Transcription

Proteksi SistemTenaga ListrikzknnBAB III.CIRCUIT BREAKER DAN FUSE (SEKERING)3.1.Circuit BreakerCircuit breaker seperti halnya sekering adalah merupakan alat proteksi, walaupuncircuit breaker dilengkapi dengan fasilitas untuk switching.3.2.Rating dan AplikasiDibandingkan dengan sekering, pemakaian circuit breaker lebih bervariasi.Range circuit breaker dapat dikenal mulai dari type miniature circuit breaker (MCB)yang banyak digunakan untuk rangkaian penerangan sampai dengan yang kapasitasnyamega volt ampere pada power house.Bab III CB dan fuse25

Proteksi SistemTenaga ListrikzknnUntuk keperluan proteksi komersial dan industri lebih banyak digunakan typeMoulded Case Circuit Breaker (MCCB). Untuk pemakaian proteksi sistem 3 phasa lebihbaik menggunakan circuit breaker 3 phasa daripada menggunakan sekering, karenacircuit breaker akan memberikan pemutusan secara simultan untuk 3 phasadibandingkan dengan sekering.3.3.Klasifikasi Circuit BreakerSebagaimana sekering, fungsi proteksi circuit breaker adalah untuk memproteksibeban lebih dan hubung singkat. Klasifikasi circuit breaker ditentukan melalui tripingaction circuit breaker itu sendiri yaitu :1. Thermal2. Magnetic3. Thermal – magentic4. Solid state atau electronic1) ThermalUntuk keperluan tripping type ini menggunakan bimetal yang dipanasi melaluiarus beban lebih karena bimetal mengambil waktu untuk menaikkan panas, makatype circuit breaker ini mempunyai karakteristik inverse time limit untuk proteksiWaktu untuk trip tergantung pada kondisi temperatur ruang jadi sangat cocokuntuk proteksi kabel atau proteksi yang memerlukan kelambatan waktupemutusannya.2) MagneticType ini arus beban yang lewat melalui kumparan elektro magnetik akanmenarik inti jangkar dan secara mekanik akan melepaskan pegangan circuitbreaker dalam posisi “ON” (terjadi proses tripping).Magnetic circuit breaker akan melengkapi trip yang segera (instanteneous)terutama pada overload yang cukup berat (biaanya 10 kali arus beban penuh)Bab III CB dan fuse26

Proteksi SistemTenaga Listrikzknnatau pada keadaan hubung singkat. Karena medan magnet cukup kuat untukmenarik jangkar.Karena magnetic circuit breaker type ini operasionalnya bebas dari pengaruhsuhu ruang, maka proteksi ini lebih cenderung untuk proteksi hubung singkat.3) Thermal – MagneticCircuit breaker type ini dilengkapi dengan thermal element untukmendapatkankarakteristik dengan kelembaban waktu pemutusan(time delay characteristic)dari fasiltias pengaruh temperatur ruang. Sedangkan action magentik diperlukanuntuk pemutusan segera.Bila terjadi beban lebih, maka diperlukan waktu untuk memanasielemen bimetal(time delay) Dengan beban lebih yang sangat besar atau hubung singkat, makaelemen magnetik yang akan mempengaruhi waktu tripping dan diatur 10 kaliarus nominal untuk melengkapi secara lengkap pemutusan instanteneuousdengan interruping time 0,01.3.4Miniatur Circuit Breakers (MCB)Miniatur Circuit Breakers (MCB) didesain dengan fungsi utama untukmengamankan kabel terhadap beban lebih dan terjadinya hubungan singkat pada rumahtangga. Sedangkan arus pengenal pemutus tenaga tersebut harus disesuaikan denganbesarnya arus beban yang dilewatkan kabel dan lebih kecil dari arus yang diizinkan padakabel .Bentuk dan karakteristik dari pemutus tenaga mini yang digunakan peda rumahtangga dan gedung-gedung dapat dilihat pada gambar 3.1 dibawahBab III CB dan fuse27

Proteksi SistemTenaga ListrikzknnGambar 3.1. Miniatur Circuit Breakers (MCB)terminalterminalbimetal stripstrip braidfixed contactmovingcontactstrip braidmovingcontactmagnetic tripload sideterminalmagnetictripstrip braidload sideterminalGambar 3.2. Komponen-komponen Miniatur Circuit Breakers (MCB)Bab III CB dan fuse28

