Makalah Seminar Kerja Praktek KOORDINASI SISTEM PENGAMAN PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20KV DI PT. PLN (PERSERO) AREA PELAYANAN JARINGAN SEMARANG

Transkripsi

1 Makalah Seminar Kerja Praktek KOORDNAS SSTEM PENGAMAN PADA JARNGAN TEGANGAN MENENGAH 0KV D PT. PLN (PERSERO) AREA PELAYANAN JARNGAN SEMARANG Dominggus Yosua Suitella., r. Agung Warsito, DHET. Mahasiswa dan Dosen Jurusan Teknik Eleko, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof.Sudharto, Tembalang, Semarang Absak - Keandalan suatu sistem disibusi lisik tidak lepas dari peralatan proteksi yang digunakan yang berfungsi melindungi peralatan dari gangguan. Salah satu gangguan yang terjadi adalah gangguan hubung singkat. Gangguan ini dapat diatasi dengan menggunakan rele proteksi dan peralatan pemutus rangkaian yang bekerja secara bersama yang disebut sistem proteksi. Akan tetapi apabila setting sistem proteksi ini tidak efektif hal ini akan menyebabkan peralatan proteksi bekerja tidak semestinya. Sehingga hanya akan menambah angka SAD SAF yang tidak perlu, Kwh yang hilang bertambah besar, dan resiko rusaknya peralatan bertambah banyak. Dalam kerja praktek di PLN APJ Semarang ini Penyulang KPK-0 terbagi menjadi beberapa seksi yang masingmasing seksi dilindungi oleh Recloser dan PMT dengan rele OCR dan GFR sebagai pengindranya. Untuk meminimalisir pemadaman yang terjadi akibat gangguan setiap rele mempunyai interfal waktu untuk PMT/Recloser bekerja dengan tetap memperhatikan aspek selektifitas yaitu hanya PMT/Recloser yang dekat dengan gangguan yang bekerja. Dengan setting rele yang yang tepat maka tingkat keandalan sistem tenaga akan dapat tercapai. Kata kunci: Sistem Proteksi, OCR dan GFR, Penyulang KPK-0. PENDAHULUAN. Latar Belakang Kebutuhan energi lisik wilayah kecamatan Semarang Barat disuplai oleh G (Gardu nduk) Krapyak dan G Randu Garut. Dimana Semarang Barat merupakan daerah yang terdapat banyak indusi besar. Salah satunya adalah suplai dari G Krapyak Trafo penyulang Krapyak 0 (KPK0) dan dari G Krapyak Trafo penyulang Krapyak 0 (KPK0). Dalam kondisi operasi normal kedua penyulang tersebut dipisahkan oleh ABSW (Air Break Switch) pada posisi buka/no (Normaly Open). Pada kondisi tertentu untuk keperluan pemeliharaan atau perbaikan peralatan disuatu seksi diperlukan manuver (pelimpahan) beban dari penyulang satu ke penyulang yang lainnya, untuk meminimalkan daerah padam. Dimana penyulang Krapyak (KPK0) dalam kondisi tertentu (manuver beban) harus memikul beban dari penyulang Krapyak 0 (KPK0) maka diperlukan pembahasan koordinasi peralatan pengaman, sehingga keandalan sistem penyaluran tenaga lisik dapat lebih terjamin secara optimal dengan tetap berpedoman pada desain kriteria dari masing-masing peralatan.. Tujuan Hal-hal yang menjadi tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah :. Mengetahui sistem jaringan disibusi tegangan menengah 0kV.. Mengetahui jenis-jenis gangguan yang terjadi pada jaringan disibusi tegangan menengah 0Kv. 3. Mengetahui jenis pemeliharaan jaringan disibusi tegangan