A. Pengertian

Daya Proteksi sistem tenaga adalah sistem proteksi yang dilakukan kepada peralatan-

peralatan listrik yang terpasang pada suatu sistem tenaga misanya generator, transformator

jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu

Sendiri Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain : hubung singkat,tegangan lebih,

beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain lain.

Proteksi itu diperlukan :

Untuk menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan peralatan

akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem).Semakin cepat reaksi

perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikitlah pengaruh

gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat

Untuk cepat melokalisir luas daerah terganggu menjadi sekecil

mungkin

Untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang

tinggi kepada konsumsi dan juga mutu listrik yang baik.

Untuk mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan

oleh listrik.

Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari pelbagai tipe gangguan pada

suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara

efektif. Jika terjadi gangguan pada

sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat

mengoeprasikan circuit-circuit yang tepat untuk.mengeluarkan sistem yang terganggu atau

memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator

untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana

yang diperoperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual. Mengingat arus

gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan proteksi. Hal ini perlu

suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal

tersbut dan selanjutnya mengistruksikan circuit-circuit yang tepat untuk bekerja

memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Peralatan tersebut kita kenal dengan

relay. Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang sehubungan

mempunyai dua fungsi pokok. :

1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagian-bagian yang

lainnya tetap beroperasi seperti biasa.

2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating),

pengaruh gaya-gaya mekanik dst.

Koordinasi antara relay dan circuit breaker (CB) dalam mengamati dan memutuskan

gangguan disebut sebagai sistem proteksi. Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam

mempertahankan arus

kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang

ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka

keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang

berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula. Perlu

diingat bahwa pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kwadrat dari arus :

H = 12 Rt Joules

Dimana :

H = panas yang dihasilkan (Joule)

I = arus konduktor (ampere)

R = tahanan konduktor (ohm)

t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)

Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik

mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering atau Circuit

Breaker. Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan

proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas

arus hubung singkat “breaking capacity” atau Repturing Capacity. Disamping itu proteksi

yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal

secara terus menerus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).

2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak

menyebabkan peralatan bekerja

3. Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi

cukup lama sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar.

4. Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang

disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi.

5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya

pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap

beroperasi.

Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan

sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif lebih lama dan mempunyai

fungsi inverse terhadap kwadrat dari arus.Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan

jika action dari sekering

atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat mencapai

harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan mekanik.

2. unit proteksi

Sistem overcurent dinilai dijelaskan sebelumnya tidak memenuhi persyaratan

perlindungan dari system listrik Seperti yang terlihat dalam Bab 10, grading tidak mungkin

untuk dicapai dalam jaringan panjang dan tipis dan juga dapat melihat bahwa penilaian

pengaturan dapat menyebabkan tersandung lagi kali lebih dekat ke sumber, yang tidak

selalu diinginkan. Masalah-masalah ini telah memberikan cara untuk konsep 'unit

perlindungan' di mana sirkuit tersebut dibagi menjadi beberapa bagian diskrit tanpa

mengacu pada bagian lainnya.

3. proteksi back up

Hal ini diperlukan untuk memberikan perlindungan tambahan untuk memastikan

isolasi kesalahan ketika  ekor perlindungan utama untuk berfungsi dengan benar. Ini

perlindungan tambahan disebut sebagai 'Back-up'protection. Sebagai contoh, mengacu pada

gambar di atas, menganggap bahwa kesalahan telah terjadi pada feeder dan bahwa pemutus

di A gagal untuk membuka. Untuk menghapus kesalahan ini, sirkuit yang mampu

untuk memberi makan saat untuk kesalahan melalui pemutus terjebak A harus 

dibuka. Kesalahan ada di luar zona perlindungan utama dan hanya dapat dibersihkan oleh 

perlindungan back-up yang terpisah. Back-up perlindungan harus ditunda untuk

memungkinkan waktu untuk selektif isolasi the.fault oleh perlindungan utama atau unit. 