Proteksi SistemTenaga ListrikzknnThermal tripping curvethe "thermal" part of thetripping curve must be inaccordance with thestandardt (s)trippingnotrippingLegend:In rated currentInd no tripping currentId tripping currentdestructionof bimetalInIndIdI/InGambar 3.3. Karakteristik kerja Miniatur Circuit Breakers (MCB)Gambar 3.4. Moulded Case Circuit Breaker (MCCBBab III CB dan fuse29

Proteksi SistemTenaga Listrikzknn3.5.Tipe-tipe Circuit Breaker Dalam Sistem Tenaga ListrikDidalam system tenaga listrik peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutusrangkaian listrik dalam keadaan berbeban (berarus) adalah Circuit Breakers. Karenapada saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka padaCB dilengkapi dengan pemadam busur api yaitu , minyak, udara dan gas.1. Oil Circuit BreakerKeuntungan Tidak dipengaruhi udara luar Minyak adalah isolasi yang baikKerugian Dapat meledak danterbakar Pemeliharaan yangperiodik Ukuran yang relatip besar, karena minyak mengisi semua ruang CB2. Minimum Oil Circuit BreakerKeuntungan Minyak hanya mengisi alat kontak Kemungkinan kebakaran lebih kecil Minyak adalah isolasi yang baik Ukuran lebih kecilKerugian Pemeliharaan yang lebih sering dan periodik Setiap kali bekerja, volume minyak akan berkurang3. Air-blast Circuit BreakerKeuntungan Bebas resiko kebakaran Pemeliharaan yang ringanKerugian Dipengaruhi oleh atmosfir Memerlukan peralatan untuk udara tekanBab III CB dan fuse30

Proteksi SistemTenaga Listrikzknn Suaranya cukup keras4. Vacuum Circuit BreakerKeuntungan Kekuatn isolasi yang tinggi Suara yang tidak keras Pemeliharaan yang ringanKerugian Perlu pengecekan kebocoran tekanan udara5. SF6 Circuit BreakerKeuntungan Kekuatan isolasi yang sangat tinggi dan lebih baik dari isolasi minyak Tidak terbakar Tidak beracun Pemeliharaan yang ringanKerugian Lebih mahal dari minyakGambar 3.4Cara Kerja CB dengan isolasi SF6Bab III CB dan fuse31

Proteksi SistemTenaga ListrikzknnGambar 3.5 Circuit Breakers3.4.Sakering (Fuse)Sakering adalah suatu peralatan proteksi yang umum digunakan. Sekering adalahsuatu peralatan proteksi kerusakan yang disebabkan oleh arus berlebihan yang mengalirdan memutuskan rangkaian dengan meleburannya elemen sekering.Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan sekering (fuse)1. Arus nominal sekering (current rating) adalah arus yang mengalir secara terusmenerus tanpa terjadi panas yang berlebihan dan kerusakan2. Tegangan nominal (voltage rating) yaitu tegangan kerja antar konduktor yangdiproteksi atau peralatan3. Time current protection yaitu suatu lengkung karakteristik untuk menentukanwaktu pemutusan4. Pre arcing time adalah waktu yang diperlukan oleh arus yang besar untuk dapatmeleburkan elemen sekering5. Arcing time adalah waktu elemen sekering melebur dan memutuskan rangkaiansehingga arus jatuh menjadi nol6. Minimum fusing current adalah suatu harga minimun dari arus yang akanmenyebabkan elemen sekering beroperasi (melebur)Bab III CB dan fuse32

Proteksi SistemTenaga Listrikzknn7. Fusing factor adalah suatu perbandingan antara minimum fusing current dengancurret rating dari sekering. Umumnya sekering yang tergolong pada semi enclosedmempunyai faktor 2 dan untuk type HRC mempunyai faktor serendah mungkin 1,28. Total operating time adalah waktu total yang diambil oleh sekering secara lengkapdapat mengisolasi dengan gangguan.9. Cut off ini adalah satuan fungsi yang penting sekering HRC. Jika elemen sekeringmelebur dan membatasi harga arus yang dicapai ini kita kenal dengan sebutan “aruscut off”10. Categori of duty. Sekering diklasifikasikan pada kategori kesanggupan dalammenangani gangguan sesuai dengan harga arus prospective pada rangkaian. KatagoriA1 dan A2 untuk arus propectif. 1.O.kA dan 4.0 kA. Sedangkan untuk kategori AC3,AC4 dan AC5 untuk arus 16,5 kA, 33 kA dan 46 kA.3.5Type SekeringAda dua type dasar sekering :1. Semi enclosed type adalah type untuk arus dengan rating yang rendah dancategory of duty yang rendahGambar 3.6 Sekring tipe tegangan rendahBab III CB dan fuse33

