ANALISIS PERBAIKAN DROP VOLTAGE

Transkripsi

1 ANAISIS DROP VOTAGE DENGAN PENGGANTIAN KABE PENAMPANG DAN EVAUASI KOORDINASI OCR- RECOSER STUDI KASUS PADA PENYUANG KAISARI 1 DAN 2 GI KAISARI - SEMARANG Akbar Kurnia Octavianto 1), Karnoto 2), Susatyo Handoko 2) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia ABSTRAK Suatu sistem tenaga listrik yang baik harus memiliki nilai tegangan yang tidak melebihi batas toleransi serta rugi-rugi daya yang kecil. Batas toleransi yang diperbolehkan untuk suatu nilai tegangan ± 5% dari nilai nominalnya. Nilai tegangan yang konstan akan mengoptimalkan unjuk kerja dari peralatan listrik yang digunakan. Sedangkan rugi-rugi daya yang kecil akan menjaga pasokan daya listrik sesuai dengan kebutuhan konsumen, serta dapat mengurangi kerugian finansial yang terjadi selama proses transmisi dan distribusi. Pada tugas akhir ini akan dilakukan perbaikan kualitas tenaga listrik dengan perbaikan drop tegangan pada jaringan distribusi tegangan menengah sisi 1 fasa dengan penggantian kabel penampang. Proses perbaikan dilakukan dengan kabel yang nilai resistansinya lebih kecil, kemudian dibandingkan hasil drop tegangan sebelum dan sesudah dilakukan perbaikan. Pada tugas akhir ini pula dibahas koordinasi rele OCRrecloser yang terpasang pada penyulang, Dilakukan beberapa simulasi untuk mengetahui kooordinasi tersebut. Proses perbaikan pada tugas akhir ini disimulasikan dengan menggunakan perangkat lunak ETAP Dari hasil simulasi drop tegangan didapatkan hasil sebelum dan sesudah perbaikan. Sampel bus yang diambil dibandingkan rata-rata tegangan naik setelah dilakukan perbaikan. pada penyulang Kalisari 1 nilai kenaikan tegangan yang terendah 0.035Kv pada bus 6 dan yang tertinggi 0.131Kv di bus 138, pada penyulang Kalisari 2 kenaikan tegangan dari yang terendah Kv pada bus 2 dan yang tertinggi 0.01 Kv di bus 125. Pada simulasi ocr dengan data eksiting PN dari hasil simulasi terlihat optimal hanya saja masih perlu perbaikan untuk penyempurnaan. Nilai waktu pemutusan relay 7 penyulang Kalisari 1 simulasi eksisting PN 567 ms dan simulasi hitung yaitu 800 ms. Sedangkan untuk Kalisari 2 simulasi eksisting PN yaitu 400 ms dan pada simulasi hitung yaitu 800 ms. Kata Kunci :drop tegangan, kabel penampang, koordinasi OCR-Recloser, ETAP ABSTRACT A good power system must have a value that does not exceed the voltage tolerance and power losses are small. Tolerance limit allowed for a ± 5% voltage value of their nominal value. Constant voltage value will optimize the performance of electrical equipment used. While the power loss would keep a small supply of electric power in accordance with the needs of consumers, and can reduce financial losses that occur during the process of transmission and distribution. This research will be be improved with the improvement of the quality of electric power distribution network voltage drop on the 1-phase medium voltage cables with section replacement. Process improvements made by cable resistance value is smaller, then compared the results of the voltage drop before and after repairs. In this research also discussed coordination OCR rele-recloser is installed on feeders, Do a simulation to determine the coordination over. The repair process is simulated in this research using ETAP software. From the simulation results showed the voltage drop before and after repair. Bus samples taken compared to the average voltage rise after repairs. at feeders Kalisari 1 lowest voltage rise value 0.035Kv in bus 6 and the highest 0.131Kv on bus 138, at 2 Kalisari feeder voltage rise from a low of in the Kv bus 2 and the highest 0.01 Kv on bus 125. In the simulation with the data eksiting OCR PN of optimal simulation results look just still need improvement to improvement. Termination of the time value of 7 feeder relay Kalisari existing simulation PN ms and 800 ms simulation that count. As for the existing simulation PN Kalisari 2 is 400 ms and the simulation count is 800 ms Keywords: Voltage Drop, cable section, coordinating the OCR-Recloser, ETAP Pendahuluan 1.1 atar Belakang Suatu sistem tenaga listrik yang baik harus memiliki nilai tegangan yang tidak melebihi batas toleransi serta rugi-rugi daya yang kecil. Batas toleransi yang diperbolehkan untuk suatu nilai tegangan ± 5% dari nilai nominalnya. Nilai tegangan yang konstan akan mengoptimalkan unjuk kerja dari peralatan listrik yang 1) Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP 2) Dosen Teknik Elektro UNDIP 1