4. Persyaratan Kualitas Proteksi

Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan

sistem proteksi yang efektif yaitu :

a). Selektivitas dan Diskrimanasi

Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem

dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.

b). Stabilitas

Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona

yang melindungi (gangguan luar).

c). Kecepatan Operasi

Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar

kerusakan peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian

yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan

sinkronisasi dengan sistem

selebihnya. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistemsistem tegangan

tinggi adalah 140 ms. Dimana mendatnag waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms

sehingga memerlukan relay dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying)

d) Sensitivitas (kepekaan)

Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan

besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus

sekunder (trafo arus).

e). Pertimbangan ekonomis

Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis,oleh karena

jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan

yang pokok dipenuhi. Dalam sistem-sistem trtansmisi justru aspek teknis yang penting.

Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan

jaminan terhadap

kelangsungan peralatan sistem adalah vital. Biasanya digunakan dua sistem proteksi

yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up)

f). Realiabilitas (keandalan)

Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya

proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).

g) Proteksi Pendukung

Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan

yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak

bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi

utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo-

trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama

melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil

diantara zona-zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit

breakercircuit breaker tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up

(yang dinamakan remote back up) akan memberikan perlindungan karena berlapis

dengan zona-zona utama seperti pada gambar berikut ini:

5. Metode mendapatkan selektivitas

Metode yang paling positif dan efektif untuk mendapatkan selektivitas adalah

penggunaan diferensial  perlindungan. Untuk instalasi kurang penting, selektivitas dapat

diperoleh, dengan mengorbankan kecepatan operasi, dengan waktu-dinilai

perlindungan.Prinsip unit perlindungan awalnya didirikan oleh Merz dan harga

yang pencipta skema perlindungan diferensial yang mendasar. Sistem ini pada dasarnya 

mempekerjakan arah arus daripada nilai yang sebenarnya mereka, melindungi zoni

tertentu  b1 mgans mendeteksi arus beredar melalui anirelays percontohan kabel. Dasar 

prinsip ini terkenal bentuk perlindungan sekarang akan dipertimbangkan.

6. Differensial proteksi

Perlindungan Diferensial, seperti namanya, membandingkan arus masuk dan

keluar zona dilindungi dan beroperasi ketika diferensial antara curre-nts

melebihi ditentukan besarnya. Perlindungan jenis ini dapat dibagi menjadi dua jenis,

yaitu  seimbang dan seimbang saat tegangan.

a. Balanced circulating current system

The CI dihubungkan secara seri dan sekunder saat ini bersirkulasi di antara

mereka. Relay terhubung di titik tengah sehingga  tegangan relay secara teoritis nii, karena

itu tidak ada curent melalui relay dan  maka tidak ada operasi untuk setiap kesalahan

cutsirte zona dilindungi. Similariy bawah norrnal  kondisi arus, meninggalkan zona A dan B

adalah sama, sehingga relay tidak aktif  oleh keseimbangan saat.  dalam kondisi rusak

intern (yaitu antara CT di akhir A dan B) estafet operares-  Hal ini pada dasarnya

disebabkan oleh arah arus membalikkan pada akhir B membuat kesalahan arus mengalir

dari B ke A bukannya normar A ke kondisi B pada gambar earrier

b. seimbang tegangan SISTEM 

Seperti namanya itu adalah mungkin untuk menciptakan tegangan yang

seimbang di seluruh relay pada akhirnya  A dan B end di bawah iklan sehat

atau-of-zona kondisi kesalahan. Dalam pengaturan ini, crs  terhubung ke oplre d

o.ter (lihat Gambar 13.4).tegangan yang dihasilkan oleh 

sekunder currens ae od ryt 6ppr6si1s, sehingga ada aliran arus di pilot atau

relay, maka stabil pada kondisi gangguan melalui.Uuder kesalahan internal

kondisi relay

c. .Transformer differential protection

Sebuah diferensial transformator sistem proteksi yang khas juga

mengadopsi arus beredar  Prinsip. Titik flrst yang perlu diperhatikan adalah

bahwa CT di satu sisi yang terhubung di delta sementara mereka terhubung

dalam bintang di sisi lain. Hal ini telah dilakukan selama dua alasan: 

l. Untuk mengoreksi pergeseran fasa-melalui transformator untuk mendapatkan 

- Cophasal arus pada relay. 

