Perhitungan dan Pemilihan Trafo Pabrik 1. Perhitungan Trafo

Transkripsi

1 Perhitungan dan Pemilihan Trafo Pabrik 1. Perhitungan Trafo Jumlah kebutuhan beban: S total = 1500 kva kva kva kva kva = 7,5 MVA Perhitungan beban maksimum : Daya Total = FK x S total FK = 0,7 0,9 (dipilih 0,8) Daya Total = 0,8 x 7,5 MVA = 6 MVA Daya Terpakai = Daya total + 0% Daya total (0% merupakan daya cadangan yang digunakan untuk mengantisipasi adanya beban tambahan mendatang) Daya Terpakai = 6 MVA + (0% x 6 MVA) = 6 MVA + 1, MVA = 7, MVA Daya Kontrak PLN yang digunakan adalah 7,1MVA. Pemilihan Trafo Berdasarkan hasil perhitungan kapasitas daya terpasang diperoleh kapasitas daya terpasang sebesar 700 kva., maka sesuai standar nilai daya trafo yang tersedia di pasaran dipilih 3 trafo dengan daya sebesar 500 kva kerja paralel sehingga menghasilkan daya sebesar 7500 kva dengan mempertimbangkan syarat paralel trafo yaitu : 1. Tegangan kedua trafo harus sama.. Ratio belitan N1/N kedua trafo sama. 3. Impedansi kedua usahakan sama, trafo dengan kapasitas daya lebih kecil impedansinya harus lebih besar. 4. Ratio daya trafo besar dan kecil tidak melebihi 3 : 1. Karena daya yang tersambung diatas 00 kva, maka trafo tidak memakai GTT (Gardu Trafo Tiang), melainkan Gardu Distribusi. Penyediaan trafo ditanggung pelanggan dan rugi-rugi (kvarh) pada jaringan di tanggung pula oleh pelanggan. Berikut ini adalah hal-hal terpenting yang perlu diperhatikan dalam pemesanan transformator distribusi yang mempunyai tegangan tertinggi (untuk peralatan) 4 kv atau kurang, baik melalui impor maupun pembelian dalam negeri.

2 Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemesanan transformator antara lain : Daya Nominal Tegangan Input Sistem Tegangan ( satu phasa / tiga phasa) Rugi rugi Nol Load dan Load Losses Selengkapnya. dalam SPLN 8A: 1978 (Publikasi IEC 76-1 (1976). Berikut data spesifikasi beberapa trafo yang ada di pasaran : Trafo 1 : TRAFINDO Standar : SPLN 50/97 Rated primary voltage : 0000V (0 kv) Secondary Voltage : 400 V Kapasitas : 500 kva Tegangan Impedansi : 7% No Load losses : 4000 W Load Losses : 5000 W Total Losses : 9000 W Effciency at 75% load : 99,05 W Noise Level : 6 db Keterangan lengkap lihat catalog Trafo : Scneider Electric Minera Standar : EN /10 Rated primary voltage : 15 dan/atau 0 kv Secondary Voltage : 400 to 433 V Fasa-fasa, V fasa-n Kapasitas : 500 kva Tegangan Impedansi : 6%

3 No Load losses : 150 W Load Losses : 000 W Total Losses : 4150 W Effciency at 75% load : 99,3 W Noise Level : 66 db Keterangan lengkap lihat katalog Dari perbandingan trafo di atas maka dipilih trafo yang memiliki losses yang rendah maka dalam perencanaan ini dipilih 3 Trafo Merk Schneider Electric Minera dengan kapasitas daya sebesar 500 kva dan spesifikasi lengkap terdapat pada lampiran Katalog.

4 PENENTUAN ARUS NOMINAL UTAMA DAN ARUS NOMINAL CABANG Dalam perhitungan pengaman sekunder kita harus memperhatikan arus nominal untuk masing-masing kelompok. Arus Nominal Primer setiap trafo IN = VA 3 x 0 KV = 7,16 A KHA = 1,5 x 7,16 = 90, A Untuk trafo maka 90, x = 180,4 Menggunakan kabel merk Supreme NXSEbY 3x35 mm udara pada suhu keliling 30 C, standart IEC dengan KHA 173 A di HV HV TERMINAL LV Keterangan lebih lengkap lihat katalog Gambar I.1. Posisi HV

