ANALISA POWER OUTAGE SOFTWARE UNTUK SALURAN UDARA TEGANGAN EKSTRA TINGGI (SUTET) 500 KV TERHADAP SAMBARAN PETIR

Transkripsi

1 eminar Nasional Inovasi Teknologi IBN : UN PGRI Kediri, 22 Februari 2017 e-in : ANALIA POWER OUTAGE OFTWARE UNTUK ALURAN UDARA TEGANGAN EKTRA TINGGI (UTET) 500 KV TERHADAP AMBARAN PETIR Riza Alfia 1, Muhama Choirudin 2, Rosida Vivin Nahari 3, Karika 4 1,2 Teknik Elekro, FakulasTeknik, UniversiasTrunojoyo 3 Teknik Informaika, FakulasTeknik, UniversiasTrunojoyo 4 Fakulas Ekonomi, Universias Jember * 1 yogya_001@yahoo.co.id, 2 Choiruddin1234@gmail.com, 3 rosida_vn@yahoo.com, 4 ika_mlg0082@yahoo.co.id Absrak isem ransmisi merupakan proses pendisribusian sisem enaga lisrik, salah saunya yaiu aluran Udara Tegangan Eksra Tinggi (UTET) 500 kv. aluran ransmisi sanga rawan erhadap gangguan peir karena ingginya saluran ersebu sehingga menyebabkan pemuusan sesaa. isem enaga lisrik dikaakan handal apabila dapa mendisribusikan beban secara berkelanjuan, karena panjangnya saluran dan melewai berbagai daerah yang mempunyai ypical berbeda-beda sehingga mempengaruhi keandalan saluran. Keandalan pada sisem era kaiannya dengan masalah pemuusan akiba gangguan. Keandalan merupakan ingka keberhasilan kinerja sisem unuk dapa berfungsi pada periode waku erenu. Unuk mendapakan koninuias penyaluran daya lisrik yang baik enunya diperlukan saluran ransmisi dengan ingka keandalan yang cukup inggi. Keandalan dari saluran ransmisi dienukan oleh jumlah angka keluaran selama operasi berlangsung. Yang dimaksud angka keluar adalah jumlah gangguan idak berfungsinya saluran ransmisi per 100km/ahun yang disebabkan oleh sambaran peir. Unuk membanu agar daya lisrik dapa ersalurkan secara berkelanjuan, maka dibuuhkan perangka lunak unuk menganalisa ingka keandalan aluran Udara Tengangan Eksra Tinggi (UTET) 500 kv dengan meode acak, berdasarkan perhiungan manual dan aplikasi sofware didapakan perlindungan kawa anah sebesar 85,940 m 2, dari angka ersebu dapa diakaakan bahwa saluran ersebu mempunyai ingka kehandalan hampir 100% perangka lunak yang dibua diharapkan dapa dengan mudah memprediksi adanya gangguan aluran Udara Tegangan Eksra Tinggi (UTET) erhadap sambaran peir. Kaa Kunci keandalan, peir, UTET 1. PENDAHULUAN Energi lisrik merupakan salah sau kebuuhan yang paling pening unuk menunjang kehidupan manusia saa ini. Dalam memenuhi kebuuhan sehari-hari, baik rumah angga maupun dalam bisnis, manusia memerlukan enaga lisrik. ecara umum dapa dikaakan bahwa energi lisrik merupakan salah sau prasyara kehidupan manusia, dan perkembangan kehidupan manusia memerlukan ambahan penyediaan energi lisrik. Permasalahan yang imbul adalah bagaimana agar dapa menyalurkan energi lisrik secara coninue dan efisien kepada konsumen dengan frekuensi dan egangan yang konsan. Lighning ouage adalah gangguan yang disebabkan oleh sambaran peir pada saluran ransmisi, baik secara langsung maupun idak langsung (sambaran induksi) sehingga menyebabkan erganggunya koninuias penyaluran daya lisrik dari saluran ransmisi ersebu. Pada saluran ransmisi, peir merupakan pemuusan yang idak direncanakan dalam penyaluran daya lisrik. auan gangguan aau biasa disebu angka keluar akiba sambaran peir dinyaakan dalam sauan gangguan per 100 km/ahun. [1] Peran uama dari suau sisem enaga lisrik adalah menyediakan dan menyalurkan 73