2. Untuk mencegah relay dari operasi tidak benar untuk gangguan bumi

eksternal sisi transformator daya di mana gulungan yang terhubung dalam

bintang  dengan netral dibumikan. 

Melalui-saat bias diperlukan pada relay ini tidak hanya untuk unbalances

melekat

para CTs tetapi juga untuk mengurus segala tappings tegangan pada

transformator yang disediakan oleh  tap-changer. Sebagai contoh, sebuah

transformator memiliki rasio nominal l32l40kV memiliki 

tekan mengubah rentang dari +15 ke-5Vo  di sisi kV 40 akan memiliki rasio CT

dipilih untuk 

harus seimbang di midtap, yaitu BA42kV. Di atas dibahas lebih rinci dalam Bab

7. komponen sistem proteksi

Komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari :

o Circuit Breaker (PM)

o Relay

o Trafo arus (CT)

o Trafo tegangan (PT)

o Kabel control

Pembangkit tenaga listrik dalam aliran daya sangat menentukan keterca-

pain suatu sistem yang sempurna. Suatu pembangkit tenaga listrik mempunyai

berbagai macam bahan bakar untuk bisa membangkitkan energi listrik yang

dibutuhkan oleh konsumen. Bahan bakar itu tendiri antara lain :

Air

Batu bara

Minyak

Diesel

Matahari

Microhidro

Uap

Petir

Nuklir

Angin

Setelah bahan bakar sudah tersedia untuk membangkitkan energi listrik terse-

but, maka dibutuhkan suatu tubin listrik untuk memutar poros dari generator,

yang fungsi dari generator tersebut adalah merubah energy mekanik yang diter-

ima dari turbin untuk menghasilkan energi listrik yang dibutuhkan oleh kon-

sumen, atau bisa dikatakan prinsip kerja dari generator adalah kebalikan dari

prinsip kerja dari motor listrik.

Dalam suatu generator pada pusat pembangkit tentu dilengakapi dengan alat

proteksi supaya bisa terhindar dari gangguan yang tidak diinginkan, supaya be-

ban yang diterima pada sisi konsumen bisa sampai dengan baik maka perlu

pada generator dipasang alat alat pengaman atau alat proteksi seperti FUSE,

RELAY, MCCB dan banyak lagib alat pengaman pada sistem generator.-

Mengingat akan fatalnya akibat dari apabila terjadi gangguan pada

generator ,tentu untuk pemasangan alat alat proteksi perlu diperhitungkan se-

cara detil dan sangat teliti.

Mesin-mesin dengan rancangan terbaru pada umumnya jarang sekali

mengalami gangguan, hal ini disebabkan karena adanya penggunaan bahan-ba-

han bermutu tinggi, teknis pengerjaan dan pengendalian mutu yang lebih baik,

jika dibanding dengan mesin-mesin buatan terdahulu. Walaupun demikian ke-

mungkinan terjadinya gangguan tidak dapat dihindarkan. Gangguan dapat

menyebabkan kerusakan pada mesin yang sedang dioperasikan dan biasanya

akan diikuti dengan pemutusan suplai. Mengingat generator merupakan perala-

tan yang penting dan nilainya juga cukup mahal (biaya penggantian maupun

perbaikan mesin lama) maka diusahakan pengaruh gangguan dibatasi sampai

sekecil mungkin. Antara lain dengan menditeksi keadaan gangguan secara tepat

dan mengisolasikan mesin terhadap sistem yang sehat secara cepat.

Gangguan pada generator antara lain dapat disebabkan oleh:

a. Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.

b. Beban lebih (overload).

c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.

d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.

e. Kehilangan medan penguat (loss of field).

f. Daya balik (motoring).

g. Out of step.

