Select Page

Pada umumnya relay multifungsi memiliki proteksi yang lengkap . Tinggal terserah pada kita mau memakai semuanya atau tidak. Contoh relay untuk motor : GE Multilin SR369, SR469, Sepam M87, Siemens Siprotec 7SJxxx, ABB REM 615.

Minimum proteksi yang diperlukan
– Thermal overload (49)
– Rotor jam (50LR)
– Current unbalance (46)
– Short Circuit (50)
– Ground fault (50G)
– Excessive number of start (66)
– Undervoltage (27)

Tanya – rantau derrantau
Dear rekan-rekan milis, saya mau tanya, bagaimana cara menghitung arus hubung singkat pada suatu jaringan Turbin Alternator-Motor medium voltage ?

Jaringan yang dimaksud adalah akan berencana dipasang 2 buah motor listrik
dengan spesifikasi masing-masing sbb :
– Tipe : Slip ring motor
– Daya : 600 kW
– Volt : 6 kV
– Eff : 0,85 %

dan motor tersebut langsung dihubungkan dengan 2 buah Turbin Alternator yang
diparalel dengan spesifikasi sbb :
– TA Shinko
daya : 4,5 MW
pf : 0,85
frek : 50 Hz

– TA Ebara
daya : 4,5 MW
pf : 0,85
frek : 50 Hz

Mohon bantuan menghitung besar arus hubung singkat dari rekan-rekan, terimakasih
dan mohon maaf bila ada kesalahan.

Tanggapan 1 – berlian syako

Data nya kurang lengkap Pak.
Diperlukan data2 reaktansi subtransien, transient dan steady state dari masing2 mesin.
Ada banyak metode perhitungan cari saja dokumentasinya di website KMI, terlalu panjang kalau dihitung disini, tapi sebaiknya pakai software saja.

Kalau mau sekedar estimasi pakai formula berikut:

Isc = (100/Xd”) x FLA

Xd” =Generator Subtransiet Reactance (%)
Kalau belum punya data nya pakai saja dulu data dari IEEE table 4A-1
Untuk turbine generator 2 poles, Xd” = 9%
Untuk turbine geberator 4 poles, Xd” = 15%

Pakai saja 9% supaya lebih conservative.

FLA = Generator Full Load Ampere

FLA = 4,5 x 10^6 / (1.732 x 6 x 10^3 x 0.85) = 509 Ampere (untuk satu generator)

Short circuit dari kedua generator = Isc = 2 x (100/9) x 509 = 11,3 kA

Perhitungan diatas mengabaikan reaktansi kabel, dan juga mengabaikan kontribusi dari motor, tapi untuk estimasi awal cukup bermanfaat.

rustam.saleh@yahoo.com

Keperluan menghitung gangguan hubung singkat buat apa pak?…klu hanya utk menentukan setting proteksi simple saja…pakai saja teori sederhana 1,25 * I nominal adalah cara paling cepat…utk Overload 1,15 * I nominal…
Jika kebutuhannya utk sizing switchgear spy mampu menahan I short circuit substransient dan transient baru pakai kalkulasi yg mgkn spt dijelaskan di bawah…spy ingin tahun lebih detail dan penjelsannya sederhana sy pernah baca di buku karangan Professor Stevenson berjudul Sistem Tenaga Listrik…gimana cara sedrhana mendapatkan Isc…atau pakai software etap or edsa biar lebih gampang lagi…

Tanggapan 2 – rantau derrantau

Terimakasih pak atas bantuan bapak sekalian,
Sebenarnya di salah satu pabrik tempat saya kerja akan dipasang motor 6 kV 750 kW dan 600 kW, saya memiliki kesulitan untuk menentukan jenis kabel yang dibutuhkan, sistem proteksinya, jenis trafonya pak.

apakah dengan menghitung kuar arus hubung singkat, kita dapat menentukan jenis proteksi, kabel, trafonya pak? mohon pencerahannya pak.

Tanggapan 3 – joko.supriyono

Mas komentar saya:Nanti biar ditambahi Mas berlian dan yang lain:
Karena ini tambahan baru, dan tambahan loadnya cukup significant, sebaiknya melakukan 1) Load flow study, akan mengetahui voltage drop di bus dan daya aktif dan reaktifnya apakah sistem utilitinya mumpuni dengan tambahan ini.2)Kemudian dilanjutkan denganm short circuit study.3) kemudian kita lakukan protection study menentukan setting dari protection, diskrimanasi dan sequence of operation nya, jangan sampai fault di motor trip di incomer busbar nya. 4) masih dilanjutkan dengan motor start and acceleration…tergantung loadnya jangan sampai motornya gak mau jalan karena voltage drop.

Jadi menurut saya hanya dengan menghitung short circuit tidak bisa menentukan setting proteksi dan jenis kabel. Kalau untuk LV motor yang dibawah 100 kW mungkin step diatas boleh saja tidak harus dilakukan semua.

Silahkan yang mau menambahi.

