BAB III METODOLOGI. 3.2 Tahap Pelaksanaan Penyusunan Laporan Akhir

Transkripsi

1 29 BAB III METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Untuk menyelesaikan Laporan akhir ini dibutuhkan data penunjang yang diperoleh dari : Tempat Penelitian : 1. PT. PLN (Persero) Gardu Induk (GI) Kraksaan 2. PT. PLN (Persero) Area Pelaksana Pemeliharaan (APP) Probolinggo 3. PT. PLN (Persero) Area Penyaluran Distribusi (APD) Surabaya 4. PT. PLN (Persero) Area Pengatur Beban (APB) Waru 3.2 Tahap Pelaksanaan Penyusunan Laporan Akhir Studi Literatur Studi literature ditujukan untuk mendapatkan teori-teori yang akan dijadikan landasan dalam penelitian ini. Studi ini meliputi tentang pemahaman teori dan konsep serta metode yang cocok untuk membentuk kerangka berfikir, agar penelitian ini bersifat logis dan terarah. Studi literature dilakukan dengan mempelajari buku-buku dan literature yang menunjang dalam penyusunan laporan akhir ini, antara lain : a. Mempelajari tentang sistem jaringan tenaga listrik secara umum dan global b. Mempelajari tentang sistem jaringan pada sebuah gardu induk c. Mempelajari tentang transformator dan gangguan yang bisa terjadi pada transformator d. Mempelajari arus hubung singkat sebagai gangguan dalam sistem jaringan e. Mempelajari tentang sistem proteksi pada transformator daya

2 Observasi Observasi yang dilakukan adalah dengan mengambil data dan pengamatan secara langsung pada Gardu Induk Kraksaan. Observasi dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan data data yang akan digunakan dalam laporan akhir ini. Data yang akan diambil sebagai pendukung laporan akhir ini meliputi single line diagram dari sistem proteksi yang terpasang, spesifikasi relay terpasang, dan setting relay yang terpasang, serta spesifikasi transformator 1 dengan kapasitas 60 MVA yang ada di Gardu Induk Kraksaan Wawancara Wawancara dilakukan dengan mengumpulkan informasi kepada petugas operator gardu induk dan supervisor gardu induk kraksaan, selain itu juga Supervisor Relay yang ada di Area Pemeliharaan Penyaluran (APP). 3.3 Diagram Alir Penyelesaian Masalah / Analisis Data (Khusus) Tahapan tahapan yang dilaksanakan untuk menyelesaikan permasalahan yang akan dibahas adalah sebagai berikut :

3 31 MULAI Pengumpulan Data : - Single Line Sistem Proteksi Transformator 1 di GI Kraksaan - Spesifikasi transformator 1 GI Kraksaan - Spesifikasi Relay Terpasang pada Transformator 1 GI Kraksaan - Setting Relay Terpasang - Data beban puncak pada Transformator 1 GI Kraksaan sebelum uprating dan sesudah uprating - Data Impedansi PERHITUNGAN Arus Hubung Singkat Pegolahan data dan PERHITUNGAN Setting Proteksi relai REF Trafo 1 GI Kraksaan ANALISA berdasarkan hasil setting relai REF SIMULASI hasil koordinasi dengan studi kasus untuk membuktikan bahwa koordinasi sudah tepat Apakah sudah sesuai benar? TIDAK YA Menarik Kesimpulan SELESAI Gambar 3.1. Diagram Alir Analisa Laporan Akhir