Sebagian besar gangguan di atas perlu dihilangkan dengan cara

melepaskan generator terhadap sistem melalui pemutus tenaga utama (main cir-

cuit breaker) dan bila memungkinkan melepas pemutus tenaga medan penguat.

Untuk jenis gangguan tertentu selain cara di atas, mesin penggerak dihentikan

beroperasi. Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang diizinkan bi-

asanya sistem hanya memberikan peringatan saja. Mempertimbangkan segi pro-

duksi, pemeliharaan generator dan pemeliharaan peralatan pengamannya.

8. PROTEKSI GENERATOR

Adapun gangguan pada generator dan cara memproteksinya yaitu:

a. Hubung singkat

Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.

Gangguan pada lilitan stator dapat diklasifikasikan sebagai gangguan

hubung singkat fasa ke fasa, hubung singkat fasa dengan tanah, hubung singkat

antara lilitan dengan lilitan pada fasa yang sama dan rangkaian terbuka. Kega-

galan isolasi lilitan dapat disebabkan oleh tegangan lebih, menurunnya keta-

hanan dielektrik, atau kombinasi keduanya. Tegangan lebih dapat disebabkan

oleh switching transient, petir, atau gabungan kecepatan lebih dengan beban hi-

lang yang mendadak. Menurunnya ketahanan dielektrik dapat disebabkan oleh

penuaan, panas pada isolasi, pengumpulan kotoran, korona, kelembaban,

pemeliharaan yang salah, adanya benda asing yang masuk kedalam isolasi mis-

alnya seperti kipas (fan) yang patah dan menghantam lilitan atau air sistem

pendingin stator bocor. Jika kerusakan isolasi lilitan dapat dicegah sebelum

laminasi rusak, maka perbaikan masih dapat dilakukan dengan mengganti

kumparan yang rusak, akan tetapi jika laminasi pada inti besi yang rusak, per-

baikan yang dilakukan sudah tidak efisien lagi. Oleh sebab itu sedapat mungkin

gangguan harus dihilangkan sebelum timbul kebakaran yang biasanya dapat

merusak laminasi inti. Untuk mendapatkan pengaman yang baik maka dian-

jurkan agar menggunakan rele diferensial generator.

Hubung singkat fasa ke fasa.

Untuk mengamankan masing-masing lilitan fasa generator dapat meng-

gunakan rele arus lebih yang dihubung diferensial. Rele diferensial arus ini da-

pat menggunakan rele arus lebih yang sederhana atau yang dilengkapi dengan

pelambatan waktu, atau dapat juga menggunakan rele diferensial persentase

dengan restrain yang linier atau yang dapat berubah. Untuk mendapatkan rele

diferensial dengan kepekaan yang maksimum, maka trafo arus yang digunakan

pada masing-masing ujung harus benar-benar sama. Meskipun hal ini sudah di-

lakukan, pengamanan diferensial yang menggunakan rele arus lebih masih

mempunyai keterbatasan terhadap kesalahan kerja yang disebabkan arus gang-

guan luar yang sangat besar.

Hubung Singkat Fasa dengan Fasa.

Generator-generator tegangan tinggi biasanya dihubung bintang dengan

titik netralnya dapat ditanahkan secara langsung atau melalui impedansi atau

sama sekali tidak ditanahkan. Penggunaan impedansi pada suatu sistem pen-

tanahan dimaksudkan untuk membatasi arus hubung singkat ketanah agar tidak

lebih besar dari arus hubung singkat tiga fasa. Umumnya lilitan generator di-

harapkan tidak tahan terhadap arus lebih yang lebih besar dari arus hubung

singkat tiga fasa. Tingkat daya guna rele diferensial terhadap arus gangguan

tanah tergantung terhadap besar arus gangguan tanah yang timbul. Bila sistem

yang ditanahkan dengan impedansi rendah, biasanya arus gangguan tanah yang

terjadi besar dan diharapkan rele dapat bekerja dengan baik kecuali jika terjadi

gangguan pada sebagian kecil lilitan yang dekat dengan titik netral. Demikian

sebaliknya jika generator ditanahkan dengan impedansi tinggi maka arus gang-

guan tanah yang terjadi cukup kecil dan biasanya rele diharapkan tidak bekerja.