2 digunakan oleh konsumen. Sedangkan rugi-rugi daya yang kecil akan menjaga pasokan daya listrik sesuai dengan kebutuhan konsumen, serta dapat mengurangi kerugian finansial yang terjadi selama proses transmisi dan distribusi. Salah satu proses perbaikan drop tegangan pada jaringan distribusi dapat dilakukan dengan melakukan penggantian kabel penampang penyulang. Pada penelitian tugas akhir ini untuk meningkatkan kualitas tenaga listrik yang termasuk drop tegangan melakukan penggantian luas penampang kabel penyulang pada JTM 1 fasa di penyulang kalisari 1 dan kalisari 2 dari GI Kalisari. Berdasarkan teori yang ada semakin panjang jarak penyulang dapat mengakibatkan drop tegangan diujung jaringan yang sering dikeluhkan oleh pelanggan maka dari itu perbaikan-perbaikan akan diupayakan sedemikian rupa agar dapat meningkatkan kepuasan pelanggan terhadap layanan PN. Penggantian kabel yang dimaksud dengan memperbesar luas penampang atau mengubah dengan nilai resistansi kabel yang lebih kecil sehingga nilai drop tegangan dapat berkurang. Untuk meningkatkan kualitas tenaga listrik pada tugas akhir ini juga dibahas mengenai pengaturan setting OCR yang terpasang pada kedua penyulang yaitu kalisari 1 dan kalisari 2. OCR merupakan rele arus lebih yang dipasang pada jaringan distribusi, dengan nilai setting yang tepat maka koordinasi peralatan proteksi apabila pada saat terjadi gangguan dapat tertatasi dengan cepat dan optimal. Apabila nilai setting pada peralatan proteksi tersebut salah maka dapat mengganggu aliran listrik ke pelanggan yang menjadikan nilai kualitas tenaga listrik jadi berkurang. 1.2 Tujuan 1. Mengetahui nilai drop tegangan pada penyulang kalisari 1 dan Mengetahui koordinasi OCR dan Recloser pada penyulang Kalisari 1 dan 2 3. Melakukan perbaikan drop tegangan dengan penggantian kabel penampang JTM sisi 1 fasa penyulang Kalisari 1 dan 2 4. Melakukan perhitungan manual nilai setting TMS kemudian melakukan perbandingan dengan nilai setting eksisting PN 5. Menganalisa hasil simulasi software ETAP serta melakukan evaluasi dan melakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan. 1.3 Batasan Masalah 1. Proses perbaikan tegangan hanya dilakukan pada sisi tegangan rendah jaringan distribusi Penyulang Kalisari 1 dan Kalisari Perbaikan tegangan dilakukan dengan penggantian luas penampang kabel penampang pada sisi tegangan rendah saja. 3. Proses perbaikan dan koordinasi OCR disimulasikan menggunakan perangkat lunak ETAP Nilai impedansi transformator yang digunakan merupakan nilai tipikal yang telah diberikan oleh perangkat lunak ETAP Nilai setting OCR pada simulasi merupakan data dari PN Rayon Semarang Tengah. 6. Tidak membahas secara detail proteksi pada jaringan distribusi. 7. Tidak membahas secara detail mengenai perhitungan manual aliran daya dan drop tegangan pada jaringan distribusi. 8. Beban trafo diasumsikan sebesar 65% dari kapasitas trafo 9. Faktor daya sistem diasumsikan 0,85 lagging II. ANDASAN TEORI 2.1 Sistem Distribusi Daya istrik Pengertian Umum Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah; 1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan), dan 2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi Bagian Sistem Distribusi Adapun bagian-bagian dari sistem distribusi tenaga listrik adalah: 1. Gardu Induk Distribusi 2. Jaringan Primer (JTM) 3. Transformator Distribusi 4. Jaringan Sekunder (JTR) Dalam hal ini tegangan menengah sistem distribusi adalah 20 kv dan tegangan rendahnya 380/220 V. Gardu Induk Sekering T.R. Sekering T.M. Jaringan Tegangan Menengah (JTM) Gardu Distribusi Trafo Distribusi Rel T.R. Jaringan Tegangan Rendah (JTR) Tiang Sambungan Rumah Pelanggan Gambar 1 Sistem Distribusi Tenaga istrik 2.2 Kebutuhan Penyaluran Energi istrik Untuk proses pengiriman tenaga listrik terdiri dari berbagai persoalan teknis, tenaga listrik hanya dibangkitkan pada tempat-tempat tertentu saja. 2