Proteksi SistemTenaga Listrikzknn2. Cartridge type adalah merupakan type yang mempunyai kapasitas pemutusan yangtinggi (High-ruptring capacity) yang lebih dikenal dengan istilah HRC fuse.Gambar . 3.7 Fuse (sekring ) tipe HRC3.6RangkumanSekering dan circuit breaker adalah peralatan proteksi untuk beban lebih danhubung singkat.Berdasarkan sistem pemutusan circuit breaker mempunyai beberapa tipe yaitu:1. Tipe pemotosan thermal2. Tipe pemutusan magnetic3. Tipe pemutusan thermal-magnetik4. tipe pemutusan solid state atau elektronik.Bab III CB dan fuse34

Proteksi SistemTenaga ListrikzknnSekering adalah suatu peralatan proteksi yang umum digunakan yangmemproteksi sistem atau komponen terhadap kerusakkan yang disebabkan oleh arusberlebihan.Dalam pemilihan seksering harus diperhatikan criteria sebagai berikut:1. Arus nominal sekering (current ratting).2. Tegangan nominal (voltage ratting).3. Karakteristik pemutusan sekering (time – current characteristics protection).4. Pre arcing time5. Arcing time6. Minimum fussing current7. Fusing factor8. Total operatiung time9. cut off10. Category of dutyBerdasarkan pemutusan sekering ada duatipe sekering yaitu:1. Semi enclosed type2. Cartridge type3.7Latihan1. Jelaskan dengan singkat apa persamaan dan perbedaan sekering dan circuit breakerJawab: 2. Sebutkan 4 type circuit breaker berdasarkan tipe pemutusannya.Jawab: Bab III CB dan fuse35

Proteksi SistemTenaga Listrikzknn3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan ‘pre arcing time’ pada pemutusansekering.Jawab: 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan ‘fusing factor’ (factor sekering)Jawab: 5. Sebutkan dua tipe dasar sekering berdasarka tipe pemutusannya.Jawab: .e. Kunci Jawaban latihan 3.Jawaban soal no.1Persamaan sekering dan circuit breaker kedua-duanya adalah digunakan untukmemproteksi sistem dan komponen kelistrikan terhadap gangguan beban lebih danhubung singkat.Jawaban soal no.2Tipe circuit breaker berdasarkan pemutusan adalah:1. Tipe pemutusan thermal2. Tipe pemutusan magnetic3. Tipe pemutusan termal dan magnetic4. Tipe pemutusan solid state atau elektronikJawaban soal no. 3Pre arcing time adalah waktu yang diperlukan oleh arus yang besar untuk dapatBab III CB dan fuse36

Proteksi SistemTenaga Listrikzknnmeleburkan elemen sekering.Jawaban soal no. 4Fusing factor adalah suatu perbandingan antara minimum fusing current dengancurrent rating dari sekering.Jawaban soal no. 5Tipe dasar sekering berdasarkan pemutusan:1. Semi enclosedtype2. Cartridge type.Contoh perhitunganSuatu Circuit Breaker (CB) dengan rating 1000 A , 1.200 MVA, 33 kV, 3 second dan 3fasaHitunglaha. Arus rating normalb. Capasitas pemutusanc. Capasitas Arus rating simetrical .d. Rating Aruse. Rating waktu.f. Rating teganganSolusia. Arus rating normal 1000 Ab. Capasitas pemutusan 1.200 MVAc. Capasitas Arus rating simetrical1.200 x10 63 x33.000 21.000 A(rms )d. Rating Arus 2,55 x In 2,55 x 21.000 53.600 Ae. Rating waktu. selama 3 second untuk arus 21.000 Af. Rating tegangan 33.000 Volt (nilai rms)Bab III CB dan fuse37

Range circuit breaker dapat dikenal mulai dari type miniature circuit breaker (MCB) yang banyak digunakan untuk rangkaian penerangan sampai dengan yang kapasitasnya mega volt