Untuk mengamankan gangguan ini maka digunakan rele lain. Penggunaan rele

diferensial pada sistem yang ditanahkan dengan tahanan tinggi menyebabkan

kepekaan rele terhadap gangguan tanah sangat rendah.

Hubung Singkat Antar Lilitan Pada Fasa Yang Sama.

Walaupun rele diferensial dapat menditeksi gangguan hubung singkat antar fasa

hampir pada semua lilitan generator tetapi rele ini tidak dapat menditeksi gang-

guan hubung singkat antar lilitan pada fasa yang sama. Bermacam-macam

skema pengaman telah dibuat namun umumnya tidak praktis dan terbatas pada

konstruksi generator itu sendiri. Untuk generator yang mempunyai lilitan tung-

gal (single layer) hubung singkat antar lilitan pada fasa yang sama tidak akan

terjadi tanpa mengikut sertakan gangguan hubung tanah. Umumnya pengaman

gangguan ini jarang sekali digunakan dalam praktek.

Rangkaian Terbuka Pada Lilitan.

Kejadian rangkaian terbuka pada generator modern adalah hal yang sulit terjadi

karena bentuk fisik penghantar dan pelindung khusus yang ada pada kon-

struksinya cukup kuat dan biasanya tidak diterapkan rele pengaman yang

khusus untuk menditeksi rangkaian terbuka.

b. Beban lebih (overload).

Kenaikan suhu disebabkan oleh karena pembebanan lebih pada generator

yang terlalu lama, ventilasi yang kurang sempurna atau karena banyak kotoran

yang menempel pada isolasi lilitan stator sehingga menghambat pelepasan lili-

tan stator.Aliran minyak pelumas yang kurang baik juga bisa menyebabkan

suhu yang tinggi. Untuk mengamankan generator terhadap masalah suhu yang

tinggi,biasanya dipakai sebuah relai arus lebih tunda waktu atau dipakai relay

suhu yang pada tahap pertama membunyikan alarm dan pada tahap berikutnya

mentrip PMT generator.

c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing

Panas lebih pada rotor dapat terjadi karena adanya arus lebih pada rotor

yang disebabkan oleh gangguan pada sistem ventilasi, single phasing atau op-

erasi arus yang tidak seimbang pada stator. Selain dari itu panas pada rotor da-

pat disebabkan oleh arus medan lebih sebagai akibat dari gangguan pada rheo-

stat dan gangguan pada pengaturan tegangan. Sehubungan dengan hal tersebut

ada pendapat yang mengatakan bahwa rangkaian medan penguat agar

dilengkapi dengan pengaman arus lebih. Meskipun kenaikan temperatur yang

cukup kecil dapat diditeksi pada keluaran udara dari media pendingin tetapi ini

tidak menjamin sumber panas berasal dari gangguan pada rotor mungkin saja

dari bagian yang lain. Terlepasnya salah satu fasa atau arus stator yang tidak se-

imbang dapat menimbulkan panas setempat yaitu pada permukaan kutub rotor

selain itu juga akan timbul vibrasi yang dapat merusak pondasi mesin atau

mesin itu sendiri. Pengaman keadaan tidak seimbang biasanya tidak dipasang di

rotor tetapi pada feeder generator.

Untuk mencegah arus sirkulasi yang melalui bearing yang dapat menye-

babkan kerusakan pada bearing yang diakibatkan oleh arus tersebut maka di-

pasang suatu bahan isolasi antara lempengan pelat dan bantalan main outboard

mesin. Apabila isolasi ini rusak atau terjadi hubung singkat antara keduanya

maka bearing akan mengalami cacat yang disebabkan oleh muatan listrik statis.

Keadaan ini dapat diditeksi dengan menggunakan rele arus lebih yang salah

satu terminalnya dihubung pada dudukan bearing dan yang sebuah lagi di-

hubungkan ke poros generator dengan menggunakan kontak sikat berisolasi.