5 a) Arus nominal sisi sekunder In = KHA =1,5 x = 4510,5 A Menggunakan kabel NYY rm 8 x (1x185 mm ) dipasang di udara dengan KHA terus menerus 511 A tiap kabel pada suhu keliling 30⁰c. Jika dipasang 8 kabel maka KHAnya menjadi 4088 A, dianggap mencukupi karena dengan pertimbangan bebab tidak menyala 100%. Karena di parallel maka untuk busbar pada MDP = 4510 x = 900 A Menggunakan busbar telanjang dengan 1(100x5mm) dengan KHA tiap busbar sebesar 1310A, sehingga jika menggunakan 7 batang KHAnya menjadi 9170 A. Gambar I. Detail Pemasangan Di Tray Kabel kabel NYY 185 mm single core Vinyl clap Sepatu kabel 18 Setiap bushing sekunder Trafo Terdapa 8 kabel NYY rm 185 mm Gambar I.3 Detail Pemasangan Kabel Sekunder

6 b) Arus cabang Kelompok 1 Kelompok Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 5

7 PENENTUAN PENGHANTAR UTAMA DAN PENGHANTAR CABANG - Kelompok 1 : KHA = 1,5 x 165 A = 706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 8(1x185mm ) dengan sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada suhu keliling 30⁰c,jika 8 kabel berarti 783 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 170A. Ukuran (80x10mm) luas penampang 800mm, berat 7,1 kg/m - Kelompok : KHA = 1,5 x 165 A = 706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm ) dengan sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti 34,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 170A. Ukuran (80x10mm) luas penampang 800mm, berat 7,1 kg/m - Kelompok 3 : KHA = 1,5 x 165 A = 706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm ) dengan sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti 34,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 170A. Ukuran (80x10mm) luas penampang 800mm, berat 7,1 kg/m - Kelompok 4 : KHA = 1,5 x 165 A = 706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm ) dengan sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti 34,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 170A. Ukuran (80x10mm) luas penampang 800mm, berat 7,1 kg/m - Kelompok 5 : KHA = 1,5 x 165 A = 706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm ) dengan sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti 34,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 170A. Ukuran (80x10mm) luas penampang 800mm, berat 7,1 kg/m

8 Perhitungan Arus Hubung Singkat (Breaking Capacity) Psc = 500 MVA ⁰ (ralat) R (Ω) X (Ω) a. Jaringan Sisi Atas Z V P Cos 0,15 30 Sin 0,98 X X Z1. Sin , ,3136 R 3 1 Z1. Cos. 10 R , ,048 b. Transformator 3 cv R S Z Vsc 100 V0 x S = 0,01 X =1,49 Z R 1,49 c. Kabel Untuk 1 phasa

9 d. Busbar Kelompok I L 1 R K 1,5 0, 08 A 8010 Kelompok L 1 R K,5 0, 08 A 8010 Kelompok 3 Kelompok I X K1 0,045 0, 09 Kelompok X K 0,045 0, 09 Kelompok 3 L 1 R K 3,5 0, 08 A 8010 X K 3 0,045 0, 09 Kelompok 4 L 1 R K 4,5 0, 08 A 8010 Kelompok 4 X K 4 0,045 0, 09 Kelompok 5 L 1 R K 5,5 0, 08 A 8010 Kelompok 5 X K 5 0,045 0, 09 Arus hubung singkat pengaman utama a. R t = R 1 + R + R 3 = 0, ,01 + 0,16 = 0,18 Ω X t = X 1 + X + X 3 = 0, ,49 + 0,1 =,013 Ω

10 V 0 I SC 3. R X ka ,18, ,19kA 3,5 Arus hubung singkat pengaman cabang a. Kelompok 1 R t1 = R t + R 3 + R k1 = 0,18 + 0,16 + 0,08 = 0,406 Ω X t1 = X t + X 3 + X k1 =, ,09 + 0,1 =,313 Ω V 0 I SC 3. R X ka 3. 0, ,313 ka = 98,45 ka

11 b. Kelompok R t = R t + R 3 + R k = 0,18 + 0,16 + 0,08 = 0,406 Ω X t = X t + X 3 + X k =, ,09 + 0,1 =,313 Ω V 0 I SC 3. R X ka 3. 0, ,313 ka = 98,45 ka

12 c. Kelompok 3 R t1 = R t + R 3 + R k1 = 0,18 + 0,16 + 0,08 = 0,406 Ω X t3 = X t + X 3 + X k3 =,313 Ω =, ,09 + 0,1 V 0 I SC 3. R X ka 3. 0, ,313 ka = 98,45 ka

13 d. Kelompok 4 R t4 = R t + R 3 + R k4 = 0,18 + 0,16 + 0,08 = 0,406 Ω X t4 = X t + X 3 + X k4 =,313 Ω =, ,09 + 0,1 V 0 I SC 3. R X ka 3. 0, ,313 ka = 98,45 ka