2 eminar Nasional Inovasi Teknologi IBN : UN PGRI Kediri, 22 Februari 2017 e-in : energi lisrik secara handal dan coninue kepada konsumen. Unuk mendapakan koninuias penyaluran daya lisrik yang baik enunya diperlukan saluran ransmisi dengan ingka keandalan yang cukup inggi. Keandalan dari saluran ransmisi dienukan oleh jumlah angka keluar selama operasi berlangsung. [2] Jika erjadi sambaran peir pada menara ransmisi, maka akan imbul egangan lebih meramba pada menara. Oleh karena kurang kuanya keahanan isolasi dari isolaor maka akan imbul lompaan api ke kawa fasa dan erjadilah hubung singka ke anah. Gangguan ini dinamakan sebagai gangguan akiba lompaan balik (Backflashover). Bila sambaran idak mengenai kawa anah aau menara ransmisi, eapi langsung mengenai kawa fasa, maka akan imbul egangan lebih yang sanga inggi pada iik sambaran dan meramba sepanjang kawa fasa sehingga mencapai isolaor, jika isolaor idak mampu menahan egangan lebih yang ada maka akan imbul lompaan api yang menyebabkan hubung singka ke anah. [3] Permasalahan yang dibahas dalam peneliian ini melipui pemodelan sekaligus membangun perangka lunak yang dapa diaplikasikan unuk memprediksi keandalan sisem, peralaan dan lighning ouage pada aluran Udara Tegangan Eksra Tinggi (UTET) 500kV, dengan erbangunnya perangka lunak ersebu diharapkan PLN (Persero) dapa dengan mudah memprediksi gangguan dan penanggulangan gangguan, sesuai dengan keadaan yang ada di lapangan. 2. METODE PENELITIAN Meode acak adalah meode perhiungan unuk menenukan jumlah gangguan kila akiba erkaman kila pada menara, pada seperempa jarak dari menara dan pada seengah jarak dari menara (gangguan kila akiba back flash over) aau gangguan kila akiba lewa denyar balik. [4] Gambar 1. Flowcha Meode Acak a. Tenukan disribusi saisik dari ampliudo dan waku muka arus kila, lokasi erkaman, ahanan kaki menara dan egangan kerja sisem b. Tenukan daa eknis saluran ransmisi, yaiu jumlah raa-raa hari guru per ahun, impedansi erpa kawa anah, kawa fasa dan menara, inggi menara, kawa menara dan kawa fasa, fakor kopling anara kawa anah dan kawa fasa, kekuaan isolasi dari isolaor (BIL) c. Hiung gangguan kila akiba kegagalan perlindungan kawa anah d. Pilih salah sau kombinasi dengan kemungkinan erjadimya suau erkaman e. Unuk kombinasi yang dipilih, enukan kenaikan egangan yang erjadi dan bandingkan dengan kekuaan isolasi dari isolaor (BIL) f. Lakukan perhiungan unuk semua kombinasi dan seiap kali erjadi lewa denyar, kemungkinan erjadinya suau erkaman dijumlah, sehingga diperoleh kemungkinan erkaman kila 74

