Mengenal CMC 500 OMICRON: Alat Multifungsi untuk Pengujian Relay dan Trafo Arus Serta Trafo tegangan

 CMC 500 OMICRON adalah alat pengujian multifungsi yang sangat canggih dan portable, khusus digunakan untuk menguji perangkat proteksi listrik seperti relay proteksi, CT (Current Transformer), dan PT (Potential Transformer) di berbagai instalasi kelistrikan, mulai dari gardu induk, pembangkit listrik, hingga industri besar.

 

---

1. Fungsi dan Kegunaan CMC 500

Fungsi Utama	Penjelasan
Simulator Arus dan Tegangan Presisi Tinggi	Menghasilkan sinyal arus dan tegangan yang presisi untuk menguji relay proteksi secara real-time
Pengujian Relay Proteksi	Melakukan uji fungsi, uji trip time, uji koordinasi proteksi untuk berbagai jenis relay (overcurrent, differential, distance, dll)
Pengujian CT & PT	Dapat digunakan bersama CT Analyzer untuk menguji akurasi dan performa trafo arus dan tegangan
Uji Sekuensial dan Event Recording	Menguji rangkaian proteksi dengan simulasi kondisi gangguan bertahap dan merekam respon relay
Komunikasi dan Integrasi Digital	Mendukung protokol komunikasi IEC 61850, DNP3, Modbus untuk pengujian sistem proteksi digital
Portabilitas dan Mudah Digunakan	Alat portable, layar touchscreen, interface intuitif untuk pengujian di lapangan

---

2. Cara Pemakaian CMC 500 di Wilayah Kelistrikan Indonesia

 

Langkah-langkah Umum Pengujian Relay Proteksi dengan CMC 500:

1. Persiapan Alat

   • Pastikan baterai terisi penuh atau gunakan adaptor listrik

   • Sambungkan CMC 500 ke relay yang akan diuji melalui terminal output arus dan tegangan

2. Pemilihan Jenis Uji

   • Pilih jenis pengujian (fungsi, trip time, pickup setting)

   • Masukkan parameter relay sesuai datasheet atau setting di lapangan

3. Simulasi Sinyal

   • Jalankan simulasi arus dan tegangan sesuai skenario gangguan yang diuji

   • Perhatikan respon relay pada waktu trip, pengoperasian, dan reset

4. Pengukuran dan Dokumentasi

   • CMC 500 otomatis merekam hasil pengujian (trip time, nilai arus/tegangan)

   • Export data ke PC untuk analisa lebih lanjut dengan software OMICRON (PTM - Primary Test Manager)

5. Pengujian CT/PT (jika diperlukan)

   • Gunakan bersama CT Analyzer untuk uji akurasi transformator arus dan tegangan

      

     
     
     
     
     
      
     

---

3. Aplikasi CMC 500 di Indonesia

• Gardu Induk PLN: Uji relay proteksi di sistem distribusi dan transmisi

• PLTU/PLTA/PLTGU: Pengujian proteksi generator, transformer, dan feeder

• Industri Besar (Petrochemical, Oil & Gas, Smelter): Pengujian proteksi otomatisasi kelistrikan

• Konsultan dan Kontraktor EPC: Verifikasi instalasi proteksi sebelum commissioning

---

4. Keunggulan CMC 500

• Akurasi tinggi dan kemampuan multi-channel (hingga 5 arus + 5 tegangan simultan)

• Mendukung protokol proteksi digital modern sesuai standar IEC

• Meningkatkan keamanan teknisi dengan fitur proteksi internal dan koneksi aman

• Mempercepat proses commissioning dan maintenance sistem proteksi

---

5. Referensi Standar dan Regulasi

• SNI / IEC 60255 – Relay Proteksi

• IEC 61850 – Komunikasi sistem proteksi digital

• PUIL dan SPLN untuk instalasi listrik PLN

• IEEE C37 Series – Standard relay testing

---

Tutorial Penggunaan CMC 500 OMICRON – Step-by-Step

1. Persiapan Alat dan Sistem

• Pastikan CMC 500 dalam kondisi baterai penuh atau terhubung ke sumber listrik.