14 e. Kelompok 5 R t5 = R t + R 3 + R k5 = 0,18 + 0,16 + 0,08 = 0,406 Ω X t5 = X t + X 3 + X k5 =, ,09 + 0,1 =,313 Ω V 0 I SC 3. R X ka 3. 0, ,313 ka = 98,45 ka

15

16 PEMILIHAN GENSET 1. PEMILIHAN GENSET A. Daya Yang Digunakan Genset Kapasitas Daya = FK x Beban total terpasang x 15 % = 0,8 x 7500 kva x 15 % = 7500 kva Berdasarkan besarnya daya genset yang digunakan dari hasil perhitungan maka rating kinerja genset yang diambil sesuai katalog CUMMINS POWER GENERATOR adalah 3 x 750 kva,karena daya kva tersebut sudah termasuk daya cadangan beban yang digunakan. B. Rating Pengaman Keluaran Genset 500 kva I N 3 x400v = 3608,43 A KHA = 1,5 x 3608,43 A = 4510,5 A Menuju panel genset menggunakan kabel NYY merk Supreme 8 x ( 1 x 300 mm ) berinti tunggal tiap fasa dengan KHA = 680 A. dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada suhu keliling 30⁰c,jika 8 kabel berarti 386 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Busbar ukuran 80 x 10 mm,dengan KHA 4600 jumlah 4 batang Stelan maksimum Pengaman Genset = 50% x In = 50% x 386A = 9655 A

17 Menggunakan Pengaman Untuk memindahkan dari sumber PLN ke Genset digunakan ATS. AUTOMATIC TRANSFER SWITCH Jika sumber dari PLN mati maka genset harus segera menyala untuk menggantikan sumber PLN. Dan demikian juga sebaliknya apabila tiba-tiba sumber PLN kembali masuk maka Genset harus segera OFF, karena genset dan PLN tidak boleh bekerja secara bersamaan, jika sumber PLN dan Genset masuk secara bersamaan maka akan terjadi kerusakan. Oleh karena itu diperlukan sistem interlocking antara PLN dan Genset. Dalam perencanaan ini alat yang digunakan adalah ATS (automatic transfer switch). ATS merupakan alat yang dapat mentransfer/memindah secara otomatis antara PLN dan Genset, sehingga lebih memudahkan dalam pengoperasian karena lebih cepat dan menghindarkan terjadinya kerusakan karena PLN dan Genset bekerja bersama-sama.

18 PERHITUNGAN SANGKAR FARADAY Medan listrik berpengaruh dan berbahaya bagi pekerja yang bekerja pada atau dekat sekali dengan bagian dari jaringan yang bertegangan. Pekerja dapat mempergunakan perlindungan untuk hal tersebut seperti sangkar faraday. Dalam perhitungan ini yang perlu diperhatikan adalah system pengaman dari sisi TR maupun TT pada trafo. Sesuai dengan catalog yang ada jarak aman sisi tegangan tinggi adalah = 500 mm dengan perkiraan panjang tangan manusia sekitar kurang lebih 500 mm.sehingga dapat terhitung sangkar faraday sesuai dengan dimensi trafo yang digunakan. Dimensi trafo yang digunakan dengan data sebagai berikut : Panjang (A) : 50 mm Lebar (B) : 1335 mm Tinggi (C) : 05 mm Sehingga diperoleh dimensi sangkar faraday terpasang sebagai berikut : Panjang : (jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x + panjang trafo : ( ) x + 50 mm : 450 mm. Lebar : (jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x + lebar trafo : ( ) x mm : 3335 mm Tinggi : (jarak aman trafo dengan atap) + tinggi trafo : 1000 mm + 05 mm : 305 mm

19 1000 mm 50 mm 450 mm 305 mm mm 00 mm 450 mm Gambar IV.1 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak depa Gambar sangkar faraday tampak atas 1000 mm 1000 mm 1335 mm 3335 mm Gambar IV. Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak atas

20 305 mm 05 mm 450 mm Gambar IV.3 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak samping