3 a. Gangguan hubung singkat 3 fasa b. Gangguan hubung singkat fasa ke fasa c. Gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah d. Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah III. METODOOGI PENEITIAN 3.1 Metode Pengumpulan Data Dalam penelitian ini pengumpulan data dilakukan dari survey data pada obyek penelitian, yaitu PT. PN (Persero) Area Semarang dan Rayon Semarang Tengah. Gambar 2 Proses pengiriman tenaga listrik Kebutuhan energi listrik akan meningkat sejalan dengan perkembangan ekonomi daerah dan pertumbuhan penduduk. Semakin meningkatnya ekonomi pada suatu daerah maka konsumsi energi listrik juga akan semakin meningkat. Kondisi ini tentunya harus diantisipasi sedini mungkin oleh PT PN (Persero) agar penyaluran energi listrik dapat tersalurkan dalam jumlah yang cukup. Disamping pertumbuhan ekonomi, perkembangan energi listrik juga dipengaruhi oleh faktor perkembangan penduduk dalam pengertian jumlah rumah tangga yang akan dilistriki. 2.3 osses & Voltage Drop Distribusi Tenaga istrik Adanya susut energi listrik, sesuatu yang hilang selama proses pendistribusian melalui jaringan akan mengurangi efisiensi dari sistem tersebut, terutama pada trafo distribusi. Ini bisa terjadi karena adanya gesekan-gesekan teknis, mekanis, maupun faktor cuaca yang menyebabkan adanya arus bocor pada kabel-kabel saluran distribusi. VOTAGE DROP = % Tegangan Pangkal GI - % Tegangan Paling Ujung 2.4 Rele Arus ebih Relay arus lebih adalah relay yang akan bekerja terhadap arus lebih. Relay arus lebih akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai pengaturannya ( I set ). Macam-macam karakteristik relay arus lebih yaitu : a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay) b.relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay) c. Relay arus lebih waktu terbalik 2.5 Gangguan Hubung Singkat Hubung singkat adalah sebuah jenis gangguan yang terjadi karena terhubungnya antara dua titik atau lebih yang tidak seharusnya terhubung dalam suatu jaringan penyalur tenaga listrik aktif, baik secara tidak sengaja maupun sengaja. Beberapa jenis gangguan hubung singkat pada system tenaga listrik adalah : 3.2 Metode Pengolahan Data Data-data yang diolah adalah data-data yang diambil dari PT. PN (Persero) Area Semarang. Setelah data data diperoleh, langkah selanjutnya adalah melakukan pengolahan data. Pengolahan disini dilakukan 2 simulasi yaitu drop tegangan dan koordinasi OCR recloser. angkah-langkah untuk Simulasi drop tegangan adalah : Eksisting PN dianalisa untuk mendapatkan tegangan Penggantian kabel penampang dari 70 mm menjadi 240mm pada JTM sisi 1 fasa Dibandingkan debelum dan sesudah perbaikan penggantian kabel penampang tersebut SPESIFIKASI DATA-DATA MUAI PEMBUATAN ONE INE DIAGRAM JAANKAN SIMUASI HASI SIMUASI DROP TEGANGAN DROP TEGANGAN ANAISA HASI SIMUASI ANAISA PERBANDINGAN SEBEUM DAN SESUDAH SEESAI Gambar 4. Diagram alir simulasi drop tegangan menggunakan ETAP Simulasi pertama dan kedua menggunakan software ETAP Simulasi yang pertama yaitu analisa drop tegangan disimulasikan dengan menggambar topologi jaringan kemudian analisa hasil dan melakukan perbaikan dengan menggunakan penggantian kabel penampang. Untuk yang kedua mengenai analisa koordinasi OCR. angkah-langkah untuk Simulasi koordinasi OCR Recloser adalah : Dari data eksisting PN dilakukan simulasi untuk mengetahui kinerja peralatan Melakukan perhitungan manual nilai setting TMS Melakukan simulasi kembali TMS hasil perhitungan 3

