STUDI KOORDINASI PROTEKSI SISTEM KELISTRIKAN PADA PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR TE STUDI KOORDINASI PROTEKSI SISTEM KELISTRIKAN PADA PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK Imam Suri Tauladan NRP Dosen Pembimbing Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. Ir. Arif Musthofa, M.T. DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

2 TUGAS AKHIR TE STUDI KOORDINASI PROTEKSI SISTEM KELISTRIKAN PADA PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK Imam Suri Tauladan NRP Dosen Pembimbing Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. Ir. Arif Musthofa, M.T. DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

3 FINAL PROJECT TE PROTECTION COORDINATION STUDIES AT PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK Imam Suri Tauladan NRP Advisor Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. Ir. Arif Musthofa, M.T. DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING Faculty of Electrical Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

4 PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Dengan ini saya menyatakan bahwa isi sebagian maupun keseluruhan Tugas Akhir saya dengan judul Studi Koordinasi Proteksi Sistem Kelistrikan pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block adalah benar-benar hasil karya intelektual mandiri, diselesaikan tanpa menggunakan bahan-bahan yang tidak diizinkan dan bukan merupakan karya pihak lain yang saya akui sebagai karya sendiri. Semua referensi yang dikutip maupun dirujuk telah ditulis secara lengkap pada daftar pustaka. Apabila ternyata pernyataan ini tidak benar, saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku. Surabaya, Juli 2017 Imam Suri Tauladan NRP

5

6 STUDI KOORDINASI PROTEKSI SISTEM KELISTRIKAN PADA PT MEDCO ENERGI GAS FIELD LEMATANG BLOCK Imam Suri Tauladan Dosen Pembimbing 1 : Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. Dosen Pembimbing 2 : Ir. Arif Musthofa, M.T. ABSTRAK Kegunaan distribusi pada sistem tenaga listrik adalah untuk mendistribusikan energi listrik ke berbagai titik beban. Dalam sistem kelistrikan hal yang tidak dapat dihindari secara total adanya gangguan dan kegagalan sistem yang dapat merugikan produksi perusahaan. Hal inilah bahwa sistem proteksi harus dikoordinasikan agar rele-rele dapat bekerja untuk mendeteksi adanya gangguan. PT Medco E&P lapangan singa di Blok Lematang disuplai oleh PLTG 33,6 MW yang selalu dioperasikan dalam kondisi normal. Sejak pengoperasian Singa Gas Field belum pernah adanya koordinasi proteksi sehingga belum terjaminya sistem. Untuk terjaminya sistem kelistrikan, harus dilakukan suatu studi koordinasi proteksi pada PT Medco E&P lapangan singa di Blok Lematang. Pada tugas akhir ini membahas studi koordinasi proteksi untuk mengetahui setting rele pengaman arus lebih dan rele pengaman gangguan ke tanah. Dari hasil analisa kondisi eksisting, adanya kesalahan menentukan nilai setting time dial dan time delay. Sehingga diperlukan analisis hubung singkat untuk mendapatkan nilai setting time dial yang tepat. Waktu kerja antara rele utama dan rele back-up dikoordinasikan sesuai standard IEEE 242 dengan grading time 0,2 0,4 s. Dari hasil evaluasi koordinasi proteksi dapat melindungi dari gangguan berupa arus beban lebih dan arus hubung singkat. Kata kunci : koordinasi proteksi, rele arus lebih, rele gangguan ke tanah i

7 Halaman ini sengaja dikosongkan ii

8 PROTECTION COORDINATION STUDIES at PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK Imam Suri Tauladan st Advisor : Dr. Ir. Margo Pujiantara, M.T. 2 nd Advisor : Ir. Arif Musthofa, M.T. ABSTRACT The functions of distribution in power systems are used distribute electrical energy to several load points. In electrical systems that failure systems can t avoid, it can impair device and affected of company s productions. That s why protection systems are necessary, coordination protection in order to relay detect any interferences short circuit. Currently, PT Medco E&P Singa Gas Field Lematang Block was supplied by gas power plant 33,6 MW which always operated in normal conditions. Since it was operated, PT Medco E&P Singa Gas Field Lematang Block has never been studied about protection coordination, so that the system has not been established yet. To ensure systems protection is working, should be implemented of protection coordination study in PT Medco E&P Singa Gas Field Lematang Block. In this final project discussing the protection coordination studies to determine setting overcurrent relay and ground fault relay. From the results analysis on eisting condition, it has error in determine setting time dial and time delay. Analysis short circuit is necessary to get the value of time dial setting. Time delay between main relay and back-up relay are coordinated based on standard IEEE 242 with grading time 0,2-0,4 s. From the evaluation result the protection coordination can protect from the fault of overload current and short circuit current. Keywords :protection coordination, overcurrent relay, ground fault relay iii

9 This Page is Left Blank iv

10 KATA PENGANTAR Alhamdulillaahi Robbil Alamin, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul: Studi Koordinasi Proteksi Sistem Kelistrikan pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam penyelesaian Tugas Akhir, terutama kepada : 1. Bapak Salman dan Ibu Erwati. Bang Ulil Amri beserta Kak Ajeng Nabila, Bang Fauzan Azimi beserta Kak Faza Sita, dan Keluarga Besar Bendang yang selalu memberi dukungan doa dan materi. 2. Bapak Dr. Ir. Margo Pujiantara dan Bapak Ir. Arif Musthofa, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, saran, serta perhatiannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Dr. Ir. Soedibyo,M.M.T selaku dosen wali dan masukan untuk ilmu-ilmu yang berguna. 4. Seluruh dosen jurusan Teknik Elektro yang telah banyak memberikan ilmu selama penulis menempuh kuliah. 5. Bapak-bapak PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang dan Bapak-bapak PT Inti Karya Persada Teknik yang telah memberikan datanya. 6. Teman-teman di jurusan Teknik Elektro ITS yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terutama rekan-rekan LJ-Power 2015 yang selalu memberikan sumbangan pemikiran serta semangat dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Buat Novella Carita Amelia terimakasih banyak atas dukungan dan motivasinya. 8. Buat teman-teman kost Gebang Wetan 25 C yang selalu menemaniku dalam keadaan senang maupun sedih. Buat arbi, fathur, ady, hanif, calvin, arie, putu, rizky, putra, irfan, adib, tegar, farid, tantowi, dll maaf apabila tidak tersebut. Terutama terimakasih kepada cak dun dan buk dun atas masakan yang telah disediakan. 9. Buat teman-teman Grup Forum TA Pak Margo terimakasih atas kerja samanya. v

11 10. Seluruh karyawan dan staf pegawai di Departemen Teknik Elektro FTE ITS yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Besar harapan penulis bahwa buku Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya. Surabaya, Juli 2017 Penulis vi

12 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR KEASLIAN TUGAS AKHIR HALAMAN PENGESAHAN ABSTRAK... i ABSTRACT... iii KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... i DAFTAR TABEL... i BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Metodologi Sistematika Penulisan Relevansi dan Manfaat... 6 BAB II KOORDINASI PROTEKSI PADA SISTEM KELISTRIKAN Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik Gangguan Beban Lebih Gangguan Hubung Singkat Rele Pengaman pada Sistem Tenaga Listrik Rele Arus Lebih Rele Arus Lebih Waktu Seketika Rele Arus Lebih Waktu Tertentu Rele Arus Lebih Waktu Terbalik Setting Rele Arus Lebih Setting Rele Arus Waktu Terbalik Setting Rele Arus Lebih Waktu Seketika Ground Fault Relay Setting Ground Fault Relay vii

13 CHAPTER III ELECTICAL SYSTEM OF PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK Electrical System of PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Electricity Generation Capacity Distribution System of PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block CHAPTER IV SIMULATION RESULTS AND PROTECTION COORDINATION ANALYSIS AT PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Electrical System Modeling Short Circuit Current Analysis Short Circuit Minimum Analysis Short Circuit Mamum Analysis Selection of Typical Coordination Protection at PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Typical Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Typical Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Typical Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Typical Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Typical Overcurrent Relay Coordination Phase Fault Typical Coordination Ground Fault Relay Coordination Ground Fault Relay Typical CHAPTER V FINALITY Conclusion Suggestion BIBLIOGRAPHY APPENDIX BIOGRAPHY viii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Flowchart Metodologi... 5 Gambar 2.1 Rangkaian Hubung Singkat 3 Fasa... 8 Gambar 2.2 Rangkaian Hubung Singkat 2 Fasa... 8 Gambar 2.3 Rangkaian Hubung Singkat 2 Fasa ke Tanah... 9 Gambar 2.4 Rangkaian Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah... 9 Gambar 2.5 Kurva Periode Gangguan Hubung Singkat Gambar 2.6 Blok Diagram Rele Gambar 2.7 Blok Diagram Rele Arus Lebih Gambar 2.8 (a) Karakteristik Instantaneous Relay; (b) Karakteristik Definite Relay; (c) Karakteristik Inverse Relay Gambar 2.9 Karakteristik Arus Lebih Waktu Seketika Gambar 2.10 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu Gambar 2.11 (a) Karakteristik Kurva Invers pada Standar ANSI; (b) Karakteristik Kurva Invers pada Standar IEC Gambar 2.12 Rele Arus Lebih yang dipisahkan Trafo Gambar 2.13 Skema Rele Ground Fault Gambar 3.1 Single Line Diagram PT. Medco E&P Lapangan Gambar 4.1 Singa Gas di Blok Lematang Pemilihan Tipikal pada Sistem Kelistrikan PT Medco Energi Singa Gas di Blok Lematang Gambar 4.2 Koordinasi Tipikal Gambar 4.3 Plot Kurva TCC Tipikal 1 Kondisi Eisting Gambar 4.4 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal Gambar 4.5 Plot Kurva TCC Tipikal 1 Kondisi Resetting Gambar 4.6 Koordinasi Tipikal Gambar 4.7 Plot Kurva TCC Tipikal 2 Kondisi Eisting Gambar 4.8 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal Gambar 4.9 Plot Kurva TCC Tipikal 2 Kondisi Resetting Gambar 4.10 Koordinasi Tipikal Gambar 4.11 Plot Kurva TCC Tipikal 3 Kondisi Eisting Gambar 4.12 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal Gambar 4.13 Plot Kurva TCC Tipikal 3 Kondisi Resetting Gambar 4.14 Koordinasi Tipikal Gambar 4.15 Plot Kurva TCC Tipikal 4 Kondisi Eisting Gambar 4.16 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal i

15 Gambar 4.17 Plot Kurva TCC Tipikal 4 Kondisi Resetting Gambar 4.18 Koordinasi Tipikal Gambar 4.19 Plot Kurva TCC Tipikal 5 Kondisi Eisting Gambar 4.20 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal Gambar 4.21 Plot Kurva TCC Tipikal 5 Kondisi Resetting Gambar 4.22 Koordinasi Tipikal Gambar 4.23 Plot Kurva TCC Tipikal 6 Kondisi Eisting Gambar 4.24 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal Gambar 4.25 Plot Kurva TCC Tipikal 6 Kondisi Resetting Gambar 4.26 Koordinasi Ground Fault Relay Tipikal Gambar 4.27 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Koordinasi GFR Tipikal Gambar 4.28 Plot Kurva TCC GFR Tipikal 1 Kondisi Eisting Gambar 4.29 Plot Kurva TCC GFR Tipikal 1 Kondisi Resetting. 101

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Koefisien Inverse Time Dial Tabel 3.1 Data Kapasitas Pembangkit PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang Tabel 3.2 Data Bus di PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang Tabel 3.3 Data Transformator Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang Tabel 4.1 Hasil Simulasi Arus Hubung Singkat Minimum Tabel 4.2 Hasil Simulasi Arus Hubung Singkat Maksimum Tabel 4.3 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal Tabel 4.4 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 35-NAP Tabel 4.5 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-MCC-02A Tabel 4.6 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada B-P1TR Tabel 4.7 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 35-NAP Tabel 4.8 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Tabel 4.9 Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-MCC-02A Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada B-P1TR Tabel 4.10 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal Tabel 4.11 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-PDB Tabel 4.12 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-03-EMERGENCY Tabel 4.13 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-02B Tabel 4.14 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P1TR Tabel 4.15 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-PDB i

17 Tabel 4.16 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-03-EMERGENCY Tabel 4.17 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-02B Tabel 4.18 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P1TR Tabel 4.19 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal Tabel 4.20 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 10-PDB Tabel 4.21 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P110TR01 atau Sisi HV Trafo 10-TR Tabel 4.22 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Tabel 4.23 Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 10-PDB Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P110TR01 atau Sisi HV Trafo 10-TR Tabel 4.24 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal Tabel 4.25 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-331C Tabel 4.26 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-331C Tabel 4.27 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal Tabel 4.28 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-334A Tabel 4.29 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-334A Tabel 4.30 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal Tabel 4.31 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-CBEM-325A Tabel 4.32 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-CBEM-325A ii

18 Tabel 4.33 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele GFR Tipikal Tabel 4.34 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 1 Fasa ke Tanah pada Motor 35-PBAM-331B Tabel 4.35 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 1 Fasa ke Tanah pada Motor 35-PBAM-331B iii

19 Halaman ini sengaja dikosongkan iv

20 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kegunanaan distribusi pada sistem tenaga listrik adalah untuk mendistribusikan energi listrik ke berbagai titik beban. Untuk terjaminnya sistem tenaga listrik harus didesain dan dikelola dengan baik, sehingga dapat mendistribusikan energi listrik yang efisien. Dalam sistem kelistrikan hal yang tidak dapat dihindari secara total adanya gangguan dan kegagalan sistem, semakin luas sistem berarti kemungkinan terjadinya gangguan dan kegagalan semakin meningkat. Oleh karena itu sistem proteksi harus diperhatikan dalam sistem tenaga listrik. Dalam sistem tenaga listik permasalahan yang sering timbul adanya gangguan (fault) yang mengakibatkan kerusakan peralatan bahkan dapat merugikan produksi perusahaan. Untuk itu dalam sistem kelistrikan pada industri diperlukan sistem proteksi yang didesain agar rele-rele dapat bekerja untuk mendeteksi adanya gangguan. PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang disuplai oleh PLTG 33,6 MW yang selalu dioperasikan dalam kondisi normal. PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang salah satu penghasil gas terbesar. Untuk menjaga kontinuitas pasokan daya pada PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang, maka koordinasi proteksi sistem kelistrikan harus benar-benar baik sehingga diperlukan setting interrupting device yang benar dengan menggunakan metode konvensional. Sejak pengoperasian Singa Gas Field belum pernah adanya studi koordinasi proteksi sehingga belum terjaminnya sistem, untuk itu diperlukan Studi Koordinasi Proteksi bertujuan untuk meningkatkan keandalan sistem memperoleh setting interrupting device yang benar sehingga rele dapat memilih dan mengisolasi hanya bagian sistem yang mengalami gangguan dan menjaga bagian lainnya tetap beroperasi. 1.2 Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah : 1. Sejak pengoperasian Singa Gas Field belum pernah adanya studi koordinasi proteksi. 2. Analisa short circuit sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang. 1

