Presentasi Sidang Tugas Akhir (Ganjil 2013) Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS. Nama : Rizky Haryogi ( )

Transkripsi

1 Presentasi Sidang Tugas Akhir (Ganjil 2013) Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS STUDI KELAYAKAN KOORDINASI PROTEKSI SALURAN DISTRIBUSI 20 kv PADA SISTEM KELISTRIKAN KERETA LISTRIK (KRL) DI PT. KERETA API INDONESIA (PERSERO) RESOR LAA 1.9 JATINEGARA, DKI JAKARTA Nama : Rizky Haryogi ( ) Dosen Pembimbing 1. Ir. R. Wahyudi 2. Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT.

2 DAFTAR ISI PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN TEORI PENUNJANG PERHITUNGAN DAN ANALISA KESIMPULAN

3 PENDAHULUAN (1) LATAR BELAKANG Kereta Listrik merupakan salah satu unit usaha yang dimiliki oleh PT. Kereta Api Indonesia (Persero). Karena perannya yang vital sebagai alat transportasi massal, kereta listrik membutuhkan suplai tegangan yang handal dan kontinu.

4 PENDAHULUAN (2) TUJUAN Memodelkan, mensimulasikan, dan menganalisis sistem kelistrikan GLAA Jatinegara. Mengetahui koordinasi rele pengaman arus lebih yang terpasang pada sistem kelistrikan GLAA Jatinegara saat ini. Mendapatkan setelan dan koordinasi pengaman arus lebih yang tepat pada sistem kelistrikan GLAA Jatinegara.

5 PENDAHULUAN (3) Batasan Masalah Peralatan pengaman yang disetting dan dikoordinasikan adalah rele arus lebih (overcurrent relay) dan fuse DC. Tempat pengambilan data hanya di Gardu Listrik Aliran Atas (GLAA) Jatinegara. Software yang digunakan untuk simulasi adalah menggunakan ETAP dan untuk menggambarkan kurva karakteristik rele pengaman arus lebih digunakan Star-Protective Device Coordination

6 DAFTAR ISI PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN TEORI PENUNJANG PERHITUNGAN DAN ANALISA KESIMPULAN

7 LANGKAH PENELITIAN START Pengumpulan Data dan Literatur Pemodelan Single Line Diagram Sistem pada Software ETAP Analisis Loadflow Simulasi dan Analisis Hubung Singkat Simulasi Setting Koordinasi Sistem Proteksi Resetting Rele Setting Koordinasi Aman? Tidak Ya Pembuatan Laporan STOP

8 DAFTAR ISI PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN TEORI PENUNJANG PERHITUNGAN DAN ANALISA KESIMPULAN

9 FUSE (I) Alat pemutus yang memiliki bagian yang dirancang khusus untuk melebur dan membuka rangkaian jika arus yang melewatinya melebihi suatu nilai tertentu dalam waktu tertentu. Salah satu karakteristik penting dari elemen fuse adalah hubungan antara waktu dengan arus yang membentuk kurva yang didefinisikan sebagai : Kurva Minimum Melting Time : menunjukkan perbandingan antara waktu dan arus pada saat pengaman lebur mulai meleleh karena adanya arus gangguan Kurva Maksimum Clearing Time menunjukan perbandingan antara waktu dan arus dari saat pengaman lebur meleleh kemudan putus hingga busur api padam.

10 Fuse (II) Dalam pemilihan fuse hal-hal yang perlu diperhatikan adalah 1. Voltage rating yaitu dimana harus mempertimbangkan kemungkinan overvoltages yang terjadi pada fuse tersebut. Overvoltages pada fuse harus dipertimbangkan agar mencegah malfunction yang mungkin terjadi pada fuse. 2. Current rating harus lebih besar atau sama dengan arus maksimum yang melewati fuse tersebut. Pemilihan current rating yang lebih besar juga diperbolehkan untuk mempertimbangkan dari sisi koordinasi proteksinya. 3. Interrupting rating adalah kemampuan fuse melakukan pemutusan ketika terjadi arus hubung singkat maksimum tanpa menimbulkan ledakan pada fuse.

11 RELE ARUS LEBIH Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur maka rele arus lebih bekerja. Berdasarkan karakteristik waktunya rele arus lebih dibedakan atas 3 jenis yaitu: Instantneous Rele Definite Rele Inverse Rele

12 DAFTAR ISI PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN TEORI PENUNJANG PERHITUNGAN DAN ANALISA KESIMPULAN

13 SISTEM DISTRIBUSI 20kV GLAA (Gardu Listrik Aliran Atas) Jatinegara

14

15 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 1 Pada tipikal 1 terdapat dua buah rele arus lebih yang akan diatur, yaitu OCR primer T.rect 3000 kw, dan OCR Grid U1. Rele arus lebih yang pertama adalah rele OCR primer T.rect 3000 kw yang merupakan rele arus lebih yang berperan melindungi bus 1. Selanjutnya ada rele OCR H2 sebagai pelindung Grid jika terjadi gangguan.