menengah 0kV. 4. Mengetahui berbagai macam peralatan pengaman pada jaringan disibusi tegangan menengah 0kV..3 Pembatasan Masalah a. Pembahasan sistem proteksi pada JTM 0 KV b. Pembahasan tentang rele OCR dan GFR sebagai pengindra arus gangguan hanya pada PMT dan Recloser pertama (B-36) Penyulang G Krapyak (KPK-0) c. Tidak membahas arus gangguan sebelum incoming sisi 50 Trafo GS Krapyak d. Tidak membahas arus gangguan setelah Recloser kedua (U4-80) e. Tidak membahas seting/pemilihan peralatan proteksi selain OCR dan GFR secara mendalam (misalnya: pemilihan LA, CT, PT, solator, Konduktor, dll). KAJAN PUSTAKA. Sistem JTM 0kV dan Gangguan..Sistem Jaringan Disibusi 0 kv a. Sistem Radial b. Sistem ring (loop) c. Sistem mesh d. Sistem jaring-jaring (NET) e. Jaringan disibusi spindel f. Saluran Radial nterkoneksi.. Sistem Pentanahan Jaringan Disibusi di Jawa Tengah Sistem kelisikan pada PLN Disibusi Jawa Tengah adalah menggunakan tiga fasa empat kawat dengan pentanahan neal secara langsung atau sesuai SPLN : 978 (Pola )

2 Gambar. Sistem pentanahan langsung 3 fasa 4 kawat..3 Macam gangguan dan akibatnya a. Gangguan beban lebih. b. Gangguan hubung singkat. c. Gangguan tegangan lebih d. Gangguan hilangnya Pembangkit e. Gangguan nstability..4 Cara mengatasi gangguan a. Mengurangi terjadinya gangguan b. Mengurangi akibat gangguan..5 mpedansi Jaringan Disibusi Pada sistem disibusi tenaga lisik impedansi yang menentukan besarnya arus hubung singkat, adalah : mpedansi sumber mpedansi ansformator tenaga mpedansi hantaran/jaringan mpedansi gangguan atau titik hubung singkat..6 Komponen Simeis. a. Sistem Tenaga Lisik Tiga Fasa Ketiga sistem simeis yang merupakan hasil uraian komponen simeis dikenal dengan nama: Komponen urutan positif Komponen urutan negatif Komponen urutan nol Dari komponen vektor yang tidak seimbang dapat diuraikan menjadi komponen-komponen simeis Gambar. Diagram komponen simeis b. Operator Vektor a Pada penggunaan komponen simeis sistem 3 fasa memerlukan suatu fasor atau operator yang akan memutar rotasi dengan vektor lainnya yang berbeda sudut 0. Operator yang dipakai vektor satuan adalah a. Didefinisikan bahwa :...(.) Gambar.3 Vektor scalar a..7 Teori Hubung Singkat a. Arus hubung singkat 3 fasa b. Arus hubung singkat fasa c. Arus hubung singkat fasa maka, dapat dihitung...(.)...(.3)...(.4) (.5) (.6) (.7). Peralatan Pengaman JTM 0 kv.. Pemutus Tenaga (PMT) Pemutus Tenaga (PMT) adalah alat pemutus otomatis yang mampu memutus/menutup rangkaian pada semua kondisi, yaitu pada kondisi normal ataupun gangguan. Secara singkat tugas pokok pemutus tenaga adalah : Keadaan normal, membuka / menutup rangkaian lisik. Keadaan tidak normal, dengan bantuan relay, PMT dapat membuka sehingga gangguan dapat dihilangkan... Relay Arus Lebih (OCR) Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan afo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting. Macam-macam karakteristik relay arus lebih :

