2.2.6 Daerah Proteksi (Protective Zone) Bagian-bagian Sistem Pengaman Rele a. Jenis-jenis Rele b.

Transkripsi

1 DAFTAR ISI JUDUL SAMPUL DALAM... ii LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... iii LEMBAR PERSYARATAN GELAR... iv LEMBAR PENGESAHAN... v UCAPAN TERIMA KASIH... vi ABSTRAK... viii ABSTRACT... ix DAFTAR ISI... x DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR SINGKATAN... xiv DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup dan Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Muktahir (State of The Art Review) Tinjauan Pustaka Dasar-dasar Sistem Pentanahan Tujuan sistem pentanahan Jenis-jenis Pentanahan Gangguan Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah Dasar-dasar Sistem Pengaman Fungsi Rele Pengaman Syarat-syarat Rele Pengaman... 7 x

2 2.2.6 Daerah Proteksi (Protective Zone) Bagian-bagian Sistem Pengaman Rele a. Jenis-jenis Rele b. Bagian-bagian Rele c. Prinsip Dasar Rele d. Klasifikasi Rele Transduser a. Transformator Arus (CT) b. Transformator Tegangan (VT) c. PemutusTenaga(Circuit Breaker) Sistem Pengaman Transformator a. Jenis-jenis Gangguan Transformator Rele Arus Lebih (Over Current Rele) Rele Arus Lebih Seketika (Instantaneous) Rele Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time) Rele Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Time) Arus Pick Up (Kerja) dan Arus Drop Off (Kembali) Prinsip Dasar Perhitungan Arus Hubung Singkat Prinsip Dasar perhitungan setting hubung tanah (GFR) Prinsip Dasar perhitungan penyetelan waktu Rele Arus Lebih Waktu Tertentu dibandingkan dengan Waktu Terbalik BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Data Sumber Data Jenis Data Teknik Pengumpulan Data Analisis Data Alur Analisis xi

3 BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Sistem Pengaman Pada Saluran Distribusi Primer Setting Pengaman Sebelum Uprating Transformator 2 Di Gardu Induk Gianyar Perhitungan Setting Pengaman Perhitungan arus hubung singkat di bus bar 20 kv Perhitungan setting pengaman GFR pada penyulang 20 kv Perhitungan setting pengaman GFR pada incoming 20 kv Perhitungan setting pengaman NGR 40 Ohm Perhitungan setting pengaman SBEF Koordinasi setting rele GFR penyulang,gfr incoming dan rele SBEF Setting Pengaman Setelah Uprating Transformator 2 Di Gardu Induk Gianyar Perhitungan Setting Pengaman Perhitungan arus hubung singkat di bus bar 20 kv Perhitungan setting pengaman GFR pada penyulang 20 kv Perhitungan setting pengaman GFR pada incoming 20 kv Perhitungan setting pengaman NGR 40 Ohm Perhitungan setting pengaman SBEF Koordinasi setting rele GFR penyulang,gfr incoming dan rele SBEF Analisis Hasil Perhitungan Hasil perbandingan dari perhitungan arus hubung singkat 1 phasa ke tanah Analisis perbandingan dari perhitungan arus hubung singkat 1 phasa ke tanah Analisis hasil grafik dari koordinasi setting rele GFR penyulang,gfr incoming dan rele SBEF BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA xii

4 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Zona Proteksi Gambar 2.2 Sistem Proteksi Sederhana Gambar 2.3 Elemen Dasar Rele Gambar 2.4 Rangkaian sederhana rele arus lebih waktu seketika dan karakteristiknya Gambar 2.5 Rangkaian sederhana rele arus lebih waktu tertentu dan karakteristiknya Gambar 2.6 Rangkaian sederhana rele arus lebih waktu terbalik dan karakteristiknya Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian Gambar 4.1 Single Line Diagram Rele Pengaman Transformator xiii

5 DAFTAR SINGKATAN NGR SBEF kv MVA GI CB : Neutral Grounding Resistance : Stand by Earth Fault : kilo Volt : Mega Volt Ampere : Gardu Induk : Circuit Breaker xiv

6 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil perhitungan arus hubung singkat trafo 30 MVA Tabel 4.2 Hasil perhitungan arus hubung singkat trafo 60 MVA Tabel 4.3 Data Transformator 30 MVA dan 60 MVA Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Arus Hubung Singkat Tabel 4.5 Hasil Perhitungan GFR pada penyulang Tabel 4.6 Hasil Perhitungan GFR Pada Incoming 20 Kv Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Dari Setting Nilai NGR Tabel 4.8 Hasil Perhitungan SBEF xv

