Sistem Proteksi Tenaga Listrik

Proteksi adalah pengaman listrik pada sistem tenaga listrik yang terpasang pada sistem distribusi, trafo tenaga, transmisi tenaga listrik dan generator listrik yang di pergunakan untuk mengamankan sistem tenaga listrik dari gangguan dengan cara memisahkan bagian sistem tenaga listrik yang tidak terganggu, sehingga sistem kelistrikan yang tidak terganggu dapat terus bekerja.

Fungsi Sistem Proteksi Tenaga Listrik

Proteksi terhadap suatu sistem tenaga listrik adalah sistem pengaman yang di lakukan terhadap peralatan – peralatan listrik yang terpasang pada sistem tenaga listrik tersebut. Misalnya generator, transformator, jaringan transmisi atau distribusi dan lain-lain terhadap kondisi abnormal dari sistem itu sendiri. Adapun fungsi dari sistem proteksi antara lain yaitu:

1. Untuk menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat adanya gangguan (kondisi abnormal) semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan, maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan terhadap kemungkinan kerusakan alat.
2. Untuk mempercepat melokalisir luas atau zona daerah yang terganggu sehingga menjadi sekecil mungkin.
3. Untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen, dan juga mutu listriknya baik.
4. Untuk mengamankan manusia (terutama) terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Pengamanan sistem tenaga listrik biasanya dikelompokkan pada bagian-bagian sistem yang dinamakan zona pengaman. Zona pengaman dimaksudkan sebagai daerah yang menjadi tanggung jawab suatu pola pengamanan. Pola pengamanan dapat melindungi setiap peralatan dari keadaan tidak normal dari sistem tenaga listrik. Zona pengamanan dirancang sedemikian rupa sehingga zona yang satu dengan yang lain didekatnya akan saling menutupi (overlap) yang dimaksudkan agar tidak ada satu daerah dalam sistem tenaga listrik yang tidak mempunyai sistem pengaman dan tidak terlindungi. Pada Saluran Udara Tegangan menengah (SUTM) dan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) karena karakteristik gangguannya berbeda, seperti pada SKTM karena sebagian besar  gangguannya bersifat tetap, sehingga di butuhkan proteksi yaang handal yang dapat melokalisir daerah gangguan dengan cepat, pada Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) dan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) keduanya harus tetap memenuhi persyaratan sistem proteksi sensitivity,selectivity, speed, reliability.

Persyaratan Sistem Proteksi

Dalam usaha untuk meningkatkan kualitas, keandalan, dan pelayanan tenaga listrik ke konsumen. Maka diperlukan persyaratan sistem distribusi tenaga listrik yang memenuhi alasan-alasan teknis, ekonomis, dan sosial. Sehingga dapat memenuhi standar kualitas dari sistem pendistribusian tenaga listrik tersebut. Oleh sebab itu ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh sistem proteksi agar diperoleh unjuk kerja yang maksimal, yaitu:

1. Kepekaan  (Sensitivity)
   Sebuah sistem tenaga listrik harus bisa mendeteksi gangguan terkecil yang ada pada kawasan pengamanannya. Dengan sistem proteksi yang sensitif maka seluruh gangguan yang ada pada kawasan pengamanannya akan dilihat dan direspon. Kawasan pengamanan adalah bagian dari sistem tenaga listrik dimana bila didalam kawasan tersebut terjadi gangguan, maka sistem proteksi yang berada dalam kawasan pengamanan tersebut harus bekerja.
2. Kemampuan Memilih  (Selectivity)

   Suatu sistem proteksi dikatakan selektif apabila bisa memilih dan menbedakan daerah yang terganggu dan mana daerah yang sehat saat pemutusan daerah jaringan. Pada prinsipnya sistem proteksi hanya boleh bekerja bila ada gangguan pada kawasan pengamannya. Bila gangguan terletak pada kawasan pengamanan utama maka proteksi harus bekerja cepat. Bila gangguan terjadi diluar kawasan pengamanannya maka sistem proteksi tersebut tidak boleh bekerja.

3. Kecepatan (Speed)
   

   Untuk mencapai unjuk kerja maksimum, sistem proteksi harus bekerja cepat dalam memisahkan gangguan. Apabila pemisahan daerah yang terganggu tidak dilaksanakan dengan cepat maka kerusakan peralatan akan bertambah banyak. Untuk proteksi cadangan biasanya diberi tunda waktu untuk memberi kesempatan proteksi utama bekerja terlebih dulu.

4. Keandalan (Reliability)
   Sistem proteksi harus setiap saat siap melaksanakan fungsinya dan tidak salah kerja. Keandalan pada prinsipnya mempunyai tiga aspek, yaitu:
   a.) Dependability
         merupakan tingkat kepastian bekerjanya. Sistem proteksi yang mempunyai dependability tinggi dapat dipastikan selalu bekerja apabila kondisi mengharuskan bekerja.
   b.) Security
         merupakan tingkat kepastian untuk tidak salah kerja. Proteksi yang mempunyai security tinggi menjamin untuk tidak salah kerja.
   c.) Availability
        merupakan kesiapan beroperasi. Angka availability menunjukkan perbandingan antara waktu dimana proteksi dalam keadaan siap dengan waktu total terpasangnya.
   

Relay Proteksi

Merupakan sebuah peralatan listrik yang dirancang untuk mendeteksi bila terjadi gangguan atau sistem tenaga listrik tidak normal. Relay dapat mendeteksi adanya gangguan dalam sistem tenaga listrik dan gangguan tersebut dapat segera dilokalisir dan diminimalkan sebelum menimbulkan kerusakan yang lebih luas. Relay proteksi terdiri dari beberapa komponen  antara lain:

1. Relay, sebagai alat perasa untuk mendeteksi adanya gangguan yang selanjutnya memberi perintah trip kepada Pemutus Tenaga (PMT).
2. Trafo arus dan atau atau trafo tegangan sebagai alat yang mentransfer besaran listrik primer dari sistem yang diamankan ke relay (besaran listrik sekunder).
3. Pemutus Tenaga (PMT) untuk memisahkan bagian sistem yang terganggu.
4. Batere beserta alat pengisi (battery charger) sebagai sumber tenaga untuk bekerjanya relay, peralatan bantu pemutus.
5. Pengawatan (wiring) yang terdiri dari rangkaian sekunder (arus dan tegangan), rangkaian triping dan rangkaian peralatan bantu.

Adapun cara kerja dari perangkat relay ini yaitu saat terjadi gangguan arus lebih CT (Current Transformer) mendeteksi apakah keadaan yang diproteksi dalam keadaan normal atau mendapat gangguan. Kemudian relay akan bekerja setelah membandingkan dengan besar arus penyetelan dari kerja relay. Apabila besaran tersebut tidak setimbang atau melebihi besar arus penyetelannya, maka kumparan relay akan bekerja menarik kontak dengan cepat atau dengan waktu tunda dan memberikan perintah pada kumparan penjatuh (trip–coil) untuk bekerja melepas PMT, sebagai sumber penggerak adalah sumber arus searah atau baterai.