PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB

Transkripsi

1 PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB Laporan akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Oleh: DENSYAF DWIPA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015 i

2 PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB Oleh: Densyaf Dwipa Menyetujui, Pembimbing I Palembang, Juli 2015 Pembimbing II Ir. Markori, M.T. Carlos R. S., S.T, M.T. NIP NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Listrik Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP NIP ii

3 MOTTO : Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi (pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui, sedang kamu tidak mengetahui (QS. Al Baqarah : 216) Kehidupan itu ibarat mengendarai sepeda, untuk menjaga keseimbangan kau harus tetap bergerak ~ Albert Einstein Kupersembahkan Kepada : Ibu dan Ayahku tercinta Saudara-saudaraku, yang selalu memberikan motivasi dan semangat Bapak dan Ibu Dosen Politeknik Negeri Sriwijaya Teman-teman seperjuangan 6 ELC 2015 yang telah memberi semangat Seluruh sahabat yang telah membantuku menggapai cita-cita Almamaterku, Politeknik Negeri Sriwijaya iii

4 ABSTRAK PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB (2015 : xiii Daftar Pustaka + Lampiran) Densyaf Dwipa Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Gangguan sementara jika tidak dapat hilang dengan sendirinya, maka dapat berubah menjadi gangguan permanen dan mengganggu kontinunitas penyaluran energi listrik ke pelanggan. Salah satu cara mengatasinya adalah dengan pemasangan recloser. Recloser akan memisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan tersebut akan dianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuai penyetelannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis. Apabila gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka atau menutup balik sebanyak setting waktu interval yang telah ditentukan kemudian recloser akan membuka tetap (lock out). Penyetelan recloser meliputi penyetelan rele arus lebih dan rele gangguan tanah pada recloser yang meliputi penyetelan arus dan waktu. Penyetelan arus pada rele arus lebih dalam penyetelan arusnya diambil arus gangguan 3 fasa terbesar dan rele gangguan tanah diperhatikan arus setting dalam penyetelan diambil arus gangguan 1 fasa ke tanah terkecil serta harus disesuaikan dengan penyelidikan yang dilakukan melalui studi kasus dan data berupa data penyulang, impedansi, data beban yang terdapat di PT PLN (Persero). Arus penyetelan rele arus lebih pada recloser Gatotkaca, Krisna, dan Pandu secara berturut-turut adalah sebesar 0,17 A; 0,22 A; dan 0,21 A. Arus penyetelan rele gangguan tanah pada recloser Gatotkaca, Krisna, dan Pandu secara berturut-turut adalah sebesar 0,17 A; 0,22 A; dan 0,21 A. Penyetelan waktu atau TMS rele arus lebih yang didapat pada recloser Gatotkaca, Kresna, Pandu secara berturut-turut adalah 0,17; 0,12; 0,16. Penyetelan waktu atau TMS rele gangguan tanah yang didapat pada recloser Gatotkaca, Kresna, Pandu secara berturut-turut adalah 0,12; 0,11; 0,11. Setting waktu interval atau dead time (DT) baik itu DT 1, DT 2, DT 3 pada recloser adalah selama 5 detik dengan waktu reset/ block time (BT) selama 30 detik. Ketika PMT membuka kontaknya dan mengunci (lock out) pada recloser yang menandakan bahwa gangguan yang terjadi bersifat permanen atau gangguan sementara yang terjadi tidak dapat hilang dengan sendirinya sehingga menjadi gangguan permanen. Kata kunci : Gangguan Sementara, Recloser, Penyulang iv