3 3 a. Relay waktu seketika (nstantaneous relay) b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay) c. Relay arus lebih waktu terbalik a. Relay Waktu Seketika (nstantaneous relay) Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (0 0 ms). b. Relay arus lebih waktu tertentu (deafinite time relay) Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (s), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay. c. Relay arus lebih waktu terbalik. Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam. Setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok : Standar invers Very inverse exeemely inverse Gambar. Karakteristik relay waktu nverse Pada relay arus lebih memiliki jenis pengamanan yang berbeda antara lain: Pengamanan hubung singkat fasa Relay mendeteksi arus fasa. Oleh karena itu, disebut pula Relay fasa. Karena pada relay tersebut dialiri oleh arus fasa, maka settingnya (s) harus lebih besar dari arus beban maksimum. dari arus lebih yang diakibatkan adanya gangguan hubung singkat...4 Pelebur (fuse cut out) Adalah suatu alat pemutus, dimana dengan meleburnya bagian dari komponen yang telah dirancang khusus dan disesuaiakan ukurannya untuk membuka rangkaian dimana pelebur tersebut dipasang dan memutuskan arus bila arus tersebut melebihi suatu nilai dalam waktu tertentu. Oleh karena pelebur ditujukan untuk menghilangkan gangguan permanen, maka pelebur dirancang meleleh pada waktu tertentu pada nilai arus gangguan tertentu...5 Lightning Arrester (LA) Suatu alat pelindung dari tegangan lebih yang disebabkan oleh surja petir maupun surja hubung. Arrester beroperasi melindungi peralatan sistem tenaga lisik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah...5 Koordinasi Peralatan Pengaman SUTM 0 kv Pada dasarnya prinsip pokok dari koordinasi adalah: a. Peralatan pengaman pada sisi beban harus dapat menghilangkan gangguan menetap atau sementara yang terjadi pada saluran, sebelum peralatan pengaman di sisi sumber beroperasi memutuskan saluran sesaat atau membuka terus. b. Pemadaman yang terjadi akibat adanya gangguan menetap harus dibatasi sampai pada seksi sekecil mungkin.. ANALSS KOORDNAS SSTEM PROTEKS 3. Data Perusahaan Data-data untuk menentukan setting OCR dan GFR hs 3Φtt : 7.856,96 Ampere Kapasitas Trafo : 60 mpedansi Trafo :,5 % mpedansi JTM 3Ø saluran dari outgoing 0 kv ke Recloser : Z = Z = 0,34 + j0,308 = 0,335 66,487 0 Z0 = 0,43 + j0,949 =,034 66,48 0 mpedansi JTM Ø saluran dari outgoing 0 kv ke Recloser : Zf =,63 + j0,746 Pengamanan hubung tanah Rele arus lebih yang mendeteksi arus gangguan satu fasa tanah...3 Pemutus Balik Otomatis (Recloser) Pemutus balik otomatis (Automatic circuit recloser = Recloser) ini secara fisik mempunyai kemampuan seperti pemutus beban, yang dapat bekerja secara otomatis untuk mengamankan sistem Gambar 3. diagram komponen arus gangguan

