MTM Single Line Diagram

Pendahuluan
Kalau melihat Main-Tie-Main (MTM) one line diagram bulam Dec 2009 versi bahasa inggris maka akan sangat membantu sekali memahami uraian di bawah ini.

Cara Membaca Gambar.

Bagi yang sudah sering melihat gambar seperti ini, tentunya bukanlah hal yang sukar bagaimana membaca gambar ini. Lain halnya bagi para insinyur atau enginer baru atau bagi mereka yang baru melihatnya, gambar tersebut tentunya tidak memberikan arti apa-apa.

Jadi untuk bisa membaca gambar tesbut, sebelumnya agar memahami:

1). legend atau simbol-simbol yang dipakai pada one line diagram (OLD) tersebut, misalnya symbol dari ANSI DEVICE No (misalnya 51 yang berarti Time Overcurrent Relay atau disebut TOCR), Legend Dari Manufacture (misalnya MICOM 143 yang berarti Relay buatan AREVA/ALSTOM), simbol trafo, Generator, circuit breaker, bus, kabel, busduct, trafo arus (CT), trafo tegangan (PT), instalasi tetap (Circuit breaker fixed installation), removeable CB (drawout type) dan lain-lain.

2). Memahami struktur jaringan.

3). Memahami philosopy dari sistem proteksi. Tentunya dari setiap relay yang dipasang pada struktur jaringan tersebut diharapkan mampu memenuhi keininginan dari rancangan yang telah dibuat.

Misalnya:

Relay Differential Transformer (Relay diferensial trafo yang dinyatakan dalam ANSI Device No. sebagai relay 87T dari MICOM631). Kenapa pakai relay differensial? Padahal sudah ada relay 50/51, 50N (50 ANSI Device untuk menunujukan relay Instantaneous Overcurrent Relay) dan lain-lain.

Disisi Sekunder (6.6 kV)dilengkapi dengan MICOM P143 (manufacture legend). Relay ini mempunyai bebarapa relay seperti TOCR 51. Disini ada relay 51N (ANSI Device No. yang menunujukan TOCR untuk melindungi peralatan terhadap gangguan tanah di sisi sekunder trafo, tidak memproteksi sisi primer trafo.

Baik Micom P127 maupun P143 dijumpai relay 27 (relay undervoltage relay). Apa fungsi relay 27?

Kemudian kita lihat ada ANSI Device No. 86 (lock out relay)? Perhatikan relay 86 yang beridiri sendiri. Relay ini berfungsi sebagai relay bantu yang ciri-cirinya sbb. Relay ini mampu dilalui arus pemutusan (tripping coil current) circuit breaker dan mempunyai banyak kontak yang dihubungkan keberbagai kondisi misalnya untuk membuka circuit breaker (CB) upstream dan downstream, meninitiate sequence event recorder atau anunciator kalau memang ada, pada penerapan tertentu untuk mengunci CB agar tidak bisa di Close kan jika masih ada gangguan.

Perhatikan MICOM P127.

Relay ini menerima input dari dua buah CT yaitu 800/1 dan 50/1. Nah yang 800/1 itu sebenarnya tiga buah CT yang menditeksi arus fasa A, Fasa B dan Fasa C. CT ini digunakan untuk IOCR dan TOCR. Sedangkan CT 50/1 disebut juga sebagai Current balance CT (CBCT) sebagai input relay 50N (pengaman arus lebih gangguan tanah). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari instruction manual relay MICOM P127.

Kemudian kita lihat simbol NC dekat simbol segiempat (circuit breaker 52-A dan 52-B) dan 52 T. Simbol 52-A dan 52-B yang masing-masing menyatakan incoming CB A dan CB-B. Antara CB-A dan CB-B ada 52-T (CB penghubung atau Tie Breaker). NC (normally closed) merupakan simbol dari kondisi operasi CB dalam keadaan normal atau tidak ada gangguan dalam kondisi tertutup. Sedangkan CB52T harusnya diberi simbol NO (normally open yang memperlihatkan dalam kondisi operasi normal CB ini dalam keadaan terbuka.

Sekarang kita lihat MICOM P143. Relay ini terdiri dari relay 51, 51N, 51G, 86, 74, 25 dll.

Relay 25 merupakan ANSI device No. untuk synchronizing check relay yang berfungsi sebagai salah satu syarat untuk mensinkronisasi antara bus A (incoming CB52-A) dan Bus B (incoming CB 52-B).

Untuk sementara saya cukupkan dulu sampai disini.

Menggambar Vektor Hubungan Trafo

Bagaimana menggambar Vektor hubungan trafo instrument dan trafo daya.