• Siapkan kabel penghubung (current leads dan voltage leads) sesuai kebutuhan pengujian.

• Pastikan relay yang akan diuji sudah terpasang dan dimatikan (isolasi) sesuai prosedur keselamatan.

---

2. Menyalakan dan Setup Awal

• Hidupkan CMC 500 dengan menekan tombol power.

• Pada layar utama, pilih New Test untuk memulai pengujian baru.

• Pilih jenis pengujian sesuai kebutuhan, misal:

  • Overcurrent Relay Test

  • Distance Relay Test

  • Differential Relay Test

• Masukkan data parameter relay seperti nama relay, jenis, dan konfigurasi channel (arus dan tegangan).

---

3. Koneksi Kabel ke Relay

• Sambungkan kabel arus (current leads) ke terminal output CMC 500 dan input pada relay sesuai polaritas.

• Sambungkan kabel tegangan (voltage leads) ke terminal output CMC 500 dan input pada relay.

• Pastikan sambungan kuat dan aman.

---

4. Setting Parameter Pengujian

• Masukkan nilai nominal arus dan tegangan pada menu pengaturan.

• Pilih skenario pengujian (misal, arus trip 2x nominal, delay 0,5 detik).

• Atur mode pengujian: manual (step by step) atau automatic (sekumpulan test run).

---

5. Melakukan Pengujian

• Tekan Start Test untuk memulai simulasi arus dan tegangan.

• CMC 500 akan mensimulasikan sinyal sesuai parameter dan merekam respon relay (waktu trip, respon sinyal).

• Amati respon relay pada panel relay, apakah relay bekerja sesuai setting.

---

6. Memantau dan Merekam Data

• Selama test, layar CMC 500 menampilkan grafik arus/tegangan dan waktu trip relay.

• Hasil pengujian secara otomatis terekam di memori CMC 500.

• Setelah selesai, data dapat di-export ke PC melalui USB atau Ethernet.

---

7. Analisa dan Laporan

• Gunakan software Primary Test Manager (PTM) dari OMICRON untuk membuka data hasil pengujian.

• Analisa trip time, level arus/tegangan, dan bandingkan dengan spesifikasi relay.

• Buat laporan pengujian lengkap dengan grafik dan catatan observasi.

---

8. Pengujian Tambahan (Opsional)

• Uji fungsi tambahan seperti pickup/dropout current, directional function, atau uji sekuensial gangguan.

• Jika perlu, lakukan pengujian CT/PT dengan alat tambahan (misal CT Analyzer).

---

Tips Penting:

• Selalu lakukan pemeriksaan keamanan (isolasi, grounding).

• Jangan menyentuh kabel atau terminal saat pengujian berlangsung.

• Pastikan kabel tersambung sesuai polaritas.

• Backup data hasil pengujian secara rutin.

---

Uji CT Tanpa Risiko! Kenali Fungsi Penting CPSB1 di Sistem Proteksi

 CPSB1 (Current Protection and Safety Box 1) adalah aksesori tambahan dari OMICRON yang digunakan bersama alat pengujian seperti CT Analyzer, CMC Series, atau CPC 100. CPSB1 dirancang khusus untuk meningkatkan keselamatan dan efisiensi saat pengujian perangkat proteksi arus (CT, relay, dll) di gardu induk, pembangkit, atau industri, termasuk di lingkungan kelistrikan Indonesia.