4 32 Penjelasan tahap tahapan diatas adalah sebagai berikut ini : 1. Pada tahap mulai, dipersiapkan data data yang dibutuhkan dan dilakukan persiapan dalam pengambilan data, observasi, dan analisa data. 2. Tahap berikutnya dilakukan pemngambilan data. Data data yang diambil adalah : a. Single Line Sistem Proteksi Trafo 1 di GI Kraksaan b. Spesifikasi Trafo 1 GI Kraksaan c. Spesifikasi Relay Terpasang pada Trafo 1 GI Kraksaan d. Setting Relay Terpasang e. Data beban Keluaran penyulang pada trafo 1 GI Kraksaan 3. Tahap selanjutnya adalah menghitung arus hubung singkat maksimal yang melewati bay transformator. Arus hubug singkat yang dihitung adalah Arus hubung singkat 1 fasa ke tanah 4. Tahap berikutnya adalah pengolahan data dengan perhitungan manual dalam menghitung sistem proteksi yang dipasang di transformator I Gardu Induk Kraksaan. Perhitungan yang dilakukan adalah perhitungan setting relai terpasang pada transformator I GI Kraksaan sesudah uprating. 5. Jika sudah, masuk ketahap koordinasi yaitu menentukan koordinasi dari rele rele yang terpasang agar dapat bekerja menjadi jauh lebih efektif. Koordinasi yang dilakukan adalah koordinasi berdasarkan nilai setting hasil perhitungan. 6. Setelah dilakukan koordinasi, maka tahap selanjutnya adalah mensimulasikan koordinasi hasil perhitungan yang ditentukan sebelumnya dengan studi kasus. Studi kasus dilakukan dengan memberikan beberapa titik gangguan, dan menentukan relai mana yang bekerja mengatasi titik gangguan tersebut. 7. Kemudian hasil simulasi tersebut dianalisa apakah koordinasi yang ditentukan sebelumnya sudah tepat atau belum, jika sudah tepat maka masuk ke tahap selanjutnya, jika belum tepat kembali ke tahap 4, yaitu perhitungan kembali setting rele terpasang.

5 33 8. Jika semua tahap diatas sudah dilakukan maka analisa laporan akhir dikatakan selesai. Tahap selanjutnya adalah menarik kesimpulan dari analisa yang sudah dibuat. Setelah kesimpulan dibuat, maka laporan akhir dinyatakan selesai 3.4 Data Trafo Tenaga a. Trafo Baru Merek trafo / type Kapasitas trafo tenaga Rasio Tegangan Impedansi hubung singkat Vektor group Arus Nominal sisi Primer Arus Nominal sisi Sekunder : Shandong Takai Transformer Co.,Ltd : 60 MVA : (150 / 20) kv : Z% = 12.91% pada tap 1 (awal) Z% = 12.31% pada tap 9 (tengah) Z% = 12.27% pada tap 17 (akhir) : Ynyn0(d) : In = A : In = A b. Trafo Lama Merek trafo / type Kapasitas trafo tenaga Rasio Tegangan Impedansi hubung singkat Vektor group Hubungan belitan trafo Arus Nominal sisi Primer Arus Nominal sisi Sekunder : Hyundai : 30 MVA : (150 / 20) kv : Z% = % pada tap 10 (tengah) : Ynyn0(d) : Shell type : In = A : In = 866 A

6 Trafo Arus a) Sistem Baru Sisi Primer (150 kv) Sisi Netral 150 kv Sisi Sekunder (20 kv) Sisi Netral 20 kv Sisi NGR : 400/5 A : 300/5 A : 1000/5 A : 50/5 A : 50/5 A b) Sistem Lama Sisi Primer (150 kv) Sisi Netral 150 kv Sisi Sekunder (20 kv) Sisi Netral 20 kv Sisi NGR : 200/5 A : 300/5 A : 2000/5 A : 50/5 A : 50/5 A Sistem Pentanahan Kapasitas : 500 Ω Kemampuan Arus Maksismum : 25 A Kemampuan Arus Kontinyu : 10 A Waktu maksimum NGR : 10 detik Impedansi Sumber (150 kv) pada GI Kraksaan yang dipasang Trafo Impedansi urutan positif : R 1 = Ω + X 1 = j Impedansi urutan negaitif : R 2 = Ω + X 2 = j Impedansi urutan nol : R 0 = Ω + X 0 = j