16 Penjelasan gambar kurva di samping adalah sebagai berikut : Adanya jeda cukup besar antara FLA trafo dan setting eksisting overcurrent pickup rele 23.

17 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 1 Rele primary T4 CB 6 Manufacturer : General Electric Model : Multilin IAC 52-B Curve Type : Inverse CT Ratio : 300 / 5 Isc max 4 cycle bus 1 : A Isc min 30 cycle bus 1 : 2500 A FLA primary T2 : 101 A Setting Arus IDMT (I >) Ips Ips 1,77 Ips 50 Dipilih Tap = 2 A (Range 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16) Time Setting IDMT Waktu operasi = td = 0.3 T = Time Dial T = T = T = 5.7 T 5.7 Dipilih T = 5,7 (Range T dengan step 0.01) Current Setting Highset (I >>) Ips Ips Ips 33.3 Dipilih Tap = 33.3 A (pickup range dengan step 1) Time delay (t>>) : 0,1 s

18 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 1 Rele Grid PLN CB H2 Manufacturer : ABB Model : REF 610 Curve Type : IEC-Extremely Inverse CT Ratio : 300 / 5 Isc max 4 cycle bus1 : 2890 A Isc min 30 cycle bus1 : 2500A FLA : A Setting Arus IDMT (I >) In Ip Ip In T = T = T = 0.66 T 0.66 Dipilih T = 1 (Range T 1 15 dengan step 0.1) Current Setting Highset (I >>) Ip 0,74 In Ip 6.67 In Dipilih Tap = 1 In (Range CT 0,3 5 In dengan step 0.1) Nilai Aktual Iset = 1 x 300 = 300 A Time Setting IDMT Waktu operasi = td = 1 T = Time Dial Ip Ip 6.7 Dipilih Tap = 6,7 In (Range CT 0,5 35In dengan step 0.1) Nilai aktual Iset = 6,7 x 300 = 2010 A Time delay (t>>) : 1.8s

19 Penjelasan kurva di samping adalah jeda antara FLA trafo dengan setting pickup rele 23 mengecil, sehingga apabila FLA trafo melebihi rating, rele 23 akan langsung trip

20 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 2 Pada tipikal 2 terdapat tiga buah rele arus lebih yang akan diatur, yaitu RelayD6, OCR H4S, OCR H4P. Rele arus lebih yang pertama adalah adalah rele yang melindungi hubung singkat di dekat beban (JGA) yang selanjutnya dibackup oleh OCR H4S, dan OCR H4P untuk melindungi Bus1 20 kv.

21 Penjelasan gambar kurva di samping adalah sebagai berikut : Tanda lingkaran berwarna merah menunjukkan bahwa koordinasi ini dirasa masih kurang sesuai karena dikhawatirkan akan terjadi salah koordinasi karena kurva karakteristik yang masih bertabrakan.

22 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 2 Rele R.D.6 CB33 Manufacturer : ABB Model : REB 500 Curve Type : Normal Inverse CT Ratio : 20 / 5 Isc max 4 cycle bus 2 : 287 A Isc min 30 cycle bus 2 : 249 A FLA = = = 14,4 A Setting Arus IDMT (I >) 1,2 FLA. < Ip< 0,8 Isc Min. Bus 2 1,2 14,4 < Ip < 0, ,28 < Ip < In Ip In 0.86 In < Ip < 9.96 In Dipilih Tap = 2,05 In (Range CT In dengan step 0.01) Setting Aktual Iset: Tap x CT.Prim = 2,05 x20 = 41 A Time Setting IDMT Waktu operasi = td = 0.1s T = Time Dial T = T = T> Dipilih T=0.04 (Range T dengan step 0.01) Current Setting Highset (I >>) Ip 0,8 Isc Min. Bus 2 Ip Ip In Ip 9.96 In Dipilih Tap = 9,96 In (pickup range CT In dengan step 0.1) Setting Aktual Iset : Tap x CT.Prim = 9,96 x20 = 199,2 A Dipilih time delay = 0,1 s

