ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG

Transkripsi

1 ISSN ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, 8-93 ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG Yulistiawan, Bachtiar Hasan, Hasbullah Program Studi Pendidikan Teknik Elektro FPTK UPI Jl. Dr. Setiabudhi 07 Bandung yulistiawan_upi@yahoo.co.id Diterima : 8 Juli 0 Disetujui : 07 Agustus 0 Dipublikasikan : September 0 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh tekanan gas SF 6 terhadap busur api yang terjadi akibat arus gangguan ataupun arus normal pada waktu pemutusan tenaga listrik berlangsung. Busur api yang timbul saat terjadi pemutusan PMT bersifat dapat merusak peralatan terutama PMT itu sendiri. Oleh karena itu Gas SF 6 yang dipakai sebagai media isolasi pada PMT bertujuan untuk meredam terjadinya proses busur api. Analisis yang dilakukan adalah untuk mengetahui besarnya arus gangguan yang dapat terjadi pada Gardu Induk Cigereleng Bandung dan perhitungan peredaman busur api terhadap tekanan gas SF 6 pada PMT. Hasil dari analisis yang didapat besarnya arus gangguan pada sisi 0 k dengan gangguan 3 Fasa, Fasa dan Fasa ke tanah dengan jarak 5% dari panjang penyulang adalah sebesar 3.64,8 Ampere, 3.936, Ampere dan 884,9 Ampere. Kemudian menunjukkan bahwa semakin besar tekanan gas SF 6 maka semakin turun laju kecepatan busur api yang terjadi pada waktu pemutusan. Berdasarkan hasil ini menunjukkan pada tekanan 6, bar yang tertera pada indikator tekanan gas SF 6 pada PMT mampu menghentikan busur api pada jarak celah kontak sejauh,896 cm. Kata kunci: gardu induk, PMT, Gas SF 6,. ABSTRACT The research of this thesis aims to analysis the effect of SF 6 pressure by the arcing fault current or disconnection of electricity. Arc at the time of termination can damage equipment. Therefore, SF 6 is used as an insulating medium in the PMT aims to reduce the occurrence of the arc. The analysis conducted was to determine the magnitude of fault current that can occur in Bandung Cigereleng substation and the calculation of damping arc of SF 6 pressure in the PMT. The results obtained from analysis of the magnitude of fault current at 0 k with impaired hand 3 phase, phase and a phase to ground with 5% of long-distance feeders amounted to Ampere, and Ampere. Then show that the greater the SF 6 pressure then progressively down the speed of the arc that occurs at the time of termination. Based on these results demonstrate the pressure of 6. bar indicated on the SF 6 pressure indicators on the PMT is able to stop the arcing contact gap at distances as far as.896 cm. Keywords : PMT, SF 6,, sub station 8

2 YULISTIAWAN DKK : ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG PENDAHULUAN Tenaga listrik merupakan suatu kebutuhan yang diperlukan oleh setiap orang, baik yang tinggal di perkotaan maupun di pedesaan. Dalam penyaluran tenaga listrik diperlukan suatu gardu induk yang berfungsi untuk pengaturan tegangan yang disalurkan dari pembangkit ke pusat beban. Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi dalam bidang kelistrikan, dewasa ini dipasang sebuah alat bernama pemutus tenaga (PMT) di setiap Gardu Induk. PMT adalah sakelar yang dapat digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus/daya listrik sesuai dengan ratingnya jika terdapat gangguan pada Gardu Induk (GI) atau alat transmisi lainnya secara otomatis. Klasifikasi PMT berdasarkan media insulator dan material dielektriknya, dibagi menjadi empat jenis yaitu PMT minyak, PMT udara hembus, PMT vakum dan PMT dengan gas SF 6. PMT dengan media isolasi minyak dapat digunakan untuk memutus arus sampai 0 ka pada rangkaian bertegangan sampai 500 k. PMT dengan media isolasi minyak dibagi menjadi dua jenis, yaitu PMT dengan menggunakan minyak banyak dan PMT dengan menggunakan sedikit minyak. PMT dengan media isolasi Gas dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 ka pada rangkaian bertegangan sampai 765 k. Media gas yang digunakan pada tipe ini adalah gas SF 6 (Sulphur hexafluoride). Sifat gas SF 6 murni adalah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada suhu diatas 50º C, gas SF 6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastik dan bermacam bahan yang umumnya digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi. Sifat lain dari gas SF 6 adalah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, tidak terjadi karbon selama terjadi busur api dan tidak menimbulkan bunyi pada saat pemutus tenaga menutup atau membuka. METODE Bentuk jaringan perlu diketahui untuk menghitung arus gangguan hubung singkat untuk distribusi yang dipasok dari gardu induk dapat dilihat pada gambar dibawah ini : PMT PMT FEEDER 0 K BUS 50 K TRAFO DAYA BUS 0 K 5% 50% 75% 00% SUMBER PEMBANGKIT Gambar Single Line Jaringan Distribusi Untuk dapat menghitung besarnya arus gangguan yang terjadi pada saluran transmisi perlu diketahui data mengenai trafo tenaga yang terapat di Gardu Induk. Data teknis trafo tenaga: MA hubung singkat 46,5 MA Trafo tenaga 60 MA 50/0 K Impedansi trafo 3 % Panjang penyulang 0 km Penghantar AAAC 40 mm RN = ohm 8