7 Data Spesifikasi Relai Terpasang Tabel 3.1. Tabel Data Spesifikasi Relai Terpasang No Nama Relai Sistem Lama Sistem Baru 1 Relai Diferensial (87) (T87) Merk G E C TOSHIBA Type MBCH 12 GRT MODEL 101D A0 CT primer 200/5 A 400/5 A CT sekunder 1000/5 A 2000/5 A Arus Nominal 5 A 5 A 2 Restricted Earth Fault (REF) Merk - include Differential sistem CT np - 300/5 A CT ns - - I REF 1-10% = 0.5 A I REF OCR Primer (P51) (P51) Merk G E C TOSHIBA Type MCGG 62 GRE MODEL 402A Rasio CT 200/5 A 400/5 A Arus Nominal 5 A 5 A I > 0.65 A = 3.25 A = 130 A 0.69 In = 3.45 = 276 A t > TD 0.3 (SI) TD 0.28 (SI) I >> 9 x Iset = 1170 A 9 x Iset = 2484 A t >> Instan Instan 4 OCR Netral Primer (GFR) (NP51) (NP51) Merk G E C include OCR primer sistem Type MCGG 22 include OCR primer sistem Ratio CT 300/5 A 300/5 A Arus Nominal 5 A 5 A Io > 0.2 A = 1.0 A = 60 A 0.38 In = 1.9 = 152 A to > (D8) 2 sec (def)

8 36 No Nama Relai Sistem Lama Sistem Baru 5 OCR Sekunder (S51) (S51) Merk - AREVA Type - MICOM P122 Ratio CT /5 A Arus Nominal - 5 A I > x In = 5.2 A = 2080 A t > - TD 0.18 (SI) I inst Is = 3.65 In = 18.2 = 7274 A t inst sec 6 OCR Netral Sekunder (GFR) (NS51) / SBEF (NS51) / SBEF Merk G E C G E C Type MCGG 22 MCGG 22 Ratio CT 50/5 A 50/5 A Arus Nominal 5 A 5 A I > 0.15 In = 0.75 A = 7.5 A 0.2 In = 1 A = 10 A t > TD (LTI) TD 0.1 (LTI) t >> TI + 3sec TI + 4 sec 3.5 REF (RESTRICTED EARTH FAULT) Restricted Earth Fault (REF) berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah pengaman transformator khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relai Diferensial.

9 Tegangan Kerja REF REF Sisi primer (87NP) CT150 Vr RL2 CTN150 R Gambar 3.2. Rangkaian REF Sisi Primer [5] Tegangan jepit pada relai dari sisi CT netral adalah : V rn = (R CTN + 2.R L2 ) x I hs / C TN (V) (3.1) Tegangan jepit pada relai dari sisi CT fasa adalah : V r = (R CT R L1 ) x I hs / CT 150 (V) (3.2) Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar. Setting tegangan harus lebih besar dari Vr : V set = k.v r (V) (3.3) dimana, k adalah faktor keamanan k = 1.5 3

10 REF Sisi sekunder (87NS) CT20 NGR RL1 CTN20 RL2 Vr R Gambar 3.3. Rangkaian REF Sisi Sekunder [5] Tegangan jepit pada relai dari sisi CT netral adalah : V rn = (R CTN + 2.R L2 ) x I hs / CT N (V) (3.4) Tegangan jepit pada relai dari sisi CT fasa adalah : V r = (R CT R L1 ) x lhs / CT 20 (V) (3.5) Untuk menentukan Vr yang dipakai dalam perhitungan setting pilih nilai tegangan yang paling besar. Setting tegangan harus lebih besar dari Vr : Vset = k.vr (V) (3.6) dimana, k adalah faktor keamanan k = 1.5 3

11 Arus Kerja REF Setting arus harus sensitive untuk gangguan dipilih. Dimana, In adalah arus nominal relai. I set = ( ) x In. Arus kerja minimum relai juga dipengaruhi oleh jumlah inti CT (n) dan arus magnetisasi CT (I mag ) itu sendiri., sehingga arus operasi minimum menjadi : I op = ( I set + n. I mag ) (A) (3.7) Dimana, n adalah jumlah core CT dan Imag adalah arus magnetisasi CT pada tegangan Vr. Dengan demikian, maka sensitifitas pengamanan (s) menjadi : s = (I op / In) x 100% (3.8) Stabilitas Resistor (Rs) REF Untuk setting resistor yang digunakan adalah sebagai berikut : Rs = [ ] Ω (3.9)