 

---

✅ 1. Fungsi dan Kegunaan CPSB1

Fungsi Utama	Penjelasan
Perlindungan pengguna saat uji CT	Menghindari risiko arus sekunder tinggi jika CT terbuka saat mengalir arus
Switching otomatis/manual antara rangkaian test dan operasi	Memungkinkan uji sistem proteksi tanpa gangguan ke sistem aktual
Pengalihan aman dari beban ke peralatan uji (CT Analyzer, dll)	Tidak perlu membuka terminal secara manual saat test
Monitoring kontak kering (dry contact)	Untuk simulasi sinyal trip/test terhadap relay proteksi
Mendeteksi posisi S1/S2 CT secara otomatis	Mencegah salah koneksi polaritas saat test
Terintegrasi dengan sistem OMICRON	Plug and play dengan perangkat seperti CT Analyzer dan CMC

---

⚡ 2. Aplikasi CPSB1 di Wilayah Kelistrikan Indonesia

CPSB1 sangat ideal digunakan dalam:

• Gardu Induk (GI) PLN 70 kV – 500 kV

• PLTU/PLTA/PLTGU saat uji CT, relay arus, dan diferensial

• Uji periodik (routine test) dan uji saat commissioning sistem proteksi

• Panel relay proteksi di GIS atau AIS

• Instalasi industri berat (pabrik smelter, petrokimia, oil & gas)

---

⚙️ 3. Cara Pemakaian CPSB1

Contoh: Uji CT Proteksi 150kV dengan CT Analyzer + CPSB1

1. Pasang CPSB1 di antara terminal CT dan CT Analyzer (via plug connector OMICRON)

2. Pastikan mode CT loop tertutup saat normal (bypass mode)

3. Saat akan test, aktifkan mode test:

   • CT Analyzer akan memutus CT dari sistem aktual dan mengalihkan ke alat uji

4. Jalankan pengujian (ratio, burden, knee point, dll) via CT Analyzer

5. Setelah selesai, kembalikan ke mode operasi

6. Tidak perlu lepas sambungan CT manual (meningkatkan safety)

---

🛠️ 4. Keunggulan CPSB1

• Meningkatkan keamanan teknisi (terutama dari efek induksi tegangan tinggi CT)

• Mempersingkat waktu pengujian

• Tidak perlu membuka wiring panel

• Cocok untuk lokasi terbatas (GIS, enclosure relay)

• Dapat digunakan untuk single-phase atau 3-phase CT

• Kompatibel dengan alat OMICRON lainnya

---

📚 5. Standar dan Regulasi Terkait

• SPLN D3.004–1: Pedoman CT proteksi dan pengujian di jaringan PLN

• PUIL 2011: Instalasi sistem proteksi arus

• IEC 61869-2: Instrument transformer standard

• IEEE C57.13: CT accuracy and test

---

📋 6. Dokumentasi dan Pelaporan

CPSB1 dapat diintegrasikan dengan:

• PTM (Primary Test Manager): Mencatat switching saat test

• Hasil log proteksi saat uji relay (trip time, arus setting)

• Laporan FAT/SAT/maintenance test secara lengkap (PDF)

---

🎓 7. Pelatihan & Dukungan Teknis

Dukungan tersedia dari:

• OMICRON Academy

• Distributor resmi di Indonesia (ex: PT Alpha Teknologi)

• PLN Pusdiklat dan UPT terkait

• Training on-site untuk GI atau industri

---

CT Analyzer (seperti produk dari OMICRON, misalnya CT Analyzer Series) adalah alat pengujian khusus yang digunakan untuk menguji kinerja dan karakteristik Current Transformer (CT) di lapangan maupun pabrik, sesuai dengan standar internasional seperti IEC 61869-2

 CT Analyzer (seperti produk dari OMICRON, misalnya CT Analyzer Series) adalah alat pengujian khusus yang digunakan untuk menguji kinerja dan karakteristik Current Transformer (CT) di lapangan maupun pabrik, sesuai dengan standar internasional seperti IEC 61869-2, IEEE C57.13, serta standar nasional seperti SPLN dan PUIL.