5 ABSTRACT THE PROTECTION OF TEMPORARY FAULT IN FEEDER AT TALANG KELAPA SUBSTATION PT PLN (PERSERO) WS2JB (2015 : xiii Index + Appendix) Densyaf Dwipa Electrical Engineering If temporary fault can not disappear by itself, it can turn into a permanent fault and interfere continuity distribution of electrical energy to customers. One way to solve the problem is by installing recloser. Recloser will separate areas are momentary interruption until the interference will be considered lost, thus recloser will reenter the appropriate tuning so that the network will be automatically reactivated. If the fault is permanent, then after the reopening or reclosing as many as setting of time interval and then recloser will lock out. The setting of recloser include setting of over current relay and ground fault relay on recloser which includes the setting of current and time. Current setting of over current relay in the adjustment of the current is taken from current of three-phase fault and current setting on ground fault relay is taken from the smallest of 1 phase-ground fault current and must be adapted to the investigation conducted through case studies and data in the types of feeders, impedance, load of feeders in PT PLN (Persero). Current adjustment of over current relays on recloser Gatotkaca, Krisna, and Pandu respectively is equal to 0.17 A; 0.22 A; and 0.21 A. Current setting of ground fault relay on Recloser of Gatotkaca, Krisna, and Pandu is equal to 0.17 A; 0.22 A; and 0.21 A. Setup time or TMS overcurrent relays Recloser obtained on Ghatotkacha, Krishna, respectively Pandu is equal to 0.17; 0.12; Time setting or TMS of ground fault relay obtained on recloser Gatotkaca, Krisna, respectively Pandu is 0.12; 0.11; The setting of interval time, or dead time (DT) both DT 1, DT 2, DT 3 on recloser is for 5 seconds with a reset time / block time (BT) for 30 seconds. When PMT open its contact as many as setting of reclosing and PMT will lock (lock out) at recloser indicating that the fault is permanent or temporary fault occurred can not disappear by itself so that it becomes a permanent fault. Keywords : Temporary Fault, Recloser, Feeder v

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul Proteksi Gangguan Sementara pada Penyulang di Gardu Induk Talang Kelapa PT PLN (Persero) WS2JB. Laporan akhir disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penyusunan Laporan Akhir ini penulis banyak mendapat saran, dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan dari berbagai pihak yang merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara materi, namun dapat membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman dan pengetahuan tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis. Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Markori, M.T., selaku Dosen Pembimbing I. 2. Bapak Carlos R. Sitompul, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II. Yang telah memberikan bimbingan pengarahan dan nasihatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak RD. Kusumato, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Seluruh staff dan karyawan PT. PLN Rayon Sukarami dan PT. PLN APD vi

7 WS2JB yang telah membantu dalam pengumpulan data. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun materinya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat dan berguna bagi kita semua. Palembang, Juli 2015 Penulis vii

8 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii MOTTO... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Tujuan Manfaat Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik Bentuk Bentuk Saluran Distribusi Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Konstruksi Konduktornya Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Tempat Peletakannya Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Peletakannya Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Rangkaiannya Gangguan pada Sistem Distribusi Tenaga Listrik Penyebab Gangguan Jenis-Jenis Gangguan Macam-Macam Gangguan Berdasarkan Jenis Gangguannya Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Macam Gangguan Berdasarkan Lamanya Gangguan Gangguan Permanen Gangguan Sementara atau Temporer Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat Komponen Simetris viii

9 2.6.2 Menghitung Impedansi Sumber Menghitung Reaktansi Trafo Menghitung Reaktansi Impedansi Penyulang Menghitung Impedansi Ekuivalen Jaringan Syarat-syarat Sistem Proteksi Peralatan Proteksi pada Jaringan Tegangan Menengah Pemutus Tenaga (PMT) Fuse Cut Out (FCO) Rele Pengaman Recloser/ Penutup Balik Otomatis (PBO) Prinsip Kerja Recloser Klasifikasi Recloser Penyetelan Recloser BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Peralatan yang Digunakan Bahan yang Digunakan Prosedur BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil Menghitung Impedansi Sumber Menghitung Reaktansi Trafo Menghitung Impedansi Penyulang Gatotkaca Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Gatotkaca Ujung Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (I sc ) Recloser Gatotkaca - Ujung Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Gatotkaca Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Gatotkaca Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Gatotkaca Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Gatotkaca Menghitung Impedansi Penyulang Krisna Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Krisna Ujung Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (I sc ) Recloser Krisna - Ujung Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Krisna Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Krisna Menghitung Impedansi Penyulang Pandu ix