23 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 2 Rele Secondary H4S CB3 Manufacturer : ABB Model : REB 500 Curve Type : Normal Inverse CT Ratio : 20 / 5 Isc max 4 cycle bus 16 : 287 A Isc min 30 cycle bus 16 : 249 A FLA secondary T1 : A Current Setting IDMT ( I > ) 1,05 FLA secondary T1 < Ip < 0,8 Isc Min. Bus16 1, < Ip< 0, < Ip < In < Ip < In 1.01In < Iset < 9.96In Dipilih Tap = 1.1 In (Range CT In dengan step 0.01) Setting Aktual Iset : Tap x CT.Prim. 1.1x20 = 20,21 A Time Setting IDMT ( Time Dial ) Dipilih waktu operasi (t d ) =0,1+0,2= 0,3 s T = T= T> Dipilih T=0,06 (Range T dengan step 0.01) Current Setting High Set ( I>> ) Ip < 0,8 Isc Min. Bus16 Ip 0,8 249 Ip Ip < In Ip 9.96 In Ip = 9.96 In (pickup range CT In dengan step 0.1) Setting Aktual Iset : Tap x CT.Prim x 20 = A Time Delay Dipilih time delay = 0,3 s

24 Perhitungan dan rekomendasi koordinasi tipikal 2 Rele primary H4P CB H4 Manufacturer : ABB Model : REB 500 Curve Type : Normal Inverse CT Ratio : 10 / 5 Isc max 4 cycle bus 17 : 2890 A Isc min 30 cycle bus 17 : 2500 A FLA primary T1 : 5.77 A Current Setting IDMT ( I > ) 1,2 FLA primary T1< Iset < 0,8 Isc Min. Bus 17 1, < Ip < 0, < Ip< 2000 In < Ip < In 0,69 In < Ip < 200 In Dipilih Iset = 0.69 In (Range CT In dengan step 0.01) Setting Aktual Iset : Tap x CT.Prim= 0,69 x 10 = 6,9 A Time Setting IDMT ( Time Dial ) T = T = T > 0,08, ditentukan T= 0,08 (Range T dengan step 0.01) Current Setting High Set ( I>> ) Ip 0,8 x Isc Min. Bus1 Ip 0, Ip 2000 Ip < In Ip < 200 In Dipilih Iset = 11 In (pickup range CT In dengan step 0.1) Nilai Aktual : Tap x CT.Prim. 11 x 10 = 110A Time Delay Dipilih time delay = 0,12 s

25 Tanda lingkaran berwarna merah menunjukkan bahwa koordinasi antara OCR H4S dan H4P bisa dikatakan baik, karena tidak terjadi miss-coordination dan overlap antar rele tersebut. Jadi apabila terjadi gangguan hubung singkat pada Bus diatas beban,rele yang pertama kali bekerja adalah R D6, apabila gagal yang selanjutnya bertindak sebagai backup adalah OCR H4S, jika masih ada arus gangguan maka rele OCR H4P akan bekerja (trip).

26 Penjelasan kurva gambar di samping adalah : Pada kondisi eksisting kurva proteksi DCFuse 2 terdapat delay peleburan elemen fuse dari 0.08s hingga s. Hal ini bisa beresiko merusak peralatan yang seharusnya bisa terlindungi

27 DCFuse 2 Jenis DCFuse 2 : Gould Shawmut Tipe Fuse : A4BQ FLA : 1000 A I cont bus 14 : A Isc bus 14 : 7842 A Demi mempertimbangkan kapasitas arus kontinyu pada bus 14, maka dipilih rating fuse 650 A. Kapasitas arus kontinyu fuse, adalah 150% dari rating arus fuse, yaitu : I maks fuse : = 975A Jadi, DCFuse 2 adalah peralatan pengaman rectifier yang memiliki Isc -bus sebesar 7842 A dan memadamkan arus gangguan tersebut pada waktu 0,0104 s.

28 Penjelasan dari kurva di samping adalah : Tanda lingkaran berwarna merah menunjukkan bahwa apabila terjadi arus gangguan (Isc),elemen DC Fuse 2 akan langsung putus dan tidak terjadi delay.

29 DAFTAR ISI PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN TEORI PENUNJANG PERHITUNGAN DAN ANALISA KESIMPULAN

30 KESIMPULAN 1. Hasil plot kurva data eksisting GLAA Jatinegara memperlihatkan bahwa ada rele yang terjadi misscoordination dan overlaping antara rele utama dengan rele backup. Hal ini berarti koordinasi kerja antar rele tidak dapat berjalan dengan baik dan tidak sesuai urutannya. 2. Melakukan perhitungan manual dan disimulasikan. Hasil plot kurva hasil resetting GLAA Jatinegara memperlihatkan bahwa tidak ada rele yang terjadi miss-coordination dan overlaping antara rele utama dengan rele backup.

31 SARAN Karena adanya setelan yang kurang tepat serta koordinasi yang kurang baik pada beberapa peralatan pengaman tersebut, maka direkomendasikan untuk melakukan penggantian setelan sesuai dengan setelan yang diperoleh dari hasil analisis yang telah dilakukan dalam tugas akhir ini. Sehingga diharapkan dapat membantu pelayanan transportasi umum ini menjadi lebih optimal

32 SEKIAN TERIMAKASIH