3 eminar Nasional Inovasi Teknologi IBN : UN PGRI Kediri, 22 Februari 2017 e-in : ke kawa anah aau menara yang menimbulkan lewa denyar g. Hiung gangguan kila akiba eraman ke kawa anah aau menara h. Hiung ingka kegagalan perlindungan. Tegangan Tinggi Impuls Tegangan inggi impuls (impulse volage) adalah egangan yang naik dalam waku singka sekali kemudian disusul dengan penurunan yang relaif lamba menuju nol. Ada iga benuk egangan impuls yang mungkin menerpa sisem enaga lisrik yaiu egangan impuls peir yang disebabkan oleh sambaran peir (lighning), egangan impuls hubung buka yang disebabkan oleh adanya operasi hubung buka (swiching operaion) dan egangan impuls peir erpoong [5] Tegangan impuls didefinisikan sebagai suau gelombang yang berbenuk eksponensial ganda yang dapa dinyaakan dengan persamaan : [6] a b V() = V 0 ( ) Dimana : V 0 = Magniude Tegangan (kv) a,b = Konsana-konsana yang dipengaruhi nilai R,L dan C dari persamaan diaas benuk gelombang impuls dienukan oleh a dan b, sedangkan konsana a dan b ini dienukan oleh komponen rangkaian, adapun yang mmpengaruhi yaiu : a. Benuk dan waku gelombang impuls dapa diaur dengan mengubah nilai komponen rangkaian saluran (konsana a dan b) b. Nilai puncak (peak value) merupakan nilai maksimum gelombang impuls. c. Muka gelombang (wave fron) didefinisikan sebagai bagian gelombang yang dimulai dari iik nol sampai iik puncak. Waku muka (T f ) adalah waku yang dimulai dari iik nol sampai iik puncak gelombang. d. Ekor gelombang (wave ail) didefinisikan sebagai bagian gelombang yang dimulai dari iik puncak sampai akhir gelombang. Waku ekor (T) adalah waku yang dimulai dari iik nol sampai seengah puncak pada ekor gelombang uau egangan impuls dinyaakan dengan iga besaran yaiu egangan puncaknya (Vmaks), waku muka (T f ) dan waku ekor (T ). Menuru IEC waku muka dan waku ekor unuk egangan impuls peir adalah : T f x T = 1,2 x 50 s G hg Gambar 2. Tegangan Impuls Peir Berdasarkan andar IEC O E h A P Xs Gambar 3. Model Elekrogeomeris Unuk Kegagalan Perlindungan (Perisaian Tidak empurna) udu Perlindungan Efekif F hg (XG, YG) E h i() Q B P (Xp, Yp) Gambar 4. Model Elekrogeomeris Unuk Kegagalan Perlindungan (Perisaian empurna) Perhiungan kepadaan kila dan jumlah erkaman kila yang erjadi per 100km penghanar per ahun adalah [7] D = 0,23. IKL D (Terkaman kila permil persegi per ahun) D = 8, IKL D (Terkaman kila permeer persegi per ahun) 1000 L = A. D s 2 A = (2 1). h 4. h ( h ) g i() R 75

4 eminar Nasional Inovasi Teknologi IBN : UN PGRI Kediri, 22 Februari 2017 e-in : H g = H Andongan Z g * = 60 ln 2 h. g r h Z g ** = 60 ln 2. g a12. r Dimana : D = Kepadaan kila per meer persegi perahun IKL = Jumlah hari guruh raa-raa per ahun L = Jumlah erkaman kila yang mungkin erjadi per 100 km penghanar perahun A = Luas daerah yang dilindungi kawa anah = panjang gawang raa-raa (m) H = Tinggi menara (m) Hg = Tinggi kawa anah raa-raa (m) Zg* = Impedansi erpa 1 kawa anah Zg** Impedansi erpa 2 kawa anah Impadansi erpa menara ransmisi (Z ) [8] Z = 60 ln h 60 r Tegangan Puncak Menara (e) [9] ( Zg. Z ) E =. Is ( Z 2. Z ) Dimana : I g Is = I 0. (ka) unuk : 0 T Is = I (ka) unuk : T = Harga puncak dari arus kila yang melalui menara (ka) T = Waku unuk mencapai harga puncak aau panjang muka gelombang dari kila (mikro deik) 4 Jumlah Gangguan Akiba Kegagalan Perlindungan Kawa Tanah 5 Impedansi Terpa 1 Kawa Tanah 6 Impedansi Terpa Kawa Fasa Gambar 5. Capure Aplikasi 0, , ,44 Gambar 6. Tegangan Lebih pada Tiap Menara 3. HAIL DAN PEMBAHAAN Berdasarkan uji coba sofware dan perhiungan didapakan hasil dari beberapa parameer yaiu : Tabel 1. Nilai Parameer NO Parameer Nilai 1 Kepadaan Kila (Per Meer Persegi Per Tahun) 7,19. 7, Luas Daerah Yang 85,940 Dilindungi Kawa Tanah (m) 3 Probabilias Kegagalan Perlindungan Kawa Tanah 0,00384 Gambar 7. Kurva Impedansi urja Menara ebagai Fungsi Waku 76

