Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. Dr. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng. Bagus Wisnu Candra Listyawan

Transkripsi

1 Studi Koordinasi Proteksi Pada Sistem Tegangan Menengah di PT. Ajinomoto Mojokerto dengan Mempertimbangkan Busur Api Menggunakan Metode yang Dimodifikasi Bagus Wisnu Candra Listyawan Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. Dr. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng.

2 Materi Presentasi Pendahuluan Teori Penunjang Sistem Kelistrikan dan Analisa Penutup Latar Belakang Busur Api Sistem Kelistrikan PT. Ajinomoto Mojokerto Existing Kesimpulan Tujuan Standard IEEE Metode Protection Boundary Setelah Penambahan Rele Diferensial Tabel NFPA dan PPE Perbandingan

3 Pendahuluan Keandalan dan Keamanan Studi Koordinasi Proteksi Latar Belakang Pertimbangan Terhadap Busur Api Jarak Aman Pekerja Personal Protective Equipment (PPE)

4 Pendahuluan T U J U A N Memperoleh Setting Koordinasi Rele Pengaman Level / Bahaya Busur Api Jarak Aman Pekerja

5 Teori Penunjang Busur Api Standard IEEE Definisi dari busur api (Arc Flash) adalah pelepasan energi panas yang sangat tinggi akibat adanya arc fault ataupun bolted fault. Arc fault sendiri merupakan arus gangguan yang mengalir melalui udara antara konduktor dengan konduktor atau konduktor dengan tanah. Sedangkan bolted fault menggunakan perantara konduktor sebagai jalur arus gangguannya. Metode Protection Boundary Tabel NFPA dan PPE

6 Teori Penunjang Busur Api Standard IEEE Metode Protection Boundary Berdasarkan standard IEEE , nilain insiden energi busur api dapat diperoleh melalui parsamaan berikut : t 610 x E = C f En 0.2 D x Dimana : E adalah insiden energi (J/cm 2 ) E n adalah insiden energi normalisasi (cal/cm 2 ) C f t D x adalah faktor perhitungan. Bernilai 1.0 untuk tegangan diatas 1 kv, dan bernilai 1.5 untuk tegangan dibawah 1 kv adalah waktu pemutusan CB (detik) adalah jarak dari titik arc ke pekerja (mm) adalah eksponen jarak Tabel NFPA dan PPE

7 Teori Penunjang Metode Domain waktu : Busur Api Standard IEEE Metode Protection Boundary Domain Waktu Insiden nya : Fase Perlaihan Subtransient Transient Transient 0.8 t (Arc Clearing Time) Steady State Komponen yang Menyumbang Arus Hubung Singkat Utility, Mesin Sinkron, Motor Induksi > 1000 HP, Motor Induksi HP, Motor Induksi < 50 HP Utility, Mesin Sinkron, Motor Induksi > 1000 HP, Motor Induksi HP Utility, Mesin Sinkron, Motor Induksi > 1000 HP Utility, Generator Sinkron Tabel NFPA dan PPE E total = E 0.035sec + E 0.08sec + E 0.8sec + E t sec

8 Teori Penunjang Protection Boundary Busur Api Standard IEEE Metode Protection Boundary Tabel NFPA dan PPE

9 Teori Penunjang Protection Boundary Busur Api Seorang pekerja yang berada pada batasan Flash Protection Boundary masih dapat terkena dampak luka bakar tingkat kedua jika dia tidak menggunakan alat perlindungan diri. Besar insiden energi pada batasan ini 5 J/cm 2 (1.2 cal/cm 2 ). Standard IEEE Metode Protection Boundary Tabel NFPA dan PPE Berdasarkan standard IEEE , perhitungan yang digunakan untuk menentukan jarak Flash Protection Boundary adalah : t 610 x 1 x D B = C f En 0.2 E B Dimana : D B t E B adalah jarak batasan dari titik arcing (mm) adalah waktu (detik) adalah insiden energi dalam J/cm 2 pada jarak batasan. Dapat di set pada nilai 5.0 J/cm 2

10 Teori Penunjang Tabel nfpa 70e dan ppe Level (Cal/cm 2 ) PPE PPC yang Digunakan Busur Api Standard IEEE Metode 0 < 2 Pakaian lengan panjang dan celana panjang dengan bahan yang tidak meleleh tidak mudah terbakar (Contoh : kain katun, wol, sutra, atau campuran bahan bahan tersebut) Kacamata Safety Protection Boundary Tabel NFPA dan PPE Pakaian lengan panjang dan celana panjang yang tahan api Helm safety Kacamata safety