4 4 3. Perhitungan dan analisis impedansi afo mpedansi Trafo: kv 0 Z,5% 0, (3.) f 60 Menghitung hs tt, bila diketahui hs3ǿtt hs3tt 3 kv Z hstt 3...(3.) , ,8333 hstt ,5 mpedansi sisi TT (Ztt) = kv 0 0,035 Ohm...(3.3) 3865,87 Arus gangguan maksimum adalah yang terjadi pada dekat rel 0kV G (Z + Z tt )= Z = Z Untuk gangguan fasa ke tanah dekat G : Z = Z = Z 0 hsmax3ph hsfmax hsf-n Max kv Z fn.36,07 Amp 3 kvfn 0.686,70 Amp (Z Z ).547 (0,833 0,035) 3. kvfn 3. kvfn (Z Z Z ) 3.Z hs3ftm 0.36,07 Amp Semakin jauh suatu daerah/titik dari Trafo Daya, maka arus gangguan yang terjadi akan semakin kecil (berbanding terbalik dengan impedansi saluran). Arus gangguan pada ujung jaringan SUTM (JTM) adalah merupakan arus hubung singkat minimum, rumus perhitungan sebagai berikut: kvfn hs3...(3.4) (Z Z Z ) hsf hsf-n tt.(z tt 3.(Z tt Z Z 3 kv fn ) Z 3. kv fn ) Z Z 0 Z Z...(3.5)...(3.6) Rancangan Setting Relay Proteksi Arus Lebih Terhadap Gangguan Hubung Singkat Menggunakan Standar EC Apabila standar yang digunakan untuk penyetingan relay adalah standar EC (nternational Elecical Cooperation). Waktu tunda kerja antar CB (pemutus tenaga) adalah 0,4 detik. Standar EC untuk kurva invers ditunjukan oleh rumus di bawah ini dan tabel 3. k T t op...(3.7) s PMS...(3.8) s T TMS...(3.9) T t op s k...(3.0) Tabel 3. Tabel Karakteristik kurva invers berdasarkan standar EC Kurva karakteristik K EC Standard inverse (ST) EC Very nverse (VT) EC Long Time nverse (LT) EC Exemely nverse (ET) EC Ula nverse (UT) 0,4 0,0,97 3,5,50 0 3, ,808 35,,5 3.3 Setting pada PMT Outgoing Trafo 3.3. Setting OCR Peralatan dengan arus nominal terendah adalah CT, dengan n = 400 Ampere. s ocr =, x n CT = 480 Ampere Dengan menggunakan rumus (3.0) dengan t 0 = rumus (3.9) yaitu TMS = 0, Setting waktu tunda relay OCR untuk penyulang dipilih karakteristik Standar nverse standar EC ditunjukan oleh tabel 3., dengan rumus (3.7) Tabel 3. perhitungan waktu tunda OCR pada PMT x s OCR hs td 00% % % 600 3,30 300% 900,07 400% 00 0, % 500 0, % 800 0,53 700% 00 0, % 400 0,48 900% 700 0, % ,375 hs max 36,07 0,3 Apabila dibuat kurva karakteristik antara waktu dan arus gangguan maka hasilnya dapat dilihat pada gambar 3. dibawah ini

5 5 Gambar 3. Kurva OCR PMT Standar nverse 3.3. Setting GFR Setting GFR pada penyulang : 0,6 x n CT = 0,6 x 400 = 40 Ampere Dengan menggunakan rumus (3.0) dengan t 0 = rumus (3.9) yaitu TMS = 0, Tabel 3.3 Perhitungan waktu tunda GFR pada PMT x s GFR hs GFR 00% 300 6,60 00%+ 38 3,05 00% 600,54 300% 900, % 00 0, % 500 0, % 800 0,68 700% 00 0,63 800% 400 0, % 700 0, % ,540 hs max 36,07 0,435 Apabila dibuat kurva karakteristik antara waktu dan arus gangguan maka hasilnya dapat dilihat pada gambar 3.3 dibawah ini Gambar 3.3 Kurva GFR PMT Standar nverse 3.4 Setting pada Recloser B Setting OCR Peralatan dengan arus nominal terendah adalah CT, dengan n = 50 Ampere. s ocr =, x n CT = 300 Ampere Dengan menggunakan rumus (3.0) dengan t 0 = rumus (3.9) yaitu TMS = 0,08 Setting waktu tunda relay OCR untuk penyulang dipilih karakteristik Standar nverse standar EC ditunjukan oleh tabel 3., dengan rumus (3.7) Tabel 3.4 perhitungan waktu tunda OCR pada Recloser x s OCR hs td 00% %+ 38,337 00% 600 0,80 300% 900 0, % 00 0, % 500 0,34 600% 800 0, % 00 0,8 800% 400 0,64 900% 700 0,49 000% ,38 hs max 908,40 0,59 Gambar 3.4 Kurva OCR Recloser Standar nverse 3.4. Setting GFR Setting GFR pada penyulang : 0,6 x n CT = 0,6 x 50 = 50 Ampere Ratio CT = 600/5 Dengan menggunakan rumus (3.0) dengan t 0 = rumus (3.9) yaitu TMS = 0,08 Tabel 3.5 Perhitungan waktu tunda GFR pada Recloser x s GFR hs td 00% %+ 38 0,595 00% 600 0, % 900 0, % 00 0,64 500% 500 0,38 600% 800 0,0 700% 00 0,07 800% 400 0,96 900% 700 0,88 000% ,8 hs max 5448,84 0,50 Gambar 3.5 Kurva GFR Recloser Standar nverse

