Analisis Dampak Harmonisa terhadap Kinerja Rele Proteksi Arus Lebih Statis

Abstract

In recent years, there has been an increase of using electronical devices. Electric power or non-linear charge not only as a load but also as a control device resulting the form of voltage and currents to become non siniusoidal in the power system because the electronical power tools produce harmonisa.This research is focused on static relay. The objective of the research is to analyze the impact of harmonic on the accuracy of static relay operation in fulfilling the relay current-time settings not only in the characteristic of inverse or definite but also instantaneous. Static type over current protection relay is widely used to protect power transformers and conductor of the over current disturbances and placed at the base of 20 kV medium voltage distribution network. Static type relay is set up based on fundamental current. This research benefits in finding out some interferences of relay operation due to harmonic disturbances. Furthermore, it coordinates protection between relay of time-current characteristics of both the reliability of the protected equipment and other protective equipment in order to conduct appropriate functioning. The results shows that when the THDi increases, harmonic distorts the current (It) and the fundamental current decreases eventhough it is not linear. It flows inside the coils so that the relay trip goes faster than time setting for inverse time-current characteristics (Standard Inverse, Very Inverse and Extremely Inverse). For the characteristics of Definite and Instantaneous time setting, these harmonics do not affect the relay trip time even though harmonic distorts the currents (It) flow in the coil of relay trip, relay trip time fulfills the time setting. Therefore, it is recommended that all non-linear load components of the power system should be equipped with harmonic filter thus it can reduce harmonic up to THDi 5% and all relays should be reset to cope with non-linear load conditions and protection coordination of other available protection system.

Tahun-tahun belakangan ini, terjadi peningkatan penggunaan peralatan elektronika daya atau beban non linier baik sebagai beban maupun sebagai alat kontrol yang mengakibatkan bentuk tegangan dan arus menjadi non siniusoidal di dalam sistem tenaga karena peralatan tersebut memproduksi harmonisa. Arus yang mengalir dalam kumparan trip rele adalah jumlah vektor arus fundamental dan arus harmonisa disebut arus terdistorsi harmonisa atau arus total(It). Rele ada dua jenis yaitu rele elektromekanis dan rele statis. Pada penelitian ini, rele yang diteliti jenis statis. Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis dampak harmonisa terhadap keakuratan operasi rele statis dalam memenuhi setelan arus-waktu rele baik dalam karakteristik Inverse, Definite maupun dalam karakteristik Instantaneous. Rele proteksi arus lebih jenis statis banyak digunakan untuk memproteksi transformator daya dan penghantar dari gangguan arus lebih dan ditempatkan di pangkal jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV. Rele jenis statis di setting berdasarkan arus fundamental. Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui adanya gangguan operasi rele akibat harmonisa dan selanjutnya untuk melakukan koordinasi proteksi antara karakeristik arus-waktu rele baik terhadap ketahanan alat yang diproteksi mampu dengan alat proteksi lainnya agar dapat melaksanakan fungsi proteksinya dengan tepat. Adapun hasil penelitian ini adalah THDi naik maka arus terdistorsi harmonisa (It) bertambah dan arus fundamental menurun sekalipun tidak linier. It ini mengalir didalam kumparan trip rele sehingga rele trip lebih cepat dari pada waktu trip setting untuk karakteristik arus-waktu inverse (Standard Inverse, Very Inverse dan Extremely Inverse). Untuk karakteristik arus-waktu Definite dan Instantaneous, harmonisa ini tidak mempengaruhi waktu trip rele yaitu sekalipun arus terdistorsi harmonisa (It) mengalir dalam kumparan trip rele, waktu trip rele memenuhi waktu setting. Karena itu disarankan supaya semua komponen beban non linier sistem tenaga dilengkapi filter harmonisa sehingga harmonisa dikurangi menjadi THDi ≤ 5% dan dilakukan penyetelan ulang semua rele untuk menyesuaikan dengan kondisi beban non linier dan koordinasi proteksi dengan sistem proteksi yang ada.