3 ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, 8-93 Ada 3 jenis gangguan yang terjadi pada saluran transmisi, yaitu gangguan hubung singkat 3 fasa, gangguan hubung singkat fasa dan gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Rumus dasar yang digunakan untuk menghitung arus gangguan adalah hukum ohm []: I () Keterangan : I = Arus gangguan Hubung singkat = Tegangan Sumber = Impedansi dari sumber ke titik gangguan (impedansi ekivalen) Dari ketiga jenis gangguan terdapat perbedaan dalam penggunaan impedansi untuk menghitung besarnya arus gangguan tersebut. Gangguan 3 fasa : impedansi yang digunakan adalah impedansi urutan positif (ekivalen ) tegangannya adalah E fasa Gangguan fasa : impedansi yang digunakan adalah jumlah impedansi urutan positif + urutan negatif (nilai ekivalen + ) tegangannya adalah E Fasa-Fasa Gangguan fasa ke tanah : impedansi yang digunakan adalah impedansi urutan positif + urutan negatif + urutan nol (nilai ekivalen ) tegangannya adalah E Fasa Menghitung Impedansi Sumber Besarnya nilai impedansi sumber (trafo) dapat diketahui dengan menggunakan rumus []: k X S MAHS () Keterangan : X S = impedansi sumber (dalam hal ini pada sisi sumber 50 k) k = tegangan pada sisi primer MA HS = short circuit level trafo tenaga Impedansi sumber adalah nilai ohm pada sisi 50 k. Untuk menghitung nilai impedansi sumber pada sisi 0 k maka harus dikonversi terlebih dahulu ke sisi sekunder. 50 k X S 50 k X S 0 k Gambar Impedansi pada trafo tenaga Dasar perhitungsn untuk mengetahui nilai impedansi pada sisi 0 k adalah []: Daya sisi 50 k = Daya sisi 0 k k k (3) Keterangan : k = tegangan sisi primer (50 k) k = tegangan sisi sekunder (0 k) = impedansi sisi primer = impedansi sisi sekunder 83

