Proteksi Diferensial pada Generator atau Alternator (Differential Protection in Generator Unit)

Setiap terjadi gangguan intenal yang terjadi pada belitan stator akan diatasi oleh skema proteksi diferensial generator atau alternator. Proteksi diferensial diberikan pada generator dengan menggunakan relay diferensial longitudinal.

Pada umumnya, relay jenis instantaneous attracted armature digunakan untuk menghasilkan skema proteksi diferensial pada generator atau alternator. Jenis relay ini dapat bekerja pada kecepatan operasi yang sangat tinggi dan tidak dipengaruhi oleh setiap keadaan transien yang dapat terjadi pada sistem tenaga listrik.

Pada skema proteksi diferensial, terdapat dua set trafo arus, satu set terhubung pada sisi saluran dari generator dan set lainnya pada sisi netral generator di setiap fase. Sangat diperlukan, karakteristik setiap trafo arus yang digunakan harus identik sehingga trafo arus yang digunakan sangat disarankan berasal dari manufaktur yang sama. Jika terdapat perbedaan karakteristik pada trafo arus yang digunakan, kesalahan pada operasi skema proteksi diferensial untuk mengatasi gangguan internal pada belitan stator dapat dimungkinkan terjadi. Selain itu, skema proteksi diferensial dimungkinkan akan menanggapi suatu gangguan dalam keadaan normal.

Untuk memastikan skema proteksi diferensial tidak bekerja menanggapi gangguan eksternal, sebuah resistor yang digunakan sebagai stabilizerdihubungkan secara seri dengan kumparan operasi relay. Resistor ini melindungi skema diferensial dari mal-fungsi pada saat salah satu trafo arus menjadi jenuh.

Dalam skema proteksi diferensial, penggunaan trafo arus yang sangat baik sangat disarankan karena arus trafo yang sama dapat menghasilkan pembebanan pada sisi sekunder yang tidak sama. Sehingga karakteristik semua trafo arus yang digunakan pada skema proteksi diferensial harus identik. Namun, secara praktis, terdapat perbedaan karakteristik trafo arus meskipun semua trafo arus berasal dari manufaktur yang sama. Ketidakcocokan karakteristik ini akan menghasilkan arus spill mengalir ke dalam kumparan operasi relay. Untuk menghindari pengaruh arus spill, percentage biasing diimplementasikan untuk relay pada skema proteksi diferensial.

Percentage bias relay diferensial terdiri dari dua buah restraint coils dan sebuah kumparan operasi di setiap fase. Di dalam relay, torsi yang dihasilkan oleh kumparan operasi cenderung akan menutup kontak-kontak relay untuk menghasilkan trip sesaat pada circuit breaker tetapi pada saat yang sama torsi yang dihasilkan oleh restaint coil akan mencegah penutupan kontak-kontak relay. Hal ini sebagai akibat dari arah torsi yang dihasilkan oleh restraint coil berlawanan dengan torsi yang dihasilkan oleh kumparan operasi relay. Dengan demikian, selama gangguan diluar generator dan ketidakcocokan trafo arus, skema proteksi diferensial tidak akan bekerja karena nilai settingrelay dinaikkan dengan adanya restraint coil. Jadi, pengaruh arus spilljuga dapat dihilangkan. Tetapi, untuk gangguan internal pada belitan stator, penggunaan restraint coil tidak efektif dan relay menutup kontak-kontaknya pada saat arus setting mengalir melalui kumparan operasi. Setting arus pick up diferensial/bias pada relay dilakukan dengan berdasar pada persentase ketidakcocokan yang diperbolehkan. Persentase setting bias dari suatu relay ditentukan melalui