Lapisan minyak pada bearing dapat mencegah kumparan kerja rele hubung

singkat.

d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan 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) Pengaman tegangan lebih dianjurkan untuk diterapkan

pada generator yang digerakkan oleh tenaga air di mana permasalahan uta-

manya adalah terjadinya kecepatan lebih (over speed) sebagai akibat terlepas-

nya beban besar secara mendadak. Tegangan lebih dapat juga disebabkan oleh

kerusakan pada pengatur tegangan otomatis (AVR). Rele tegangan lebih dapat

dipasang dengan menyisipkan tahanan pada penguat atau pada rangkaian

medan generator untuk mengoperasikan alarm atau menghentikan operasi

mesin yang sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan.

Penggerak mula generator dapat mengalami kecepatan lebih (overspeed) dalam

keadaan kerja yang tidak normal, untuk itu maka generator harus dilengkapi

dengan pengaman kecepatan lebih. Alat ini dapat digabungkan dengan sistem

governor penggerak mula atau dapat juga menggunakan sentrifugal device. Jika

peralatan pengaman kecepatan lebih mekanis tidak dipasang maka rele frek-

wensi harus digunakan. Pada generator turbin kapasitas besar mempunyai

pengaman kecepatan lebih yang dapat mentripkan throtle valve jika kecepatan

normal terlampaui sekitar 10%. Sedangkan penggerak mula tenaga air ke-

cepatan lebihnya dapat mencapai sekitar 220% dari kecepatan normalnya.

e. Kehilangan medan penguat (loss of field).

Bilamana generator yang sedang dibebani medan penguatnya hilang maka ko-

pling magnit antara rotor dan stator menjadi lemah dan putaran rotor akan men-

dahului medan magnit stator, sistem kehilangan sinkronisasi. Bila keadaan ini

dibiarkan berlangsung dapat membahayakan operasi generator dan sistem. Gen-

erator akan bekerja sebagai generator induksi, di mana akan timbul arus sirku-

lasi yang sangat besar pada permukaan rotor, khususnya pada bagian ujung dan

ini dapat menimbulkan panas yang berbahaya pada daerah setempat dan pada

ujung lengkungan irisan alur metal. Tegangan induksi atau arus induksi akan

timbul pada lilitan medan yang tergantung pada apakah lilitan itu terhubung

singkat sempurna atau terbuka. Arus sirkulasi ini akan menimbulkan panas dan

dapat merusak rotor.

Untuk kehilangan medan penguat yang sempurna pada generator besar yang

tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis dapat menyebabkan penu-

runan tegangan sampai batas yang serius yang dicapai tidak lebih dari 10 sam-

pai 15 detik. Dan apabila generator tersebut mewakili sebagian besar pem-

bangkitan daya tegangan rendah yang serius dapat dicapai dalam waktu kurang

dari satu detik.

Pengaman kehilangan medan telah dikembangkan untuk dapat melin-

dungi generator terhadap kehilangan medan sebagian atau seluruhnya. Untuk

menghindari kesalahan pemutusan akibat adanya surja sesaat maka perlu men-

erapkan penunda waktu yang mungkin ada pada rele itu sendiri atau dengan

memasang rele penunda waktu bantu. Jika pengaman kehilangan medan dimak-

sudkan sebagai pengaman utama sistem dan generator, rele tegangan kurang da-

pat diterapkan pada skema untuk mengendalikan pemutusan, tetapi tidak mudah

menentukan nilai penyetelan rele yang mampu menjaga sistem dan generator

terhadap kerusakan. Pengaman kehilangan medan penguat dapat diterapkan

apabila salah satu atau lebih keadaan berikut ini terpenuhi.

Jika generator tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis.

Salah satu generator yang dioperasikan paralel lebih besar dari lainnya.

Generator mempunyai hubungan listrik yang mudah sekali terlepas.

Salah satu usaha yang dilakukan untuk mencegah pengaruh kehilangan

medan pada saat pemutus tenaga generator tertutup yaitu dengan memasang sis-

tem interlock. Dengan menggunakan interlock setiap pemutusan medan penguat

akan diikuti dengan pemutusan pemutus tenaga generator pada saat pengop-

erasian.

f. Daya balik (motoring).