21 PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DAN DESAIN CELAH UDARA PADA GARDU INDUK Dalam kerjanya transformator tidak lepas dari kerugian salah satunya adalah panas, panas yang berlebihan pada trafo dapat mengakibatkan hal-hal yang tidak diinginkan antara lain : 1) Drop tegangan. ) Pemanasan pada minyak trafo yang berlebihan, sehingga menyebabkan turunnya kualitas minyak trafo yang dapat mengakibatkan tegangan tembus minyak trafo turun. Sehingga dalam kerjanya trafo menuntut sistem pendinginan yang baik, oleh karena itu sistem pendinginannya harus mempunyai kinerja yang baik, dari berbagai macam faktor yang mempengaruhi pendinginan salah satunya adalah sirkulasi udara, karena dalam perencanaan ini trafo yang digunakan diletakkan dalam ruangan (indoor). Untuk itu kita harus menghitung seberapa besar celah ventilasi yang dibutuhkan agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik. Celah ventilasi pada trafo dihitung pada saat load losses pada suhu 75 o C dengan losses sebesar 6500 Watt = 1,5 kw hal tersebut dapat dilihat pada data trafo. Data lain yang diketahui adalah sebagai berikut: 1) Temperatur udara masuk(t 1 ) 0 o C ) Temperatur udara keluar (t ) 35 o C 3) Koefisiensi muai udara 4) Tinggi ruangan = 4 meter. ( ) 1 73 Dengan data diatas dapat dicari volume udara yang dibutuhkan untuk mensirkulasi panas adalah sebagai berikut: V 860 Pv 1116 ( t t 1 x(1 t ) 1 ) dimana: Pv = rugi trafo (Kw) / no load losses + load losses = = 9 kw t 1 = temperatur udara masuk ( o C) t = temperatur udara keluar ( o C) α = koefisien muai udara

22 H = ketinggian ruangan (m) sehingga: V x( (35 0) ) V 1,38 m 3 s Kemampuan pemanasan udara yang mengalir disepanjang tangki trafo adalah H v dimana: H=ketinggian (m) ζ = koefisien tahanan aliran udara Koefisien tahanan aliran udara berbeda-beda tergantung pada kondisi daripada tempat diletakkannya trafo itu sendiri. Kondisi tempat ζ Sederhana Sedang Baik (jaringan konsen)>0 Apabila kondisi tempat dimisalkan adalah baik maka ζ = 9. Sehingga: 4 v 9 v 0,444 Maka dapat kita hitung celah ventilasi sebagai berikut:

23 qc (penampang celah udara yang masuk) : v V qc : 3 1,38m 0,444 s : 3,11 m Karena udara yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi daripada udara yang masuk yang diakibatkan proses pendinginan trafo dalam ruangan sehingga terjadi pemuaian maka ventilasi udara keluar yang dibutuhkan harus lebih besar daripada celah ventilasi udara masuk, dengan kata lain: q A q C Sehingga: q 1,1. A q C q A 1,1.3,11 q A 3,4 m Nilai perhitungan diatas adalah nilai minimum, sehingga pemakaian ventilasi udara bisa memakai ukuran yang lebih besar dari ukuran perhitungan diatas. Menurut PUIL 000, celah udara ventilasi yang diijinkan pada Gardu Induk adalah sebesar 0 cm /kva. Maka dari itu, perhitungan luas celah udara untuk ventilasi pada GI adalah sebagai berikut : Daya trafo = 500 kva Celah udara total = 500 x 0 = cm Ruangan yang digunakan sebagai tempat peletakkan transformator, mempunyai dimensi panjang x lebar x tinggi, 7m x 5m x 4m. Celah udara ini dirancang pada dinding sisi 5m. Celah udara seluas cm ini dibagi 4 celah ventilasi, celah ventilasi terdapat di dinding sisi bawah sebagai tempat masuknya udara, dan celah ventilasi terdapat sisi atas dinding sebagai tempat keluarnya udara.

24 Celah udara sisi bawah : Ventilasi udara sisi bawah adalah qc =3,11 m / cm. Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = cm. = cm Perancangan celah ventilasi sisi bawah ini didisain agak miring dan dipasang kassa yang terbuat dari bahan stainless steel agar benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator. Celah udara sisi atas : Ventilasi udara sisi atas adalah q A 3,4m / cm. Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = cm. = cm Perancangan celah ventilasi sisi atas ini didisain lebih luas dari ventilasi sisi bawah karena udara yang memuai akibat pemanasan trafo memiliki volume yang lebih besar daripada udara yang masuk. Selain itu, dipasang besi-besi teralis agar benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator. Luas total ventilasi sebesar cm. Celah ventilasi pada perancangan ini sudah memenuhi persyaratan PUIL 000 karena luas ventilasi minimum untuk transformator 500 kva sudah terpenuhi. Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran gambar