21 3. Koordinasi proteksi untuk menjamin sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang. 1.3 Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dari tugas akhir ini adalah : 1. Memodelkan, mensimulasikan dan menganalisis sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang. 2. Melakukan studi koordinasi proteksi rele arus lebih fasa (50/51) untuk memperoleh setting interrupting device sehingga dapat memilih dan mengisolasi hanya bagian sistem mengalami gangguan dan menjaga bagian yang lainnya tetap beroperasi. 3. Melakukan studi koordinasi proteksi rele pengaman gangguan ke tanah (50G/51G). 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah : 1. Koordinasi proteksi rele arus lebih fasa (50/51). 2. Koordinasi proteksi ground fault relay (50/51 G). 3. Metode yang digunakan adalah metode konvensional. 1.5 Metodologi Dalam tugas akhir ini metode yang digunakan adalah Pengerjaan tugas akhir ini akan dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Studi literatur perlu dilakukan untuk menunjang penguasaan tentang pengumpulan pustaka untuk dipelajari dalam pengerjaan penelitian tugas akhir. Teori teori penunjang seperti studi analisis aliran daya, analisis hubung singkat,pengaman sistem tenaga listrik dan metode konvensional koordinasi proteksi. 2. Pengumpulan Data Data yang dibutuhkan dalam pekerjaan tugas akhir ini adalah data sekunder sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang. Adapun data yang diperlukan adalah data rating kabel, transformator, generator, motor, bus, rele dan sistem pentanahan akan digunakan dalam pemodelan sistem pada simulasi 3. Pemodelan Sistem 2

22 Pada tahap ini melakukan pemodelan Single Line Diagram dan memasukan data peralatan dengan menggunakan software ETAP Simulasi dan Analisa Eksisting Dalam tahap ini melakukan simulasi load flow dan short circuit pada kondisi eksisting sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang dengan menggunakan ETAP Hasil dari analisa aliran daya untuk mengetahui aliran daya pada sistem kelistrikan. Analisa short circuit digunakan untuk perhitungan koordinasi rele. Nilai arus hubung singkat yang dibutuhkan adalah nilai arus hubung singkat maksimum dan nilai hubung singkat minimum. Selanjutnya melakukan simulasi,menganalisa, dan plot kurva TCC koordinasi proteksi rele arus lebih fasa dan rele arus lebih gangguan ke tanah. Apabila urutan dan waktu kerja rele tidak sesuai standar IEEE 242 maka koordinasi perlu dievaluasi. 5. Evaluasi dan Resetting Rele Dalam tahap ini adanya evaluasi pada koordinasi rele sehingga adanya perhitungan setting rele. Perhitungan setting rele pada tugas akhir ini menggunakan metode konvensional. Untuk menentukan T (time dial) dan t (tripping time) berdasarkan standart IEC dan BS-142. Dalam perhitungan setting rele arus lebih gangguan fasa akan dihitung time overcurrent pickup, time dial, instantaneous pickup, dan time delay. Pada perhitungan rele gangguan ke tanah memperhatikan sistem pentanahan yang digunakan pada trafo dan generator. 6. Analisis Simulasi dan Plot Kurva TCC Resetting Setelah adanya evaluasi perlu dilkaukan simulasi dan plot kurva TCC koordinasi untuk mengetahui apakah setting rele telah sesuai dengan standar. 7. Penarikan Kesimpulan Memberikan kesimpulan mengenai koordinasi proteksi sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang berdasarkan kondisi-kondisi yang ada.alur metodologi penyelesaian tugas akhir ini dapat digambarkan dalam flowchart Gambar

23 Start Studi Literatur Pengumpulan Data Sistem Kelistrikan Pemodelan sistem dalam bentuk Single Line Diagram pada Software simulasi menggunakan ETAP 12.6 Melakukan Analisis Load Flow dan Short Circuit minimum 30 cycle, maksimum 1/2, 4, dan 30 cycle, dan short circuit ke tanah Simulasi dan Analisa Koordinasi Over Current Relay (51/50), Ground Fault Relay (51G/50G), dan Plot Kurva TCC Kondisi Eksisting YA Koordinasi Sesuai Standar TIDAK 4

24 Evaluasi dan Resetting Rele Simulasi dan Analisa Koordinasi Over Current Relay (51/50), Ground Fault Relay (51G/50G), dan Plot Kurva TCC Kondisi Resetting Koordinasi Sesuai standar TIDAK YA Pembuatan Laporan Stop Gambar 1.1 Flowchart Metodologi 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri atas 5 bab dengan uraian sebagai berikut : BAB 1 : PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang penjelasan mengenai latar belakang, permasalahan, tujuan, batasan masalah, metodelogi pengerjaan, dan sistematika penulisan. 5

25 BAB 2 : KOORDINASI PROTEKSI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK Bab ini secara garis besar menjelaskan mengenai teor-teori yang berkaitan dengan pengerjaan tugas akhir ini. BAB 3 : SISTEM KELISTRIKAN PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK. Bab ini membahas sistem kelistrikan pada PT Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang. BAB 4 : SIMULASI DAN ANALISA KOORDINASI PROTEKSI PADA PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK. Pada bab ini membahas mengenai perhitungan koordinasi rele. Dari hasil simulasi diperhatikan kerja koordinasi proteksi yang telah di setting. BAB 5 : PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan yang diperoleh. 1.7 Relevansi dan Manfaat Hasil yang diperoleh dari tugas akhir ini diharapkan dapat memberi manfaat sebagai berikut : 1. Dapat digunakan sebagai acuan pada koordinasi proteksi rele arus lebih pada sistem kelistrikan PT Medco E&P Lapangan Singa di Blok Lematang. 2. Dapat dijadikan referensi pada penelitian selanjutnya tentang koordinasi proteksi pada sistem kelistrikan industri. 6

26 BAB II KOORDINASI PROTEKSI PADA SISTEM KELISTRIKAN Suatu sistem kelistrikan pada industri diperlukan adanya studi yang membahas tentang koordinasi proteksi. Koordinasi proteksi sangat dibutuhkan untuk melindungi peralatan utama apabila adanya terjadi gangguan hubung singkat, Selain itu koordinasi proteksi dapat memilih dan mengisolasi hanya bagian sistem yang mengalami gangguan sehingga bagian lainnya tetap beroperasi. 2.1 Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik Gangguan pada sistem tenaga listrik mengakibatkan sistem kelistrikan mengalami keadaan tidak normal. Sumber gangguan pada sistem tenaga listrik berasal dari dalam sistem dan dari luar sistem. Adapun penyebab gangguan yang berasal dari dalam sistem sebagai berikut : 1. Tegangan dan arus abnormal. 2. Kesalahan mekanis karena proses penuaan. 3. Adanya beban lebih. 4. Kerusakan material seperti kerusakan pada isolasi kabel. Untuk gangguan yang berasal dari luar sistem adalah sebagai berikut : 1. Gangguan mekanis seperti adanya human error saat maintenance. 2. Pengaruh cuaca seperti hujan,angin, serta surja petir. 3. Pengaruh lingkungan seperti pohon,binatang dan bendabenda asing lainnya. Dalam sistem distribusi daya listrik terdapat beberapa jenis gangguan, Gangguan tersebut adalah gangguan beban lebih (overload) dan gangguan hubung singkat (short circuit) Gangguan Beban Lebih Gangguan beban lebih terjadi apabila arus yang mengalir melebihi arus nominal dari peralatan listrik (I > In). Akibat adanya gangguan beban lebih pada peralatan listrik seperti transformator, generator, motor, dan peralatan listrik lainnya dapat merusak peralatan yang dialiri oleh nilai arus gangguan tersebut [1] 7

27 2.1.2 Gangguan Hubung Singkat Analisa hubung singkat sangat penting untuk mendesain proteksi, rating circuit breaker, dan koordinasi proteksi suatu sistem tenaga listrik [2]. Gangguan hubung singkat dibagi menjadi dua macam yaitu : gangguan hubung singkat simetri dan asimetri. 1. Gangguan hubung singkat simetri a. Hubung singkat 3 fasa (L-L-L) Rangkaian gangguan hubung singkat 3 fasa terlihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Rangkaian Hubung Singkat 3 Fasa Rumus : Isc = (2.1) Keterangan : V LN : tegangan line to netral X 1 : reaktansi urutan positif 2. Gangguan hubung singkat asimetri a. Hubung singkat 2 fasa (L-L) Rangkaian gangguan hubung singkat 2 fasa terlihat pada Gambar 2.2. Gambar 2.2 Rangkaian Hubung Singkat 2 Fasa Rumus : Isc 2ϕ = (2.2) Keterangan : V LL : tegangan line to line X 1 : reaktamsi urutan positif X 2 : reaktansi urutan negatif b. Hubung singkat 2 fasa ke tanah (2L-G) Rangkaian gangguan hubung singkat 2 fasa ke tanah terlihat pada Gambar

28 Gambar 2.3 Rangkaian Hubung Singkat 2 Fasa ke Tanah Rumus : Isc 2ϕ ke tanah = (2.3) Keterangan : V LL : tegangan line to line X 0 : reaktansi urutan nol X 1 : reaktamsi urutan positif X 2 : reaktansi urutan negatif c. Hubung singkat 1 fasa ke tanah (1L-G) Rangkaian hubung singkat 1 fasa ke tanah terlihat pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Rangkaian Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Rumus : Isc 1ϕ ke tanah = (2.4) Keterangan : V LL : tegangan line to line X 0 : reaktansi urutan nol X 1 : reaktamsi urutan positif : reaktansi urutan negatif X 2 9

29 Gambar 2.5 Kurva Periode Gangguan Hubung Singkat Pada Gambar 2.5 menjelaskan bahwa saat terjadi hubung singkat terdapat tiga periode yaitu subtransient, transient, dan steady state [3]. Pada periode subtransient dimana hubung singkat terjadi selama cycle. Saat subtransient semua mesin yang menyumbang arus diwakili oleh reaktansi subtransient (X d). Pada periode transient dimana hubung singkat terjadi selama kondisi cycle. Saat transient hanya generator sinkron dan motor sinkron yang menyubang arus diwakili oleh reaktansi transient (X d). Pada periode steady state dimana hubung singkat terjadi selama 30 cycle. Saat steady state hanya generator sinkron yang menyumbang arus diwakili oleh steady state (Xd). 2.2 Rele Pengaman pada Sistem Tenaga Listrik Rele adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk mensensing adanya gangguan, sehingga rele mengirimkan sinyal 10

30 ke Circuit Breaker (CB) untuk memutuskan penyaluran sistem tenaga listrik apabila adanya gangguan. Pada Gambar 2.6 berikut adalah konsep kerja dari rele. GANGGUAN Gambar 2.6 Blok Diagram Rele RELE PEMUTUS (CB) 2.3 Rele Arus Lebih Pada dasarnya rele arus lebih berfungsi untuk mengamankan gangguan beban lebih dan gangguan hubung singkat. Adapun hubung singkat yang dimaksud adalah gangguan hubung singkat 3 fasa, 3 fasa ke tanah, dan antar fasa. Untuk gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah diamankan oleh ground fault relay. Rele arus mendeteksi besaran arus yang melalui suatu sistem kelistrikan dengan bantuan current transformator. Rele arus lebih akan bekerja apabila dalam keadaan sebagai berikut [5]: Jika If > Ip rele bekerja ( trip ) Jika If < Ip rele tidak bekerja ( blok ) If : Besarnya arus gangguan Ip : Arus minimum yang mengalir pada saat rele beroperasi Rele arus lebih bekerja berdasarkan besarnya arus input melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur (Ip) maka rele arus lebih bekerja. Pada Gambar 2.7 menjelaskan cara kerja rele arus lebih [6]. Jika terjadi gangguan arus akan mengalir (I) melalui CT yang akan diteruskan ke rele. Arus yang diakibatkan oleh gangguan akan disensing oleh CT dan dibandingkan dengan nilai setting arus dari rele. Jika melebihi dari setting arus yang ditentukan, tripping coil akan mengirimkan sinyal ke CB agar memutuskan penyaluran tenaga listrik. Keterangan: CB = Circuit Breaker TC = Trip Coil CB I = Arus yang mengalir pada saluran yang diamankan CT = Trafo Arus Ir = Arus yang mengalir pada rele Ip = Arus pick up dari rele C = Rele arus lebih 11

31 Gambar 2.7 Blok Diagram Rele Arus Lebih Berdasarkan karakteritik waktunya rele arus lebih terdiri dari 3 jenis yaitu [6]: 1. Instantaneous Relay. Kurva karakteristik rele ini dapat dilihat pada Gambar 2.8 (a). 2. Definite Relay. Kurva karakteristik rele ini dapat dilihat pada Gambar 2.8 (b). 3. Inverse Relay. Kurva karakteristik rele ini dapat dilihat pada Gambar 2.8 (c). t t t I I I (a) (b) (c) Gambar 2.8 (a) Karakteristik Instantaneous Relay; (b) Karakteristik Definite Relay; (c) Karakteristik Inverse Relay Rele Arus Lebih Waktu Seketika Instantaneous Relay, saat adanya gangguan arus yang mencapai arus setting tertentu (I pick-up) maka rele akan memutus seketika. Pada dasarnya rele arus lebih waktu seketika bekerja tanpa adanya penundaan 12

32 waktu, atau pada umumnya kurang dari 0.08 detik. Pada Gambar 2.9 menjelaskan karakteristik kurva instantaneous. t (sekon) t = 0.08 Gambar 2.9 Karakteristik Arus Lebih Waktu Seketika Ipickup I (ampere) Rele Arus Lebih Waktu Tertentu Definite Relay, Jika adanya gangguan arus yang mencapai arus setting tertentu (I pick-up) berapapun besarnya arus gangguan, rele akan bekerja dengan waktu yang tetap. Adapaun karakteristik rele dapat dilihat pada Gambar t (Detik) Time Delay Ipickup I (Ampere) Gambar 2.10 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu Rele Arus Lebih Waktu Terbalik Rele arus lebih waktu invers mempunyai cara kerja yang berbandinbg terbalik antara waktu operasi rele dengan arus gangguan. Hal ini ditunjukan ketika terdapat nilai arus gangguan yang sangat besar maka waktu operasi rele (time delay) tersebut adalah cepat begitu pula sebaliknya. Hubungan dari kedua parameter ini direpresentasikan dengan sebuah kurva TCC (Time Current Curve). Kurva ini 13