4 R R KPK.3 KETERANGAN KETERANGAN : ABSW NO : ABSW NC : RECOSER : BS AKTIF : BS BEUM AKTIF : ABSW NO : ABSW NC : RECOSER : BS AKTIF KPK.3 : BS BEUM AKTIF GRAND MARINA P R P P B1-116F SEMARANG INDAH U4-148 P.MINDI B1-70 J.SIIWANGI R U4-116 G B1-82A/13 B1-83 J PUSPOWARNO RY R B1-136 PHAPROS U4-109 TANAH MAS 8 / S PERET TB.4 B1-113 PAMUARSIH B1-136 GEDONG BATU 4 / T 2-132A KOKROSONO B / S PAMUARSIH PERET KS.6 4 / T2-132A KOKROSONO 43 / T2-134 SETIAKI 11 / T SETIAKI 4 / T Poncowolo R KS.6 T3-163D Jl.Hasanudin T J. Indraprasta II = 60 I = 60 BS SP U03/ T2-154 Jl. Imam bonjol SP U T2-120 jl. Sugiyopranoto GIS. KAISARI 1 INC INC T2-163Z Jl. Hasanudin 2 / T 3-163W Jl. Peres T 2-151G Pier Tendean KS.2 SMGTENGAH KSR Jl.Dr.Sutomo KAISARI 1 / S3-120 T Jl.Tanjung SP.2 KSR U02 KS T 3-1. BEBAN DIIMPAHKAN KEPENYUANG KS 2 : - MEMASUKKAN ABSW 4/T2-132A, - MEEPAS RECOSER B BEBAN DIIMPAHKAN KEPENYUANG KPK 3 : - MEMASUKKAN ABSW B1-70, - MEEPAS RECOSER B BEBAN DIIMPAHKAN KEPENYUANG TB 4 : - MEMASUKKAN ABSW U4-109, - MEEPAS RECOSER B DISETUJUI DIKETAHUI DIPERIKSA M. DIS DM. DASOD STANDING OPERATION PROCEDURE (SOP) MANUVER BEBAN PENYUANG KS.01 PT.PN (Persero) DISTRIBUSI JAWA TENGGAH & D.I.Y SINGE INE DIAGRAM JARINGAN ISTRIK 20 KV PENYUANG KS.01 TANGGA : 15/05/2012 REVISI : DIGAMBAR AREA M. AREA ASMAN JARINGAN STANDING OPERATION PROCEDURE (SOP) MANUVER BEBAN PENYUANG KS BEBAN DIIMPAHKAN KE PENYUANG SP 4 : - ABSW 2/T3-163W DIMASUKKAN, - PMT KS 02 DIEPAS, - ABSW KSR DIEPAS. 2. BEBAN DIIMPAHKAN KEPENYUANG SP 4 : - ABSW T3-177 DIMASUKKAN, - PMT KS 2 DIEPAS - ABSW KSR DIEPAS. 3. BEBAN DIIMPAHKAN KEPENYUANG SP 2 : - ABSW T2-151G DIMASUKKAN - PMT KS 2 DIEPAS, - ABSW KSR DIEPAS. 4. BEBAN DIIMPAHKAN KE KAISARI 10 : - ABSW KSR U02 DIMASUKKAN, - PMT KS 2 DIEPAS, - ABSW KSR DIEPAS. 5. BEBAN DIIMPAHKAN KEPRNYUANG KAISARI 1 : - ABSW 4/T2-132A DIMASUKKAN, - PMT KS 2 DIEPAS - ABSW KSR DIEPAS. 6. BEBAN DIIMPAHKAN KEPENYUANG TB 4 : - ABSW 43/T2-134 DIMASUKKAN, - PMT KS 2 DIEPAS, - ABSW KSR DIEPAS, - ABSW T2-163Z DIMASUKKAN. DISETUJUI DIKETAHUI DIPERIKSA M. DIS DM. DASOD PT.PN (Persero) DISTRIBUSI JAWA TENGGAH & D.I.Y SINGE INE DIAGRAM JARINGAN ISTRIK 20 KV PENYUANG KS.02 TANGGA : 15/05/2012 REVISI : DIGAMBAR AREA M. AREA ASMAN JARINGAN Melakukan perbandingan antara eksisting PN dan hasil perhitungan SPESIFIKASI DATA-DATA MUAI PEMBUATAN ONE INE DIAGRAM JAANKAN SIMUASI HASI SIMUASI KOORDINASI OCR KOORDINASI OCR ANAISA HASI SIMUASI ANAISA PERBANDINGAN SEBEUM DAN SESUDAH SEESAI Gambar 5. Diagram alir simulasi koordinasi OCR Recloser menggunakan ETAP 3.3 Data Data Sistem Data Kondisi Eksisting Rayon Semarang Tengah Data jaringan tegangan menengah Rayon Semarang Tengah yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah data eksisting jaringan tegangan menengah Rayon Semarang Tengah pada tahun Gambar 6 Single ine Diagram Penyulang kalisari 1 KS.1 TB.4 II = 60 I =60 GIS. KAISARI INC 2 Sumber: PT PN (Persero) Area Semarang INC TB.4 Gambar 7 Single ine Diagram Penyulang kalisari Data Trafo Gardu Induk (GI) Kalisari Di Rayon Kalisari terdapat Gardu Induk Kalisari yang memiliki 2 trafo masing-masing 60 MVA. Trafo I digunakan untuk mendistribusikan SP.4 KS.10 SP.4 energi listrik di penyulang KS 3, KS 4, KS 5, KS 6, dan KS 7, KS 8 sedangkan Trafo II dipergunakan untuk menyuplai penyulang KS 1, KS 2, KS 9, KS 10, KS 11, dan KS 12. Tabel 1. Kapasitas Gardu Induk Kalisari Gardu Induk Trafo Kapasitas Trafo Ratio Tegangan (kv) Jumlah Penyulang GI I 60 MVA 150/20 6 Wonogiri II 60 MVA 150/ Data Koordinasi Setting Rele OCR PMT dan Recloser Data Koordinasi setting rele OCR PMT dan Recloser dibutuhkan untuk mengetahui koordinasi Recloser pada penyulang, nilai setting yang digunakan pada simulasi ETAP Berikut ini adalah data setting koordinasi rele OCR dan Recloser. Tabel 2 Data koordinasi setting rele OCRpenyulang Kalisari 1 X Iset No Tabel 3 Data koordinasi setting rele OCRpenyulang Kalisari 2 X Iset No Data Impedansi Kabel Jaringan Tabel 4. Data impedansi kabel jaringan mm2 SETTING Z1,Z2 AAAC R1 jx1 Ro jxo Sumber : SPN 72-3:1983 Koordinasi Seting Rele OCR PMT dan Recloser Data Impedansi dan