7 DAFTAR LAMPIRAN xvi

8 ABSTRAK Seiring dengan perkembangan beban yang terus meningkat di GI Gianyar maka transformator unit 2 berkapasitas 30 MVA akan di lakukan uprating (penggantian) dengan transformator berkapasitas 60 MVA. Untuk menjaga kontinyuitas dan keandalan aliran daya listrik sampai ke konsumen (beban), NGR (Neutral Grounding Resistance) dan rele SBEF (Stand by Earth Fault) dipergunakan sebagai peralatan pengaman dari gangguan hubung singkat 1 phasa tanah agar arus gangguan 1 phasa ke tanah tidak sampai mengalir ke titik netral transformator. Dari uprating transformator yang sudah di lakukan terjadi perubahan pada arus gangguan 1 phasa ke tanah jika menggunakan sistem pentanahan langsung (solid grounding) dengan nilai 1362,57 A menjadi 1838,21 A. Sedangkan nilai dari arus hubung singkat 1 phasa ke tanah setelah dipasangkan NGR 40 Ohm nilainya tetap sebesar 288,675 A, sehingga setting arus dan waktu rele SBEF tetap sebesar 90 A dan 7,067 detik. Hasil analisis pengaruh pemasangan NGR dan rele SBEF pada transformator 30 MVA dan 60 MVA terhadap gangguan hubung singkat 1 phasa ke tanah mempunyai kemampuan proteksi yang baik karena nilai arus gangguan yang mampu di kurangi menjadi 288,675 A setelah dipasangkan NGR 40 Ohm dan waktu yang di butuhkan SBEF untuk menangani gangguan 7,067 detik. Kata kunci : NGR 40 Ohm, Rele SBEF, Uprating. xvii

9 ABSTRAC Along with the development of ever-increasing burden on the GI Gianyar then the transformer unit 2 with a capacity of 30 MVA will be done uprating (replacement) with a capacity of 60 MVA transformer. To maintain the continuity and reliability of the flow of electrical power to the consumer (load), NGR (Neutral Grounding Resistance) and relay SBEF (Stand by Earth Fault) is used as the safety equipment of the short circuit phase ground to fault current 1 phase to the ground was not until the flow to the neutral point of the transformer. Uprating of transformers that have been done changes on 1 phase fault current to ground when using a direct earthing systems (solid grounding) with a value of A to become A. While the value of the short-circuit current 1 phase to ground after pairing NGR 40 Ohm value is fixed at A, so that the current setting and time relay SBEF fixed at 90 A and seconds. The results of the analysis of the effect of the installation of NGR and rele SBEF on the transformer 30 MVA and 60 MVA against short circuit 1 phase to ground has the ability good protection for the value of the fault current is able to be reduced into A after pairing NGR 40 Ohm and time is needed SBEF to handle distractions seconds. Keywords : NGR 40 Ohm, Relay SBEF, Uprating. xviii

10 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Jaringan pada sistem tenaga listrik, baik berupa jaringan sistem transmisi ataupun jaringan sistem distribusi memiliki peranan penting dalam hal penyaluran daya listrik,sehingga daya listrik tersebut dapat tersalurkan kepada konsumen (beban). Namun dalam proses penyaluran, terkadang timbul berbagai gangguan yang dapat menghambat kinerja sistem tenaga listrik. Untuk menjaga kontinyuitas dan keandalan sistem tenaga listrik dalam proses penyaluran daya listrik tersebut, maka dibutuhkan berbagai sistem proteksi (pengaman), sistem proteksi (pengaman) ini di harapkan juga bisa menjaga agar peralatan tidak mengalami kerusakan total akibat gangguan yang terjadi berupa gangguan hubung singkat, baik hubung singkat antar-phasa maupun phasa ke tanah (Hajar, 2005). Sistem proteksi (pengaman) ini diharapkan cepat, sensitif, selektif, dan andal dalam menangani berbagai gangguan yang terjadi. Salah satu sistem proteksi yang digunakan pada jaringan distribusi primer 20 kv adalah rele SBEF (Stand by Earth Fault).Rele SBEF ini di peruntukkan apabila terjadi gangguan satu phasa ke tanah, dimana lonjakan arusnya terlampau besar sehingga membuat NGR (Neutral Grounding Resistance) bekerja menanggulangi hal tersebut, disanalah SBEF (Stand by Earth Fault) berfungsi sebagai proteksi NGR (Neutral Grounding Resistance) sebagai bentuk antisipasi agar arus gangguan 1 phasa ketanah tidak sampai mengalir ke titik netral trafo. Rele SBEF merupakan rele pengaman cadangan yang digunakan pada saluran distribusi primer atau jaringan tegangan menengah 20 kv selain rele arus lebih dan rele gangguan ke tanah yang berfungsi untuk memproteksi terhadap gangguan antar phasa dan gangguan phasa ke tanah. Rele SBEF merupakan sistem proteksi (pengaman) terhadap NGR (neutral grounding resistance) saat terjadi hubung singkat phasa ke tanah,yang bertujuan untuk menjaga arus gangguan dari hubung singkat 1 phasa tanah tersebut tetap kecil. Jenis sistem pentanahan dengan pentanahan netral NGR merupakan sistem pentanahan yang xix