11 Teori Penunjang Tabel nfpa 70e dan ppe Level (Cal/cm 2 ) PPE PPC yang Digunakan Busur Api Standard IEEE Metode Protection Boundary Tabel NFPA dan PPE Pakaian lengan panjang dan celana panjang yang tahan api Helm safety Kacamata safety Sarung tangan kulit Sepatu safety khusus Pelindung telinga Pelindung wajah atau kepala sesuai kategori 2 (rating minimum 8 cal/cm 2 ) Pakaian lengan panjang tahan api Celana panjang tahan api Jaket dan celana untuk arc flash sesuai kategori 3 (rating minimum 25 cal/cm 2 ) Pengaman kepala sesuai kategori 3 (rating minimum 25 cal/cm 2 ) Kacamata safety Pelindung telinga Sarung tangan kulit Sepatu safety khusus

12 Teori Penunjang Tabel nfpa 70e dan ppe Busur Api Standard IEEE Metode Level (Cal/cm 2 ) Pakaian lengan panjang tahan api Celana panjang tahan api Jaket dan celana untuk arc flash sesuai kategori 4 (rating minimum 40 cal/cm 2 ) Pengaman kepala sesuai kategori 4 (rating minimum 40 cal/cm 2 ) Kacamata safety Pelindung telinga Sarung tangan kulit Sepatu safety khusus PPE PPC yang Digunakan Protection Boundary Tabel NFPA dan PPE

13 Sistem Kelistrikan Sistem Kelistrikan PT. Ajinomoto Mojokerto

14 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Existing Bus ID Arus Bolted Fault (ka) Arus Arcing (ka) FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) 3 Bus 52S1 2F-B Bus2 51,086 48,226 0,838 67,331 > 4 46,762 44,210 0,140 10,

15 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Bus ID Arus Bolted Fault (ka) Arus Arcing (ka) FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) Bus 52S1 2F-B Bus2 51,086 48,226 0,894 71,772 > 4 46,762 44,210 0,667 48,756 > 4

16 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan dengan Metode Setelah Bus ID Arus Bolted Fault (ka) Arus Arcing (ka) FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) Bus 52S1 51,086 48,226 0,894 62,3471 > 4 2F-B Bus2 46,762 44,210 0,667 43,3889 > 4

17 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Setelah Penambahan Rele Diferensial Bus ID Arus Bolted Fault (ka) Arus Arcing (ka) FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) Bus 52S1 51,086 48,226 0,16 12, F-B Bus2 46,762 44,210 0,16 11,699 3

18 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Setelah Penambahan Rele Diferensial Bus ID Arus Bolted Fault (ka) Arus Arcing (ka) FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) Bus 52S1 51,086 48,226 0,16 11, F-B Bus2 46,762 44,210 0,16 10,6623 3

19 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Perbandingan Besar Insiden Untuk Kondisi Existing dan Bus ID FCT Existing (s) Insiden Existing (cal/cm 2 ) FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) Bus 52S1 0,838 67,331 > 4 0,894 71,772 > 4 2F-B Bus2 0,140 10, ,667 48,756 > 4

20 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Perbandingan Besar Insiden (Sesuai IEEE dan Metode ) Bus ID Insiden IEEE (cal/cm 2 ) Insiden Metode (cal/cm 2 ) Bus 52S1 71,772 > 4 62,3471 > 4 2F-B Bus2 48,756 > 4 43,3889 > 4

21 dan Analisa Existing Setelah Penambahan Rele Diferensial Perbandingan Perbandingan Besar Insiden Untuk Kondisi Sebelum dan Sesudah Penambahan Rele Diferensial (Metode ) Bus ID FCT (s) Insiden (cal/cm 2 ) FCT (s) Insiden Dengan Diferensial (cal/cm 2 ) Bus 52S1 0,894 62,3471 > 4 0,16 11, F-B Bus2 0,667 43,3889 > 4 0,16 10,6623 3

22 Berdasarkan hasil studi koordinasi proteksi dan busur api pada sistem kelistrikan di PT. Ajinomoto, Mojokerto, maka didapat bahwa kondisi existing rele proteksi masih belum terkoordinasi dengan baik. yang dilakukan dengan menyesuaikan grading waktu rele pengaman berdasarkan koordinasi proteksi menyebabkan insiden energi yang ada semakin besar. Meningkatnya energi dikarenakan time delay menjadi besar setelah dilakukan resetting, sehingga waktu pemutusan pun juga meningkat. energi busur api dengan menggunakan metode modifikasi perhitungan, yang mana lebih akurat dalam merepresentasikan insiden energi yang sebenarnya, diperoleh nilai energi busur api yang lebih kecil dibanding perhitungan dengan standard IEEE Hal ini karena metode modifikasi mempertimbangkan berkurangnya kontribusi arus hubung singkat berdasarkan periode waktu hubung singkat, dan mempertimbangkan waktu putusnya masing masing circuit breaker untuk melokalisir gangguan. Setelah dilakukan studi penambahan rele diferensial kedalam sistem proteksi sebagai pengaman utama, sedangkan rele arus lebih sebagai back up, energi busur api menjadi lebih kecil. Hal ini dikarenakan rele diferensial mampu mengamankan gangguan dengan sangat cepat, sehingga waktu pemutusan menjadi pendek. Waktu pemutusan yang pendek berdampak pada insiden energi yang ikut menjadi kecil.

23