Short Circuit GI Kalisari Tabel 6 Data impedansi dan short circuit GI Kalisari BUS Region Teg Imp.urutan positif Imp.urutan negatif Imp.urutan nol Arus hub singkat Max GI/GITET KV R1(pu) X1(pu) R2(pu) X2(pu) Ro(pu) Xo(pu) 1ph. (ka) 1ph. (MVA)3ph. (ka) 3ph. (MVA) 1 KAISARI region KAISARI region INC EXIST OG EXIST R2 R1 EXIST R2 EXIST INC EXIST OG EXIST R1 EXIST R2 EXIST OCR TRAFO II KS 1 - EXIST A r u s 2000 A 500 A 380 A 350 A Kurva IEC SI 14 IEC SI 14 IEC SI 14 IEC SI 14 Tms Moment ####### I N 5.5 X I N 3.0 X I N 3.0 X I N Standard I >> A I >> 5500 A I >> 3040 A I >> 3000 A IEC SI IEC SI IEC SI IEC SI us Ganggu Arus Waktu Arus Waktu Arus Waktu Arus Waktu SETTING Koordinasi Seting Rele OCR PMT dan Recloser INC EXIST OG EXIST R2 R1 EXIST R2 R1 EXIST INC EXIST OG EXIST R1 EXIST R1 EXIST etak R1 OCR TRAFO I KS 2 - EXIST A r u s 2000 A 480 A 300 A 300 A Kurva IEC SI IEC SI IEC SI OFF Tms Moment 3.5 X I N 13.8 X I N 2.5 X I N 2.5 X I N Standard I >> 7000 A I >> 5520 A I >> 2500 A I >> 2500 A IEC SI IEC SI IEC SI OFFArus GangguanArus Waktu Arus Waktu Arus Waktu Arus Waktu Zo 4

5 IV HASI DAN ANAISA 4.1 Simulasi Sistem dengan Software ETAP Simulasi sistem yang dilakukan terdiri dari dua macam, yaitu Simulasi I dan Simulasi II. Simulasi I adalah simulasi drop tegangan dan yang kedua merupakan simulasi koordinasi OCR Recloser dari penyulang Kalisari 1 dan Penggambaran One ine Diagram Penggambaran One ine Diagram ke dalam ETAP berdasarkan pada Gambar 5 dan 6 adalah merupakan gambar penyulang Kalisari 1 dan 2 Gambar 8. One line diagram dengan ETAP Penyulang Kalisari 1 eksisting Tabel 7. hasil simulasi sebelum dan sesudah di penyulang Kalisari 1 NO NO BUS TEGANGAN TEGANGAN SEBEUM (Kv) SESUDAH (kv) SEISIH (kv) 1 Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Tabel 8 diatas merupakan hasil perbandingan perbaikan drop tegangan pada penyulang Kalisari 1. Terlihat pada tabel diatas terjadi kenaikan nilai tegangan dengan kisaran selisih kenaikan yang terendah dengan nilai tegangan dari paling rendah pada bus 6 sampai dengan yang tertinggi sekitar pada bus PENYUANG KAISARI Gambar 9. One line diagram dengan ETAP Penyulang Kalisari 2 eksisting Dari gambar one line diagram diatas kita kemudian melakukan running simulasi di ETAP. Untuk melakukan simulasi dengan menggunakan ETAP jaringan yang akan disimulasikan harus digambarkan dulu ke dalam ETAP Pada kasus ini, penggambaran One ine Diagram ke dalam ETAP berdasarkan pada Gambar 4.1 Single ine Diagram 20 kv PT PN (Persero) Rayon Wonogiri Tahun 2012, yaitu dari sistem 150 kv masuk ke Gardu Induk Wonogiri 20 kv. Kapasitas kedua trafo pada GI Kalisari tersebut adalah 60 MVA. Kemudian penyulang yang akan diambil untuk digunakan studi kasus adalah penyulang Kalisari 1 dan penyulang Kalisari Simulasi Drop Tegangan Dari hasil simulasi diatas maka kita bisa mengambil sample data dari bus sebelum dilakukan perbaikan tegangannya. Tabel dibawah merupakan sample bus yang diambil yang kemudian nanti digunakan dalam perbandingan setelah terjadinya perbaikan dengan penggantian luas penampang kabel jaringan tegangan menengah 1 fasa TEGANGAN SEBEUM (Kv) TEGANGAN SESUDAH (kv) Gambar 10. Grafik perbandingan sebelum dan sesudah perbaikan drop teganganh SEISIH (kv) SEISIH (kv) Gambar 11. Grafik selisih kenaikan tegangan Kalisari 1 Gambar diatas merupakan grafik garis selisih kenaikan tegangan dari yang sebelum dilakukan perbaikan penggantian luas penampang kabel penampang sampai dengan sesudah terjadi perbaikan tegangan tersebut dengan selisih kenaikan sebelum dan sesudah perbaikan yang terendah dari pada bus 6 sampai dengan yang tertinggi sampai dengan di bus

