Prinsip Kerja
Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.
Macam-macam karakteristik relay arus lebih :
a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay)
b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)
c. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)
Relay Waktu Seketika (Instantaneous relay)
Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – 20 ms). Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay).
Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus lebih dengan karakteristik yang lain.
Relay arus lebih waktu tertentu (definite time relay)
Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay, lihat gambar dibawah ini.
Gambar 2. Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay).
Relay arus lebih waktu terbalik
Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :
• Standar invers
• Very inverse
• Extreemely inverse
Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay).
Pengaman Pada Relay Arus Lebih
Pada relay arus lebih memiliki 2 jenis pengamanan yang berbeda antara lain:
•Pengamanan hubung singkat fasa. Relay mendeteksi arus fasa. Oleh karena itu, disebut pula “Relay fasa”. Karena pada relay tersebut dialiri oleh arus fasa, maka settingnya (Is) harus lebih besar dari arus beban maksimum. Ditetapkan Is = 1,2 x In (In = arus nominal peralatan terlemah).
•Pengamanan hubung tanah. Arus gangguan satu fasa tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, ini disebabkan karena salah satu atau dari kedua hal berikut:
Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi. Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan Dalam hal demikian, relay pengaman hubung singkat (relay fasa) tidak dapat mendeteksi gangguan tanah tersebut. Supaya relay sensitive terhadap gangguan tersebut dan tidak salah kerja oleh arus beban, maka relay dipasang tidak pada kawat fasa melainkan kawat netral pada sekunder trafo arusnya. Dengan demikian relay ini dialiri oleh arus netralnya, berdasarkan komponen simetrisnya arus netral adalah jumlah dari arus ketiga fasanya. Arus urutan nol dirangkaian primernya baru dapat mengalir jika terdapat jalan kembali melalui tanah (melalui kawat netral)
Gambar 4. Sambungan Relay GFR dan 2 OCR.Perhitungan arus hubung singkat untuk:
• Gangguan hubung singkat 3 fasa
• Gangguan hubung singkat 2 fasa
• Gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah
Rumus dasar yang digunakan adalah:
Hukum Ohm -->> I = V/Z
Dimana;
I = arus hubung singkat
V = tegangan sumber
Z = impedansi dari sumber ke titik gangguan, impedansi ekivalent
Dari ketiga jenis gangguan, perbedaannya terletak pada:
1. Untuk gangguan 3 fasa
• Impedansi yang digunakan adalah impedansi urutan positif
• Nilai ekivalent adalah Z1
• Tegangan referensinya adalah tegangan fasa (VL), Vx
2. Untuk gangguan 2 fasa
• Impedansi yang digunakan adalah impedansi urutan negatif dan impedansi urutan negatif
• Nilai ekivalent adalah Z1 + Z2
• Tegangan referensinya adalah tegangan fasa – fasa (VF)
3. Untuk gangguan 1 fasa ke tanah
• Impedansi yang digunakan adalah impedansi urutan positif, urutan negatif dan urutan nol
• Nilai ekivalent adalah Z1 + Z2 + Z0
• Tegangan referensinya adalah tegangan fasa (VL), V x