 

---

✅ 1. Fungsi dan Kegunaan CT Analyzer

CT Analyzer dirancang untuk:

Fungsi	Penjelasan
Uji rasio (ratio test)	Mengukur akurasi rasio lilitan CT (misalnya 1000/1 A)
Uji beban (burden test)	Mengukur pengaruh beban sekunder terhadap performa
Uji sudut fasa (phase displacement)	Menentukan error sudut antara arus primer dan sekunder
Excitation curve (Knee Point Test)	Untuk CT proteksi, mendeteksi titik lutut (knee point) sesuai IEC
Saturation test	Menilai CT terhadap kejenuhan magnetik
Class accuracy check	Menentukan kelas CT: 0.2s, 0.5, 5P, 10P, dll sesuai IEC/IEEE
Polarity test	Memastikan polaritas koneksi benar
Demagnetisasi (demagnetization)	Menghilangkan efek magnet sisa setelah pengujian

---

⚡ 2. Keunggulan CT Analyzer (OMICRON)

• Cepat dan Akurat: Pengujian selesai dalam waktu < 1 menit

• Membaca nameplate otomatis (OCR/Barcode Scanner – opsional)

• Menganalisis langsung di lapangan tanpa beban primer tinggi

• Portable & ringan (±9–10 kg) – cocok untuk GI dan site remote

• Mendukung CT wound, bar, dan slip-over

• Integrasi dengan software PTM (Primary Test Manager) untuk pelaporan otomatis

---

🔌 3. Cara Pemakaian CT Analyzer (Langkah Umum)

⚙️ Contoh: Uji CT 2000/1 A Kelas 5P10

1. Matikan sistem dan isolasi CT dari arus

2. Sambungkan kabel dari CT Analyzer ke:

   • Terminal sekunder CT (S1, S2)

   • Terminal primer CT jika dibutuhkan (P1, P2 atau via clamp)

3. Konfigurasikan data nameplate di software: rasio, burden, class, frequency

4. Jalankan test secara otomatis:

   • Excitation curve

   • Ratio & error

   • Phase angle

   • Burden effect

5. Analisis hasil uji langsung di layar

   • Apakah masih dalam toleransi standar (misal: 5P10 < ±1%)

6. Export report ke PDF/Excel untuk diserahkan ke PLN atau QA

---

📍 4. Penggunaan CT Analyzer di Indonesia

Digunakan oleh:

• PLN (Transmisi, Distribusi, Pembangkit)

• Kontraktor EPC dan vendor GI

• Pabrik CT (lokal maupun internasional)

• Lab uji dan integrator panel proteksi

• Vendor proteksi & SCADA

Standar Terkait:

• SPLN D3.004–1: CT untuk keperluan proteksi dan metering

• PUIL 2011 / SNI 04–0225: Instalasi & inspeksi sistem listrik

• IEC 61869-2 dan IEEE C57.13

---

📊 5. Output Laporan CT Analyzer

Laporan pengujian biasanya mencakup:

• Data nameplate

• Ratio actual vs nominal

• Phase error & ratio error (%)

• Burden test curve

• Knee point (Vkp & Ikp)

• Polarity check

• Hasil kelulusan (PASS/FAIL)

Contoh laporan dapat digunakan sebagai dokumentasi commissioning, uji FAT/SAT, atau routine test.

---

🎓 6. Pelatihan dan Sertifikasi

Pelatihan penggunaan CT Analyzer dapat diakses melalui:

• OMICRON Academy

• PT PLN Pusdiklat / Balai Diklat

• Vendor lokal (distributor resmi seperti PT Alpha Teknologi)

---

CPC 100 + CP TD dari OMICRON peralatan uji kelistrikan dan commissioning peralatan primer seperti trafo daya, breaker, CT/VT, kabel, dan sistem pentanahan.

CPC 100 + CP TD dari OMICRON adalah salah satu peralatan uji kelistrikan terkemuka yang digunakan secara luas di industri ketenagalistrikan, khususnya oleh PLN, kontraktor EPC, dan perusahaan pembangkit/distribusi untuk pengujian dan commissioning peralatan primer seperti trafo daya, breaker, CT/VT, kabel, dan sistem pentanahan.

---

🧰 1. Apa itu CPC 100 + CP TD OMICRON?

• CPC 100: Perangkat uji primer multifungsi dari OMICRON untuk pengujian peralatan bertegangan tinggi hingga 800 A dan 2 kV, tanpa memerlukan sumber daya eksternal besar.