4 YULISTIAWAN DKK : ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG Reaktansi Trafo Tenaga di gardu Induk Untuk mengetahui besarnya nilai reaktansi suatu trafo tenaga harus diketahui lebih dahulu berapa besarnya kapasitas reaktansi dari trafo tersebut. Misalnya trafo tenaga dengan data : Daya : 60 MA ratio tegangan 50/0 k Reaktansi : 3% Perhitungan : impedansi dasar pada trafo sisi 0 k 0k B 60MA REAKTANSI TRAFO = 3% X T = 3% x B ohm Reaktansi yang dihasilkan ini adalah reaktansi trafo tenaga urutan positif (+) dan urutan negatif (-). Reaktansi Urutan Nol Trafo Tenaga Untuk mengetahui besar nilai reaktansi trafo urutan nol adalah dengan memperhatikan ada atau tidaknya belitan delta pada trafo tenaga tersebut. Kapasitas delta sama dengan kapasitas bintang (Nilai X T 0 = X T ) Trafo tenaga di GI dengan hubungan bintang biasanya memiliki belitan deltadengan kapasitas sepertiga x kapasitas primer (Nilai X T 0 = 3 x X T ) Trafo tenaga di GI dengan hubungan bintang yang tidak punya belitan delta didalamnya (Nilai X T 0 = berkisar antara 9-4 kali X T ) Impedansi Urutan Positif ( ), Urutan Negatif ( ) dan Urutan Nol ( o ) pada Penyulang (Feeder) Impedansi urutan positif, urutan negatif dan urutan nol didapatkan berdasarkan dari data teknis pada gardu induk. Berikut ini adalah tabel data teknis berdasarkan masing-masing penghantar yang dipakai pada Gardu Induk. Penampang Nominal (mm ) Jari-jari (mm),563,803 3,337 3,9886 4,793 5,4979 6,79 6,9084 7,67 8,7386 Tabel Data Teknis penghantar AAC [] Urat GMR Impedansi urutan positif (mm) (ohm/km) ,638,0475,47,8957 3,46 4,674 4,6837 5,365 5,855 6,638,883 + j 0,4035,765 + j 0,3895 0, j 0,379 0,588 + j 0,3677 0,40 + j 0,357 0, j 0,3464 0,45 + j 0,3375 0,96 + j 0,3305 0,590 + j 0,339 0,5 + j 0,375 Impedansi Urutan Nol (ohm/km),986 + j,690,345 + j,6770 0, j,6666 0,736 + j,655 0,568 + j,6447 0, j,69 0,393 + j,650 0,344 + j,680 0, j,64 0,705 + j,603 84

5 ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, 8-93 Penampang Nominal (mm ) Jari-jari (mm),563,803 3,337 3,9886 4,793 5,4979 6,79 6,9084 7,67 8,7386 Tabel Data Teknis penghantar AAAC [] Urat GMR (mm) Impedansi urutan positif (ohm/km) 7,638,06 + j 0,4036 7,0475,903 + j 0,3896 7,47 0,97 + j 0,3790 7,8957 0,645 + j 0, ,46 0, j 0, ,674 0, j 0, ,6837 0,688 + j 0, ,365 0,6 + j 0, ,855 0,744 + j 0, ,638 0,344 + j 0,358 Impedansi Urutan Nol (ohm/km),64 + j,69, j,6770, j,6665 0,793 + j,6553 0, j,6447 0, j,634 0,468 + j,65 0,363 +,680 0,34 + j,64 0,84 + j,6033 (PT PLN Persero P3B) Impedansi Penyulang Impedansi penyulang dapat diketahui melalui data teknis pada Gardu Induk. Pada studi kasus disini memakai kabel AAAC dengan luas penampang 40 mm, maka berdasarkan tabel.3 dapat digunakan data untuk impedansi urutan positifnya ( ) adalah 0,344 + j 0,358 ohm/km dan impedansi urutan nol ( 0 ) adalah 0,84 + j,6033 ohm/km. Untuk mengetahui besar impedansi penyulang pada suatu titik gangguan tertentu dapat disimulasikan pada gangguan 5%, 50%, 75% dan 00% dari panjang penyulang. Besar nilai impedansi urutan positif dan urutan negatif penyulang untuk setiap titik gangguannya adalah sebagai berikut : Panjang penyulang = 0 km Impedansi urutan positif ( ) = Impedansi Urutan negatif ( ) Untuk panjang 5% = 0,5 S ( ) = ( 5% ) ohm Untuk panjang 50% = 0,5 S ( ) = ( 50% ) ohm Untuk panjang 75% = 0,75 S ( ) = ( 75% ) ohm Untuk panjang 00% = S ( ) = ( 00% ) ohm Perhitungan ekivalen dan ekivalen Dari perhitungan impedansi urutan positif dan urutan negatif diatas, maka dapat dicari pula untuk impedansi urutan positif ekivalen ( eki) dan impedansi urutan negatif ekivalen ( eki). eki dan eki dapat lansung dihitung sesuai dengan lokasi gangguan dengan menjumlahkan S + T + % L. Hitungan eki dan eki eki = eki = S + T + penyulang Keterangan : S = hitungan impedansi sumber T = hitungan impedansi trafo penyulang = tergantung dari lokasi gangguan Maka, eki = eki = j 0,86 + j 0,867 + penyulang = j,77 + penyulang Untuk panjang 5% maka : j,77 + ( 5% ) ohm = ( 5% ) ekivalen ohm Dengan cara yang sama, eki dan eki dapat mencari untuk 50%, 75% dan 00% dari panjang penyulang. 85

