Overcurrent Relay adalah: Pengertian, Prinsip Kerja, Jenis, dan Aplikasinya

Dalam dunia kelistrikan, keselamatan dan keandalan sistem menjadi prioritas utama. Setiap sistem kelistrikan dirancang untuk beroperasi pada kondisi arus tertentu.

Jika arus yang mengalir dalam rangkaian melebihi batas yang telah dirancang, fenomena overcurrent (arus lebih) dapat terjadi, yang berpotensi menyebabkan kerusakan pada peralatan dan komponen, atau bahkan memicu kebakaran.

Untuk melindungi sistem kelistrikan dari bahaya overcurrent, salah satu perangkat proteksi yang paling umum digunakan adalah overcurrent relay.

Overcurrent relay adalah salah satu elemen penting dalam sistem proteksi listrik, khususnya di jaringan distribusi dan transmisi tenaga listrik.

Relay ini berfungsi untuk mendeteksi arus berlebih dan memerintahkan pemutusan rangkaian ketika kondisi tersebut terjadi.

Dalam artikel ini, kita akan membahas secara mendalam mengenai pengertian, prinsip kerja, jenis-jenis, dan aplikasi dari overcurrent relay.

Pengertian Overcurrent Relay

Overcurrent relay adalah perangkat pelindung yang dirancang untuk mendeteksi arus listrik berlebih dalam suatu rangkaian dan memberikan sinyal untuk memutus aliran arus tersebut.

Overcurrent relay bekerja berdasarkan prinsip bahwa arus yang mengalir melebihi batas yang telah ditetapkan dianggap sebagai kondisi abnormal atau gangguan, dan perlu diatasi secepat mungkin untuk melindungi peralatan serta menjaga keselamatan sistem.

Fungsi utama dari overcurrent relay adalah memberikan proteksi terhadap gangguan arus lebih yang bisa disebabkan oleh berbagai faktor, seperti beban berlebih (overload), hubungan singkat (short circuit), dan kerusakan peralatan.

Ketika mendeteksi adanya arus lebih, relay ini akan mengirimkan sinyal ke pemutus sirkuit (circuit breaker) untuk segera memutus aliran listrik, sehingga kerusakan lebih lanjut dapat dicegah.

Prinsip Kerja Overcurrent Relay

Overcurrent relay bekerja berdasarkan prinsip pengukuran arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian.

Jika arus tersebut melebihi nilai ambang batas yang telah ditentukan, relay akan mengaktifkan mekanisme proteksi.

Secara umum, prinsip kerja overcurrent relay adalah melibatkan dua elemen utama: elemen penginderaan arus dan elemen waktu.

1. Elemen Penginderaan Arus

Overcurrent relay dilengkapi dengan elemen penginderaan arus yang berfungsi untuk mendeteksi besar arus yang mengalir dalam rangkaian.

Elemen ini biasanya terhubung dengan transformator arus (current transformer, CT) yang berfungsi untuk mengukur arus pada sisi primer dari rangkaian yang dilindungi. CT kemudian mengirimkan sinyal yang sesuai dengan nilai arus ke relay.

Jika arus yang terukur melebihi batas pengaturan (set point) dari relay, maka relay akan mendeteksi kondisi gangguan. Batas pengaturan ini biasanya disesuaikan dengan nilai arus normal sistem, dan bisa diatur sesuai kebutuhan proteksi.

2. Elemen Waktu

Selain penginderaan arus, overcurrent relay juga dilengkapi dengan elemen waktu. Elemen ini bertugas untuk menentukan seberapa cepat relay akan bereaksi setelah mendeteksi adanya overcurrent. Ada dua tipe utama dari elemen waktu pada overcurrent relay:

Instantaneous Overcurrent Relay (IOC): Jenis relay ini tidak memiliki penundaan waktu, sehingga relay akan langsung memberikan perintah pemutusan ketika mendeteksi arus yang melebihi batas yang ditetapkan. IOC biasanya digunakan untuk melindungi sistem dari gangguan besar seperti hubungan singkat yang memerlukan tindakan pemutusan yang sangat cepat.
Time-Delay Overcurrent Relay (TOC): Relay ini memiliki penundaan waktu yang bisa diatur sebelum memberikan perintah pemutusan arus. Penundaan ini biasanya diterapkan untuk menangani kondisi overload yang tidak membutuhkan tindakan secepat gangguan hubungan singkat. TOC digunakan untuk memberikan proteksi selektif, sehingga hanya bagian sistem yang terganggu saja yang akan diputus, sementara bagian lain dari sistem dapat tetap beroperasi.

Jenis-Jenis Overcurrent Relay

Overcurrent relay dapat dikategorikan ke dalam beberapa jenis berdasarkan karakteristik operasi dan waktu kerjanya.

Berikut ini adalah beberapa jenis overcurrent relay yang umum digunakan dalam sistem proteksi kelistrikan:

1. Instantaneous Overcurrent Relay (IOC)

Instantaneous Overcurrent Relay adalah Relay ini bekerja tanpa adanya penundaan waktu setelah mendeteksi arus lebih.

IOC digunakan untuk melindungi sistem dari gangguan yang sangat cepat, seperti hubungan singkat, di mana waktu respon yang singkat sangat diperlukan. IOC biasanya disetel pada arus yang jauh lebih tinggi dari arus nominal, sehingga relay ini hanya akan bekerja pada kondisi gangguan yang sangat serius.