6 Drop tegangan sebelum dilakukan perbaikan VOTAGE DROP = % Tegangan Pangkal GI % Tegangan Paling Ujung = 98,308 % ( 19,662 KV ) - % 92, 949 % ( 18,59 KV ) = 5,359 % ( 1,072 KV ) Drop tegangan setelah dilakukan perbaikan VOTAGE DROP = % Tegangan Pangkal GI - % Tegangan Paling Ujung = 98,377 % ( 19,675 KV ) - % 93,148 % ( 18,63 KV ) = 5,229 % ( 1,045 KV ) Tabel 8. hasil simulasi sebelum dan sesudah di penyulang Kalisari 2 NO NO BUS TEGANGAN TEGANGAN SEBEUM (Kv) SESUDAH (kv) SEISIH (kv) 1 Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Bus Tabel diatas merupakan hasil perbandingan sebelum dan sesudah perbaikan pada penyulang Kalisari 2. Pada penyulang kalisari 2 dilihat dari tabel diatas kenaikan yang terjadi tidak sebesar di penyulang kalisari 1. Hal ini disebabkan karena jarak yang tidak terlalu jauh dari sumber tegangan berbeda halnya dengan penyulang Kalisari PENYUANG KAISARI TEGANGAN SEBEUM (Kv) TEGANGAN SESUDAH (kv) Gambar 12. Grafik perbandingan sebelum dan sesudah perbaikan drop tegangan SEISIH (kv) Untuk penyulang Kalisari 2 kenaikan tegangan dari yang terendah yaitu kv pada bus 2 dan yang tertinggi dengan kenaikan sebesar 0.01 Kv di bus 125. Drop tegangan sebelum dilakukan perbaikan VOTAGE DROP = % Tegangan Pangkal GI - % Tegangan Paling Ujung = 99,552 % ( 19,91 KV ) - % 98, 262 % ( 19,652 KV ) = 1.29 % ( 0,258 KV ) Drop tegangan setelah dilakukan perbaikan VOTAGE DROP = % Tegangan Pangkal GI - % Tegangan Paling Ujung = 99,553 % ( 19,91 KV ) - % 98, 275 % ( 19,655 KV ) = 1.27 % ( 0,255 KV ) Dalam pembahasan diatas yang didapat adalah perbaikan drop tegangan yang dilakukan dengan penggantian luas penampang kabel penghantar terbukti dan sesuai dengan teori yang ada, yaitu semakin kecil nilai impedansi maka semakin besar tegangan yang dihasilkan, kemudian dengan demikian untuk mengurangi resistansi saluran pada jaringan distribusi, kita dapat mengganti jenis bahan penghantar yang digunakan dengan bahan yang nilai resistivitasnya rendah serta memperbesar luas permukaan penghantar. 4.4 Simulasi Koordinasi OCR dan Recloser Berdasarkan data gambar single line diagram dari PN seperti gambar-gambar sebelumnya, maka didapatkan gambaran mengenai peralatan-peralatan proteksi yang berada di penyulang. Pada pembahasan tugas akhir kali ini membahas mengenai peralatan listrik yang berada di penyulang Kalisari 1 dan penyulang Kalisari 2 berupa peralatan proteksi. Pembahasan studi kasus tugas akhir ini akan membahas sistem koordinasi rele proteksi OCR dan Recloser di penyulang Kalisari 1 dan Kalisari 2 GI kalisari Semarang. Proses yang dilakukan dengan melakukan simulasi koordinasi sistem proteksi tersebut menggunakan software ETAP Data yang didapatkan dari PN Area Semarang digunakan dalam proses input data dalam ETAP yang kemudian disimulasikan. Kemudian melakukan perhitungan manual setting nilai TMS yang kemudian disimulasikan kembali di ETAP. Hasil kedua simulasi untuk selanjutnya dibandingkan untuk mendapatkan koordinasi yang baik. Kemudian melakukan perbandingan setting TMS PN dan hasil hitung manual. Dari gambar one line diagram diatas kemudian dilakukan running progam pada ETAP dengan cara menempatkan letak gangguan di dalam gambar one line diagram tersebut SEISIH (kv) Gambar 13. Grafik selisihkenaikan tegangan Kalisari 2 6

7 Gambar 14. Hasil running koordinasi rele pada Penyulang Kalisari 1 Hasil running simulasi diatas menunjukkan hasil koordinasi rele proteksi Recloser dengan data eksisting dari PN Area Semarang. Diketahui bahwa gangguan terjadi di titik depan PMT Outgoing. Berikut hasil laporan dari ETAP dari koordinasi diatas. Tabel 10. Hasil perhitungan nilai impedansi dan arus gangguan Kalisari 2 No Nilai Kalisari 2 GI-Recloser 1 (3.35 km) Recloser 1-2 (1.65km) 1 Z1 (pu) Z2 (pu) Z0 (pu) Ifault 3 fasa (A) Ifault 1 fasa (A) Ifault Fasa-fasa (A) Ifault 2 fasa (A) \ Dilihat dari hasil perhitungan nilai impedansi dan nilai arus gangguan dari penyulang Kalisari 1 dan 2 diatas maka dapat didapatkan nilai setting TMS yang akan ditampilkan contoh perhitungannya dibawah ini. Perhitungan Setting TMS Penyulang Kalisari 1 1. Recloser 2 2. Recloser 1 Gambar 15. Hasil running koordinasi rele pada Penyulang Kalisari 2 Perlu diketahui juga penyulang Kalisari 1 dan Kalisari 2 memiliki perbedaan dalam jumlah recloser. Recloser pada penyulang kalisari 2 hanya berjumlah 