11 paling banyak digunakan pada PT. PLN (persero) selain jenis sistem pentanahan langsung (solid grounding). Sistem pentanahan dengan menggunakan NGR dipakai pada sistem sekunder transformator tenaga, yang bertujuan untuk mengurangi arus gangguan. Ketika terjadi arus gangguan tersebut SBEF bekerja sebagai proteksi dari NGR agar tidak terjadi kegagalan total sehingga arus gangguan tersebut tidak sampai mengenai titik netral transformator. Jaringan distribusi primer yang terdapat di Bali salah satunya adalah di unit Trafo 2 GI Gianyar yang sebelum di lakukan penggantian (uprating) memiliki kapasitas 30 MVA dan setelah di lakukan penggantian (uprating) menjadi berkapasitas 60 MVA. Pada trafo berkapasitas 30 MVA di pergunakan sistem pentanahan dengan metode pemasangan NGR 40 Ohm,namun hasil evaluasi pada GI Gianyar menunjukkan kegagalan proteksi pada pengaman gangguan hubung singkat satu phasa tanah sehingga terjadi trip pada transformator,hal ini menyebabkan metode pentanahan diganti menjadi pentanahan langsung (solid grounding) namun dari hasil evaluasi menunjukkan metode pentanahan langsung (solid grounding) menimbulkan arus gangguan yang cukup besar, setelah transformator di uprating menjadi berkapasitas 60 MVA sistem pentanahan kembali menggunakan metode pemasangan NGR 40 Ohm dan dalam sistem operasinya penyulang (feeder) 20 kv trafo 2 menggunakan rele SBEF (Stand by Earth Fault) sebagai proteksi NGR (Neutral Grounding Resistance) dan GFR (Ground Fault Relay) sebagai proteksi (pengaman) utama yang berfungsi sebagai pengaman akibat gangguan hubung singkat phasa - tanah. Pada skripsi ini akan dilakukan studi pengaruh pemasangan NGR dan koordinasi nilai setting rele SBEF (Stand by Earth Fault) sebagai proteksi NGR (Neutral Grounding Resistance) pada jaringan distribusi primer unit Transformator 2 GI Gianyar. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada skripsi ini, adalah bagaimana pengaruh pemasangan NGR (Neutral Grounding Resistance) 40 Ohm pada uprating unit transformator 2 GI Gianyar saat terjadi hubung singkat 1 phasa ke tanah? xx

12 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemasangan NGR (Neutral Grounding Resistance) 40 Ohm pada uprating unit trafo 2 GI Gianyar saat terjadi hubung singkat 1 phasa ke tanah. 1.4 Manfaat Penilitian Adapun manfaat dari penulisan skripsi ini adalah untuk menambah wawasan serta sebagai pengaplikasian dari ilmu yang diperoleh di bangku kuliah. Sedangkan untuk PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali, Area Pelaksana Pemeliharaan (P3B JB APP) Bali diharapkan dapat dipergunakan sebagai bahan pertimbangan dalam melakukan studi pemasangan NGR (Neutral Grounding Resistance) dan analisa setting rele SBEF (Stand by Earth Fault) pada sistem jaringan distribusi primer 20 kv unit Trafo 2 GI Gianyar. 1.5 Batasan Masalah Dikarenakan luasnya permasalahan, maka diperlukan adanya pembatasan masalah. Adapun pembatasan masalah dalam penulisan laporan akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Tidak membahas kontruksi NGR 40 Ohm 2. Tidak membahas masalah sistem proteksi yang lainnya. 3. Tidak membahas setting rele proteksi yang lainnya. 4. Tidak membahas konstruksi rele SBEF (Stand by Earth Fault). xxi