• CP TD1: Modul tambahan (TD = Tan Delta) untuk menguji tahanan isolasi dan rugi dielektrik (tan δ atau dissipation factor), biasanya digunakan untuk pengujian transformator, bushing, kabel, dan isolator.

  
  

---

⚙️ 2. Fungsi dan Kegunaan

✅ CPC 100 (unit utama):

Pengujian	Fungsi
Trafo daya (Power Transformer)	Turns ratio, winding resistance, vector group, magnetizing current
CT/VT (Current & Voltage Transformer)	Burden test, ratio, polarity, excitation curve
Breaker (CB)	Contact resistance test
Sistem pentanahan (Grounding System)	Ground impedance and step/touch voltage test
Motor, Generator	Insulation resistance, winding resistance
Relay Uji Primer	Injection test up to 800 A

---

✅ CP TD1 (modul Tan Delta):

Uji	Keterangan
Tan Delta (Dissipation Factor)	Mengukur kerusakan atau degradasi isolasi
Capacitance Measurement	Mengevaluasi kapasitas isolasi pada trafo, bushing, atau kabel
Voltage up to 12 kV	Untuk trafo besar dan GIS insulation testing
Automatic Frequency Sweep (15–400 Hz)	Mengidentifikasi kondisi kelembaban dan kontaminasi isolasi

---

⚡ 3. Cara Pemakaian (Sederhana)

🧪 Contoh: Tan Delta Test pada Transformator

1. Matikan tegangan (pastikan transformator terisolasi dari sistem)

2. Pasang kabel dari CPC 100 ke CP TD1 dan sambungkan ke HV terminal trafo

3. Grounding semua titik netral dan body

4. Jalankan software OMICRON (PTM / Primary Test Manager)

5. Set parameter (frekuensi, tegangan, tipe objek)

6. Jalankan test – hasil Tan Delta dan Kapasitansi akan otomatis tampil

7. Bandingkan hasil dengan nilai referensi (IEC atau standar pabrikan)

---

🧩 4. Penggunaan di Indonesia

📍 Sektor yang menggunakan CPC 100 + CP TD:

• PLN (unit pembangkitan & distribusi)

• PJB, Indonesia Power

• Kontraktor EPC dan Konsultan

• Laboratorium pengujian kelistrikan

• Pabrik trafo, breaker, dan panel (seperti PT Hitachi, ABB, dll)

📜 Standar relevan:

• SPLN 68–2: Pengujian peralatan primer

• IEC 60076: Pengujian transformator daya

• IEC 60567 / 60270: Uji isolasi, Tan Delta, dan partial discharge

• PUIL 2011 / SNI 04-6950: Standar inspeksi sistem listrik

---

🖥️ 5. Keunggulan OMICRON CPC 100 + CP TD

Fitur	Manfaat
Portable & ringan (±29 kg)	Cocok untuk site remote & GI
Multitest dalam satu alat	Tidak perlu alat terpisah
Software berbasis PC (PTM)	Dokumentasi & laporan otomatis
Presisi tinggi	Diakui PLN & pabrikan
Dukungan OMICRON global	Kalibrasi dan training di Indonesia tersedia

---

🎓 6. Pelatihan dan Sertifikasi

OMICRON bekerja sama dengan banyak instansi di Indonesia untuk pelatihan seperti:

• PT PLN (Persero) Training Center

• PJB Academy

• Distributor resmi (misal: PT Alpha Teknologi)

• Sertifikat penggunaan CPC 100 bisa menjadi nilai tambah untuk engineer kelistrikan

 

IEC 60381-1 standar internasional dari International Electrotechnical Commission (IEC) yang mengatur tentang sinyal analog yang digunakan dalam sistem kontrol proses industri.

 

IEC 60381-1 adalah standar internasional dari International Electrotechnical Commission (IEC) yang mengatur tentang sinyal analog yang digunakan dalam sistem kontrol proses industri.