5 eminar Nasional Inovasi Teknologi IBN : UN PGRI Kediri, 22 Februari 2017 e-in : IMPULAN Berdasarkan hasil yang didapakan dari perhiungan maka, dapa diambil beberapa kesimpulan sebagai beriku: 1. Berdasarkan perhiungan didapakan luas perlindungan sue yaiu sebesar ,81 m 2 berdasarkan angka ersebu membukikan bahwa luas perlindungan akiba sambaran peir UTET 500 Kv Gersik-urabaya Bara memiliki keandalan yang baik. 2. Dalam perencanaan pengaman erhadap sambaran peir, angka kepadaan sambaran peir harus diinjau dahulu unuk menenukan muu pengaman yang dipasang, semakin besar jumlah kepadaan sambaran peir pada suau daerah maka kegagalan perlindungan dari saluran ransmisi akan semakin besar. 3. Unuk meningkakan performa perlindungan dapa digunakan dengan menambah groundwire sehingga akan memperkecil probabilias kegagalan perlindungan, cara ersebu dapa diserai menggunakan counerpoise yaiu kondukor yang diempakan di bawah saluran dan dihubungkan dengan sisem penanahan sehingga akan memperkecil impedansi surja 4. Unuk meningkakan ingka keandalan saluran ransmisi egangan eksra inggi 500 kv Gresik urabaya Bara akiba sambaran peir, maka dapa dilakukan dengan cara mengurangi resisansi di iap menara. 5. ARAN DAFTAR PUTAKA [1] Brown, Ryan. (ed) Reliabiliy Enhancemen of The Avisa Elecric Power ysem. Gonzaga Universiy, pokane. [2] He, Y. Wei, B udy on assesmen and couner measures of induced volage on disribuion lines under EHV & UHV Transmission Lines. Inernaional Conference on Power ysem Technology (POWERCON, Page ). [3] Minxue, F. Xue, J. Yingying, Z Analysis of hree dimensional Lighning daa in a hundersorm even. Inernaional ymposium Lighning Proecion. [4] Huauruk, T.., Gelombang Berjalan dan Proeksi urja, Erlangga, Jakara, [5] Lucas, J.R, High Volage Engineering, ri Lanka,2001 [6] Van der luis, Lou, Transiens in Power ysems, John Wiley & on, New York, [7]. Verma, R. Mukhedkar D, Fundamenal Consideraion and Impuls Impedance of Grounding Grids, IEEE Transacions on Power Apparaus and ysems, Vol. Pas-100, No.-3 March [8] Huauruk, T.., Pengeanahan Neral isem Tenaga dan Pengeanahan Peralaan, Erlangga, Jakara, [9] Tobing, Bonggas L., Peralaan Tegangan Tinggi, Jakara : Gramedia Pusaka Uama, [10] Rajagukguk, Managam, Analisis Transien Perilaku isem Pembumian Pemakaian overhead groundwire dalam saluran ransmisi enaga lisrik mempunyai harapan agar sambaran peir idak mengenai kawa phasa. Luas zona/daerah perlindungan groundwire erganung dari keinggian groundwire iu sendiri. Probabilias kegagalan dalam perlindungan akan naik dengan makin ingginya groundwire dan besarnya sudu perlindungan. Unuk iu diperlukan pemilihan keinggian sera sudu perlindungan yang sesuai unuk mendapakan perlindungan yang baik. 77

6 eminar Nasional Inovasi Teknologi IBN : UN PGRI Kediri, 22 Februari 2017 e-in :