25 PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DESAIN TIANG TM, CUT OUT, DAN ARRESTER A. ARESTER Arrester dipakai sebagai alat proteksi utama dari tegangan lebih.. Karena kepekaan arrester terhadap tegangan, maka pemakainya harus disesuikan dengan tegangan sistem. Pemilihan lightning arrester dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat isolasi dasar yang sesuai dengan Basic Insulation Level (BIL) peralatan yang dilindungi, sehingga didapatkan perlindungan yang baik. Pada pemilihan arrester ini dimisalkan tegangan impuls petir yang datang berkekuatan 100 KV dalam waktu 0,1μs, jarak titik penyambaran dengan transformator 5 Km. Tegangan dasar arrester Pada jaringan tegangan menengah arrester ditempatkan pada sisi tegangan tinggi (primer) yaitu 0 KV. Tegangan dasar yang dipakai adalah 0 KV sama seperti tegangan pada sistem. Hal ini dimaksudkan agar pada tegangan 0 KV arrester tersebut masih tetap mampu memutuskan arus ikutan dari sistem yang effektif. Tegangan sistem tertinggi umumnya diambil harga 110% dari harga tegangan nominal sistem. Pada arrester yang dipakai PLN adalah : Vmaks = 110% x 0 KV = KV, dipilih arrester dengan tegangan teraan 8 KV. Koefisien Pentanahan Didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan rms fasa ke tanah dalam keadaan gangguan pada tempat dimana penangkal petir. Untuk menetukan tegangan puncak (Vrms) antar fasa dengan ground digunakan persamaan : Vrms = = Vm = 15,5 KV Dari persamaan di atas maka diperoleh persamaan untuk tegangan phasa dengan ground pada sistem 3 phasa didapatkan persamaan :

26 Vrms Vm (L - G) = 3 = 15,5 3 = 1,6 KV Koefisien pentanahan = 1,6 KV 15,5KV = 0,8 Keterangan : Vm = Tegangan puncak antara phasa dengan ground (KV) Vrms = Tegangan nominal sistem (KV) Tegangan pelepasan arrester Tegangan kerja penangkap petir akan naik dengan naiknya arus pelepasan, tetapi kenaikan ini sangat dibatasi oleh tahanan linier dari penangkap petir. Tegangan yang sampai pada arrester : E = e K. e. x E = 400 KV 0,0006 5Km = 133,3 KV Keterangan : I = arus pelepasan arrester (A) e = tegangan surja yang datang (KV) Eo = tegangan pelepasan arrester (KV) Z = impedansi surja saluran (Ω) R = tahanan arrester (Ω)

27 Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flashover dan probabilitas tembus isolator, maka 0% untuk faktor keamanannya, sehingga harga e adalah : e =1, BIL saluran Keterangan : e = tegangan surja yang datang (KV) BIL = tingkat isolasi dasar transformator (KV) Arus pelepasan nominal (Nominal Discharge Current) I = e Eo Z + R Z adalah impedansi saluran yang dianggap diabaikan karena jarak perambatan sambaran tidak melebihi 10 Km dalam arti jarak antara GTT yang satu dengan yang GTT yang lain berjarak antara 8 KM sampai 10 KM. ( SPLN 5-3,1983 : 11 ) R = tegangan kejut impuls 100 % arus pemuat = 105 KV,5KA = 4 Ω x400kv 133,3 I = 0 4 = 15,8 ka Keterangan : E = tegangan pelepasan arester (KV) e = puncak tegangan surja yang datang K = konsatanta redaman (0,0006)

28 x = jarak perambatan Jatuh tegangan pada arrester dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : V = I x R Sehingga tegangan pelepasan arrester didapatkan sesuai persamaan : e a = Eo + (I x R) Keterangan : I = arus pelepasan arrester (KA) Eo = tegangan arrester pada saat arus nol (KV) Eo = tegangan pelepasan arrester (KV) Z = impedansi surja (Ω) R = tahanan arrester (Ω) Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL) Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,5 x 40 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut. Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL) Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flasover dan probabilitas tembus isolator, maka 0% untuk faktor keamanannya, sehingga harga E adalah : e =1, BIL saluran e = 1, x 15 KV e = 150 KV Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,/50 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut. Sehingga dipilih BIL arrester yang sama dengan BIL transformator yaitu 15 KV