---

IEC 60381-1: Industrial-process measurement and control – Analog signals for use with industrial process instruments – Part 1: General requirements

---

🎯 Tujuan Utama Standar Ini

Menentukan karakteristik dasar sinyal analog (terutama sinyal arus dan tegangan) yang digunakan untuk komunikasi antar perangkat kontrol proses, seperti transmitter, controller, actuator, dan recorder, agar kompatibel dan interoperable.

---

⚙️ Cakupan Teknis IEC 60381-1

1. 🎛️ Jenis Sinyal yang Diatur:

   • Arus: 4–20 mA dan 0–20 mA (utama untuk transmitter dan loop analog)

   • Tegangan: 0–5 V dan 0–10 V (lebih umum untuk internal control signal)

2. 🔄 Sistem 2-wire dan 4-wire:

   • 2-wire loop-powered: Transmitter mendapatkan daya dan mengirim sinyal di loop 4–20 mA yang sama.

   • 4-wire: Daya terpisah dari sinyal (digunakan di actuator atau device yang butuh daya lebih besar).

3. 📏 Toleransi dan Akurasi:

   • Ditentukan toleransi sinyal, kesalahan maksimum, noise, dan kestabilan.

   • Mendefinisikan linearitas output dan kesalahan transfer.

4. ⚡ Pengkondisian Sinyal (Signal Conditioning):

   • Menentukan kebutuhan filter, konversi analog-ke-digital (ADC), dan penguatan (amplifier).

5. 🔐 Kebutuhan Isolasi:

   • Isolasi galvani antar sinyal untuk menghindari interferensi (ground loop).

   • Direkomendasikan untuk perangkat berkomunikasi di lingkungan industri berisik secara elektrik.

6. 🧰 Aspek Instalasi:

   • Pengkabelan, grounding, penempatan kabel analog secara terpisah dari kabel daya tinggi.

   • Standar koneksi (misalnya terminal screw, DIN rail mount, dsb).

---

📊 Contoh Penggunaan IEC 60381-1 dalam Dunia Nyata

Aplikasi	Perangkat Terkait	Sinyal
Transmitter tekanan	Yokogawa EJA110, Rosemount 3051	4–20 mA
Aktuator katup kontrol	Siemens SIPART PS2, ABB TZID	4–20 mA input
Data logger / SCADA analog input	PLC Siemens S7, Allen-Bradley CompactLogix	0–10 V atau 4–20 mA
Sensor suhu RTD + transmitter	Emerson, Endress+Hauser, Omega	4–20 mA

---

📚 Hubungan dengan Standar Lain

Standar	Isi / Hubungan
NAMUR NE 43	Memperluas IEC 60381 dengan sinyal error untuk deteksi transmitter failure
IEC 61131-2	Menentukan tipe input/output untuk PLC agar kompatibel dengan sinyal analog 60381
IEC 61508 / 61511	Menentukan standar keselamatan sistem kontrol, sinyal 4–20 mA juga digunakan dalam SIL
ISA S50.1	Setara dengan IEC 60381, digunakan luas di Amerika Utara (ANSI/ISA Standard)

---

✅ Manfaat Penggunaan IEC 60381-1

• Interoperabilitas antar vendor

• Konsistensi desain dan instalasi loop instrumentasi

• Diagnostik yang lebih baik (dengan NAMUR NE 43)

• Mengurangi risiko gangguan akibat interferensi atau sinyal tidak standar

---

2.1 Prinsip Dasar Kerja dan Kontruksi Rele

Untuk dapat melakukan fungsi mendeteksi gangguan dan mengaktifkan alarm atau men-trip CB, rele proteksi pada dasarnya mempunyai tiga komponen utama sebagai berikut.

1)                  Elemen pendeteksi gangguan, bagian yang mengamati suatu besaran apakah keadaannya normal atau abnormal,

2)                  Elemen pengukur atau pembanding, bagian yang membandingkan besaran yang dideteksi dengan keadaan ambang kerja rele,

3)                  Elemen kontrol atau pemberi perintah, bagian yang memberi perintah kepada pemutus atau CB, atau kepada piranti alarm gangguan.

