Relay Diferensial Persentase
Definisi: Relay diferensial persentase didefinisikan sebagai jenis relay yang berfungsi berdasarkan perbedaan fase dari dua atau lebih kuantitas listrik yang serupa. Ini mewakili bentuk canggih dari relay perlindungan diferensial. Perbedaan tunggal antara relay ini dengan relay diferensial lainnya terletak pada keberadaan koil pembatas. Relay diferensial persentase mencakup koil pembatas secara tepat untuk mengatasi masalah yang timbul dari perbedaan rasio arus saat menangani arus pendek eksternal berkekuatan tinggi.
Sistem diferensial persentase memiliki koil pembatas yang terhubung dalam kabel pilot, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Arus yang diinduksi oleh kedua trafo arus (CT) mengalir melalui koil pembatas ini. Sementara itu, koil operasional ditempatkan di titik tengah koil pembatas.
Koil pembatas mengatur karakteristik sensitif relay. Fungsinya adalah untuk mencegah transformator tripping tidak diinginkan akibat arus yang tidak seimbang. Selain itu, koil pembatas juga mengurangi harmonisa yang ada dalam arus inrush.
Prinsip Kerja Relay Diferensial Persentase
Torsi yang dihasilkan oleh koil pembatas bertindak untuk mencegah penutupan sirkuit trip, sementara torsi dari koil operasional berusaha untuk menutup kontak sirkuit trip. Dalam kondisi operasi normal dan selama skenario beban melalui, torsi yang dihasilkan oleh koil pembatas melebihi torsi dari koil operasional. Akibatnya, relay tetap dalam keadaan non-operatif.
Saat terjadi gangguan internal, torsi operasional melebihi torsi pembatas. Pada titik ini, kontak sirkuit trip tertutup, sehingga membuka pemutus sirkuit. Torsi pembatas dapat disesuaikan dengan mengubah jumlah putaran koil pembatas.
Karena pengaruh koil pembatas, arus diferensial yang diperlukan untuk operasi relay ini adalah kuantitas variabel. Arus diferensial dalam koil operasional sebanding dengan (I1 - I2). Karena arus operasional terhubung ke titik tengah koil pembatas, arus dalam koil pembatas sebanding dengan (I1 + I2)/2. Selama gangguan eksternal, baik I1 dan I2 meningkat, menyebabkan peningkatan torsi pembatas. Hal ini secara efektif mencegah relay bekerja tidak semestinya.
Karakteristik Operasional Relay Diferensial Persentase
Karakteristik operasional relay diferensial persentase digambarkan dalam gambar di bawah. Grafik tersebut jelas menunjukkan bahwa rasio arus operasional terhadap arus pembatas tetap pada persentase tetap. Jenis relay ini juga dikenal sebagai relay diferensial bias. Alasannya adalah karena koil pembatas sering disebut sebagai koil bias, karena menghasilkan fluks magnet tambahan, mempengaruhi operasi relay.
Jenis-jenis Relay Diferensial Persentase
Relay diferensial persentase terutama dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
Relay-relay ini digunakan untuk perlindungan berbagai komponen listrik seperti generator, transformator, feeder, jalur transmisi, dan sebagainya.
1. Aplikasi Sistem Tiga Terminal
Jenis relay diferensial persentase ini dapat digunakan untuk elemen-elemen listrik dengan lebih dari dua terminal. Dalam konfigurasi tiga terminal, setiap terminal terhubung dengan koil yang memiliki jumlah putaran yang sama. Torsi yang dihasilkan oleh koil-koil ini bekerja secara independen satu sama lain dan dikombinasikan secara aritmetika.
Karakteristik kemiringan persentase relay bervariasi sesuai dengan distribusi arus di antara koil-koil pembatas. Relay-relay ini dirancang untuk beroperasi secara instan atau dengan kecepatan tinggi, memungkinkan respons cepat terhadap kondisi abnormal.
2. Relay Diferensial Bias Induksi
Relay diferensial bias induksi memiliki cakram yang dipivot yang bergerak di dalam celah udara dari dua elektromagnet. Cincin tembaga dilampirkan ke bagian tiap kutub, dan cincin ini memiliki kemampuan untuk bergerak mendekati, ke dalam, atau menjauh dari kutub. Penyusunan mekanis ini memainkan peran penting dalam operasi relay, memungkinkannya mendeteksi perbedaan kuantitas listrik dan memicu tindakan perlindungan jika diperlukan.
Cakram dikenakan dua torsi yang berbeda: satu dihasilkan oleh elemen operasional dan yang lain oleh elemen pembatas. Saat cincin shading dari kedua elemen ditempatkan identik, torsi pembatas yang bekerja pada cincin menjadi nol. Namun, saat cincin shading elemen pembatas digeser lebih dalam ke inti besi, torsi yang diberikan oleh elemen pembatas melebihi torsi operasional.