10 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Pandu Ujung Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (I sc ) Recloser Pandu Ujung Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Pandu Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Pandu Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Pandu Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Pandu Setting Interval Waktu Recloser Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Karakteristik Urutan Nol dari Variasi Elemen pada Sistem Tenaga Listrik Tabel 4.1 Data Penghantar Penyulang Gatotkaca Tabel 4.2 Data Z 1eq / Z 2eq Recloser Gatotkaca-Ujung Tabel 4.3 Data Z 0eq Recloser Gatotkaca-Ujung Tabel 4.4 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Gatotkaca- Ujung Jaringan Tabel 4.5 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Recloser Gatotkaca-Ujung Jaringan Tabel 4.6 Data Penghantar Penyulang Krisna Tabel 4.7 Data Z 1eq / Z 2eq Recloser Krisna-Ujung Tabel 4.8 Data Z 0eq recloser Krisna-Ujung Tabel 4.9 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Krisna- Ujung Jaringan Tabel 4.10 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Recloser Krisna Ujung Tabel 4.11 Data Penghantar Penyulang Pandu Tabel 4.12 Data Z 1eq / Z 2eq Recloser Pandu-Ujung Tabel 4.13 Data Z 0eq recloser Pandu-Ujung Tabel 4.14 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Pandu- Ujung Jaringan Tabel 4.15 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Recloser Pandu Ujung Tabel 4.16 Setting Interval Recloser pada Gangguan 3 Fasa Tabel 4.17 Setting Interval Recloser pada Gangguan 1 Fasa dengan Tanah xi

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik... 5 Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Listrik... 9 Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Radial Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan Loop Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Spindel Gambar 2.6 Konfigurasi Jaringan Cluster Gambar 2.7 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa Gambar 2.8 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa Gambar 2.9 Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Gambar 2.10 Fuse Cut Out Gambar 2.11 Rangkaian Kerja Rele Gambar 2.12 Rele Arus Lebih Gambar 2.13 Karakteristik Rele Waktu Seketika (Instantaneous Relay) Gambar 2.14 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu Gambar 2.15 Karakteistik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik Gambar 2.16 Ground Fault Relay Gambar 2.17 Recloser Gambar 2.18 Single Line Diagram Recloser Gambar 2.19 Proses Kerja Recloser Saat Gangguan Menghilang Gambar 2.20 Proses Kerja Recloser Saat Gangguan Permanen Gambar 4.1 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih Pada Recloser Gatotkaca Terhadap Arus Gangguan Gambar 4.2 Grafik Waktu Operasi Rele Gangguan Tanah Pada Recloser Gatotkaca Terhadap Arus Gangguan Gambar 4.3 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna Terhadap Arus Gangguan Gambar 4.4 Grafik Waktu Operasi Rele Gangguan Tanah pada Recloser Krisna Terhadap Arus Gangguan Gambar 4.5 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih Pada Recloser Pandu Terhadap Arus Gangguan Gambar 4.6 Grafik Waktu Operasi Rele Gamgguan Tanah pada Recloser Pandu Terhadap Arus Gangguan xii

13 Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 DAFTAR LAMPIRAN Surat Kesepakatan Bimbingan Lembar Konsultasi Bimbingan Surat Rekomendasi Sidang Laporan Akhir Surat Rekomendasi Magang/Pengambilan data dari Udiklat Palembang Absensi Magang Surat Permohonan Magang/ Tugas Akhir dari Politeknik Negeri Sriwijaya Lampiran 7 Data Beban Gardu I.1247 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Lampiran 13 Gambar Survei Recloser Lampiran 14 Lampiran 15 Single Line GI Talang Kelapa Single Line Penyulang Gatotkaca, Krisna, dan Pandu Data Impedansi Penghantar Data Daya Hubung Singkat UPT Palembang Data Beban Puncak GI Talang Kelapa Lembar Revisi Laporan Akhir Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir xiii