Kaitan kerja ketiga komponen atau elemen tersebut seperti pada Gambar 2.1.

Masukan ke detektor (1) dapat berupa besaran listrik (arus, tegangan, dan sebagainya) atau bukan besaran listrik (suhu, tekanan, atau aliran gas). Detektor harus menyesuaikan besaran tersebut dengan apa yang dibutuhkan oleh komparator. Penyesuaian besaran listrik umumnya menggunakan trafo arus atau CT (current transformer) atau trafo tegangan atau PT (potential transformer). Apabila masukan (1) bukan besaran listrik, detektor tersebut berupa alat pengubah besaran non-elektris ke besaran elektris.

Komparator (2) ada yang hanya memerlukan satu masukan, misalnya pada rele arus lebih, tetapi ada juga yang memerlukan beberapa masukan, misalnya rele deferensial. Masukan tersebut diperbadingkan, untuk menentukan apakah rele tersebut harus memberi perintah (3) atau justru tidak. Perintah diberikan hanya kalau hasil pembandingan melampaui ambang batas, dan kondisinya benar-benar harus diisolir.

Keluaran dari komparator (3) umumnya masih perlu diolah lebih lanjut supaya perintah itu cukup (mampu) untuk mengaktifkan alat-alat pemberi tanda (alarm) atau untuk men-trip CB, sesuai dengan kebutuhan, misalnya jumlah alarm atau CB yang diperintah, perlu atau tidaknya tundaan waktu. Pengontrol harus melakukan tugas ini sehingga keluaran (4) efektif untuk memberitahukan adanya gangguan atau mengisolir gangguan yang dideteksi dengan men-trip CB.

1.2 Penyebab dan Sifat Gangguan

   Pada sirkuit listrik yang normal, antara kawat fase dan tanah terdapat isolasi dengan kekuatan yang cukup untuk menahan tegangan yang ada, sehingga arus hanya mengalir dari sumber ke beban lewat kawat fase dan kembali ke sumber, melalui kawat netral atau lainnya.
   Kalau kekuatan isolasinya menurun sehingga impedansnya menurun mendekati impedans beban, maka sebagian arus akan bocor melalui isolasi tersebut. Ini menunjukkan bahwa isolasi tersebut mulai gagal. Pada kegagalan isolasi yang lebih parah, impedans isolasi jauh lebih rendah dari impedans beban, bahkan mungkin mendekati nul. Ini menyebabkan arus tidak mengalir ke beban, tetapi melalui isolasi yang gagal tersebut, dan bahkan menjadi jauh lebih besar dari pada arus beban, dan keadaan ini disebut hubung singkat.

Kegagalan isolasi dapat terjadi pada keadaan tegangan normal yang disebabkan oleh:

1. Pemerosotan mutu, karena polusi oleh debu (dust), jelaga (soot), garam (salt),dan karena proses penuaan (aging) isolasi yang secara terus-menerus selama bertahun-tahun mengalami pemuaian dan penyusutan berulang-ulang, yang membentuk void di dalam isolasi yang padat,
2. Kejadian tak terduga akibat dari benda-benda asing: terkena pohon, burung,ular, bajing, tanaman merambat, tali layang-layang, angin topan, dan gempa bumi.

Kegagalan isolasi lebih mungkin terjadi karena tegangan lebih (overvoltage), misalnya:

1. Terkena petir yang tidak cukup teramankan oleh alat-alat pengaman petir,
2. Surja hubung (switching surge) pada saat operasi switching,
3. Hubung singkat satu fase ke tanah, menyebabkan tegangan fase yang sehat terhadap tanah naik dibandingkan tegangan normalnya.

   Hubung singkat yang paling banyak terjadi pada sistem tenaga adalah hubung singkat satu fase ke tanah, sekitar 85% dari keseluruhan kejadian hubung singkat. Hubung singkat fase ke fase sekitar 8%, dua fase ke tanah 5%, dan tiga fase ke tanah kira-kira 2%.