33 diperlengkapi oleh skala time dial. Semakin besar nilai time dial, maka semakin lama waktu operasi dari rele tersebut. Karakteristik rele arus lebih waktu invers ini dijelaskan dalam standar IEC , BS 142, dan IEEE std Standar-standar ini menjelaskan karakteristik kurva yang dibedakan oleh gradien masing-masing, yaitu standard inverse, very inverse, moderately inverse dan etremely inverse [2]. Adapun karakteritik dapat dilihat pada Gambar 2.11 (a) dan Gambar 2.11(b). Gambar 2.11 (a) Karakteristik Kurva Invers pada Standar ANSI; (b) Karakteristik Kurva Invers pada Standar IEC 2.4 Setting Rele Arus Lebih Dalam men-setting rele arus lebih ada dua hal yang harus dipertimbangkan yaitu arus dan waktu. Hal ini sangat menentukan koordinasi rele arus lebih sehingga apabila terjadi gangguan rele utama yang harus dioperasikan terlebih dahulu. Kegagalan pada rele utama harus dapat diatasi, yaitu dengan rele back-up. Oleh karena itu rele utama dan rele back-up harus ada perbedaan waktu (grading time). Dalam standar IEEE 242 perbedaan waktu kerja rele utama dengan rele back-up adalah 0,2-0,4 detik [1]. Dengan spesifikasi sebagai berikut : Waktu buka CB : 0,04-0,1s (2-5cycle) Overtravel dari rele : 0,1s Faktor Keamanan : 0,12 0,22s Rele berbasis microprosessor overtravel time dari rele tersebut diabaikan [1]. Sehingga total grading time antara rele utama dan rele 14

34 back-up yang diperlukan adalah 0,2-0,4 s. Perbedaan waktu ini untuk memastikan bahwa gangguan disisi downstream dapat teratasi, sehingga tidak adanya rele yang bekerja secara bersamaan [9] Setting Rele Arus Waktu Terbalik Rele arus lebih bekerja berdasarkan adanya arus input yang disensing oleh CT [7]. Apabila arus gangguan melebihi arus setting operasi minimum (Ipick-up) maka rele arus lebih bekerja. Untuk itu Ipick-up harus lebih besar dari arus beban penuh (Full Load Ampere). Besarnya arus pickup ini ditentukan dengan pemilihan tap. Adapun besarnya tap yang digunakan berdasarkan persamaan berikut : Tap = (2.6) Berdasarkan pada standar BS 142 batas nilai setting adalah : 1,05 FLA < Iset < 1,3 FLA (2.7) Untuk menentukan waktu operasi (time delay) maka perlu melakukan setting time dial. Untuk menentukan time dial dari masingmasing kurva karakteristik invers dari rele arus lebih dapat digunakan persamaan sebagai berikut yang sesuai dengan datasheet rele sepam 40. td = [( ) - ] Dimana : td = waktu operasi (detik) T = time dial I = nilai arus (Ampere) Iset = arus pickup (Ampere) k = koefisien invers = koefisien invers = koefisien invers (2.8) Tabel 2.1 Koefisien Inverse Time Dial Koefisien Tipe Kurva k Standard Inverse 0,14 0,02 2,970 Very Inverse 13,50 1,00 1,500 Etremely Inverse 80,00 2,00 0,808 15

35 2.4.2 Setting Rele Arus Lebih Waktu Seketika Untuk setting rele arus lebih waktu seketika, mempertimbangkan arus hubung singkat maksimum arus hubung singkat minimum 2 fasa, sehingga : 1,6. FLA I set 0.8 I sc min (2.9) Dimana I sc min adalah arus gangguan dua fasa pada 30 cycle yang melewati rele dan parameter 0,8 merupakan nilai faktor keamanan apabila terjadi gangguan yang mana nilai arus hubung singkatnya lebih kecil dari nilai arus hubung singkat minimum. Terdapat kondisi khusus dimana pada suatu pengaman feeder dipisahkan oleh suatu transformator stepdown sehingga waktu operasi dapat reset ke 0,1. Pada Gambar 2.12 menggambarkan sebuah rele arus lebih dipisahkan oleh trafo. Gambar 2.12 Rele Arus Lebih yang dipisahkan Trafo Dengan syarat sebagai berikut : I sc ma sekunder Iset 0.8 I sc min primer (2.10) Dimana ; I sc ma sekunder : arus gangguan tiga fasa pada sisi sekunder trafo. I sc min primer : arus gangguan dua fasa pada sisi primer trafo. 2.5 Ground Fault Relay Ground fault relay bekerja apabila ada arus hubung singkat satu fasa ketanah, sehingga ada arus urutan nol yang melewati rele. Pada Gambar 2.13 merupakan skema dari rele ground fault. 16

36 TC CB + Ia Ib Ic Ca Cb Cc Co Io CT Gambar 2.13 Skema Rele Ground Fault Keterangan: CB = Circuit Breaker TC = Trip Coil CB Ia, Ib, Ic = Arus yang mengalir pada rele fasa Io = Arus urutan nol CT = Trafo Arus Ca, Cb, Cc = Rele arus lebih fasa Pada Gambar 2.13 terlihat bahwa rele digunakan bersamaan dengan rele fasa. Apabila tidak terjadi gangguan fasa yang tidak melibatkan ground maka rele tidak akan bekerja Setting Ground Fault Relay Untuk setting rele ground fault tergantung dari sistem pentanahan pada sistem tenaga listrik. Adapun untuk setting rele ground fault terdiri dari setting arus dan waktu. Untuk setting arus, harus lebih tinggi dari nilai arus grounding sistem. Untuk jenis kurva yang digunakan adalah definite time sehingga sebesar apapun arus gangguan yang terjadi rele beroperasi dalam time delay yang telah ditetapkan. Sedangkan untuk setting rele gangguan tanah adalah [8]: 5-10% I sc L-G I set 50% I sc L-G (2.11) Dimana : I sc L-G : arus hubung singkat fasa ke tanah. 17

37 halaman ini sengaja dikosongkan 18

38 BAB III SISTEM KELISTRIKAN PT MEDCO ENERGI SINGA GAS FIELD LEMATANG BLOCK 3.1 Sistem Kelistrikan PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang merupakan perusahaan yang memproduksi 50 MMSCFD gas per hari. Sistem kelistrikan PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang memiliki empat unit generator dengan tiga unit generator utama dengan kapasitas 3 3,6 MW dan satu unit generator emergency dengan kapasitas 1 1 MW. Saat kondisi operasi normal untuk memenuhi suplai daya ke beban-bebannya, PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang disuplai oleh dua unit generator dengan kapasitas 2 3,6 MW dan satu unit generator dalam keadaan standby. Sistem distribusi yang digunakan adalah sistem radial dengan dua level tegangan yaitu 6,6 kv dan 0,4 kv. Pada rating tegangan rendah 0,4 kv digunakan untuk menyalurkan daya listrik ke beban dengan kapasitas kecil. Pada rating tegangan menengah 6,6 kv digunakan untuk menyalurkan daya listrik ke beban dengan kapasitas besar. Untuk lebih jelas dapat melihat Gambar 3.1 merupakan Single Line Diagram PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang. 3.2 Kapasitas Pembangkitan PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang memiliki 4 unit generator yang terdiri dari 3 unit generator utama dan 1 unit generator emergency. Pada Tabel 3.1 merupakan data kapasitas pembangkitan. Tabel 3.1 Data Kapasitas Pembangkit PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No ID kv MVA MW pf % eff 1 41-ZAN-557A , ZAN-557B , ZAN-557C , ZAN ,

39 3.3 Sistem Distribusi PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Sistem distribusi tenaga listrik yang digunakan oleh PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang adalah sistem distribusi radial. Daya dari generator 41-ZAN-557B dan 41-ZAN-557C disalurkan ke bus 41-MCC-01A dan 41-MCC-01B dengan level tegangan 6,6 kv, selanjutnya diturunkan ke bus dengan level tegangan 0,4 kv 41-MCC- 02A, 41-MCC-02B, 41-MCC-03-EMERGENCY, dan 10-PDB-01. Pada Tabel 3.2 merupakan data bus PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang. Tabel 3.2 Data Bus di PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang N o ID Tegan gan Pha sa Freku ensi Contin uous (A) Asym m.rms (ka) (kv) (Hz) 1 41-MCC-01A MCC-01B MCC-02A MCC-02B MCC EMERGENCY 6 10-PDB Untuk mengubah level tegangan pada bus di PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang, memiliki tiga transformator dengan rating yang dijelaskan pada Tabel 3.3 berikut. Tabel 3.3 Data Transformator Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No ID Kapas Tegang % Hubungan Type itas (kva ) an (kv) Z 1 41-TR-01A ,6/0,4 7 Delta-Wye ONAN 2 41-TR-01B ,6/0,4 7 Delta-Wye ONAN 3 10-TR ,6/0,4 4 Delta-Wye ONAN Pada saat kondisi operasi normal beban pada PT. Medco E&P lapangan singa gas di Blok Lematang sebagian besar adalah beban- 20

40 beban motor dan beban-beban static. Adapun jumlah beban sebesar 5,601 MW dan 3,387 MVAR. Data beban terdapat pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang Rating ID Jenis No Daya PF RPM Kondisi Peralatan Peralatan (kw) (%) 41-MCC-01A/B (6,6 kv) 35- PBAM- Standby 1 331A Motor , PBAM- Continuous 2 331B Motor , PBAM- Continuous 3 331C Motor , PBAM- Continuous 4 334A Motor 335,70 88, PBAM- Standby 5 334B Motor 335,70 88, PBAM- Continuous 6 325A Motor 186, PBAM- Standby 7 325B Motor 186, PDB- 01 Static Continuous 41-MCC-02A/B (0,4 kv) 1 WO-01 Static 17, Intermittent 2 WO-02 Static 17, Intermittent 21

41 Lanjutan Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No Rating ID Jenis Daya PF Peralatan Peralatan (kw) (%) RPM Kondisi 31- HALM- Continuous 3 201AA Motor HALM- Continuous 4 201AB Motor HALM- Continuous 5 201BCA Motor HALM- Continuous 6 201BCB Motor PBAM- Intermittent 7 342A Motor 1,5 83, PBAM- Standby 8 342B Motor 1,5 83, HALM- Continuous 9 203A Motor 18, HALM- Continuous B Motor 18, PBAM- Continuous A Motor PBAM- Standby B Motor PBAM- Continuous A Motor 7,5 90,

42 Lanjutan Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No Rating ID Jenis Daya PF Peralatan Peralatan (kw) (%) RPM Kondisi 35- PBAM- Standby B Motor 7,5 90, PBAM- Continuous A Motor PBAM- Standby B Motor HALM- Continuous AA Motor HALM- Continuous AB Motor HALM- Continuous BA Motor HALM- Continuous BB Motor PBAM- Continuous A Motor PBAM- Standby B Motor PBEM- 350 Motor 0, Intermittent ZBEM- 511 Motor 0, Intermittent HALM- 210A Motor 5, Continuous 23

43 Motor 5, Motor 1, Static 40 85,7 - Intermittent Continuous Lanjutan Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No Rating ID Jenis Daya PF Peralatan Peralatan (kw) (%) RPM Kondisi 35- HALM- Continuous B Motor 5, PBHM- Intermittent 36- PBHM- 36-ZZZ- 501-CP- 37- CBEM- Continuous 326 Motor PBEM- 351A Motor Continuous 41-PBEM- 351B Motor Standby 41-PBEM- 352 Motor 5, Intermittent 41-PBEM- 364A Motor Continuous 41-PBEM- 364B Motor Standby 41-PBEM- 368 Motor Continuous 41-PBEM- 369B Motor Continuous 41-PBEM- 369C Motor Standby 41-PBEM- 376 Motor 5, Continuous 24

44 Lanjutan Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No Rating ID Jenis Daya PF Peralatan Peralatan (kw) (%) RPM Kondisi 41- CBEM- Continuous Motor PBEM- 375 Motor 5, Continuous NAP- 681 Static ,7 - Continuous 41-MCC-03 (0,4 kv) HVAC-01 Static 60 - Intermittent 41-BC A Static 10 Continuous 10-UPS A/B Static 36 Continuous 10-UPS C Static 36 Standby 41-PDB Static 400 Continuous HVAC-01 Static 80 Continuous 41-BC B Static 10 Standby 30-CPTR Static 5 Continuous 30-CPTR Static 0,4 Continuous 41-CPTR Static 0,4 Continuous PZZM- 345A Motor 0, Intermittent PZZM- 345B Motor 0, Intermittent 25

45 Static Static Static 7, Lanjutan Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No Rating ID Jenis Daya PF Peralatan Peralatan (kw) (%) RPM Kondisi 41-PBE- 366A-CP- Standby 41-PBE- 367-CP PBE- 361A-CP- 41-PBE- 361B-CP PBEM- 362A 41-PBEM- 362B 41-PBEM- 363A 41-PBEM- 363B 41-PBEM- 369A 41-PBEM- 371A 41-PBEM- 371B 41-PBEM PBEM PZZM- 377A Static Motor Motor Motor Motor Motor Motor Motor Motor Motor Motor Intermittent Intermittent Standby 7, Intermittent Standby 77 1, Continuous 77 1, Standby Continuous 85 5, Intermittent 85 5, Standby 90 7, Intermittent Intermittent 0, Intermittent 26

46 Lanjutan Tabel 3.4 Data Beban Sistem Distribusi PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang No Rating ID Jenis Daya PF Peralatan Peralatan (kw) (%) RPM Kondisi 41-PZZM B Motor 0, Intermittent 42- PBAM- Motor 1500 Intermittent A PBAM- Motor 1500 Intermittent B ZBEM- Motor 1500 Continuous 517 0, PBEM- 408A Motor 7, Continuous 41-PBEM- 408B Motor 7, Standby 41-CBE- 321A-CP- Motor Standby ,2 41-CBE- 321B-CP- Motor Intermittent ,2 41-MCC- 04A Static 58,6 85,7 - Continuous 41-MCC- 04B Static 58,6 85,7 - Continuous 41-MCC- 04C Static 58,6 85,8 - Continuous 27