1 buah dan penyulang Kalisari 1 memiliki 2 buah recloser. Perbedaan jumlah ini karena dinilai dari segi jarak. Jarak penyulang Kalisari 1 lebih panjang sehingga memiliki 2 buah recloser untuk mengatasi gangguan yang jauh. 4.5 Perhitungan Nilai Setting TMS Perhitungan nilai setting TMS secara manual dibutuhkan untuk membandingkan nilai TMS data dari PN dan perhitungan manual sendiri. Perhitungan yang dilakukan berdasarkan perhitungan TMS yang sudah ada. Dibawah ini akan ditampilkan contoh perhitungan setting TMS pada penyulang kalisari 1. Tabel 9. Hasil perhitungan nilai impedansi dan arus gangguan Kalisari 1 No Nilai Kalisari 1 GI-Recloser 1 (1 km) Recloser 1-2 (1.75km) Rec 2 - Ujung (4.9Km) 1 Z1 (pu) Z2 (pu) Z0 (pu) Ifault 3 fasa (A) Ifault 1 fasa (A) Ifault Fasa-fasa (A) Ifault 2 fasa (A) PMT Outgoing 4. PMT Incoming Perhitungan nilai TMS tersebut merupakan nilai setting TMS pada recloser 1. Dalam hal ini terjadi perbedaan dari Penyulang Kalisari 1 dan 2 yaitu pada penyulang Kalisari 1 terdapat 2 recloser sedangkan pada penyulang Kalisari 2 terdapat 1 recloser. Tabel dibawah merupakan tampilan perhitungan nilai setting penyulang Kalisari 1 dan 2. Dengan tabel tersebut kita dapat mengetahui pula nilai setting TMS dari PEnyulang Kalisari 2. 7

8 Tabel 11. perhitungan nilai setting TMS penyulang Kalisari 1 dan Kalisari 2 No etak Setting Kalisari 1 Kalisari 2 1 TMS Recloser 2 (s) TMS Recloser 1 (s) TMS PMT Outgoing (s) TMS PMT Incoming (s) Tabel 12 diatas merupakan hasil setting nilai TMS di penyulang Kalisari dan kalisari 2. Terlihat dari tabel diatas nilai perhitungan sudah benar yaitu semakin jauh semakin besar nilai setting nya. Perhitungan manual diatas diperlukan untuk membandingkan dengan nilai setting dari PN yang sudah ditentukan. 1.6 Perbandingan Setting TMS PN dan Perhitungan dengan simulasi ETAP Perbandingan nilai setting yang dimaksud adalah melihat hasil report yang dihasilkan dari software ETAP dengan perbandingan tersebut hasil report nya yang akan dianalisa. Perbandingan dilakukan untuk melihat hasil perhitungan manual dan data dari PN. Berikut dibawah akan ditampilkan hasil report dari hasil simulasi dengan data eksisting dari PN. Gambar 18 Grafik koordinasi proteksi di ETAP penyulang Kalisari 1 Hitung Dilihat dari hasil report pada software ETAP perbandingan antara hasil koordinasi OCR terlihat nilai arus gangguan sama tetapi yang berbeda adalah nilai waktunya dengan relay yang sama yaitu relay 7 simulasi eksisting PN yaitu 567 ms dan pada simulasi hitung yaitu 800 ms. Dari nilai tersebut didapatkan nilai dari eksisting PN dapat dikatakan lebih cepat dalam waktu pemutusannya. Gambar 16 Hasil laporan koordinasi proteksi di ETAP penyulang Kalisari 1 eksisting PN Gambar 19 Hasil laporan koordinasi proteksi di ETAP penyulang Kalisari 2 eksisting PN Gambar 17 Hasil laporan koordinasi proteksi di ETAP penyulang Kalisari 1 Hitung Gambar 20 Hasil laporan koordinasi proteksi di ETAP penyulang Kalisari 2 Hitung 8

9 5.2 Saran 1. Dalam perbaikan drop tegangan dapat dilakukan dengan pemasangan kapasitor bank atau dengan pengaturan tap pada trafo di gardu induk. 2. Dapat dilakukan perhitungan setting TMS dengan perbedaan persen jarak dari titik lokasi perlatan proteksi. Gambar 21 Grafik koordinasi proteksi di ETAP penyulang Kalisari 2 Hitung Dilihat dari hasil report pada software ETAP perbandingan antara hasil koordinasi OCR terlihat nilai arus gangguan sama tetapi yang berbeda adalah nilai waktunya dengan relay yang sama yaitu relay 7 simulasi eksisting PN yaitu 400 ms dan pada simulasi hitung yaitu 800 ms. Dari nilai tersebut didapatkan nilai dari eksisting PN dapat dikatakan lebih cepat dalam waktu pemutusannya. V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan pengujian dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Pada simulasi drop tegangan penyulang Kalisari 1 sebelum perbaikan didapatkan nilai drop tegangan sebesar kv (5,359 %) dan setelah perbaikan didapatkan nilai drop tegangan sebesar 1,045 KV (5,229 %) 2. Pada simulasi drop tegangan penyulang Kalisari 2 sebelum perbaikan didapatkan nilai drop tegangan sebesar 0,258 KV (1.29 %) dan setelah perbaikan didapatkan nilai drop tegangan sebesar 0,336 KV (1.27 %) 3. Penggantian luas penampang kabel dapat menjadi salah satu cara dalam perbaikan drop tegangan. 