Bagian sistem tenaga yang paling banyak mengalami hubung singkat adalah saluran udara, kira-kira 50% sedangkan pada kabel hanya 10%. Switchgear dan transformator berturut-turut sekitar 15% dan 12%. Sisanya 13% terjadi pada
bagian lainnya.

1.1 Konsep Dasar Rele Proteksi

Daya listrik yang dimanfaatkan oleh konsumen untuk berbagai keperluan,berasal dari berbagai macam pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP dan lain-lain. Untuk sampai ke konsumen dalam keadaan siap digunakan, penyalurannya memerlukan jaringan transmisi dan distribusi disertai dengan transformasi tegangan dan arus. Transformasi tersebut dilakukan pada gardu penaik tegangan di stasiun-stasiun pembangkit dan gardu penurun tegangan di pusat-pusat beban, menggunakan transformator daya dan transformator distribusi.

Pembangkit, saluran, dan transformator tersebut merupakan komponen utama sistem tenaga listik yang harus diusahakan agar selalu dalam keadaan siap pakai. Untuk keperluan pengoperasian dan pemeliharaan masih diperlukan peralatan lain sebagai perlengkapan pemutus/penghubung atau switchgear. Tingkat kesiapan yang tinggi semua peralatan tersebut diusahakan mulai dari pemilihan bahan, rancangan, pembuatan dan pemasangan, sampai pada pengoperasian dan pemeliharaan yang mengacu pada standar masing-masing. Meskipun demikian selalu masih ada kemungkinan akan gagal karena berbagai penyebab.

Komponen sistem yang gagal ketika sedang beroperasi, harus dipisahkan (diisolir) dari sistem. Komponen tersebut gagal dalam menjalankan fungsinya disebabkan oleh adanya gangguan (fault). Dari segi sirkuit listrik, gangguan tersebut umumnya berupa hubung singkat (short circuit) akibat dari kegagalan isolasi. Hubung singkat menyebabkan arus yang mengalir besarnya berlipat kali arus normal dan mungkin pula disertai timbulnya busur api listrik (arcing). Keduanya akan merusak peralatan yang bersangkutan apabila terlambat dihentikan. Arus hubung singkat yang besar juga membahayakan setiap peralatan yang dilaluinya. Adalah menjadi tugas rele untuk mengetahui (mendeteksi) adanya gangguan tersebut lalu memerintahkan peralatan pemutus (circuit breaker) untuk mengisolasi peralatan yang mengalami gangguan secara cepat.

Selain pada sirkuit listrik, gangguan mungkin terjadi pada bagian-bagian mekanis peralatan seperti pada penggerak mula generator (mesin turbin, mesin diesel), pada mekanisme pengubah sadapan (tap-changer) trafo, mekanisme penggerak pemutus beban, kipas atau pompa pendingin, minyak trafo dan lainlain. Ciri dan akibat dari gangguan mekanis tersebut berbeda dengan yang berasal dari hubung singkat. Karena pada rele proteksi yang ditugaskan mendeteksi gangguan ini dan perintah atau actuator-nya pada umumnya berbeda dengan rele yang mendeteksi hubung singkat, misalnya hanya mengaktifkan alarm saja. Hal ini perlu untuk gangguan yang sifatnya ringan, dimana peralatan tidak perlu diisolir secepatnya, guna memberi kesempatan bagi operator mengambil langkahlangkah
untuk mencegah pemadaman listrik.

Dengan mengetahui adanya gangguan dan jenis gangguan, kemudian mengaktifkan alarm atau men-trip pemutus beban yang tepat (yaitu untuk mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja) rele proteksi dapat mencegah meluasnya akibat gangguan (berupa kerusakan maupun pemadaman listrik). Rele proteksi tidak dapat mencegah terjadinya gangguan itu. Jika pemilihan peralatan, desain, dan pembangunan telah memenuhi standard, maka cara pengoperasian dan pemeliharaanlah yang berperan besar dalam mencegah gangguan.