47 Gambar 3.1 Single Line Diagram PT. Medco E&P Lapangan Singa Gas di Blok Lematang 28

48 BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS KOORDINASI PROTEKSI 4.1 Pemodelan Sistem Kelistrikan PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Dalam tugas akhir ini membahas tentang koordinasi proteksi pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block. Untuk melakukan koordinasi proteksi, sistem kelistrikan PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block di modelkan dengan menggunakan software ETAP Pada pemodelan single line diagram diperlukan data generator dan data-data beban seperti motor, kabel, transformator, dan motor. Selanjutnya dilakukan analisa aliran daya untuk memastikan sistem kelistrikan pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block dalam keadaan baik. Analisa aliran daya dapat mengetahui tegangan pada setiap bus, sehubungan dengan diketahuinya tegangan pada setiap bus maka dilakukan analisa hubung singkat. Analisa hubung singkat untuk mengetahui besar arus hubung singkat ketika adanya gangguan yang menjadi pertimbangan untuk melakukan setting koordinasi proteksi yang baik. 4.2 Analisis Arus Gangguan Hubung Singkat Setelah melakukan pemodelan sistem kelistrikan pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block, selanjutnya melakukan analisa gangguan hubung singkat untuk mengetahui besar arus saat terjadinya gangguan hubung singkat. Besar arus hubung singkat tersebut digunakan untuk perhitungan setting overcurrent relay. Nilai arus hubung singkat yang digunakan nilai maksimum dan nilai minimum Analisis Hubung Singkat Minimum Arus hubung singkat minimum terjadi saat adanya gangguan hubung singkat antar fasa. Arus hubung singkat minimum ini berlangsung saat steady state pada 30 cycle. Arus hubung singkat minimum ini digunakan untuk menentukan batas maksimum pick-up rele arus lebih waktu seketika. Sehingga saat terjadi gangguan hubung singkat minimum dan hubung singkat maksimum rele bekerja sesuai 29

49 setting time delay. Adapun hasil simulasi arus hubung singkat minimum terdapat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil Simulasi Arus Hubung Singkat Minimum Bus Arus Hubung Singkat ID kv Minimum (ka) 41-MCC-01A 6,6 2,51 41-MCC-01B 6,6 2,51 41-MCC-02A 6,6 20,91 41-MCC-02B 0,4 20,92 41-MCC-03-EMERGENCY 0,4 20,92 B-P1TR01 0,4 2,51 B-P1TR02 0,4 2,51 B-P110TR01 0,4 2,43 10-PDB-01 0,4 8, Analisis Hubung Singkat Maksimum Arus hubung singkat maksimum terjadi saat adanya gangguan hubung singkat 3 fasa. Karena rele arus lebih bekerja pada 3-5 cycle, maka arus hubung singkat maksimum yag digunakan untuk perhitungan setting rele berlangsung saat transient pada 4 cycle 30 cycle. Nilai arus hubung singkat maksimum selama 4 cycle digunakan untuk perhitungan time dial kurva arus lebih. Adapun hasil simulasi arus hubung singkat maksimum terdapat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Hasil Simulasi Arus Hubung Singkat Maksimum Bus Arus Hubung Singkat ID kv Minimum (ka) 41-MCC-01A 6,6 5,09 41-MCC-01B 6,6 5,09 41-MCC-02A 6,6 32,55 41-MCC-02B 0,4 31,74 41-MCC-03-EMERGENCY 0,4 31,74 B-P1TR01 0,4 5,07 B-P1TR02 0,4 5,07 B-P110TR01 0,4 4,97 10-PDB-01 0,4 10,94 30

50 4.3 Pemilihan Tipikal Koordinasi Proteksi pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block Untuk mempermudahkan dalam melakukan koordinasi proteksi pada keseluruhan sistem dilakukan pemilihan tipikal-tipikal. Pemilihan tipikal harus mewakili sistem kelistrikan pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block secara keseluruhan. Pemilihan tipikal dapat dilihat pada Gambar 4.1. Terdapat 7 tipikal pada sistem kelistrikan PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block adalah sebagai berikut : 1) TIPIKAL 1 : Pada bus 41-MCC-02A terdapat beban motor dan beban static yang berkapasitas berbeda-beda. Beban kapasitas terbesar adalah beban static ID 35-NAP-681 dengan kapasitas 711 kva seperti terlihat pada Gambar 4.1. Pada tipikal 1 melakukan koordinasi rele arus lebih fasa dari beban static dengan ID 35-NAP-681 hingga generator dengan ID 41- ZAN-557B. 2) TIPIKAL 2: Pada bus 41-MCC-03-EMERGENCY terdapat beban motor dan beban static dengan kapasitas yang berbeda-beda. Beban kapasitas terbesar adalah beban static ID 41-PDB-02 dengan kapasitas 500 kva seperti terlihat pada Gambar 4.1. Pada tipikal 2 melakukan koordinasi rele arus lebih fasa dari beban static dengan ID 41-PDB-02 hingga generator dengan ID 41-ZAN-557C. 3) TIPIKAL 3 : Pada tipikal 3 men-setting koordinasi rele pengaman arus lebih fasa dari 10-PDB-01 hingga generator dengan ID 41-ZAN-557C Gambar ) TIPIKAL 4 : Pada tipikal 4 men-setting koordinasi rele pengaman arus lebih fasa dari beban motor dengan ID 35- PBAM-331C hingga generator dengan ID 41-ZAN-557B. 5) TIPIKAL 5 : Pada tipikal 5 men-setting koordinasi rele pengaman arus lebih fasa dari beban motor dengan ID 35- PBAM-334A hingga generator dengan ID 41-ZAN-557B. 6) TIPIKAL 6 : Pada tipikal 6 men-setting koordinasi rele pengaman arus lebih fasa dari beban motor dengan ID 37- CBEM-325C hingga generator dengan ID 41-ZAN-557B. 7) TIPIKAL 7 : Pada tipikal 7 men-setting koordinasi rele pengaman arus lebih ke tanah dari beban motor dengan ID 35- PBAM-331B hingga generator dengan ID 41-ZAN-557C. 31

51 Gambar 4.1 Pemilihan Tipikal pada Sistem Kelistrikan PT Medco Energi Singa Gas Lematang Block 32

52 4.4 Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Koordinasi rele pengaman arus lebih gangguan fasa bertujuan untuk melokalisir sistem saat terjadi gangguan. Gangguan yang terjadi dapat berupa gangguan hubung singkat (short circuit) dan beban lebih (overload). Pada koordinasi rele pengaman arus lebih (50/51) dilakukan setting arus dan waktu, adapun parameter yang perlu diatur pickup low set, time dial, high set, dan time delay yang mengacu pada standard IEEE 242. Untuk grading time dipilih 0,2-0,4 s sehingga antara rele utama dan rele back-up dapat terkoordinasi apabila adanya gangguan [9]. Selain itu untuk men-setting rele arus lebih mempertimbangkan arus inrush trafo dan juga arus starting motor. Setelah perhitungan nilai-nilai untuk setting rele arus lebih telah didapatkan, selanjutnya adalah plot Time Current Curve, sehingga dapat diketahui setting koordinasi telah terkoordinasi dengan benar Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 1 Koordinasi tipikal 1 merupakan koordinasi rele arus lebih dari beban static 35-NAP-681 pada bus LV 41-MCC-02A hingga generator 41-ZAN-557B. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa CB- 35-NAP-681, CB-41-TR-01B, R-41-TR-01B, R-41-TR-01, CB-41-TR- 01, CB-41-ZAN-557B, dan R-41-ZAN-557B. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar 4.2. Gambar 4.2 Koordinasi Tipikal 1 33

53 Adapun data eisting terdapat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 1 Manuf ID Model CT Ratio Setting acturer 681 R-41-TR-01B R-41-TR-01 CB-35-NAP- R-41-ZAN- 557B Merlin Gerin Merlin Gerin Merlin Gerin Merlin Gerin STR 45AE Sepam 40 Sepam 40 Sepam /5 250/5 600/5 sensor 1250 long time pickup 1 long time band 0.5 short time pickup 1.5 short time band instantaneous pickup Curve Type 0.1 s None Standard Inverse Pickup Time Dial 1 Instantaneous Pickup Delay Curve Type s Very Inverse Pickup Time Dial 1 Instantaneous Pickup Delay Curve Type s Very Inverse Pickup 1.1 Time Dial 2.5 Instantaneous Pickup Delay s 34

54 Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar 4.3. Gambar 4.3 Plot Kurva TCC Tipikal 1 Kondisi Eisting Untuk melakukan evaluasi koordinasi setting eisting, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada beban 35-NAP-681, bus 41-MCC-02A, dan bus B- P1TR01, seperti terlihat pada Gambar

55 Gambar 4.4 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal 1 Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel 4.4, Tabel 4.5, dan Tabel 4.6. Tabel 4.4 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 35-NAP-681 Time If ID Condition (ms) (ka) 140 CB-35-NAP ,84 Phase 250 R-41-TR-01-B 320 CB-41-TR-01-B 300 R-41-TR CB-41-TR R-41-ZAN-557B CB-41-ZAN- 557B 20,84 1,295 0, Tripped by R-41-TR-01-B Tripped by R-41-TR-01 Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557B Phase- OC1-51

56 Tabel 4.5 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-MCC-02A Time If ID (ms) (ka) Condition 250 R-41-TR-01-B 320 CB-41-TR-01-B 23 Tripped by R-41-TR-01-B 300 R-41-TR CB-41-TR-01 1,43 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557B Phase- OC CB-41-ZAN- 0,672 Tripped by R-41-ZAN-557B 557B Phase- OC1-51 Tabel 4.6 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada B-P1TR01 Time If ID (ms) (ka) Condition 300 R-41-TR CB-41-TR-01 2,644 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557B 450 CB-41-ZAN- 1,242 Tripped by R-41-ZAN-557B 557B Dari Gambar 4.3 Plot Kurva TCC Tipikal 1 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih fasanya kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 1. Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada beban 35-NAP-681, maka CB-35-NAP-681 bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,14 s. Jika CB-35-NAP- 681 gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka rele R-41-TR-01B akan menjadi back-up dengan waktu trip 0,25 s. Antara CB-35-NAP-681 dan rele back-up bekerja dengan grading time 0,11 s maka kurang tepatnya koordinasi sehingga memungkinkan rele bekerja bersamaan. Pada tipikal 1 kondisi eisting setting waktu kerja CB-35-NAP-681 adalah 0,1 s. 37

57 Karena pada beban 35-NAP-681 adalah kumpulan beban static (panel) yang didalamnya terdapat circuit breaker maka masih kurang tepatnya setting time delay untuk CB-35-NAP Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada bus 41-MCC-02A, maka rele R-41-TR-01B bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,25 s. Jika rele R-41- TR-01B gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka rele R-41-TR-01 akan menjadi back-up dengan waktu trip 0,3 s. Antara rele utama dan rele back-up bekerja dengan grading time 0,15 s maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. 3. Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada sisi HV trafo 41-TR-01, maka R-41-TR-01 bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,3 s. Jika R-41-TR-01 gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka R- 41-ZAN-557B akan bekerja untuk mengamankan generator dengan waktu trip 0,35 s. Antara rele R-41- TR-01 dan rele R-41-ZAN-557B bekerja dengan grading time 0,05 s maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Perhitungan harus memperhatikan manufaktur rele yang dipakai dan grading time harus sesuai dengan standart IEEE 242 [1]. Perhitungan pada tipikal ini untuk setting rele dapat dilakukan dengan perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : LVCB-35-NAP-681 Manufacturer : Merlin Gerin Type : C1251H Frame ID : 1250 Rating Plug : 1250 FLA : 1027 A Isc.min bus 41-MCC-02A to 35-NAP-681 : 18,84 ka Isc.ma 4 cycle kontribusi bus 41-MCC-02A to 35-NAP-681: 29,27 ka Time Overcurrent Pickup 1,05 < Iset < 1,4 FLA 38

58 1, < Iset < 1,4 1437,8 1078,35 < Iset < 1437,8 Dipilih Iset = 1250 A LT pickup = = = 1 Long Time Band Dipilih LT band = 15 Short Time Pickup 1,6 FLA < Iset < 0,8 Isc min 1, < Iset < 0, ,2 < Iset < Dipilih Iset = 6250 A ST pickup = = = 5 Short Time Band Dipilih ST band = 0.3s Instantaneous Pickup Instantaneous pickup tidak diaktifkan. R-41-TR-01B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 3608 A CT Ratio : 4000 / 5 Isc min 41-MCC-02A : 20,91 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-02A : 31,07 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 4500 A 39

59 Pickup = = = 1,125 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,5 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,418 Maka, dipilih TDS sebesar 0,5 Instantaneous Pickup Dipilih = 8800 Pickup = = = 2,2 Time delay dipilih time delay = 0,5 detik R-41-TR-01 Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 218,7 A CT Ratio : 250 / 5 Isc min B-P1TR01 : 2,51 ka Isc ma 4cycle kontribusi B-P1TR01 : 4,98 ka Time Overcurrent Pickup 40

60 Dipilih = 300 A Pickup = = = 1,2 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,5 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,615 Maka, dipilih TDS sebesar 0,72 Instantaneous Pickup Dipilih = 850 Pickup = = = 3,4 Time delay dipilih time delay = 0,5 detik R-41-ZAN-557B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 393,6 A 41

61 CT Ratio : 600 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 1,2 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-01A Time Overcurrent Pickup : 1,92 ka Dipilih = 450 A Pickup = = = 0,75 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,9 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,56 Maka, dipilih TDS sebesar 0,73 Instantaneous Pickup Dipilih = 960 Pickup = = = 1,6 Time delay dipilih time delay = 0,9 detik 42

62 Setelah perhitungan untuk resetting tipikal 1 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting tipikal 1. Pada Gambar 4.4 merupakan plot kurva TCC resetting tipikal 1. Gambar 4.5 Plot Kurva TCC Tipikal 1 Kondisi Resetting Selanjutnya mensimulasikan resetting tipikal 1 dengan memberikan gangguan pada beban 35-NAP-681, bus 41-MCC-02A, dan bus B-P1TR01. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel 4.7, Tabel 4.8, dan Tabel

63 Tabel 4.7 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 35-NAP-681 Time If ID Condition (ms) (ka) 350 CB-35-NAP ,84 Phase 500 R-41-TR-01-B 570 CB-41-TR-01-B 500 R-41-TR CB-41-TR R-41-ZAN-557B 4339 CB-41-ZAN- 557B 20,84 1,295 0,608 Tripped by R-41-TR-01-B Tripped by R-41-TR-01 Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557B Phase- OC1-51 Tabel 4.8 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-MCC-02A Time If ID (ms) (ka) Condition 500 R-41-TR-01-B 570 CB-41-TR-01-B 23 Tripped by R-41-TR-01-B 500 R-41-TR CB-41-TR-01 1,43 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557B Phase- OC CB-41-ZAN- 0,672 Tripped by R-41-ZAN-557B 557B Phase- OC1-51 Tabel 4.9 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada B-P1TR01 Time If ID (ms) (ka) Condition 500 R-41-TR CB-41-TR-01 2,644 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557B 1,242 44

