proteksi generator sinkron
DESCRIPTION
generator sinkronTRANSCRIPT
SISTEM PENTANAHAN DAN PROTEKSI
Oleh : Ir. Hery Purnomo, MT
UNIVERSITAS BRAWIJAYAFAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROTEKSI GENERATOR
SINKRON
2. Proteksi generator terhadap gangguan dalamProteksi arus lebihProteksi beban lebihProteksi tegangan kurang/lebihProteksi gangguan belitan stator ke tanahProteksi daya balikProteksi hilang medan magnetProteksi temperaturProteksi kecepatan lebihProteksi diferensialProteksi ketidak seimbangan arus beban
1. Proteksi generator terhadap gangguan luar(Perlindungan generator terhadap sambaran petir)
Arester
Proteksi Generator Sinkron
Gambar bagan Generator Sinkron 3 Fasa
PMT generator hanya boleh bekerja apabila ada gangguan yang tepat ada didepan generator, didalam generator atau pada mesin penggerak generator.
Sistem Penguat
PMT Medan Penguat
Generator 3 fasa
Mesin Penggerak
PMT Generator
Kesistem
Rele ini mengamankan generator sinkron dari gangguan hubung singkat.
PENGAMAN HUBUNG SINGKAT
BUS GEN.
OCR
CTCB
GEN.
Beban
gangguan hubung singkat
CB – Circuits Breaker (Pemutus Tenaga/PMT)CT - Current TransformerOCR – Over Current Relay
Arus beban melebihi nominal dan bertahan lamaPenyebab:
Akibat: Memanaskan belitan generator.sinkron merusak konduktor dan isolasi belitan
PENGAMAN BEBAN LEBIH
BUS GEN.
OLR
CTCB
GEN.BEBAN
CB – Circuits Breaker (Pemutus Tenaga/PMT)CT - Current TransformerOLR – Over Load Relay
Penyebab:
Generator mengalami beban lebih
Automatic Voltage Regulator (AVR) generator sinkron mengalami kerusakan
BUS GEN.
UVR
PT
CB
GEN. BEBAN
Akibat:
Dapat merusak belitan jangkar Generator sinkron
Gangguan hubung singkat di sistem
PENGAMAN TEGANGAN KURANG
CB – Circuits Breaker (Pemutus Tenaga/PMT)PT - Potential TransformerUVR – Under Voltage Relay
Generator mengalami kapasitif.
AVR generator mengalami kerusakan bila berlanjut, merusak instalasi alat bantu di generator
BUS GEN.
OVR
PT
CB
GEN. BEBAN
Penyebab:Lepas nya beban listrik (Ppembangkit > P beban)
Akibat:
Frekuensi naik > 50 Hz.
PENGAMAN TEGANGAN LEBIH
CB – Circuits Breaker (Pemutus Tenaga/PMT)PT - Potential TransformerOVR – Over Voltage Relay
Gangguan pada belitan jangkar (belitan stator) generator sinkron.
Kerusakan isolasi belitan jangkar generator sinkron
Penyebab :
Akibat :
PENGAMAN DIFERENSIAL GENERATORGEN.
CB
Rele deferensial
Hubung singkat antara fasa, gangguan ini terjadi bila isolasi antar fasa rusak bisa terjadi dalam stator generator maupun diluar stator generator.
Untuk melindungi generator dari gangguan ini dipakai rele diferensial yang segera men-trip PMT generator, PMT arus medan penguat dan memberhentikan mesin penggerak generator. Hal ini diperlukan untuk menghentikan sama sekali GGL yang dibangkitkan dalam stator generator, sehingga hubung singkat antar fasa dapat segera berhenti.
Rele DIFERENSIAL GENERATOR
Penyebab: Terjadi kebocoran isolasi di stator (belitan stator), sehingga terjadi gangguan hubung singkat fasa ketanah antara stator dan tanah
Akibat: Kerusakan pada belitan stator
BUS GEN.
OCR
CT
CB
GEN.Rn
TRAFO
BEBAN
PENGAMAN BELITAN STATOR KE TANAH
CB – Circuits Breaker (Pemutus Tenaga/PMT)CT - Current TransformerOCR – Over Current Relay
Gangguan ini tidak dapat dideteksi oleh rele diferensial bila titik netral generator tidak ditanahkan. Oleh karenanya ada rele hubung tanah untuk melindungi generator terhadap gangguan hubung tanah
(a) Gambar rele hubung tanah (GF) yang titik netral dari generator tidak ditanahkan dengan pemasangan transformator tegangan
(b) Gambar rele hubung tanah (GF) yang titik netral dari generator ditanahkan melalui tahanan (R).