29 Margin Perlindungan Arrester Untuk mengitung dari margin perlindungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : MP = (BIL / KIA-1) x 100% MP = (15 KV/ 133,3 1) x 100% = 94,5 % Keterangan : MP = margin perlindungan (%) KIA = tegangan pelepasan arrester (KV) BIL = tingkat isolasi dasar (KV) Berdasarkan rumus di atas ditentukan tingkat perlindungan untuk tafo daya. Kriteria yang berlaku untuk MP > 0% dianggap cukup untuk melindungi transformator. Jarak penempatan Arrester dengan Peralatan Penempatan arrester yang baik adalah menempatkan arrester sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan Yang dilindungi digunakan persamaan sebagai berikut : Ep = ea + A x v = 133,3 KV KV / s x 300 m / s 8,3 = 6,6x x = 0,31 m jadi jarak arrester sejauh 31 cm dari transformator yang dilindungi. Perhitungan jarak penempatan arrester di atas digunakan untuk transformator tiang. Namun di wilayah Malang juga terdapat penempatan transformator di permukaan tanah dengan menggunakan kabel tanah. Transformator diletakkan di atas tanah dan terhubung dengan arrester yang tetap diletakkan di atas tiang melalui kabel tanah.

30 Tabel VI.1 Batas Aman Arrester Pemilihan Arrester Dalam hal ini pemilihan arrester yang digunakan untuk sistem tegangan menengah yaitu arrester katup. Arrester ini terdiri dari atas beberapa sela percik yang dihubungkan seri dengan resistor tak-linier. Resistor tak linier mempunyai tahanan yang rendah bila dialiri arus besar dan mempunyai tahanan yang besar saat dialiri arus kecil. Resistor tak-linier umumnya digunakan untuk arrester yang terbuat dari bahan silikon karbid. Kerja arrester ini tidak dipengaruhi keadaan udara sekitar karena sela percik dan resistor tak-linier keduanya ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup. B. CUT OUT Cut Out berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus lebih. Cut out dipasang pada sisi primer transformator, dalam menentukan cut-out hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah: Arus nominal beban untuk pemilihan rating arus kontinyu cut-out Tegangan sistem untuk pemilihan rating tegangan Penggunaan CO tergantung pada arus beban, tegangan sistem, type sistem, dan arus gangguan yang mungkin terjadi. Dalam pemilihan Cut Out, teragantung dari pemakaian trafo apakah memakai minyak atau trafo kering. Di dalam PUIL 000 hal 190, apabila menggunakan trafo kering, In Co dikalikan 15 % (maksimal).

31 In CO = 130 % X 500 kva 3 X 0kV = 93,81 A Dari data diatas dapat dipilih CO dengan spesifikasi sebagai berikut: Rating arus Rating tegangan : 93,81 A : 0 kv Untuk Jelasnya Lihat Lampiran...

32 PENTANAHAN BODY TRAFO, SANGKAR FARADAY, BODY CUBICLE Pada pentanahan body trafo, sangkar faraday,body cubicle harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal dengan catatan: Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m Luas penampang elektroda adalah 10 L.r mm 10 3,14. r r 10 3,14 r 6, 18mm Menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal Panjang elektroda ( l ) = 35 meter Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda 4L R pentanahan = ln 1.. a ln ,00618 = 4,06 Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan sistem pentanahan elektroda batang tunggal adalah sebesar 4,06 Ω. Sehingga memenuhi syarat PUIL. Permukaan tanah p L a Supaya batang elektroda tidak terlalu panjang maka dalam perencanaan pentanahan ini metode yang digunakan adalah metodetriangle untuk merencanakan metode pentanahan tersebut diketahui data-data sebagai berikut:

33 Diketahui r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3 m) l (panjang elektroda) : meter L (jarak antar elektroda) : 4 meter ( x panjang elektroda) Tahanan jenis tanah : 100 /meter (tanah Ladang) Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu : 1 1m k =. Factor pengali untuk konfigurasi triangle. 3 Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang dibutuhkan yaitu : x = 1 L 1 = = 1,5 L m = ln x = l ln r ln 1,5 1 ln 6,18 x10 3 =0,079 1 m k = = 3 1 1(0,079) 3 = 0,36 setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: o Rpt = k L o Rpt =, ,36 = Dengan menggunakan metode triangle maka tidak membutuhkan elektrode yang terlalu panjang. Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran

34 PENTANAHAN ARESTER DAN KABEL NAXSGBY Dalam perencanaan pentanahan ini metode yang digunakan adalah metodetriangle untuk merencanakan metode pentanahan tersebut diketahui data-data sebagai berikut: Diketahui r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3 m) l (panjang elektroda) : meter L (jarak antar elektroda) : 4 meter ( x panjang elektroda) Tahanan jenis tanah : 100 /meter (tanah Ladang) Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu : 1 1m k =. Factor pengali untuk konfigurasi triangle. 3 Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang dibutuhkan yaitu : x = 1 L 1 = = 1,5 L m = ln x = l ln r ln 1,5 1 ln 6,18 x10 3 =0,079 1 m k = = 3 1 1(0,079) 3 = 0,36 setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: o Rpt = k L o Rpt =, ,36 = Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