Generator yang digerakkan oleh turbin uap apabila uapnya hilang, maka gener-

ator bekerja sebagai motor induksi dimana mesin seharusnya mensuplai tenaga.

Dalam keadaan seperti ini generator menerima suplai tenaga listrik dari sistem.

Untuk mencegah kerusakan akibat gangguan ini maka generator harus

dilengkapi dengan rele daya arah yang peka. Fungsi dari rele ini diatur

sedemikian rupa misalnya dapat memberikan isyarat peringatan dini atau mem-

berikan isyarat pada rangkaian pemutus tenaga untuk melepaskan generator ter-

hadap sistem. Untuk generator yang digerakkan oleh mesin diesel juga dapat

menerapkan rele ini.

g. Out of step.

Suatu generator yang dioperasikan dapat mengalami out of step yang meru-

pakan permasalahan pokok yang dapat menyebabkan kerusakan poros kopling

atau pasangan stator.

Dari gangguan gangguan dan proteksi generator diatas ada juga gangguan gen-

erator dari luar. Generator umumnya dihubungkan ke rel (busbar). Beban dipa-

sok oleh saluran yang dihubungkan ke rel. Gangguan kebanyakan ada di saluran

yang mengambil daya dari rel.

Instalasi penghubung generator dengan rel umumnya jarang mengalami gang-

guan. Karena rel dan saluran yang keluar dari rel sudah mempunyai proteksi

sendiri, maka proteksi generator terhadap gangguan luar cukup dengan relay

arus lebih dengan time delay yang relatif lama dan dengan voltage restrain.

Arus Hubung Singkat Generator turun sebagai fungsi waktu.

Hal ini disebabkan oleh membesarnya arus stator yang melemahkan

medan magnit kutub (rotor) sehingga ggl dan tegangan jepit Generator

turun.

Untuk menjamin kerjanya Relay sehubungan dengan menurunnya arus

hubung singkat Generator, diperlukan Voltage Restrain Coil.

Mengingat karakteristik hubung singkat Generator yang demikian, pada

Generator besar dipakai juga Relay Impedansi.

Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang diizinkan biasanya sistem

hanya memberikan peringatan saja. Menentukan tindakan seperti yang dise-

butkan di atas harus dilakukan secara cermat dan hati-hati, karena kesalahan

dalam menentukan dapat mempengaruhi tingkat pelayanan yang baik.

Memilih jenis rele yang sesuai dengan jenis gangguan yang mungkin

timbul. Mengkoordinasi penyetelan rele yang satu dengan yang lainnya

Mempertimbangkan segi produksi, pemeliharaan generator dan pemeli-

haraan peralatan pengamannya.

h. Mengadakan tenaga-tenaga operator dan teknisi pemeliharaan yang

memadai.

Apabila keempat faktor di atas dapat dipenuhi maka diharapkan kelangsun-

gan pengoperasian dapat berjalan dengan lancar.

B. KESIMPULAN

Sebagai sumber energi listrik dalam suatu sistem tenaga, generator

memiliki peran yang penting, sehingga tripnya PMT/CB generator sangat tidak

dikehendaki karena sangat mengganggu sistem, terutama generator yang ber-

daya besar. Dan juga karena letaknya di hulu, PMT/CB generator tidak boleh

mudah trip tetapi juga harus aman bagi generator, walaupun didalam sistem

banyak terjadi gangguan Untuk menjaga keandalan dari kerja generator, maka

dilengkapilah generator dengan peralatan-peralatan proteksi. Peralatan proteksi

generator harus betul-betul mencegah kerusakan generator, karena kerusakan

generator selain akan menelan biaya perbaikan yang mahal juga sangat meng-

ganggu operasi sistem. Proteksi generator juga harus mempertimbangkan pula

proteksi bagi mesin penggeraknya, karena generator digerakkan oleh mesin

penggerak mula.