GFGF
R
(a) (b)
Pemasangan Rele hubung tanah
Untuk pengaman generator yang titik netralnya tidak ditanahkan perlu dipasang transformator tegangan yang berfungsi mendeteksi kenaikan tegangan titik netral terhadap tanah dan selanjutnya akan menyebabkan rele hubung tanah (GF) bekerja. Tegangan titik netral terhadap tanah akan naik bila ada gangguan hubung tanah dan selanjutnya akan menyebabkan rele (GF) bekerja.
Penyebab : Prime-mover dari salah satu generator rusak, mengakibatkan generator sinkron tidak berputar.
Akibat :Ada suplai listrik dari generator sinkron lain atau sistem, sehingga
generator menjadi motor
PENGAMAN DAYA (BALIK) BUS GEN.
GEN.
CT
PT
SISTEM
RPR
IR
RPR – Reverse Power RelayIR - Impedance Relay CT- Current TransformerPT – Potential Transformer
Penyebab: Hilangnya eksitasi
Akibat :Daya reaktif balik dari sistem masuk ke generator sinkron,
atau generator sinkron menyerap daya reaktif (var) sistem
PENGAMAN HILANG MEDAN (LOSS OF EXCITATION)
BUS GEN.
GEN.
CT
PT
SISTEM
RPR
IR
RPR – Reverse Power RelayIR - Impedance Relay CT- Current TransformerPT – Potential Transformer
Bila terjadi gangguan pada rangkaian arus penguat, sehingga medan penguat generator menjadi lemah atau hilang, maka generator mengalami kondisi “out of step” atau lepas dari sinkronisasinya dengan sistem dan dapat menimbulkan gangguan dalam sistem khususnya.Oleh karenanya pada generator yang mempunyai daya reaktif besar disediakan Loss of Field relay untuk mencegah terjadinya situasi out of step tersebut diatas dengan jalan men-trip PMT generator bila arus penguat hilang atau menjadi terlalu lemah oleh karena ada gangguan pada sirkit arus penguat.
pembebanan melebihi kapasitas generator sinkron
kerusakan sistem pendingin
belitan jangkar generator sinkron bisa panas dapat merusak isolasi belitan stator dan isolasi antara belitan ke inti
Akibat :
Penyebab :
GEN.
RTD
CB
PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR
RTD – Resistance Temperature DetectorsCB – Circuits Breaker / PMT
Hal ini bisa terjadi pada stator atau pada bantalan generator, yang menyebabkan kenaikan suhu tersebut 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 panas lilitan stator. Aliran minyak pelumas yang kurang baik juga bisa menyebabkan suhu yang tinggi. Untuk mengamankan generator terhadap masalah suhu yang tinggi, dipakai rele suhu yang pada tahap pertama membunyikan alarm dan pada tahap berikutnya men-trip PMT generator.
Gangguan pada sistem sehingga lepas beban
Governor tidak mampu kembalikan putaran normal
Dapat terjadi vibrasi balancing pada putaran tertentu Dapat merusakkan bearing dan shaft Frekuensi naik
CB
BUS GEN.
SPEED SENSOR
GEN.
TRANSDUCER
MESIN.
Penyebab :
Akibat : Over speed
PENGAMAN OVER SPEED
Ketidak seimbangan arus fasa beban
GEN.CB
NEG.SEQFILTER
OCR
Penyebab :
Akibat : Memanaskan belitan jangkar generator sinkron apabila bertahan lama
PENGAMAN KETIDAK SEIMBANGAN ARUS GENERATOR SINKRON
1- 51V, backup over current relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1-51G, backup ground time over current relay
1. GENERATOR KECIL (sistem isolated)Daya: 500 s/d 1000 kVA tegangan 600 V (maksimum)
SKEMA PENGAMAN GENERATOR SINKRON
2. GENERATOR SEDANG (sistem isolated/ paralel)Daya: 500 s/d 12 500 kVA tegangan 600 V (maksimum)
3 - 51V, backup over current relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1 -51G, backup ground time overcurrent relay
1 - 87, differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk
pengendalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman
kehilangan medan
3 - 51V, backup over current relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1 - 51G, backup ground time over current relay
1 - 87, differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk
peng endalian protection
1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan
1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced
Lanjutan
3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau kontrol tegangan
1 -51G, backup ground time overcurrent relay
1 - 87, differential relay 1 – 87G, ground differential relay 1 - 32, reserve power relay untuk
peng endalian protection
1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan
1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced.
1 – 49, temp relay untuk monitor belitan temp stator
1 – 64F, generator field relay, hanya untuk mesin yg mempunyai medan supply slip rings
1 – 60, voltage balance relay
Lanjutan