35 PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO, PANEL MDP BODY GENSET PANEL GENSET Pada pentanahan titik netral trafo, panel MDP, body Genset, dan panel genset harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan pentanahan system Triangle. Diketahui r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3 m) l (panjang elektroda) : meter L (jarak antar elektroda) : 4 meter ( x panjang elektroda) Tahanan jenis tanah : 100 /meter (tanah Ladang) Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu : 1 1m k =. Factor pengali untuk konfigurasi triangle. 3 Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang dibutuhkan yaitu : x = 1 L 1 = = 1,5 L m = ln x = l ln r ln 1,5 1 ln 6,18 x10 3 =0,079 1 m k = = 3 1 1(0,079) 3 = 0,36 setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: k o Rpt = = L o Rpt =, ,36 Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

36 Lubang kabel masuk Pipa besi Kabel pentanahan (BC) Lubang baut untuk sepatu kabel Kabel dipatri pada sepatu kabel Panjang pipa sesuai dengan panjang elektroda yaitu 35 meter dan ditanam sedalam panjang elektroda Gambar IX.1 Detail pemasangan elektroda pada pipa batu

37 PEMILIHAN KOMPONEN KUBIKEL A. Single Line Diagram Kubikel FEEDER INCOMING IMC METERING CM OUTGOING DM1A Arester Cut Out Mof ujung LBS (SF6) CT double sekunder Busbar 0 kv Earth switch (SF6) Fuse PT PT Earth switch (SF6) CB (SF6) CT double sekunder Coupling capacitor Coupling capacitor Mof ujung Mof ujung Ke incoming kubikel pelanggan Kubikel 0 kv adalah komponen peralatan untuk memutuskan dan menghubungkan, pengukuran, tegangan, arus maupun daya, peralatan proteksi dan control. Didalam perencanaan ini, pelanggan memesan daya kepada PLN sebesar 630 kva, pelanggan ini termasuk pelanggan TM / TM / TR sehinga trafo milik pelanggan, rugi-rugi di tanggung pelanggan, pengukuran di sisi TT dan trafo ditempatkan di gardu distribusi. Kubikel terdiri dari dua unit. Pertama adalah milik PLN (yang bersegel) dan kubikel milik pelanggan (hak pelanggan sepenuhnya). Setiap kubikel terdiri dari incoming, metering dan outgoing. Pada perencanaan ini, kubikel pelanggan dan PLN disamakan spesifikasinya, karena selain PLN, pelanggan juga perlu memonitoring metering milik pelanggan itu sendiri. Spesifikasi kubikel ialah: 1. Incoming : IMC. Metering : CM 3. Outgoing : DM1-A

38 1. INCOMING (IMC) Komponen pada IMC : *LBS (load break switch), *coupling kapasitor dan *CT - LBS Ialah pemutus dan penyambung tegangan dalam keadaan berbeban, komponen berbeban terdiri atas beberapa fungsi yaitu: 1. Earth Switch. Disconnect Switch 3. Load Break Switch Untuk meng-energized, proses harus berurutan (1--3) dan memutus beban harus dengan urutan kebalikan (3--1). - Coupling Capasitor Dalam penandaan kubikel membutuhkan lampu tanda dengan tegangan kerja 400 kv. Karena pada kubikel mempunyai tegangan kerja 0 kv, maka tegangan tersebut harus diturunkan hingga 400 V menggunakan coupling capasitor dengan 5 cincin yang menghasilkan output tegangan = 0 kv/5 = 400 V - Current Transformator (CT) Trafo yang digunakan adalah trafo dengan daya 630 kva. Sehingga arus nominalnya ialah: IN = VA = 7,16 A 3 x 0 KV

39 dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : 1. CT ARM / NF. Single Primary Winding 3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating : 50 A / 5 A 5. Ith : 1,5 ka 6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA, Class : 0,5 7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA 10P30 Lihat katalog kubikel Dimensi dan berat IMC : Panjang : 375 mm Lebar(kedalaman) : 500 mm Tinggi : 1600 mm Berat : 00k g (hanya panel) Accessories: Motor untuk mengoperasikan saklar mekanik Kontak Bantu Pengunci interlock Pemanas dengan daya elemen 150W Enclosure atau hubungan enclosure untuk pengawatan Phase comparator Indicator kesalahan Surge arrestors (hanya untuk kubikal 500 mm). METERING (CM) Terdiri atas Disconnector dan earthing switch, busbar 3 phasa, operating mecanism cs, LV circuit isolation switch, LV fuse, 3 fuse type UTE atau DIN 6.3 A, Voltage transformer heater 150 W (karena daerah degan tingkat kelembaban tinggi). - Load Break Switch type CS Dioperasikan dengan pengungkit yang terdiri atas :