6 6 3.5 nterval Kerja Reclose-Open Recloser B-36 Feeder KPK-0 Berikut ini adalah setting interval Recloser B-36 pada penyulang KPK-0 : st :5 detik nd :5 detik 3rd : 0 detik Lock out :4X ip (reclose 3x) Reset delay :90 detik 3.6 Setting Arus Momen Setting arus momen (m) yang akan bekerja tanpa tunda waktu, baik pada PMT maupun pada recloser penetapannya sebagai berikut : Setting arus momen OCR = 500 % x n terendah Setting arus momen GFR = 500 % x n terendah 3.7 Koordinasi OCR PMT dengan Recloser Relay OCR juga dikombinasi dengan setting waktu tunda definite (waktu tunda tertentu), yang mana pemilihannya ditetapkan 0,5 detik. Tabel 3.6 Pebandingan waktu tunda OCR pada PMT dan Recloser x s OCR hs PMT Recloser 00% % % 600 3,3 0,80 300% 900,07 0, % 00 0,757 0, % 500 0,607 0,34 600% 800 0,53 0, % 00 0,467 0,8 800% 400 0,48 0,64 900% 700 0,398 0,49 000% ,375 0,38 hs max 908,84 0,3 0,59 a. Jumlah pembangkit yang masuk ke sistem jaringan. b. Kapasitas dan impedansi afo c. Titik gangguan atau panjang jaringan. 3. Peralatan Pengaman pada penyulang KPK-0 masih bisa menjangkau (melakukan penginderaan) pada saat menerima pelimpahan beban dari penyulang KPK Saran. Sebaiknya waktu tunda definite antara rele PMT dengan Recloser pertama di perlama, hal ini untuk megantisipasi bahwa rele PMT lebih ip dulu daripada rele Recloser. Sebaiknya masalah pembumian lebih diperhitungkan, tidak asal menaruh batang elekoda ke dalam tanah. DAFTAR PUSTAKA [] Sulasno, r., Analisis Sistem Tenaga Lisik, Jilid, Satya Wacana, Semarang, Mei 993. [] Komari r., Proteksi Sistem Tenaga Lisik, PT PLN (Persero), Udiklat Teknologi Kelisikan. [3] Pribadi Kadarisman r., Pengaman Arus lebih, Udiklat Teknologi Kelisikan. [4] SPLN 5 3 : 983, Pola pengaman sistem [5] Hasan Basri, r., Diktat mata kuliah Proteksi Sistem Tenaga Lisik STN Jakarta, Jakarta, 00 [6] Diktat mata kuliah Sistem Proteksi & Relay UNDP Semarang, Semarang, 007 [7] Suhadi, Teknik Disibusi Lisik [8] Agus Darmanto, Nugroho., Susatyo Handoko, Analisa koordinasi ocr-recloser penyulang kaliwungu 03, Universitas Diponegoro. BODATA PENULS Dominggus Yosua Suitella (LF6060) lahir di Ungaran, 5 Mei 988. Saat ini sedang menempuh pendidikan Sata di Universitas Diponegoro Semarang Konsenasi Ketenagaan. Gambar 3.6 Koordinasi OCR pada PMT dan Recloser V. PENUTUP 4. Kesimpulan. Besar arus gangguan pada sistem 3 fasa 4 kawat memberikan keuntungan koordinasi atara peralatan pengaman yang satu dengan yang lain dengan baik.. Jangkauan relay sangat dipengaruhi besar kecilnya arus hubung singkat, sedangkan besar arus hubung singkat dipengaruhi : Semarang, April 00 Mengetahui Dosen Pembimbing r. Agung Warsito, DHET NP