4. Hasil koordinasi kerja OCR-Recloser pada penyulang Kalisari 1 dan Kaliari 2 eksisting PN bekerja sesuai dengan waktu TMS yang ditentukan. 5. Hasil koordinasi nilai arus gangguan antara eksisting dan perhitungan sama, hanya waktu pemutusannya yang berbeda. 6. Hasil perhitungan manual TMS dan nilai eksisting PN terlihat perbedaan disebabkan karena metodemetode dalam proses perhitungannya DAFTAR PUSTAKA [1] Ariwibowo,C, Trafo Distribusi pada JTM 20 KV di PT PN Persero UPJ Semarang Selatan [2] Dewayana, R.K, Proyeksi Kebutuhan dan Penyediaan Energi istrik di Jateng Menggunakan Perangkat unak EAP, Tugas Akhir S-1, Universitas Diponegoro, Semarang, [3] Pradana,A.P, Perkiraan Konsumsi Energi istrik, Saidi SAifi, dan Rugi-rugi Energi istrik Pada Jaringan APJ Cilacap Tahun , Tugas Akhir S-1, Universitas DIponegoro, Semarang, [4] Kelompok Kerja Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga istrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia, Kriteria Disain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga istrik, PT PN (Persero), 2010 [5] Darmanto, Nugroho Agus. Handoko, Susatyo Analisis Koordinasi OCR Recloser Penyulang Kaliwungu 03, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik., Universitas Diponegoro, Indonesia. [6] Rahardjo, Merencanakan Pengembangan Sistem Kelistrikan PN kedepan Secara ebih Baik dan ebih Efisien, PT PN (Persero) Distribusi Jateng DIY, [7] Karimata, P., Kursus Perencanaan Sistem Ketenagalistrikan Jenjang I (Dasar) Distribution oad Planning Model DK versi 3.2, Direktorat Transmisi dan Distribusi PT PN (Persero), [8] Kelompok Kerja Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga istrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia, Standard Konstruksi Jaringan Tegangan Menengah Tenaga istrik, PT PN (Persero), 2010 [9] Suhadi, SMK Teknik Distribusi Tenaga istrik Jilid I, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Umum Dirjen Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, 2008 [10] Suswanto, D. A., Klasifikasi Jaringan Distribusi, Buku Ajar BAB II [11] Sulasno, Teknik dan Sistem Tenaga Distribusi Tenaga Istrik Edisi I, Badan Penerbit Universitas Diponegoro, Semarang,

10 [12] Suhadi, SMK Teknik Distribusi Tenaga istrik Jilid II, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Umum Dirjen Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, 2008 [13] Priyono, Sugeng Koordinasi Sistem Proteksi Trafo 30 MVA di Gardu Induk 150 kv Krapyak, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Indonesia. [14] Kelompok Kerja Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga istrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia, Konstruksi Sambungan Tenaga istrik, PT PN (Persero), 2010 [15] Setyaatmoko, Franky Dwi Studi Arus Gangguan Hubung Singkat Menggunakan Pemodelan ATP/EMTP pada Jaringan Transmisi 150 kv di Sulawesi Selatan, Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh November, Indonesia. [16] aksana, Eka Setya Analisis Koordinasi Sistem Pengaman Incoming dan Penyulang Transformator 3 di GI Sukolilo Surabaya, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh November, Indonesia. [17] Saadat, Hadi Power System Analysis. McGraw Hill. [18] Stevenson, William D Analisis Sistem Tenaga istrik. Erlangga. [19] Marsudi, Djiteng, Operasi Sistem Tenaga istrik,edisi kedua, Graha Ilmu,Yogyakarta, BIODATA PENUIS Akbar Kurnia Octavianto lahir di Semarang pada 6 Oktober Saat ini sedang menempuh pendidikan tinggi di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro. Konsentrasi Energi istrik. Semarang, September 2013 Menyetujui, Dosen Pembimbing I Karnoto,ST., MT. NIP Dosen Pembimbing II Susatyo Handoko, ST., MT. NIP