64 Lanjutan Tabel 4.9 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada B-P1TR01 Time If ID Condition (ms) (ka) CB-41-ZAN- Tripped by R-41-ZAN-557B B Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih pada tipikal 1 maka dapat disimpulkan : 1. CB-35-NAP-681 berfungsi sebagai pelindung bus 41- MCC-02A ketika terjadi gangguan pada beban 35-NAP Short Time Band pada LVCB dipilih 0,3 s karena pada beban 35-NAP-681 adalah kumpulan beban static (panel). 2. R-41-TR-01B berfungsi sebagai pelindung trafo 41-TR- 01. Apabila adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih, Time delay disetting 0,5 s. R-41- TR-01 berfungsi sebagai pelindung bus 41-MCC-01A. Time delay disetting sama dengan rele sekunder trafo yaitu 0,5 s, karena mempertimbangkan R-41-ZAN- 557B yang berfungsi sebagai pelindung generator 41- ZAN-557B. 3. R-41-ZAN-557B berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557B. Ketika adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih, Time delay disetting 0,9 karena mempertimbangkan settingan dari tipikal Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 2 Koordinasi tipikal 2 adalah koordinasi tipikal yang paling terpanjang. Adapun koorinasi tipikal 2 merupakan koordinasi rele arus lebih dari beban static 41-PDB-01 pada bus LV 41-MCC-03- EMERGENCY hingga generator 41-ZAN-557C. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa CB-41-PDB-02, CB-T-41-SWGR-03, R-T-41-SWGR-03,CB-41-MCC-02B, R-41-MCC-02B, CB-41-TR-02B, R-41-TR-02B, CB-41-TR-02A, R-41-TR-02A, CB-41-ZAN-557C, dan R-41-ZAN-557C. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar

65 Gambar 4.6 Koordinasi Tipikal 2 Adapun data eisting terdapat pada Tabel Tabel 4.10 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 2 Manuf ID Model CT Ratio Setting acturer CB-41-PDB-02 Merlin Gerin STR 35GE sensor 800 long time pickup 1 long time band 15 short time pickup 4 short time band instantaneous pickup 0.1 s None 46

66 Lanjutan Tabel 4.10 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 2 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Etremely Curve Type Inverse R-T-41- Pickup Merlin Sepam SWGR /5 Time Dial 0.5 Gerin 40 Instantaneous 1.8 Pickup Delay 0.1 s Curve Type Very Inverse Pickup R-41-MCC- 02B Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 1 Instantaneous Pickup 1.8 Delay 0.15 s Curve Type Standard Inverse Pickup R-41-TR-02B Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 1 Instantaneous 1.44 Pickup Delay 0.25 s Curve Type Very Inverse Pickup R-41-TR-02 Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 1 Instantaneous Pickup 1.5 Delay 0.3 s 47

67 Lanjutan Tabel 4.10 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 2 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Curve Type Very Inverse Pickup 0.72 R-41-ZAN- Merlin Sepam Time Dial C 600/5 Gerin 40 Instantaneous 1.7 Pickup Delay 0.35 s Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar 4.7. Gambar 4.7 Plot Kurva TCC Tipikal 2 Kondisi Eisting 48

68 Untuk melakukan evaluasi koordinasi setting eisting, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada beban 41-PDB-02, bus 41-MCC-03-EMERGENCY, 41- MCC-02B dan bus B-P1TR02, seperti terlihat pada Gambar 4.8. Gambar 4.8 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal 2 Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel 4.11, Tabel 4.12, Tabel 4.13, dan Tabel Tabel 4.11 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-PDB-02 Time (ms) ID If (ka) Condition 140 CB-41-PDB-02 20,41 Phase 100 R-T-41-SWGR CB- T-41- SWGR-03 20,41 Tripped by R-T-41-SWGR

69 Lanjutan Tabel 4.11 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-PDB-02 Time If ID (ms) (ka) Condition 150 R-41-MCC-02B 220 CB-41-MCC- 20,41 Tripped by R-41-MCC-02B 02B 250 R-41-TR-02B 320 CB-41-TR-02B 20,41 Tripped by R-41-TR-02B 300 R-41-TR CB-41-TR-02 1,271 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C Phase- OC CB-41-ZAN- 0,674 Tripped by R-41-ZAN-557C 557C Phase- OC1-51 Tabel 4.12 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-03-EMERGENCY Time (ms) ID If (ka) Condition R-T-41-SWGR CB- T-41- Tripped by R-T-41-SWGR- 170 SWGR R-41-MCC-02B 220 CB-41-MCC- 23 Tripped by R-41-MCC-02B 02B 250 R-41-TR-02B 320 CB-41-TR-02B 23 Tripped by R-41-TR-02B 300 R-41-TR CB-41-TR-02 1,43 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C CB-41-ZAN- 557C 0,758 Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557C Phase- OC

70 Tabel 4.13 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-02B Time (ms) ID If (ka) Condition 250 R-41-TR-02B 320 CB-41-TR-02B 23 Tripped by R-41-TR-02B 300 R-41-TR CB-41-TR-02 1,43 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C CB-41-ZAN- 557C 0,758 Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557C Phase- OC1-51 Tabel 4.14 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P1TR02 Time (ms) ID If (ka) Condition 300 R-41-TR CB-41-TR-02 2,645 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C 450 CB-41-ZAN- 557C 1,402 Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557C Phase- OC1-51 Dari Gambar 4.7 Plot Kurva TCC Tipikal 2 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih fasanya kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 1. Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada beban 41-PDB-02B, maka CB-41-PDB-02B bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,14 s. Jika CB- 41-PDB-02B gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka rele R-41-TR-01B akan menjadi backup dengan waktu trip 0,1 s. Antara CB-41-PDB-02B dan rele back-up bekerja secara bersamaan maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. Pada tipikal 2 kondisi eisting setting waktu kerja CB-41-PDB-02B adalah 0,1 s. Karena pada beban CB-41-PDB-02B adalah 51

71 kumpulan beban static (panel) yang didalamnya terdapat circuit breaker maka masih kurang tepatnya setting time delay untuk CB-41-PDB-02B. 2. Pada kondisi eisting untuk rele R-T-41-SWGR-03 time delay disetting 0,1 s. Untuk rele R-41-MCC-02B time delay disetting 0,15 s. Karena kedua rele mengamankan antara bus 41-MCC-03-EMERGENCY dengan 41- MCC-02B maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. 3. Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada bus 41-MCC-02B, maka rele R-41-TR-02B bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,25 s. Jika rele R-41- TR-02B gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka rele R-41-TR-02 akan menjadi back-up dengan waktu trip 0,3 s. Antara rele utama dan rele back-up bekerja dengan grading time 0,15 s maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. 4. Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada sisi HV trafo 41-TR-02, maka R-41-TR-02 bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,3 s. Jika R-41-TR-02 gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka R- 41-ZAN-557C akan bekerja untuk mengamankan generator dengan waktu trip 0,35 s. Antara rele R-41- TR-02 dan rele R-41-ZAN-557C bekerja dengan grading time 0,05 s maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Perhitungan harus memperhatikan manufaktur rele yang dipakai dan grading time harus sesuai dengan standar IEEE 242 [1]. Perhitungan pada tipikal ini untuk setting rele dapat dilakukan dengan perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : LVCB-41-PDB-02 Manufacturer : Merlin Gerin Type : C801H Frame ID : 800 Rating Plug : 800 FLA : 721,7 A Isc.min kontribusi bus 41-MCC-03-EMERGENCY : 18,44 ka Isc.ma 4 cycle kontribusi bus 41-MCC-03-EMERGENCY: 26,77 ka 52

72 Time Overcurrent Pickup 1,05 FLA < Iset < 1,4 FLA 1,05 721,7 < Iset < 1,4 721,7 757,785 < Iset < 1010,38 Dipilih Iset = 800 A LT pickup = = = 1 Long Time Band Dipilih LT band = 15 Short Time Pickup 1,6 FLA < Iset < 0,8 Isc min 1,6 721,7 < Iset < 0, ,72 < Iset < Dipilih Iset = 3200 A ST pickup = = = 4 Short Time Band Dipilih ST band = 0.3s Instantaneous Pickup Instantaneous pickup tidak diaktifkan. R-T-41-SWGR-03 Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 1408 A CT Ratio : 2000 / 5 Isc.min bus 41-MCC-03-EMERGENCY : 20,92 ka Isc.ma 4 cycle kontribusi bus 41-MCC-03-EMERGENCY : 31,22 ka Time Overcurrent Pickup 53

73 Dipilih = 1738,8 A Pickup = = = 0,87 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,5 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,631 Maka, dipilih TDS sebesar 0,73 Instantaneous Pickup Dipilih = 5000 Pickup = = = 2,5 Time delay dipilih time delay = 0,5 detik R-41-TR-02B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 3608 A CT Ratio : 4000 / 5 Isc.min bus 41-MCC-02B Isc.ma 4 cycle kontribusi bus 41-MCC-02B : 20,92 ka : 31,22 ka 54

74 Time Overcurrent Pickup Dipilih = 3800 A Pickup = = = 0,95 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,7 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,64 Maka, dipilih TDS sebesar 0,75 Instantaneous Pickup Dipilih = 7600 Pickup = = = 1,9 Time delay dipilih time delay = 0,7 detik R-41-TR-02 Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers 55

75 FLA : 218,7 A CT Ratio : 250 / 5 Isc min B-P1TR02 : 2,51 ka Isc ma 4cycle kontribusi B-P1TR02 Time Overcurrent Pickup : 5,04 ka Dipilih = 250 A Pickup = = = 1 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,7 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,92 Maka, dipilih TDS sebesar 1 Instantaneous Pickup Dipilih = 900 Pickup = = = 3,6 Time delay dipilih time delay = 0,7 detik R-41-ZAN-557C 56

76 Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 393,6 A CT Ratio : 600 / 5 Isc min 41-MCC-01B : 1,32 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-01B : 1,92 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 450 A Pickup = = = 0,7 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,9 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,562 Maka, dipilih TDS sebesar 0,75 Instantaneous Pickup Dipilih = 960 Pickup = = = 1,6 Time delay 57

77 dipilih time delay = 0,9 detik Setelah perhitungan untuk resetting tipikal 2 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting tipikal 2. Pada Gambar 4.9 merupakan plot kurva TCC resetting tipikal 2. Gambar 4.9 Plot Kurva TCC Tipikal 2 Kondisi Resetting Selanjutnya mensimulasikan resetting tipikal 2 dengan memberikan gangguan pada beban 41-PDB-02, bus 41-MCC-03- EMERGENCY, bus 41-MCC-02B, dan bus B-P1TR02. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel 4.15, Tabel 4.16, Tabel 4.17 dan Tabel

78 Tabel 4.15 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada 41-PDB-02 Time (ms) ID If (ka) Condition 350 CB-41-PDB-02 20,41 Phase R-T-41-SWGR ,41 CB- T-41- Tripped by R-T-41-SWGR- 570 SWGR R-41-MCC-02B 20, CB-41-MCC- 02B Tripped by R-41-MCC-02B 700 R-41-TR-02B 20, CB-41-TR-02B Tripped by R-41-TR-02B 700 R-41-TR-02 1, CB-41-TR-02 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C 0,674 Phase- OC CB-41-ZAN- 557C Tripped by R-41-ZAN-557C Phase- OC1-51 Tabel 4.16 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-03-EMERGENCY Time (ms) ID If (ka) Condition R-T-41-SWGR CB- T-41- Tripped by R-T-41-SWGR- 570 SWGR R-41-MCC-02B 570 CB-41-MCC- 23 Tripped by R-41-MCC-02B 02B 700 R-41-TR-02B CB-41-TR-02B Tripped by R-41-TR-02B 59

79 Lanjutan Tabel 4.16 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-03-EMERGENCY Time ID If (ka) Condition (ms) 700 R-41-TR CB-41-TR-02 1,43 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C Phase- OC CB-41-ZAN- 557C 0,758 Tripped by R-41-ZAN-557C Phase- OC1-51 Tabel 4.17 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 41-MCC-02B Time (ms) ID If (ka) Condition 700 R-41-TR-02B 770 CB-41-TR-02B 23 Tripped by R-41-TR-02B 700 R-41-TR CB-41-TR-02 1,43 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C 3074 CB-41-ZAN- 557C 0,758 Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557C Phase- OC1-51 Tabel 4.18 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P1TR02 Time (ms) ID If (ka) Condition 700 R-41-TR CB-41-TR-02 2,645 Tripped by R-41-TR R-41-ZAN-557C 1000 CB-41-ZAN- 557C 1,402 Tripped by R-41-ZAN-557C 60

80 Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih pada tipikal 2 maka dapat disimpulkan : 1. CB-41-PDB-02 berfungsi sebagai pelindung bus 41- MCC-03-EMERGENCY ketika terjadi gangguan pada beban 41-PDB-02. Short Time Band pada LVCB dipilih 0,3 s karena pada beban 41-PDB-02 adalah kumpulan beban static (panel). 2. R-T-41-SWGR-03 dan R-41-MCC-02B berfungsi sebagai pelindung antara bus 41-MCC-03- EMERGENCY dengan bus 41-MCC-02B. Karena mengamankan BD-03 maka time delay untuk kedua rele disetting sama yaitu 0,5 s. 3. R-41-TR-02B berfungsi sebagai pelindung trafo 41-TR- 02. Apabila adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih, Time delay disetting 0,7 s. R-41- TR-02 berfungsi sebagai pelindung bus 41-MCC-02B. Time delay disetting sama dengan rele sekunder trafo yaitu 0,7 s, karena mempertimbangkan R-41-ZAN- 557C yang berfungsi sebagai pelindung generator 41- ZAN-557C. 4. R-41-ZAN-557C berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557C. Ketika adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih time delay disetting 0,9 s Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 3 Koordinasi tipikal 3 merupakan koordinasi rele arus lebih dari sekunder trafo 10-TR-01 hingga generator 41-ZAN-557C. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa CB-10-TR-01B, R-10-TR- 01B,CB-10-TR-01, R-10-TR-01, CB-41-ZAN-557C, dan R-41-ZAN- 557C. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar

81 Gambar 4.10 Koordinasi Tipikal 3 Adapun data eisting terdapat pada Tabel Tabel 4.19 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 3 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Curve Type Very Inverse Pickup 0.8 R-10-TR-01B Merlin Sepam Time Dial 1 600/5 Gerin 40 Instantaneous 4 Pickup Delay 0.1 s Curve Type Very Inverse Pickup 0.62 R-10-TR-01 Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 1 Instantaneous 5 Pickup Delay 0.15 s 62

82 Lanjutan Tabel 4.19 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 3 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Curve Type Very Inverse Pickup 0.72 R-41-ZAN- Merlin Sepam Time Dial C 600/5 Gerin 40 Instantaneous 1.7 Pickup Delay 0.35 s Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.11 Plot Kurva TCC Tipikal 3 Kondisi Eisting 63

83 Untuk melakukan evaluasi koordinasi setting eisting, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada sisi LV dan HV trafo 10-TR-01, seperti terlihat pada Gambar Gambar 4.12 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal 3 Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel 4.20 dan Tabel Tabel 4.20 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 10-PDB-01 Time ID If (ka) Condition (ms) 100 R-10-TR-01B 9, CB-10-TR-01B Tripped by R-10-TR-01B 150 R-10-TR CB-10-TR-01 0,612 Tripped by R-10-TR-01B 64

84 Tabel 4.21 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P110TR01 atau Sisi HV Trafo 10- TR-01 Time ID If (ka) Condition (ms) 100 R-10-TR-01 2, CB-10-TR-01 Tripped by R-10-TR-01B 350 R-41-ZAN-557C 450 CB-41-ZAN- 557C 1,364 Tripped by R-10-TR-01B Dari Gambar 4.11 Plot Kurva TCC Tipikal 3 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih fasanya kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 1. Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada sisi LV 10-TR-01, maka R-10-TR-01B bekerja pertama kali dengan waktu trip 0,1 s. Jika R-10-TR-01B gagal untuk mengamankan adanya gangguan, maka rele R-41-TR-01 akan menjadi back-up dengan waktu trip 0,15 s. Antara R-10-TR-01B dan rele back-up bekerja secara bersamaan maka kurang tepatnya koordinasi proteksi. Pada tipikal 3 kondisi eisting setting waktu kerja R-10-TR-01B adalah 0,1 s. Hal ini kurang tepatnya setting time delay untuk R-10-TR-01B, karena rele ini berfungsi sebagai rele back-up bus 10-PDB Pada kondisi eisting Apabila terjadi hubung singkat minimum dan maksimum pada sisi LV 10-TR-01, rele R-41-TR-01 bekerja dengan waktu seketika atau yang bekerja rele 50. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Perhitungan harus memperhatikan manufaktur rele yang dipakai dan grading time harus sesuai dengan standar IEEE 242[1]. Perhitungan pada tipikal ini untuk setting rele dapat dilakukan dengan perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : 65

85 R-10-TR-01B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 505,2 A CT Ratio : 600 / 5 Isc.min bus 10-PDB-01 : 8,67 ka Isc.ma 4 cycle kontribusi bus 10-PDB-01 : 10,94 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 606 A Pickup = = = 1,01 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,3 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,38 Maka, dipilih TDS sebesar 0,4 Instantaneous Pickup Dipilih =

86 Pickup = = = 10 Time delay dipilih time delay = 0,3 detik R-10-TR-01 Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 30,62 A CT Ratio : 50 / 5 Isc.min bus B-P110TR-01 : 2,43 ka Isc.ma 4 cycle kontribusi bus 10-PDB-01 : 10,94 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 40 A Pickup = = = 0,8A Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,1 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,252 Maka, dipilih TDS sebesar 0,64 67

87 Instantaneous Pickup ( ) Dipilih = 800 Pickup = = = 16 Time delay dipilih time delay = 0,1 detik R-41-ZAN-557C Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 393,6 A CT Ratio : 600 / 5 Isc min 41-MCC-01B : 1,32 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-01B : 1,92 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 450 A Pickup = = = 0,7 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,9 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] 68

88 TDS = [( ) - ] TDS = 0,562 Maka, dipilih TDS sebesar 0,75 Instantaneous Pickup Dipilih = 960 Pickup = = = 1,6 Time delay dipilih time delay = 0,9 detik Setelah perhitungan untuk resetting tipikal 3 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting tipikal 3. Pada Gambar 4.13 merupakan plot kurva TCC resetting tipikal 3. Selanjutnya mensimulasikan resetting tipikal 3 dengan memberikan gangguan pada sisi LV dan HV trafo 10-TR-01. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel 4.15, Tabel 4.16, Tabel 4.22 dan Tabel Tabel 4.22 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus 10-PDB-01 Time ID If (ka) Condition (ms) 300 R-10-TR-01B 9, CB-10-TR-01B Tripped by R-10-TR-01B 538 R-10-TR-01B Phase- OC CB-10-TR-01B 0,612 Tripped by R-10-TR-01B Phase- OC

89 Tabel 4.23 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Bus B-P110TR01 atau Sisi HV Trafo 10- TR-01 Time ID If (ka) Condition (ms) 100 R-10-TR-01 2, CB-10-TR-01 Tripped by R-10-TR-01B 900 R-41-ZAN-557C 1000 CB-41-ZAN- 557C 1,364 Tripped by R-10-TR-01B Gambar 4.13 Plot Kurva TCC Tipikal 3 Kondisi Resetting 70

90 Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih pada tipikal 3 maka dapat disimpulkan : 1. Rele R-10-TR-01B berfungsi sebagai rele back-up apabila adanya gangguan hubung singkat atau arus lebih pada bus 10-PDB-01. Untuk itu R-10-TR-01B time delay disetting 0,3 s. Apabila adanya hubung singkat di sisi LV trafo 10-TR-01, maka rele yang bekerja pertama kali adalah rele R-10-TR-01B dengan waktu trip 0,3 s. Jika R-10-TR-01B gagal mengamankan adanya gangguan, maka R-10-TR-01 akan merasakan adanya arus lebih sehingga rele 51 bekerja dengan waktu trip 0,538 s. Adapun grading time telah memenuhi standar 0,2-0,4 s. 2. Rele R-10-TR-01 memenuhi persyaratan untuk kembali ke 0,1 s. Adapun persyaratanya adalah Isc ma pada bus LV trafo 10-TR-01 lebih kecil dari Isc min pada bus HV trafo 10-TR-01. Sehingga apabila adanya hubung singkat maksimum atau minimum pada sisi HV trafo 10-TR-01 maka rele R-10-TR-01 bekerja dengan waktu trip 0,1 s. 3. R-41-ZAN-557C berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557C. Ketika adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih time delay disetting 0,9 s Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 4 Koordinasi tipikal 4 merupakan koordinasi rele arus lebih dari motor 35-PBAM-331C hingga generator 41-ZAN-557B. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa FS-01A-04, C-35-PBAM- 331C,R-35-PBAM-331C, CB-41-ZAN-557B, dan R-41-ZAN-557B. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar

91 Gambar 4.14 Koordinasi Tipikal 4 Adapun data eisting terdapat pada Tabel Tabel 4.24 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 4 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Etremely Curve Type Inverse R-35-PBAM- Pickup 0.85 Merlin Sepam 331C 150/5 Time Dial 3 Gerin 40 Instantaneous 5.7 Pickup Delay 0.05 s Curve Type Very Inverse Pickup 1.1 R-41-ZAN- 557B Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 2.5 Instantaneous Pickup 4.7 Delay 0.35 s 72

92 Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.15 Plot Kurva TCC Tipikal 4 Kondisi Eisting Untuk melakukan evaluasi koordinasi setting eisting, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada motor 35-PBAM-331C, seperti terlihat pada Gambar

93 Gambar 4.16 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal 4 Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel Tabel 4.25 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-331C Time If ID Condition (ms) (ka) R-35-PBAM C 2,59 C- R-35-PBAM- Tripped by R-35-PBAM-331C C R-41-ZAN-557B CB-41-ZAN- 1, B 432 FS-01A-04 2,59 Tripped by R-41-ZAN-557B Dari Gambar 4.15 Plot Kurva TCC Tipikal 4 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih fasanya kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 74

94 1. Rele R-35-PBAM-331C berfungsi untuk mengamankan bus 41-MCC-01A apabila adanya hubung singkat atau gangguan arus lebih pada motor 35-PBAM-331C. Motor 35-PBAM-3331C dengan kapasitas 1500 HP merupakan beban paling terbesar. Motor 35-PBAM- 331C menggunakan metode starter Direct On Line (DOL) yang mempunyai 2 pengaman yaitu fuse dan kontaktor. Fuse berguna mengamankan motor apabila adanya gangguan hubung singkat, sedangkan kontaktor mengamankan motor apabila merasakan adanya arus lebih. Dari Gambar 4.15 terlihat bahwa kurang tepatnya setting rele R-35-PBAM-331C. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Adapaun perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : R-35-PBAM-331C Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 117,4 A CT Ratio : 150 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 2,51 ka Isc ma 4cycle kontribusi bus 41-MCC-01A : 4.9 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 129 A Pickup = = = 0,86 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,1 s t d = [( ) - ] 75

95 TDS = [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,42 Maka, dipilih TDS sebesar 0,71 FS-01A-04 Manufacturer Model Type FLA Tegangan Size 2 FLA 2 117,4 = 234,8 A Dipilih size = 200 A : Merlin Gerin : Fusarc CF : Power Fuse-CLF : 117,4 A : 12 kv R-41-ZAN-557B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 393,6 A CT Ratio : 600 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 1,2 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-01A : 1,92 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 450 A Pickup = = = 0,75 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,9 s 76

96 t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,56 Maka, dipilih TDS sebesar 0,73 Instantaneous Pickup Dipilih = 960 Pickup = = = 1,6 Time delay dipilih time delay = 0,9 detik Setelah perhitungan untuk resetting tipikal 4 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting tipikal 4. Pada Gambar 4.17 merupakan plot kurva TCC resetting tipikal 4. 77

97 Gambar 4.17 Plot Kurva TCC Tipikal 4 Kondisi Resetting Selanjutnya mensimulasikan resetting tipikal 4 dengan memberikan gangguan pada motor 35-PBAM-331C. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel

98 Tabel 4.26 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-331C Time If ID Condition (ms) (ka) 432 FS-01A-04 2, R-35-PBAM- 331C 675 C- R-35-PBAM- 331C 900 R-41-ZAN-557B 1000 CB-41-ZAN- 557B 2,59 1,219 Phase- OC1-51 Tripped by R-35-PBAM-331C Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557B Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih pada tipikal 4 maka dapat disimpulkan : 1. Rele R-35-PBAM-331C berfungsi sebagai pengaman bus 41-MCC-01A apabila ada gangguan hubung singkat pada motor 35-PBAM-331C. Jika ada gangguan hubung singkat maka yang bekerja adalah fuse, jika fuse gagal maka kontaktor akan merasakan adanya gangguan arus lebih dengan waktu trip 0,675 s. 2. R-41-ZAN-557B berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557B. Ketika adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih time delay disetting 0,9 s Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 5 Koordinasi tipikal 5 merupakan koordinasi rele arus lebih dari motor 35-PBAM-334A hingga generator 41-ZAN-557B. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa FS-01A-05, C-35-PBAM- 334A,R-35-PBAM-334A, CB-41-ZAN-557B, dan R-41-ZAN-557B. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar

99 Gambar 4.18 Koordinasi Tipikal 5 Adapun data eisting terdapat pada Tabel Tabel Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 5 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Standard Curve Type Inverse R-35-PBAM- Pickup 0.78 Merlin Sepam 334A 50/5 Time Dial 3.2 Gerin 40 Instantaneous 7.33 Pickup Delay 0.05 s Curve Type Very Inverse Pickup 1.1 R-41-ZAN- 557B Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 2.5 Instantaneous Pickup 4.7 Delay 0.35 s 80

100 Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.19 Plot Kurva TCC Tipikal 5 Kondisi Eisting Untuk melakukan evaluasi koordinasi setting eisting, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada motor 35-PBAM-334A, seperti terlihat pada Gambar

101 . Gambar 4.20 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal 5 Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel Tabel 4.28 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-334A Time If ID Condition (ms) (ka) 41,3 FS-01A-05 2,59 R-35-PBAM A 2,59 C- R-35-PBAM- Tripped by R-35-PBAM-331C A 350 R-41-ZAN-557B CB-41-ZAN- 1,219 Tripped by R-41-ZAN-557B B Dari Gambar 4.19 Plot Kurva TCC Tipikal 5 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih fasanya kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 1. Rele R-35-PBAM-334A berfungsi untuk mengamankan bus 41-MCC-01A apabila adanya hubung singkat atau 82

102 gangguan arus lebih pada motor 35-PBAM-334A. Motor 35-PBAM-334A dengan kapasitas 450 HP merupakan beban paling terbesar. Motor 35-PBAM- 334A menggunakan metode starter Direct On Line (DOL) yang mempunyai 2 pengaman yaitu fuse dan kontaktor. Fuse berguna mengamankan motor apabila adanya gangguan hubung singkat, sedangkan kontaktor mengamankan motor apabila merasakan adanya arus lebih. Dari Gambar 4.19 terlihat bahwa kurang tepatnya setting rele R-35-PBAM-334A. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Adapaun perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : R-35-PBAM-334A Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Very Invers FLA : 35,24 A CT Ratio : 50 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 2,51 ka Isc ma 4cycle kontribusi bus 41-MCC-01A : 4,86 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 49 A Pickup = = = 0,98 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,1 s t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] 83

103 TDS = [( ) - ] TDS = 1,09 Maka, dipilih TDS sebesar 1,44 FS-01A-05 Manufacturer Model Type FLA 35-PBAM-334A Tegangan Size 4 FLA 4 35,24 = 141 A Dipilih size = 125 A : Merlin Gerin : Fusarc CF : Power Fuse-CLF : 35,24 A : 12 kv R-41-ZAN-557B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 393,6 A CT Ratio : 600 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 1,2 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-01A : 1,92 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 450 A Pickup = = = 0,75 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,9 s t d = [( ) - ] 84

104 TDS = [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,56 Maka, dipilih TDS sebesar 0,73 Instantaneous Pickup Dipilih = 960 Pickup = = = 1,6 Time delay dipilih time delay = 0,9 detik Setelah perhitungan untuk resetting tipikal 5 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting tipikal 5. Pada Gambar 4.21 merupakan plot kurva TCC resetting tipikal 5. 85

105 Gambar 4.21 Plot Kurva TCC Tipikal 5 Kondisi Resetting Selanjutnya mensimulasikan resetting tipikal 5 dengan memberikan gangguan pada motor 35-PBAM-334A. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel

106 Tabel 4.29 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-PBAM-334A Time If ID Condition (ms) (ka) 41,3 FS-01A-05 2, R-35-PBAM- 334A 815 C- R-35-PBAM- 334A 900 R-41-ZAN-557B 1000 CB-41-ZAN- 557B 2,59 1,219 Phase- OC1-51 Tripped by R-35-PBAM-334A Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557B Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih pada tipikal 5 maka dapat disimpulkan : 1. Rele R-35-PBAM-334A berfungsi sebagai pengaman bus 41-MCC-01A apabila ada gangguan hubung singkat pada motor 35-PBAM-334A. Apabila ada gangguan hubung singkat maka yang bekerja adalah fuse, jika fuse gagal maka kontaktor akan merasakan adanya gangguan arus lebih dengan waktu trip 0,682 s. 2. R-41-ZAN-557B berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557B. Ketika adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih time delay disetting 0,9 s Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 6 Koordinasi tipikal 6 merupakan koordinasi rele arus lebih dari motor 35-CBEM-325A hingga generator 41-ZAN-557B. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa FS-01A-06, C-35-CBEM- 325A,R-35-CBEM-325A, CB-41-ZAN-557B, dan R-41-ZAN-557B. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar

107 Gambar 4.22 Koordinasi Tipikal 6 Adapun data eisting terdapat pada Tabel Tabel 4.30 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele Tipikal 6 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Standard Curve Type Inverse R-35-CBEM- Pickup 0.48 Merlin Sepam 325A 50/5 Time Dial 3 Gerin 40 Instantaneous 3.87 Pickup Delay 0.05 s Curve Type Very Inverse Pickup 1.1 R-41-ZAN- 557B Merlin Gerin Sepam /5 Time Dial 2.5 Instantaneous Pickup 4.7 Delay 0.35 s 88

108 Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.23 Plot Kurva TCC Tipikal 6 Kondisi Eisting Untuk melakukan evaluasi koordinasi setting eisting, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada motor 35-CBEM-325A, seperti terlihat pada Gambar

109 Gambar 4.24 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Tipikal 6 Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel Tabel 4.31 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-CBEM-325A Time If ID Condition (ms) (ka) 41,3 FS-01A-06 2,58 50 R-35-CBEM- 325A 120 C- R-35-CBEM- 325A 350 R-41-ZAN-557B 450 CB-41-ZAN- 557B 2,58 1,211 Tripped by R-35-CBEM-331C Tripped by R-41-ZAN-557B Dari Gambar 4.23 Plot Kurva TCC Tipikal 6 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih fasanya kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 90

110 1. Rele R-35-CBEM-325A berfungsi untuk mengamankan bus 41-MCC-01A apabila adanya hubung singkat atau gangguan arus lebih pada motor 35-CBEM-325A. Motor 35-CBEM-334A dengan kapasitas 250 HP merupakan beban paling terbesar. Motor 35-CBEM- 325A menggunakan metode starter Direct On Line (DOL) yang mempunyai 2 pengaman yaitu fuse dan kontaktor. Fuse berguna mengamankan motor apabila adanya gangguan hubung singkat, sedangkan kontaktor mengamankan motor apabila merasakan adanya arus lebih. Dari Gambar 4.23 terlihat bahwa kurang tepatnya setting rele R-35-CBEM-325A. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Adapaun perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : R-35-CBEM-325A Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Very Invers FLA : 21,92 A CT Ratio : 50 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 2,51 ka Isc ma 4cycle kontribusi bus 41-MCC-01A : 4,79 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 30,56 A Pickup = = = 1,04 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,1 s t d = [( ) - ] 91

111 TDS = [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 1,73 Maka, dipilih TDS sebesar 1,73 FS-01A-06 Manufacturer Model Type FLA 35-PBAM-334A Tegangan Size 5 FLA 5 21,92 = 109,6 A Dipilih size = 100 A : Merlin Gerin : Fusarc CF : Power Fuse-CLF : 21,92 A : 12 kv R-41-ZAN-557B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve Type : IEC Standard Invers FLA : 393,6 A CT Ratio : 600 / 5 Isc min 41-MCC-01A : 1,2 ka Isc ma 4cycle kontribusi 41-MCC-01A : 1,92 ka Time Overcurrent Pickup Dipilih = 450 A Pickup = = = 0,75 Time dial Waktu operasi minimum (t d ) = 0,9 s 92

112 t d = TDS = [( ) - ] [( ) - ] TDS = [( ) - ] TDS = 0,56 Maka, dipilih TDS sebesar 0,73 Instantaneous Pickup Dipilih = 960 Pickup = = = 1,6 Time delay dipilih time delay = 0,9 detik Setelah perhitungan untuk resetting tipikal 6 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting tipikal 6. Pada Gambar 4.25 merupakan plot kurva TCC resetting tipikal 6. 93

113 Gambar 4.25 Plot Kurva TCC Tipikal 6 Kondisi Resetting Selanjutnya mensimulasikan resetting tipikal 6 dengan memberikan gangguan pada motor 35-CBEM-325A. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel

114 Tabel 4.32 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 3 Fasa pada Motor 35-CBEM-325A Time If ID Condition (ms) (ka) 41,3 FS-01A-06 2, R-35-CBEM- 325A 889 C- R-35-CBEM- 325A 900 R-41-ZAN-557B 1000 CB-41-ZAN- 557B 2,58 1,211 Phase- OC1-51 Tripped by R-35-CBEM-331C Phase- OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557B Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih pada tipikal 6 maka dapat disimpulkan : 1. Rele R-35-CBEM-325A berfungsi sebagai pengaman bus 41-MCC-01A apabila ada gangguan hubung singkat pada motor 35-CBEM-325A. Apabila ada gangguan hubung singkat maka yang bekerja adalah fuse, jika fuse gagal maka kontaktor akan merasakan adanya gangguan arus lebih. 2. R-41-ZAN-557B berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557B. Ketika adanya gangguan hubung singkat atau gangguan arus lebih time delay disetting 0,9 s. 4.5 Koordinasi Ground Fault Relay Rele arus lebih gangguan ke tanah berfungsi untuk mengatasi adanya gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah. Untuk itu koordinasi rele arus lebih gangguan ke tanah harus dikoordinasikan sehingga dapat mengatasi gangguan ke tanah. Adanya pemasangan neutral grounding resistor (NGR) mempengaruhi nilai arus hubung singkat line to ground pada peralatan. Dalam koordinasi arus lebih gangguan ke tanah dilakukan pemisahan setiap level tegangan, karena pada level tegangan yang berbeda tidak merasakan adanya gangguan. 95

115 4.5.1 Koordinasi Ground Fault Relay Tipikal 1 Koordinasi tipikal 1 merupakan koordinasi rele arus lebih gangguan ke tanah dari motor 35-PBAM-331A hingga generator 41- ZAN-557C. Pengaman yang digunakan pada tipikal ini berupa FS-01B- 03, C-35-PBAM-331B,R-35-PBAM-331B, CB-41-ZAN-557C, dan R- 41-ZAN-557C. Koordinasi tipikal ini dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.26 Koordinasi Ground Fault Relay Tipikal 1 Adapun data eisting terdapat pada Tabel Tabel 4.33 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele GFR Tipikal 1 Manuf ID acturer Model CT Ratio Setting Standard Curve Type Inverse R-35-PBAM- Pickup 0.2 Merlin Sepam 331B 100/5 Time Dial 0.5 Gerin 40 Instantaneous 0.4 Pickup Delay 0.05 s 96

116 Lanjutan Tabel 4.33 Tabel Data Eisting Koordinasi Rele GFR Tipikal 1 Manuf ID Model CT Ratio Setting acturer R-41-ZAN- 557B Merlin Gerin Sepam /5 Curve Type Standard Inverse Pickup 0.2 Time Dial 1.34 Instantaneous Pickup Delay - - Untuk melakukan evaluasi koordinasi GFR setting eisting tipikal 1, maka perlu adanya simulasi dengan cara memberikan gangguan (fault insertion) pada motor 35-PBAM-331B, seperti terlihat pada Gambar 4.27 Gambar 4.27 Simulasi Gangguan Hubung Singkat pada Koordinasi GFR Tipikal 1 97

117 Untuk melihat kurva koordinasi proteksi pada eisting dapat dilihat melalui star TCC (Time Current Curve). Koordinasi pada kurva star TCC dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.28 Plot Kurva TCC GFR Tipikal 1 Kondisi Eisting Setelah melakukan simulasi perlu melihat sequence viewer untuk mengetahui urutan dan waktu kerja masing-masing rele. Adapun hasil simulasi terdapat pada Tabel

118 Tabel 4.34 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Eisting Saat Tejadi Gangguan 1 Fasa ke Tanah pada Motor 35-PBAM-331B Time If ID Condition (ms) (ka) R-35-PBAM- 50 Ground- OC B 0,198 C- R-35-PBAM- Tripped by R-35-PBAM-331B B Ground- OC R-41-ZAN-557C 2041 CB-41-ZAN- 557C 0, Ground - OC1-51 Tripped by R-41-ZAN-557C Ground - OC1-51 Dari Gambar 4.28 Plot Kurva TCC GFR Tipikal 1 dan simulasi adanya gangguan pada bus, terlihat bahwa koordinasi arus lebih ganguan ke tanah kurang tepat. Berikut akan dijelaskan kurang tepatnya setting koordinasi : 1. Rele R-35-PBAM-331B berfungsi untuk mengamankan bus 41-MCC-01B apabila adanya hubung singkat ke tanah pada motor 35-PBAM-331B. Pada koordinasi GFR rele R-35-PBAM-331B disetting time delay 0,05 s. 2. Pada generator 41-ZAN-557C settingan untuk rele 50G tidak diaktifkan, sehingga apabila ada gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah pada motor 35-PBAM-331B generator merasakan gangguan selama 1,9 s. 3. Pada koordinasi GFR kondisi eisting rele pengaman gangguan fasa ke tanah masih menggunakan kurva invers. Dari analisis kurva eisting dapat diketahui bahwa setting rele masih perlu disempurnakan agar bisa didapatkan koordinasi rele pengaman yang tepat. Untuk melakukan resetting ground fault relay menggunakan definite time. Adapaun perhitungan secara manual adalah sebagai berikut : R-35-PBAM-331B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve : Definite Time CT Ratio : 100/5 Isc LG : 199 A

119 Instantaneous Pickup Dipilih Iset = 40 A Maka pickup = = = 0,4 Time delay dipilih time delay = 0,1 detik R-41-ZAN-557B Manufacturer : Merlin Gerin Model : Sepam 40 Curve : Definite Time CT Ratio : 100/5 Isc LG : 199 A Instantaneous Pickup Dipilih Iset = 40 A Maka pickup = = = 0,4 Time delay dipilih time delay = 0,3 detik Setelah perhitungan untuk resetting koordinasi GFR tipikal 1 diperoleh, selanjutnya melakukan plot kurva TCC resetting koordinasi GFR tipikal 1. Pada Gambar 4.29 merupakan plot kurva TCC resetting GFR tipikal

120 Gambar 4.29 Plot Kurva TCC GFR Tipikal 1 Kondisi Resetting Selanjutnya mensimulasikan resetting koordinasi GFR tipikal 1 dengan memberikan gangguan pada motor 35-PBAM-331B. Simulasi ini sebagai perbandingan antara eisting dan resetting. Adapun untuk urutan dan waktu kerja rele dapat dilihat pada Tabel

121 Tabel 4.35 Urutan dan Waktu Operasi Rele Kondisi Resetting Saat Tejadi Gangguan 1 Fasa ke Tanah pada Motor 35-PBAM-331B Time If ID Condition (ms) (ka) R-35-PBAM- 100 Ground- OC1- ST 331B 0,198 C- R-35-PBAM- Tripped by R-35-PBAM-331B B Ground- OC R-41-ZAN-557C 400 CB-41-ZAN- 557C R-35-PBAM- 331B C- R-35-PBAM- 331B 0,099 0,18 Ground - OC1- ST Tripped by R-41-ZAN-557C Ground - OC1- ST Phase- OC1-51 Tripped by R-35-PBAM-331B Phase- OC1-51 Dari hasil evaluasi perhitungan rele pengaman arus lebih gangguan ke tanah pada tipikal 1 maka dapat disimpulkan : 1. Rele R-35-PBAM-331B berfungsi sebagai pengaman bus 41-MCC-01B apabila ada gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah pada motor 35-PBAM-331B dengan waktu trip 0,1 s. 2. Rele R-41-ZAN-557B berfungsi sebagai pelindung generator 41-ZAN-557B. Ketika adanya gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah rele GFR time delay disetting 0,3 s. 3. Antara rele utama dan rele back-up bekerja dengan grading time 0,2 s. 4. Dalam penentuan Iset disamakan, karena arus hubung singkat pada satu level tegangan mempunyai nilai yang sama. 102

122 5.1. Kesimpulan BAB V PENUTUP Setelah dilakukan simulasi dan analisa pada koordinasi rele arus lebih dan rele gangguan ke tanah pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block dapat disimpulkan bahwa: 1. Pada kondisi eksisting tipikal 1,2,3,4,5,dan 6, setelah dilakukan simulasi dan analisa bahwa koordinasi rele arus lebih tidak sesuai standard IEEE 242. Hal ini akan meyebabkan rele bekerja secara bersamaan apabila terjadi hubung singkat, karena pada koordinasi proteksi rele arus lebih antara rele utama dan rele back-up grading time kurang dari 0,2 s. Hal ini tidak sesuai dengan standard IEEE 242 antara rele utama dan rele back-up grading time 0,2-0,4 s. 2. Kesalahan koordinasi rele arus lebih pada tipikal 1,2,3,4,5,dan 6, adalah salah menentukan setting time dial dan time delay. 3. Setelah dilakukan evaluasi koordinasi rele arus lebih pada tipikal 1,2,3,4,5,dan 6, koordinasi rele arus lebih telah sesuai standard IEEE 242. Untuk perhitungan setting time dial mengacu pada datasheet merlin gerin. Adapun hasil resetting tipikal 1,2,3,4,5,dan 6, terdapat pada lampiran dan datasheet rele produk merlin gerin terdapat pada lampiran. 4. Untuk koordinasi rele arus lebih gangguan ke tanah cenderung mengabaikan NGR. Pada kondisi eksisting koordinasi menggunakan kurva invers. 5. Dari hasil evaluasi setting koordinasi rele arus lebih gangguan ke tanah dipilih Iset = 40 A dengan grading time 0,2 s dengan menggunakan kurva definite time. Adapun hasil resetting tipikal 7 yang merupakan koordinasi rele arus lebih gangguan ke tanah terdapat pada lampiran. 5.2 Saran Dengan mempertimbangkan hasil evaluasi yang telah dilakukan dan berdasarkan kesimpulan yang telah didapatkan, penulis dapat memberikan saran sebagai berikut : 1. Melakukan resetting koordinasi proteksi rele arus lebih pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block sehingga sesuai 103