Pendahuluan.
Penggunaan vector diagram ini sangat bermanfaat didalam menerapkan relay proteksi tertentu dan mengetahui hubungan trafo daya. Relay proteksi yang yang analisanya memerlukan diagram vector ini misalnya relay differensial, restrictive earth fault, dan relay arah.
Salah satu notasi atau tanda yang sangat membantu didalam memahami permasalahan di atas adalah polaritasnya. Polaritas merupakan suatu tanda yang dibuat secara konvensi yang memperlihatkan arah sesaat dari aliran arus. Karena penandaan polaritas merupakan hasil konvensi kemungkinan besar ada digunakan tanda lain, sehingga apa yang ditulis disini akan berbeda dengan yang menggunakan tanda lain, walaupun pada prinsipnya sama.
Polaritas.
Tanda polaritas yang digunakan pada tulisan ini adalah tanda segi empat berwarna seperti diperlihatkan pada Gbr.1.

Perhatikan arah arus primer yang dinyatakan dalam Ip dan keluar di sisi sekunder Is. Untuk polaritas substructive Ip dengan Is sefasa, sedangkan untuk yang additive berlawanan arah. Kebanyakan yang digunakan adalah polaritas substructive. Yang penting agar kita pahami dulu arus tersebut. Dalam tulisan ini akan dibahas masalah polaritas substructive.
Selanjutnya Gbr.2. memperlihatkan polaritas dari trafo arus, di mana arus di sisi primer trafo arus sebelah kiri akan keluar menjauhi tanda polaritas, sedangkan untuk trafo arus sebelah kanan sisi sekuder arus menuju tanda polaritas.

Dua hukum dasar polaritas trafo diperlihatkan pada Gbr.1
1. Arus yang mengalir pada tanda polaritas dari salah satu lilitan akan keluar pada tanda polaritas dari lilitan yang lain. Kedua arus pada dasarnya sefara.
2. Jatuh tegangan (voltage drop) dari polaritas ke nonpolaritas yang dari terminal-terminal sebuah lilitan yang sefasa dengan jatuh tegangan dari polaritas ke non polaritas yang lintasan (terminal) pada lilitan lainnya.
Tanda arah arus ini merupakan arah arus primer sesaat yang saya anggap dari kiri ke kanan, bagaimana kalau arahnya datang dari kanan ke kiri. Untuk mudahnya lupakan saja Gbr.3. pahami saja Gbr.2, karena pembahasan akan selalu mengacu pada Gbr.2. untuk pembahasan trafo arus.

Sedangkan untuk pembahasan trafo daya pahami polaritas substructive.

Menggambar hubungan trafo bank Yd1.
Langkah pertama adalah menggambarkan susunan lilitan seperti diperlihatkan pada Gbr.4 dan Gambar vector hubungan Yd1.

ANSI/IEEE standard untuk trafo menyatakan bahwa tegangan tinggi harus mendahului tegangan rendah sebesar 30O pada hubungan WYE (bintang) and DELTA (segitiga) atau Delta – Wye.
Jika hubungan Yd1 maka akan kita arahkan pikiran kita bahwa sisi tegangan tinggi mendahului sisi tegangan rendah dengan 30O seperti diperlihatkan pada Gbr.4b. Bagaimana cara menggambarkannya? Untuk menggambarkannya kita gunakan hukum yang kedua mengenai jatuh tegangan dari titik polaritas ke titik non polaritas di sisi primer dan sisi sekunder yang sefasa.
Perhatikan vector hubungan bintang A, B dan C yang menggambarkan hubungan bintang disisi primer tegangan tinggi dan perhatikan pula Gbr.4a mengenai kumparan primer fasa A sisi bintang dan fasa a sisi sekunder.
Gambar 4a. memperlihatkan A ke N yang menyatakan dari polaritas ke non polaritas yang sefasa dengan a ke x (dari polaritas ke non polaritas). Hal yang sama juga B ke N, di mana B polaritas ke N yang bukan polaritas di sisi primer, sedangkan tegangan yang sefasa dengan tegangan ini adalah b polaritas ke y yang bukan polaritas. C ke N (dari polaritas ke non polaritas) di sisi primer dan sisi sekundernya adalah c ke z (dari polaritas ke non polaritas).

