilihat bahwa range pada data existing lebih sempit. Dan nilai dengan standar yang diberikan untuk plan tersebut seharusnya 25% untuk gangguan dalam generator dan 100% untuk gangguan diluar generator. Hal ini dapat menyebabkan relay mudah trip ketika menghadapi lonjakan arus yang belum memasuki kategori gangguan. Sehingga kerja generator untuk membangkitkan listrik akan terhenti. 3.3.2.

Perbedaan pada Relay 51V

Pada relay 51V setting time dial terlalu lama yaitu 2,67 detik dan arus pickup 0,914 pu yang mengakibatkan kurva setting arus melewati kurva kerusakan generator. Hal ini dapat menyebabkan relay tidak dapat mengisolasi gangguan untuk mengamankan generator. Ketika diamankan, maka generator sudah rusak. Berbeda dengan hasil perhitungan dengan time dial 0,38 detik dan pickup 0,43 pu. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat grafik perbandingan pada Gambar 5.

(b) Gambar 5. (a) Kurva Relay 51V Existing (b) Kurva Relay 51V Hasil Perhitungan

3.3.3. Perbedaan pada Relay 50G Nilai arus pickup relay 50G pada existing jauh lebih kecil dibandingkan hasil perhitungan. Waktu kerjanya juga terlalu lama. Hal ini tidak sesuai SPLN 52-1-1984, yang menyatakan waktu kerja relay maksimal yang bekerja tanpa waktu tunda adalah150 ms. Sedangkan untuk relay 50G existing diberikan waktu 5 detik. 3.3.4. Perbedaan pada Relay 51N Nilai pickup dari data existing dan hasil perhitungan sedikit berbeda. Pada data existing untuk arus gangguan 1 fase ke tanah tidak dapat terdeteksi oleh relay 51N karena nilai arus pickup yang terlalu besar, sedangkan pada hasil perhitungan dengan nilai pickup yang lebih kecil dapat mendeteksi gangguan tersebut. Perbandingannya dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7 berikut.

(a)

(a)

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1107

(b) Gambar 6. (a) Operasi Relay 51N Existing (b) Kurva Relay 51N Hasil Perhitungan

(b) Gambar 7. (a) Kurva Relay 51N Existing (b) Kurva Relay 51N Hasil Perhitungan

3.3.5. Perbedaan pada Relay 46 Nilai pickup relay 46 pada data existing tidak sesuai dengan standar IEEE C37.102-1995 yaitu 0,61 pu. Setting data existing hanya didasarkan pada arus nominal generator, bukan dari jenis rotor yang dipakai oleh generator. Sedangkan setting hasil perhitungan sudah sesuai standar tersebut dengan nilai 0,08 pu. Perbandingannya dapat dilihat pada Gambar 8 berikut. (a)

(a)

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1108

3.3.9. Perbedaan pada Relay 27/59 Nilai pickup tegangan dan waktu tunda dari relay ini tidak sesuai dengan Standar IEEE C37.102 dan NERC Nort America yang seharusnya disetting 85% untuk Undervoltage dan 105% untuk Overvoltage dengan waktu tunda minimal 10 detik untuk mengantisipasi ayunan daya pada sistem. Namun kenyataanya pada setting existing, waktu tunda trip hanya 3 detik. Hal ini bisa mengakibatkan relay trip ketika ada ayunan daya generator. Jadi, dapat disimpulkan nilai existing tidak sesuai dengan standar tersebut. 3.4.

Rekapitulasi Hasil Simulasi

Rekapitulasi hasil simulasirelay disajikan dalam Tabel 15.

proteksi

generator

Tabel 15. Hasil Simulasi Relay Proteksi GTG A, B, dan C

(b)

Gangguan

Gambar 8. (a) Kurva Relay 46 Existing (b) Kurva Relay 46 Hasil Perhitungan

Ifault 3 fase Ifault 2 fase

Waktu tunda relay 40 pada data existing lebih kecil, yaitu 0,3 detik. Sedangkan pada hasil perhitungan sesuai standar IEEE C37.102-1987, relay hilangnya eksitasi ini disetting dengan waktu tunda 0,5-0,6 detik. Jadi, dapat disimpulkan bahwa setting waktu tunda pada relay 40 berdasarkan data existing tidak memenuhi standar IEEE C37.102-1987.

Ifault 2 fase ketanah

Nilai pickup untuk relay 24 pada data existing sangat kecil yaitu 1,18 V/Hz dengan waktu operasi 4 detik. Hal ini tidak sesuai hasil perhitungan yang disesuaikan Standar IEEE C37.102-1987, V/Hz relay eksitasi lebih disetting 110% dari V/Hz nominal. Dan berdasarkan Standar IEEE C37.102-1987, waktu kerja relay eksitasi lebih adalah 6 detik. Jadi, dapat disimpulkan bahwa setting relay pada data existing kurang sesuai dan tidak memenuhi Standar IEEE C37.102-1987. 3.3.8. Perbedaan pada Relay 32 Nilai pickup untuk Relay 32 pada data existing lebih besar dibanding Standar IEEE C37.102-1987, yaitu 4,4% atau 1,025 MW dengan waktu tunda 5 detik. Nilai ini berbeda dengan hasil perhitungan sesuai standar yang telah disebutkan yaitu 3% atau 0,699 MW dengan waktu tunda maksimal 30 detik untuk mengantisipasi operasi relay selama ayunan daya yang disebabkan gangguan sistem.