6 YULISTIAWAN DKK : ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG Impedansi urutan nol ( 0 ) dapat diketahui berdasarkan data teknis pada Gardu Induk. Dimana besarnya impedansi urutan nol dapat disimulasikan sebagai berikut : Untuk panjang 5% = 0,5 S ( 0 ) = ( 0 5% ) ohm Untuk panjang 50% = 0,5 S ( 0 ) = ( 0 50% ) ohm Untuk panjang 75% = 0,75 S ( 0 ) = ( 0 75% ) ohm Untuk panjang 00% = S ( 0 ) = ( 0 00% ) ohm Perhitungan 0 ekivalen Hitungan didasarkan pada sistem pentanahan netral sistem pasokan dari Gardu Induk. Pada studi kasus ini sistem pentanahan netral pada trafo adalah sebesar ohm. Trafo di G.I mempunyai belitan delta X 0 T = 3 X T 3 R N = 3 = 36 ohm 0 penyulang = % panjang 0 total 0 eki = 0T + 3 R N + 0 penyulang Keterangan : 0T = hitungan 0 trafo 3 R N = tahanan pentanahan trafo 0 penyulang = tergantung dari lokasi gangguan Maka, 0 eki = 0T + 3 R N + 0 penyulang Untuk panjang 5% maka : 0T + 3 R N + ( 0 5% ) ohm = ( 0 5% ) ekivalen ohm Dengan cara yang sama, 0 eki dapat mencari untuk panjang 50%, 75% dan 00% dari panjang penyulang. Perhitungan Arus Gangguan 3 Fasa Untuk menghitung besarnya nilai arus gangguan 3 fasa dapat menggunakan persamaan () yaitu I dimana : = tegangan fasa netral = impedansi ekivalen Misal perhitungan arus gangguan 3 fasa di 5% panjang penyulang adalah : Perhitungan Arus Gangguan Fasa I dari5% penyulang Untuk menghitung besarnya nilai arus gangguan 3 fasa dapat menggunakan persamaan () yaitu I dimana : = tegangan Fasa-Fasa = impedansi ( + ) ekivalen Misal perhitungan arus gangguan fasa di 5% panjang penyulang adalah : I dari5% penyulang 86