Sekarang kita lihat Fasa A – N adalah sefasa dengan a – x, fasa B – N sefasa dengan b – y, demikian juga fasa C – N sefasa dengan c – z.
Sekarang kita gambarkan fasa a-x, b-y dan c-z seperti pada Gbr.6. Fasa a-x sefasa dengan A-N, fasa b-y sefasa B-N dan fasa c-z sefasa dengan C-N. Lihat Gbr.4b. Untuk mendapatkan fasa A-N mendahului 30O dari fasa a-N, maka x (non polaritas) digabungkan dengan b (polaritas), y (non polaritas) digabungkan dengan c (polaritas), dan z (non polaritas) digabungkan dengan a (polaritas). Penggabungan hanya boleh dilakukan antara polaritas dan non polaritas, jika polaritas denga polaritas atau non polaritas dengan non polaritas digabungkan maka hasilnya akan lain dan tidak dibahas pada uraian ini.
Koneksi sisi delta diperlihatkan pada Gbr.7. dan jika kita gabungkan groupiny Y side and delta side akan diperoleh diagram vektor seperti pada Gbr.4. b.
Gbr .7 memperlihatkan arah aliran arus sisi delta.
Perhatikan titik p, q dan r. Pada titik q ia sebagai arus yang menuju node p dan ic menajuhi titik p, maka bisa kita katakana arus pada fasa a adalah : ia – ic (pengurangan secara vektor).
Demikian seterusnya untuk arus fasa yang lain ditentukan dengan cara yang sama seperti pada fasa a.
Bagaimana cara menggambarkan hubungan Yd5?
Silahkan anda mencoba sendiri.

Earth Fault Analysis Response Draft

Generator Tripped by Power Reverse Relay.

When CPP bus is paralleled with grid system thru transformer TR1A both voltages are the same. Fig.1 indicate the system arrangement. Please corrected if it is wrong.

During motor starting, the voltage generated by DG is drop due to slow response from AVR or Governor to maintain CPP busvoltage, while the voltage from grid is fixed and maintain voltage as it is.

Grid sees the Generator as a motor due to generator voltage lower than grid voltage and then power reverse relay operated.

AC3 & AC8 Fdrs Tripped.

As stated by post(er) that Sensitive Earthfault relay connection is using residual connection for both fdr protection. Residual connection relay may operate due to ground fault condition, unbalance current on each phase and unbalance saturation on CTs as relay input.

I think the relay operate due to unbalance current on each phase flowing in the primary circuit during motor starting. I try to explain this situation by Fig.1.

The unbalance current in the secondary circuit are shown in Fig.2 and Fig3.

Paralleling CTs

Pada Gambar di bawah akan dijumpai beberapa proteksi differensial 87GT (erath fault protection), 51BB (partial bus protection), 87G (generator differential protection).
Kira-kira menurut anda bagaimana cara menghubung CT tersebut untuk mendapatkan skema proteksi yang benar.

Tranformer Diff Relay

Gambar disebelah memperlihat penyambungan trafo arus untuk pengaman relay diferensial.

Disini lebih ditekankan mengenai pemahaman pergeseran fasa dari arus di kedua sisi trafo.

UPS Single Line Diagram

UPS atau Uninterruptuble Power Supply AC dan DC diperlihat pada gambar di sebelah.

Sebagaimana kita lihat komponen utamanya dari UPS AC adalah Trafo mendapatkan tegangan yang sesuai dengan masukan battery charger.

Battery Charger selain memasok batery bank juga mensuplai inverter, keluaran inverter dimasukan lagi ke Trafo untuk mendapat tegangan yang diperlukan peralatan sistem.

Pada gambar tersebut ada statik switch yang berfungsi mentransfer suplai dari UPS ke alternate source.

Alternate sourcenya dilengkapi dengan penyesuai tegangan. Tegangan keluaran inverter dan Alternate source selalu dirancang dalam keadaan sinkron. Transfer tidak akan terjadi jika kedua tegangan tersebut tidak sinkron.

Kemudian ada maintenance by pass yang berfungsi untuk memindahkan suplai dari inverter ke alternate source dengan persyaratan statik switch sudah closed terlebih dahulu.

Mengenai prinsip kerja dari alat alat tersebut bisa dilihat dari literature atau bacaan lainnya.

REF Protection

Dari gambar ini anda mungkin akan timbul banyak pertanyaan, seperti simbol-simbol yang dipakai pada gambar ini yang mungkin berbeda dengan yang anda peroleh dari bangku sekolah atau kuliah.

Secara garis besar saya akan menjelaskan beberapa saja misalnya:

REF = Restrictive Earth Fault.

51 = overcurrent relay dengan time delay.

G = menunjukan bahwa untuk gangguan tanah.

NGR = neutral Grounding Resistor.

Selanjutnya jawab pertanyaan yang ada di forum dunia listrik.