Tanggapan 4 – roni sartika roni

Dear Semua,

Sekedar menambahkan untuk sisi motor nya

Main Protections untuk motor:
• Overloading or thermal image (49).
• Instantaneous or high-set overcurrent (50).
• Negative phase sequence (46).
• Core balance earth fault (51N).
• Differential stator current (87).
Additional Protections (tergantung seberapa krititikal pemakaian motor di dalam proses industri tsb):
• Stalling current.
• Limitation to the number of successive starts.
• Undercurrent (37).
• High winding temperature detection.
• High bearing temperature detection.
• Excessive vibration detection.

mungkin ada info yang perlu dipertimbangkan juga :
1. motor location, hazardous area (e.g.petrochemical) atau normal industri, klasifikasi konstruksi motor harus sesuai dengan klasifikasi area penggunaan
2. panjang kabel antara motor dengan MCC untuk perhitungan voltage drop
3. motor temperature operation, routing cable (under ground or above groung) untuk memperhitung ampere de-rating factor di kabel
4. motor starting, direct atau pake VSD (variable speed drive), pemilihan ini berkaitan dengan momen insertia dari beban motor (fan/pompa/kompresor/etc), seberapa sering motornya di start stop. kalau sering di start stop dengan direct start nanti ini akan menimbulkan kerusakan insulation belitan di stator dan rotor karena arus start 4-7 kali arus nominal motor (memperpendek lifetime dari motor)   .
 
mungkin ada yang mau mengkoreksi.

ini ada link barangkali bisa menambah wawasan tentang relay protection, termasuk power transformer :
http://www.ceerelays.co.uk/brochures/CEE%20PRAG.pdf

Tanggapan 5 – rustam.saleh

Untuk mendesain instalasi motor yg pak Rantau akan pasang simple saja pak…kalkulasi semua berdasarkan nominal rating peralatan…misalnya dari perhitungan motor arus nominalnya adalah katakanlah 10 ampere maka pilihlah kabel dengan ampacity sedikit di atas 10 ampere…saya lebih senang memilih rating kabel 1.25 kali arus nominal dalam hal ini kabel dgn ampacity 12.5 Ampere atau lebih…untuk proteksi motor overload check apakah motor service factornya 1 atau 1.15, ini penting karena menentukan set point Short circuit dan overload…jika SF motor 1 maka overload set point 1×1.15 I nominal dan short circuitnya 1.25x I nominal…jika 1.15 maka sdh tentu tahu berapa set pont ol dan sc nya…
Untuk transformer, tegangan yg anda pakai sedikit aneh 6 kV, check power source voltage yg ada di site anda…katakanlah 11 kV line,…maka anda butuh stepdown TRansformer…ratingnya harus melihat berapa bebannya dan perkembangan kedepannya…jika hanya melayani kedua motor ini…saya lebih happy jika ratingnya 1.5x total load…biar trafonya lebih adem…pertanyaan apakah motor ini paralel ke transformernya…

Tanggapan 6 – joko.supriyono

Maaf, beban yang mau ditambahkan cukup besar lebih dari 1 MW. Tidak bisa hanya sesederhana itu. Seperti yan
g saya utarakan sebelumnya, sebaiknya melalui process engineering yang benar dalam mendesign. Dengan melakukan load flow study, shor circuit analysis, protection study dan motor acceleration. Kalau kita sudah punya data study sebelumnya perhitungan dengan software tidak membutuhkan waktu lama. Seandainya belum punya, sebainya minta keperusahaan untuk melakukan study tersebut di atas terhadap system network yang ada. Diluar design tentu saja harus ada Management of Change.
Terimakasih

Tanggapan 7 – Agung Firmansyah

Saya coba membantu memberikan informasi dari segi proteksi motor.

Pada umumnya relay multifungsi memiliki proteksi yang lengkap . Tinggal terserah pada kita mau memakai semuanya atau tidak. Contoh relay untuk motor : GE Multilin SR369, SR469, Sepam M87, Siemens Siprotec 7SJxxx, ABB REM 615.

Minimum proteksi yang diperlukan
– Thermal overload (49)
– Rotor jam (50LR)
– Current unbalance (46)
– Short Circuit (50)
– Ground fault (50G)
– Excessive number of start (66)
– Undervoltage (27)

Kalau motor menggunakan fuse dan contactor, biasanya kita disable proteksi 50 dan 27.
Kalau mau enable protesi 50, harus ada kalkulasi untuk memastikan kontaktor tidak akan rusak sewaktu short circuit terjadi,

Informasi minimum yang seharusnya disediakan oleh vendor motor agar relay setting akurat yaitu motor terproteksi dan juga motor uptime tidak terkorbankan:

– Service factor (untuk NEMA motor saja, IEC motor tidak ada info service factor)
– Motor cooling time constant
– Stall time when cold
– Stall time when hot
– Starting time at 100% voltage
– Starting time at 80% voltage
– Temperature rise class (umumnya class B)
– Insulation class  (umumnya class F)
– Number of allowed start per hour
– Number of allowed consecutive start from cold condition
– Number of allowed consecutive start from hot condition

Pemilihan kurva overload yang kurang tepat (walaupun tepat dari segi proteksi) bisa menyebabkan downtime yang cukup lama sehingga mengganggu produksi perusahaan.

Contoh kasus dimana terjadi kompromi pada motor reliability karena overload setting yang kurang tepat:

Saya pernah berdiskusi dengan orang operasi exxonmobil di laut, dia tanya saya:

“Motor saya pernah trip karena bearing overtemperature. Ketika saya coba start lagi, motor relay melakukan fungsi inhibit start selama 5 jam. Artinya motor baru bisa distart lagi setelah menunggu selama 5 jam.

Padahal di dalam relay sudah diset number of start per hour=3, kenapa bisa terjadi begini”

Tanggapan 8 – rantau derrantau

Dear pak Firman, berlian, joko, rustam, roni dan ardian

Terimakasih atas saran dan masukkannya, untuk saat ini mungkin saya belum bisa dahulu melakukan load flow study karena keterbatasan waktu dan juga sejujurnya saya masih lemah untuk arus kuat (basic saya instrument) jadi banyak bertanya kepada ahlinya.

Saya dan rekan kerja saya akan coba lakukan perhitungan yang disarankan.

Share This