40 1. Earth switch. Disconnect switch Auxiliary kontak untuk CM yaitu 10 + c lihat katalog kubikel halaman 44 - Voltage transformer Transformer VRQ-n / S1 phase to earth 50 Hz Rated voltege : 4 kv Primary voltage : 0 kv Secondary voltage : 100 V Thermal power : 50 VA Kelas akurasi : 0,5 Lihat katalog kubikel halaman 50 - Heater 150 W Heater digunakan sebagai pemanas dalm kubikel. Sumber listrik heater ini berdiri sendiri 0 V-AC. Difungsikan untuk menghindari flash over akibat embun yang ditimbulkan oleh kelembaban di sekitar kubikel. 3. OUTGOING (DM1-A) Terdiri atas: SF1 atau SF set circuit breaker (CB with SFG gas) Pemutus dari earth switch Three phase busbar Circuit breaker operating mechanism

41 Dissconector operating mechanism CS Voltage indicator Three ct for SF1 CB Aux- contact on CB Connections pads for ary-type cables Downstream earhting switch. Dengan aksesori tambahan: Aux contact pada disconnector Additional enclosure or connection enclosure for cabling from above Proteksi menggunakan stafimax relay atau sepam progamable electronic unit for SF1 CB. Key type interlock 150 W heating element Stands footing Surge arrester CB dioperasikan dengan motor mekanis. Lihat katalog kubikel Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : 1. CT ARJP / NF. Single Primary Winding 3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating : 50 A / 5 A 5. Ith : 5 ka 6. Untuk metering 5 A, Burden : 70 VA, Class : 0,5 7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA 5P0

42 Pemilihan Disconnecting Switch (DS). Disconnecting switch merupakan peralatan pemutus yang dalam kerjanya (menutup dan membuka) dilakukan dalam keadaan tidak berbeban, karena alat ini hanya difungsikan sebagai pemisah bukan pemutus. Jika DS dioperasikan pada saat keadaan berbeban maka akan terjadi flash over atau percikan-percikan api yang dapat merusak alat itu sendiri. Fungsi lain dari disconnecting switch adalah difungsikan sebagai pemisah tegangan pada waktu pemeliharaan dan perbaikan, sehingga dperlukan saklar pembumian agar tidak ada muatan sisa. Karena DS dioperasikan sebagai saklar maka perhitungannya adalah : I KVA( trafo ) 1,15 3 0kV I 500 kva 1,15 3 0kV = 8, 98 A Sehingga dipilih DS dengan type SF 6 with earthing switch. Pemilihan Load Break Switch. Kemampuan pemutus ini harus disesuaikan dengan rating nominal dari tegangan kerja, namun LBS juga harus mampu beroperasi saat arus besar ( Ics ) tanpa mengalami kerusakan. Cara pengoperasian LBS bisa secara manual yaitu digerakkan melalui penggerak mekanis yang dibantu oleh sisitem pegas dan pneumatic.pemilihan LBS ditentukan berdasarkan dengan Rating arus nominal dan tegangan kerjannya : I KVA( trafo ) 1,15 3 0kV I 500 kva 1,15 3 0kV = 8,98 A

43 Pemilihan Current Transformer. Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat dipilih CT dengan perhitungan sebagai berikut : a) Untuk incoming (IMC) Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : 1. CT ARM / NF. Single Primary Winding 3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating : 50 A / 5 A 5. Ith : 1,5 ka 6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA, Class : 0,5 7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA 10P30 b) Untuk outgoing (DM1A) Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : Transformer VRQ-n / S1 phase to earth 50 Hz Rated voltege : 4 kv Primary voltage : 0 kv Secondary voltage : 100 V Thermal power : 50 VA Kelas akurasi : 0,5 Pemilihan Potential Transformer Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat dipilih PT dengan perhitungan sebagai berikut : Transformer VRC / S1 phase to phase 50 Hz Rated voltege : 4 kv Primary voltage : 0 kv Secondary voltage : 100 V Thermal power : 500 VA Kelas akurasi : 0,5

44 Pemilihan CB CB = 50% x Ip = 50% x 7,16 A = 180,4 A

45 PERENCANAAN THREE CORE TERMINATION

46

47

48