123 dengan standard dan tidak adanya rele bekerja secara bersamaan. 2. Untuk koordinasi rele arus lebih gangguan ke tanah pada PT Medco Energi Singa Gas Field Lematang Block perlu adanya resetting dan disarankan menggunakan kurva definite time. 104

124 DAFTAR PUSTAKA [1] IEEE Std , IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems, The Institute of Electrical and electronics Engineers, Inc., New York, Ch. 15, [2] ANSI/IEEE STD Recommended Practice for Electrical Power Systems in Commercial Buildings. [3] Supriyanto, Adi, Analisis Sistem Tenaga 2, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. [4] Lazar irwin Electrical System Analysis and Design for Industrial Plant, McGraw-Hill Inc., USA, Ch, 1, [5] M.H.Hussain."Optimal Overcurrent Relay Coordination: A review", School of Electrical Systems Engineering Universiti Malaysia Perlis, Malaysia [6] Ir R.Wahyudi. "Diktat Kuliah Pengaman Sistem Tenaga Listrik", Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember,Surabaya. [7] ANSI/IEEE STD Recommended Practice for Electrical Power Systems in Commercial Buildings. [8] Gurevich, Vladimir, Electric Relays, Principle and Application, CRC Press, USA, Ch. 10, [9] Claudio Sergio Mardegan."Considerations in Applying IEEE Recommended Practice for Protection Coordination in Industrial and Commercial Power Systems-Part I", IEEE Vol 52, No 5. [10] Prasetya Hari, Nugraha. Studi Koordinasi Proteksi pada Jaringan Distribusi PT. PLN (PERSERO) APJ Gilimanuk Terhadapa Penerapan SFCL. Tugas Akhir. Instititut Teknologi Sepuluh Nopember: Surabaya,

125 Halaman ini sengaja dikosongkan 106

126 Hasil Resetting Rele Pengaman Arus Lebih dan Rele Pengaman Gangguan Ketanah 107

127 108

128 109

129 110

130 111

131 SINGA CPP and WELL SITES 112

132 Protection General Trip Curves Current IDMT Tripping Curves Multiple IDMT tripping curves are offered to cover most applications: b IEC curves (SIT, VIT/LTI, EIT) b IEEE curves (MI, VI, EI) b commonly used curves (UIT, RI, IAC). IEC Curves Equation Curve Type Coefficient Values k α β t d () I k T = I --- α -- β 1 I s Standard inverse / A Very inverse / B Long time inverse / B Etremely inverse / C Ultra inverse RI Curve Equation: IEEE Curves Equation Curve Type Coefficient Values A B p β t d () I A = B I --- p 1 I s T -- β t d () I 1 T = I I s Moderately inverse Very inverse Etremely inverse IAC curves Equation Curve Type Coefficient Values A B C D E β Inverse Very inverse Etremely inverse B D E t d () I = A I --- C I I s --- C 2 I --- C 3 I s I s T β B Schneider Electric. All Rights Reserved.

133 41-MCC-02A 0.4 kv B-35-PBAM-337A B-41-PBEM-364A B-35-PBAM-333A B-41-PBEM-351A B-37-CBEM-326 B-41-PBEM-368 B-35-HALM-210A B-35-HALM-203A B-31-HALM-201AA B-31-HALM-201AB B-36-PBHM-339 B-35-PBHM-336 B-35-PBAM-335A B-35-ZBEM-511 B-WO-01 B-35-HALM-202AA 35-PBAM-337A 75 kw 0.4 kv 41-PBEM-364A 11 kw 0.4 kv 35-PBAM-333A 30 kw 0.4 kv 41-PBEM-351A 30 kw 0.4 kv 37-CBEM kw 0.4 kv 41-PBEM kw 0.4 kv 35-HALM-210A 5.5 kw 0.4 kv 35-HALM-203A 18.5 kw 0.4 kv 41-MCC-03-EMERGENCY 0.4 kv ± B-35-NAP-681 B-41-CBEM-322 B-34-PBAM-342A B-35-PBAM-332A 41-MCC-01A 6.6 kv B-35-PBAM-331A B-35-HALM-202AB B-35-PBAM-331C B-P1-41-PDB-01 B-35-PBAM-334A 41-ZAN-557A 3.6 MW ± B-P1-41-ZAN-557A B-41-PBEM-408B B-41-PBEM-408A B-41-ZBEM-517 B-42-PBAM-391B B-41-PBEM-362B B-41-PBEM-373 B-41-PBEM-372 B-41-PBEM-363B B-41-CPTR-01 B-30-CPTR-02 B-30-CPTR-01 B-41-PBEM-362A B-41-BC-01B B-10-HVAC-01 B-42-PBAM-391A B-41-BC-01A B-10-UPS-01C B-10-UPS-01A/B B-41-PBE-361A-CP PBEM-408B 7.5 kw 0.4 kv 31-HALM-201AA 37.3 kw 0.4 kv 41-PBEM-408A 7.5 kw 0.4 kv 31-HALM-201AB 37.3 kw 0.4 kv 41-ZBEM kw 0.4 kv 36-PBHM kw 0.4 kv 42-PBAM-391B 15 kw 0.4 kv 35-PBHM kw 0.4 kv 41-PBEM-362B 11 kw 0.4 kv 35-PBAM-335A 11 kw 0.4 kv 41-PBEM kw 0.4 kv 35-ZBEM kw 0.4 kv 41-PBEM kw 0.4 kv WO kva 41-PBEM-363B 1.1 kw 0.4 kv 35-HALM-202AA 11 kw 0.4 kv 41-CPTR kva 41-PBEM-369B 150 kw 0.4 kv 30-CPTR kva 35-PBEM kw 0.4 kv 30-CPTR kva 41-PBEM kw 0.4 kv 41-PBEM-362A 11 kw 0.4 kv 35-NAP kva 41-CBEM kw 0.4 kv 41-BC-01B 11.7 kva 34-PBAM-342A 1.5 kw 0.4 kv 10-HVAC kva 35-PBAM-332A 7.5 kw 0.4 kv 42-PBAM-391A 15 kw 0.4 kv C-35-PBAM-331A C-35-PBAM-331C ± ± R ± ± 35-PBAM-331A 1500 HP 6.6 kv 35-HALM-202AB 11 kw 0.4 kv 41-BC-01A 11.7 kva 35-PBAM-331C 1500 HP 6.6 kv 10-UPS-01C 52.5 kva 41-PDB kva 10-UPS-01A/B 52.5 kva CB-41-ZAN-557A B-37-CBEM-325A 41-PBEM kw 0.4 kv ± Open C-35-PBAM-334A C-37-CBEM-325A ± ± R R ± ± 35-PBAM-334A 450 HP 6.6 kv R CB-41-ZAN-557B R 37-CBEM-325A 250 HP 6.6 kv 41-ZAN-557B 3.6 MW B-P1-41-ZAN-557B ± 6.6 kv B-P1TR01 DS CB-41-TR-01B 36-ZZZ-501-CP kva 41-PBE-361A-CP kva ± CB-41-TR-01 ± R ± ± R -2.5% TapP 41-TR kva 6.6/0.4 kv 7 %Z R CB-41-PDB-02 P1-41-PDB PDB kva ACB Open CB-41-MCC-02B CB-T-41-SWGR MCC-02B 0.4 kv ± ± 41-ZAN-557C 3.6 MW B-41-ZAN-557C ± ± R CB25 CB-41-ZAN-557C 41-MCC-01B 6.6 kv CB-41-TR-02 CB-10-TR-01 ± ± R ± ± R R 6.6 kv B-P1TR02-2.5% TapP 41-TR kva 6.6/0.4 kv 7 %Z B-34-PBAM-342B ± CB-41-ZAN-558B Open CB-41-PZZM-377B B-41-PZZM-377B 6.6 kv B-P110TR01 ± R ± R CB-10-TR-01B CB-41-TR-02B to-10-pdb-01 ± CB-41-ZAN-558A 34-PBAM-342B 1.5 kw 0.4 kv 41-ZAN MW B-35-PBAM-333B R R 41-PZZM-377B 0.75 kw 0.4 kv R 35-PBAM-333B 30 kw 0.4 kv CB-41-PZZM-377A B-41-PZZM-377A -2.5% TapP 10-TR kva B-35-PBAM-334B 6.6/0.4 kv 4 %Z 6.6 kv B-35-HALM-202BA 41-PZZM-377A 0.75 kw 0.4 kv 35-HALM-202BA 11 kw 0.4 kv C-35-PBAM-334B ± R ± 35-PBAM-334B 450 HP B-35-HALM-202BB CB-41-PBEM-371B B-41-PBEM-371B 41-PBEM-371B 5.5 kw 0.4 kv B-37-CBEM-325B 35-HALM-202BB 11 kw 0.4 kv B-35-PBAM-337B CB-41-PBE-361B-CP-501 B-41-PBE-361B-CP-501 C-37-CBEM-325B ± R ± 37-CBEM-325B 250 HP 6.6 kv 35-PBAM-337B 75 kw 0.4 kv 41-PBE-361B-CP kva B-35-PBAM-332B B-35-PBAM-331B 35-PBAM-332B 7.5 kw 0.4 kv CB-41-PBE-367-CP-501 B-41-PBE-367-CP PBAM-331B 1500 HP 6.6 kv B-35-HALM-210B 41-PBE-367-CP kva C-35-PBAM-331B ± R ± 35-HALM-210B 5.5 kw 0.4 kv CB-41-PBEM-371A B-41-PBEM-371A B-WO PBEM-371A 5.5 kw 0.4 kv WO kva CB-41-MCC-04C B-35-HALM-203B B-41-MCC-04C 41-MCC-04C 58.6 kva 35-HALM-203B 18.5 kw 0.4 kv B-41-PBEM-369C CB-41-MCC-04B B-41-MCC-04B 41-MCC-04B 58.6 kva ± 41-PBEM-369C 150 kw 0.4 kv B-35-PBAM-335B CB-41-MCC-04A B-41-MCC-04A 35-PBAM-335B 11 kw 0.4 kv 41-MCC-04A 58.6 kva B-41-PBEM-375 B-41-HVAC PBEM kw 0.4 kv 41-HVAC kva B-41-PBEM-364B CB-41-HVAC-01 CB-41-PBEM-363A B-41-PBEM-363A 41-PBEM-364B 11 kw 0.4 kv 41-PBEM-363A 1.1 kw 0.4 kv B-31-HALM-201BCA CB-35-PZZM-345A B-35-PZZM-345A 31-HALM-201BCA 30 kw 0.4 kv 35-PZZM-345A 0.75 kw 0.4 kv B-31-HALM-201BCB 31-HALM-201BCB 30 kw 0.4 kv CB-35-PZZM-345B B-35-PZZM-345B 35-PZZM-345B 0.75 kw 0.4 kv B-41-PBEM-351B 41-PBEM-351B 30 kw 0.4 kv CB-41-PBEM-369A ± B-41-PBEM-369A 41-PBEM-369A 150 kw 0.4 kv CB-41-CBE-321A-CP-501 B-41-CBE-321A-CP CBE-321A-CP kva CB-41-CBE-321B-CP-501 B-41-CBE-321B-CP CBE-321B-CP kva CB-41-PBE-366A-CP-501 B-41-PBE-366A-CP PBE-366A-CP kva One-Line Diagram - Lematang (Edit Mode) B-41-PBEM-369B B-35-PBEM-350 B-41-PBEM-352 B-36-ZZZ-501-CP-501 CB-41-PBEM-408B CB-41-PBEM-408A CB-41-ZBEM-517 CB-42-PBAM-391B CB-41-PBEM-362B CB-41-PBEM-373 CB-41-PBEM-372 CB-41-PBEM-363B CB-41-CPTR-01 CB-30-CPTR-02 CB-35-PBAM-337A CB-41-PBEM-364A CB-35-PBAM-333A CB-41-PBEM-351A CB-37-CBEM-326 CB-41-PBEM-368 CB-35-HALM-210A CB-35-HALM-203A CB-31-HALM-201AA CB-31-HALM-201AB CB-36-PBHM-339 CB-35-PBHM-336 CB-35-PBAM-335A CB-35-ZBEM-511 CB-WO-01 CB-35-HALM-202AA CB-41-PBEM-369B CB-30-CPTR-01 CB-41-PBEM-362A CB-41-BC-01B CB-10-HVAC-01 CB-42-PBAM-391A CB-41-BC-01A CB-10-UPS-01C CB-10-UPS-01A/B CB-41-PBE-361A-CP-501 CB-35-PBEM-350 CB-41-PBEM-352 CB-35-NAP-681 CB-41-CBEM-322 CB-34-PBAM-342A CB-35-PBAM-332A CB-35-HALM-202AB CB-41-PDB-01 B-41-PBEM-376 CB-41-PBEM-376 CB-36-ZZZ-501-CP-501 CB-34-PBAM-342B CB-35-PBAM-333B CB-35-HALM-202BA CB-35-HALM-202BB CB-35-PBAM-337B CB-35-PBAM-332B CB-35-HALM-210B CB-WO-02 CB-35-HALM-203B CB-41-PBEM-369C CB-35-PBAM-335B CB-41-PBEM-375 CB-41-PBEM-364B CB-31-HALM-201BCA CB-31-HALM-201BCB CB-41-PBEM-351B page 1 11:55:07 Jul 20, 2017 Project File: medco lematang1

134 RIWAYAT HIDUP PENULIS Imam Suri Tauladan, dilahirkan di Pekanbaru 28 Juni Merupakan anak ketiga dari pasangan Bapak Salman dan Ibu Erwati. Menempuh jenjang pendidikan di SD Cendana Pekanbaru tahun , SMP Cendana Pekanbaru tahun , SMA Cendana Pekanbaru , dan D3 Teknik Elektro Komputer Kontrol ITS. Penulis melanjutkan studinya ke S1 Teknik Elektro, Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Selama masa kuliah penulis aktif di Badan Eksekutif Mahasiswa sebagai Staff Akademik Kementrian Kesejahteraan Mahasiswa BEM ITS dan juga aktif sebagai Kepala Divisi Minat Bakat Himpunan Mahasiswa D3 Teknik Elektro ITS. Penulis dapat dihubungi di 115