2. Definite Time Overcurrent Relay (DTOC)

Definite time overcurrent relay adalah relay yang memiliki waktu operasi yang tetap atau konstan, yang berarti bahwa relay ini akan memberikan perintah pemutusan arus setelah mendeteksi overcurrent dan menunggu waktu tertentu yang telah ditetapkan.

DTOC biasanya digunakan dalam aplikasi di mana waktu pemutusan harus terkontrol dengan baik, terlepas dari besar kecilnya gangguan.

3. Inverse Time Overcurrent Relay (ITOC)

Inverse time overcurrent relay adalah relay memiliki karakteristik waktu operasi yang bergantung pada besarnya arus gangguan. Semakin besar arus gangguan, semakin cepat relay akan bekerja. Karakteristik ini cocok untuk memberikan proteksi terhadap gangguan yang memiliki intensitas bervariasi.

Dalam beberapa sistem, relay ini juga dikenal dengan istilah inverse definite minimum time relay (IDMT), di mana waktu operasi minimum dijamin pada arus gangguan yang tinggi.

4. Very Inverse Time Overcurrent Relay (VITOC)

Very inverse time overcurrent relay adalah relay yang memiliki karakteristik waktu operasi yang lebih lambat dibandingkan dengan ITOC pada arus gangguan yang lebih rendah, namun akan bereaksi sangat cepat ketika arus gangguan sangat tinggi.

Relay jenis ini digunakan di jaringan distribusi yang memerlukan sensitivitas tinggi terhadap gangguan besar, tetapi memberikan kelonggaran terhadap gangguan kecil yang bersifat sementara.

5. Extremely Inverse Time Overcurrent Relay (EITOC)

Extremely Inverse Time Overcurrent Relay adalah Relay yang memiliki karakteristik yang sangat mirip dengan VITOC, namun dengan reaksi yang lebih ekstrem terhadap arus gangguan tinggi. EITOC sering digunakan dalam sistem di mana arus gangguan dapat bervariasi secara signifikan, seperti di area industri atau sistem distribusi besar.

Aplikasi Overcurrent Relay

Overcurrent relay memiliki berbagai aplikasi dalam sistem kelistrikan, terutama dalam proteksi jaringan distribusi dan transmisi. Beberapa aplikasi utama overcurrent relay meliputi:

1. Proteksi pada Sistem Distribusi Listrik

Salah satu aplikasi utama dari overcurrent relay adalah proteksi pada jaringan distribusi tenaga listrik. Jaringan distribusi biasanya terdiri dari sejumlah besar cabang dan beban yang bervariasi.

Overcurrent relay digunakan untuk mendeteksi gangguan yang terjadi di sepanjang jaringan dan memberikan perintah pemutusan jika terjadi arus berlebih. Hal ini sangat penting untuk mencegah kerusakan peralatan distribusi, seperti transformator dan kabel.

2. Proteksi pada Transformator

Transformator merupakan salah satu komponen penting dalam sistem tenaga listrik. Overcurrent relay digunakan untuk melindungi transformator dari gangguan arus lebih yang bisa disebabkan oleh overload atau hubungan singkat di sisi primer atau sekunder transformator.

Dengan adanya proteksi ini, transformator dapat terlindungi dari kerusakan yang serius akibat panas berlebih atau kerusakan mekanis.

3. Proteksi pada Motor Listrik

Motor listrik, terutama yang digunakan dalam aplikasi industri, rentan terhadap kondisi overcurrent yang disebabkan oleh beban berlebih atau kesalahan operasional.

Overcurrent relay digunakan untuk melindungi motor dari kondisi ini, dengan cara memutus aliran listrik ke motor jika arus yang mengalir melebihi batas yang aman. Ini membantu memperpanjang umur motor dan mencegah kerusakan yang dapat menyebabkan downtime produksi.

4. Proteksi pada Kabel dan Konduktor

Kabel dan konduktor dalam sistem kelistrikan juga harus dilindungi dari arus lebih yang dapat menyebabkan panas berlebih dan merusak isolasi.

Overcurrent relay digunakan untuk mendeteksi kondisi overload atau hubungan singkat pada kabel dan konduktor, sehingga mencegah terjadinya kebakaran atau kerusakan lainnya.

5. Proteksi pada Generator

Generator yang digunakan dalam pembangkit listrik memerlukan proteksi dari gangguan arus lebih yang dapat terjadi akibat beban berlebih atau kesalahan operasional.

Overcurrent relay adalah perangkat yang dipasang untuk mendeteksi gangguan ini dan memberikan perintah pemutusan untuk melindungi generator dari kerusakan serius.

Kesimpulan

Overcurrent relay adalah komponen penting dalam sistem proteksi kelistrikan, yang berfungsi untuk mendeteksi arus lebih dan memberikan perintah pemutusan rangkaian guna melindungi peralatan dan sistem dari kerusakan.

Dengan berbagai jenis dan karakteristiknya, overcurrent relay dapat diatur sesuai dengan kebutuhan proteksi yang spesifik, baik itu dalam sistem distribusi, transformator, motor, kabel, atau generator.

Dengan pemahaman yang mendalam tentang prinsip kerja dan aplikasi overcurrent relay, teknisi dan insinyur kelistrikan dapat merancang sistem proteksi yang lebih andal dan efisien, memastikan operasional yang aman dan minim gangguan pada sistem tenaga listrik.

Ajif Tutorial

Seorang dari kampung memiliki impian yang tinggi