Sistem Proteksi

Definisi

Sistem proteksi adalah suatu sistem pengamanan terhadap peralatan listrik, yang diakibatkan adanya gangguan teknis, gangguan alam, kesalahan operasi, dan penyebab yang lainnya.

Fungsi Proteksi

Fungsi Proteksi adalah memisahkan bagian sistem yang terganggu sehingga bagian sistem lainnya dapat terus beroperasi dengan cara sbb :

1. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya pada bagian sistem yang diamankannya (fault detection).
2. Melepaskan bagian sistem yang terganggu (fault clearing ).
3. Memberitahu operator adanya gangguan dan lokasinya (announciation).

Pengaman-lebur (fuse) adalah contoh alat pengaman yang paling sederhana yang jika dipilih dengan tepat dapat memenuhi fungsi tersebut. Untuk pengamanan bagian sistem yang lebih penting, digunakan sistem proteksi yang terdiri dari seperangkat peralatan proteksi yang komponen-komponen terpentingnya adalah :

Relay Proteksi : sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya    (fault detection ).

Pemutus Tenaga (PMT) : sebagai pemutus arus gangguan di dalam sirkit tenaga untuk melepaskan bagian sistem yang terganggu. Dengan perkataan lain “membebaskan sistem dari gangguan” (fault clearing ). PMT menerima perintah (sinyal trip ) dari relay proteksi untuk membuka.

Trafo Arus dan/atau Trafo Tegangan : untuk meneruskan arus dan/atau tegangan dengan perbandingan tertentu dari sirkit primer (sirkit tenaga ) ke sirkit sekunder (sirkit relay) dan memisahkan sirkit sekunder dari sirkit primernya.

Battery (aki) : sebagai sumber tenaga untuk mengetrip PMT dan catu daya untuk relay (relay digital/ relay statik ) dan relay bantu (auxiliary relay ).

Hubungan antara komponen-komponen proteksi sebagai suatu sistem proteksi yang sederhana dapat dilihat pada Gbr. A untuk sistem tegangan menengah (TM) atau tegangan tinggi (TT), dan Gbr. B , untuk sistem tegangan ekstra tinggi (TET) yang menggunakan proteksi dobel (duplicate ).

Pembagian Daerah Proteksi

Suatu sistem tenaga listrik dibagi kedalam seksi-seksi yang dibatasi oleh PMT (Pemutus Tenaga). Tiap seksi memiliki relay pengaman dan memiliki daerah pengamanan (Zone of Protection). Bila terjadi gangguan, maka relay akan bekerja mendeteksi gangguan dan PMT akan trip. Gambar dibawah ini akan menjelaskan tentang konsep pembagian daerah proteksi.

Pembagian Daerah Proteksi Pada Sistem Tenaga Listrik

Keterangan
 

1. Overall Diifferential Relay

        Pengaman utama Generator – Trafo

2. Over Current Relay 

        Pengaman cadangan local Generator – Trafo

        Pengaman cadangan jauh Bus A

3. Pengaman Bus

        Pengaman utama Bus A

4. Distance Relay Zone I dan PLC di A1

        Pengaman utama saluran A-B

5. Distance Relay Zone II di A1

        Pengaman utama Bus B

        Pengaman cadangan jauh sebagian Trafo di B

6. Distance Relay Zone III di A1

        Pengaman cadangan jauh Trafo di B sampai ke Bus C

7. Diifferential Trafo

        Pengaman utama Trafo

8. Over Current Relay di sisi 150 KV

        Pengaman cadangan local Trafo

        Pengaman cadangan jauh Bus C

9. Over Current Relay di sisi 20 KV

        Pengaman utama Bus C

        Pengaman cadangan jauh saluran C-D

10. Over Current Relay di C1

        Pengaman utama saluran C-D

        Pengaman cadangan jauh saluran D-E

11. Over Current Relay di D

        Pengaman utama saluran D-E

        Pengaman cadangan  jauh seksi berikutnya.

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa daerah proteksi pada sistem tenaga listrik dibuat bertingkat dimulai dari pembangkitan, gardu induk, saluran distribusi primer sampai ke beban. Garis putus-putus menunjukkan pembagian sistem tenaga listrik ke dalam beberapa daerah proteksi. Masing-masing daerah memiliki satu atau beberapa komponen system daya disamping dua buah pemutus rangkaian. Setiap pemutus dimasukkan ke dalam dua daerah proteksi berdekatan. Batas setiap daerah menunjukkan bagian system yang bertanggung jawab untuk memisahkan gangguan yang terjadi di daerah tersebut dengan sistem lainnya. Aspek penting lain yang harus diperhatikan dalam pembagian daerah proteksi adalah bahwa daerah yang saling berdekatan harus saling tumpang tindih (overlap), hal ini dimaksudkan agar tidak ada sistem yang dibiarkan tanpa perlindungan. Pembagian daerah proteksi ini bertujuan agar daerah yang tidak mengalami gangguan tetap dapat beroperasi dengan baik sehingga dapat mengurangi daerah pemadaman.

Pengelompokkan Sistem Proteksi

Berdasarkan daerah pengamanannya sistem proteksi dibedakan menjadi :

1. Proteksi pada Generator

2. Proteksi pada Transformator

3. Proteksi pada Transmisi

4. Proteksi pada Distribusi

Pembagian Tugas Dalam Sistem Proteksi

Dalam sistem proteksi pembagian tugas dapat diuraikan menjadi :

Proteksi utama, berfungsi untuk mempertinggi keandalan, kecepatan kerja, dan fleksibilitas sistem  proteksi dalam melakukan proteksi terhadap sistem tenaga.
Proteksi pengganti, berfungsi jika proteksi utama menghadapi kerusakan atau kegagalan untuk mengatasi gangguan yang terjadi.
Proteksi tambahan, berfungsi untuk pemakaian pada waktu tertentu, sebagai pembantu proteksi utama pada daerah tertentu yang dibutuhkan.