695-MCC-101A 690-GTG-101A 695-MCC-101A

3.3.6. Perbedaan pada Relay 40

3.3.7. Perbedaan pada Relay 24

Bus

Ifault 1 fase ketanah

690-GTG-101A 695-MCC-101A 690-GTG-101A 695-MCC-101A 690-GTG-101A

Waktu operasi (detik) Relay Relay 46 Relay 27 51V/N 0,382 10,065 0,178 ; 10,065 0,385 0,09 0,347 10,065 0,170 ; 0,09 10,065 0,350 0,09 0,345 10,065 0,170 ; 0,09 10,065 0,348 0,715 0,715 -

Berdasarkan Tabel 15 diatas, urutan waktu kerja atau koordinasi relay proteksi generator di plan PT. Petrochina International Jabung Ltd. sudah sesuai, dimana relay urutan negatif sebagai relay proteksi utama bekerja lebih cepat dari pada relay proteksi yang lain dengan waktu operasi sebesar 0,09 detik. Berdasarkan Tabel 14 dan 15 setelah dilakukan evaluasi setting relay proteksi diperoleh hasil setting yang sesuai dengan standar IEEE C37.102-1987. Sedangkan perbedaan-perbedaan setting relay antara data existing dan perhitungan evaluasi disebabkan oleh beban yang berbeda. Yaitu, pada data existing merupakan data setting relay untuk BCD 3 Project, namun pada hasil evaluasi perhitungan setting telah disesuaikan dengan penambahan beban menjadi BCD 4 Project. Selain itu, standard setting relay yang digunakan oleh perusahaan dengan perhitungan dalam karya tulis ini juga berbeda.

4.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil evaluasi, relay frekuensi masih layak digunakan. Namun ada beberapa setting yang tidak sesuai, yaitu pada setting relay diferensial. Slope 1 dan 2

TRANSIENT, VOL.4, NO. 4, DESEMBER 2015, ISSN: 2302-9927, 1109

pada relay diferensial disesuaikan dari 5,75 dan 25 A, menjadi 11,03 dan 44,12 A. Arus setting dan time dial pada relay arus lebih dengan voltage control disesuaikan dari 4,57 A dan 2,67 detik, menjadi 2,15 A dan 0,38 detik. Arus setting dan waktu tunda relay arus lebih instantaneous disesuaikan dari 0,225 A dan 5 detik, menjadi 18,75 A dan 0,15 detik. Arus setting dan time dial relay arus lebih definite time disesuaikan dari 0,41 A dan 0,5 detik, menjadi 0,3 A dan 0,65 detik. Arus urutan negatif pada relay urutan negatif disesuaikan dari 3,05 A, menjadi 0,248 A. Diameter 1 dan 2 serta waktu tunda pada relay hilang eksitasi disesuaikan dari 18,74 dan 21,16 Ω serta 0,3 detik, menjadi 22 dan 40 Ω serta 0,5 detik. Setting trip dan waktu operasi pada relay eksitasi lebih disesuaikan dari 1,18 V/Hz dan 4 detik, menjadi 2,1 V/Hz dan 6 detik. Daya balik dan waktu tunda relay daya balik disesuaikan dari 1,025 MW dan 5 detik, menjadi 1,02 MW dan 5 detik. Tegangan pickup bawah dan atas serta waktu tunda relay tegangan disesuaikan dari 86,25 dan 138 V serta 3 detik, menjadi 97,75 dan 132,83 V serta 10 detik.

Referensi [1]. [2]. [3]. [4].

Arun Phadke, Power System Protection. Boca Raton, USA: CRC Press LLC, 2001. IEEE Guide for AC Generator Protection, Standar IEEE C37.102-1987. IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection for Power Generating Plants, Standar IEEE C37.106-1987. Instructions Loss of Excitation Relay Type CEH51A, GE Meter and Control.

[5].

[6].

[7].

[8].

[9].

[10].

[11]. [12].

[13]. [14].

Instructions SGC 21A, 21B, 21C Negative-Sequence Time Overcurrent Relays, GE Power Management, Canada, 2002. J Lewis Blackburn dan Thomas J Domin, Protective Relaying Principles And Applications. USA: CRC Press, 2004. Liem Ek Bien dan Dita Helna, “Studi Penyetelan Relai Diferensial Pada Transformator PT Chevron Pacific Indonesia,” JETri, vol. 6, no. 2, hal. 41-68, Feb. 2007. Maria Oktavia Fitriani, “EvaluasiSetting Relay Generator dan Trafo Generator di PLTGU Tambak Lorok Blok 1”, Skripsi, Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia, 2015. Mery Seksio Kardila, Yulisman dan Budi Santosa, “Sistem Proteksi Pembangkit Jenis Rele Daya Balik (Reverse Power Relay/32),”. Meyga Pranata Juanda, “Evaluasi Setting Rele Arus Lebih (OCR) pada Beban Motor dan Generator 13,8 Kv Di Plant PT Petrochina International Jabung Ltd. Betara Complex Development dengan Menggunakan Simulasi ETAP 12.6.0”, Skripsi, Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia, 2015. Pola Pengaman Sistem Bagian satu: B. Sistem Transmisi 150 kV, Standar PLN 52-1, 1984. Prima Hotlan Kristianto, “Evaluasi Kinerja Rele Arus Lebih Pada generator,” skripsi, Teknik Elektro, Universitas Indonesia, Depok, Indonesia, 2009. Relai Proteksi Peralatan Pembangkit, PLN Pusat Pendidikan dan Pelatihan. Yoyok Triyono, Ontoseno Penangsang dan Sjamsjul Anam, “Analisi Studi Rele Pengaman (Over Current Relay Dan Ground Fault Relay) pada Pemakaian Distribusi Daya Sendiri dari PLTU Rembang,” Teknik POMITS, vol. 2, no. 2, hal. 2337-3539, 2013.