7 ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, 8-93 Pehitungan Arus Gangguan Fasa ke Tanah Untuk menghitung besarnya nilai arus gangguan 3 fasa dapat menggunakan persamaan () yaitu I dimana : = 3 tegangan Fasa - Netral = Impedansi ( ekivalen) Misal perhitungan arus gangguan fasa di 5% panjang penyulang adalah : I dari5% penyulang 0 Pengaruh Tekanan terhadap Busur Api Pengaruh tekanan terhadap gerak busur api telah diuji dalam rating tekanan 00 kpa sampai dengan 50 kpa (F.Y. Chu et. Al dalam Heryanto 006 : 00). Pengujian ini menunjukkan adanya hubungan terbalik antara kecepatan aksial busur api dengan tekanan gas. Kecepatan arus normalisasi turun dalam rating 0, cm/s kpa pada jarak celah elektroda sejauh 6,6 cm. Pada gas SF 6 bertekanan atm kecepatan busur api adalah sebesar 35 cm/s ka. Berikut ini adalah tabel pengujian kecepatan busur api dengan celah konstan terhadap pengaruh tekanan. SF 6 SF 6 SF 6 SF 6 SF 6 Tabel 3 Perbandingan kecepatan busur api terhadap tekanan [3] Jarak Sela (cm) Tekanan (kpa) Perhitungan (cm/s.ka) Pengujian (cm/s.ka) 6, , , , , Dari tabel di atas menunjukkan bahwa semakin besarnya tekanan gas SF 6 maka kecepatan busur api akan semakin kecil. Berikut adalah tabel konversi untuk satuan tekanan : Tabel 4 Konversi satuan Tekanan [] Item Pa Bar Kg/cm at atm Lbf/in (psi) Pa 0-5 0,.0-6 9, , bar 0 5,0 0,987 4,505 kg/cm ,98 0,968 4,4 atm 0,35,03,033 4,7 lbf/in (psi) 689,8 0, ,0703 0,06804 bar = 00 kpa = 0, MPa =,0 kg/cm at HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk dapat menghitung besarnya arus gangguan yang terjadi pada saluran transmisi perlu diketahui data mengenai trafo tenaga yang terapat di Gardu Induk. Data teknis trafo tenaga: MA hubung singkat 46,5 MA Trafo tenaga 60 MA 50/0 K Impedansi trafo 3 % Panjang penyulang 0 km Penghantar AAAC 40 mm RN = ohm 87

8 YULISTIAWAN DKK : ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi PMT SF 6 Tabel 5 Hasil Uji Tahanan Isolasi PMT SF 6 Titik Ukur a. Atas Bawah PMT OFF b. Atas Tanah PMT OFF c. Bawah Tanah PMT OFF d. Fasa Tanah PMT ON Tahanan Isolasi > 00 Megger : olt GΩ Fasa R Fasa S Fasa T Standart Th. Lalu Hasil Ukur Standart Th. Lalu Hasil Ukur Standart Th. Lalu Hasil Ukur > 00 > 00 > 00 > G >00G > 00 > 00 > 00 > 00 >00G > 00 K/MΩ K/MΩ K/MΩ > 00 > 00 > 00 45G 90 G 40 G Besar arus bocor yang dialami PMT dengan media gas SF 6 di titik ukur terminal atas-bawah pada fasa R, fasa S dan fasa T adalah sebagai berikut : Fasa R, Fasa S, I I I I R R S S G 8 50 A G 6,50 8 A Fasa T, I I T T G 8 50 A Menghitung Impedansi Sumber Besarnya nilai impedansi sumber (trafo) dapat diketahui dengan menggunakan rumus : X S k MA HS 50 X S 48, 75ohm 46,5 88

9 ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, 8-93 Hasil perhitungan adalah untuk impedansi sisi 50 k, kemudian dikonversi ke sisi 0 k : 50 k X S 50 k X S 0 k k k k 0 48,75 0, 86 k 50 Menghitung Reaktansi Trafo Tenaga Daya : 60 MA ratio tegangan 50/0 k Reaktansi : 3% Perhitungan : impedansi dasar pada trafo sisi 0 k 0k B 6, 67ohm 60MA REAKTANSI TRAFO = 3% X T = 3% x 6,67 ohm = 0,867 ohm Menghitung Impedansi Penyulang Menghitung Impedansi Penyulang ( an ) Impedansi penyulang berdasarkan data teknis dari Gardu Induk, impedansi yang dipakai adalah sebesar 0,344 + j0,358 dengan panjang penyulang sejauh 0 km. Simulasi titik gangguan sejauh 5%, 50%, 75% dan 00% panjang penyulang. Untuk panjang 5% = 0,5 0 km (0,344 + j0,358) = 0,336 + j 0,79 ohm Untuk panjang 50% = 0,5 0 km (0,344 + j 0,358) = 0,67 + j,58 ohm Untuk panjang 75% = 0,75 0 km (0,344 + j 0,358) =,008 + j,37 ohm Untuk panjang 00% = 0 km (0,344 + j 0,358) =,344 + j 3,58 ohm Impedansi yang dihasilkan adalah impedansi urutan positif ( ) = Impedansi Urutan negatif ( ) Perhitungan ekivalen dan ekivalen eki = eki = S + T + penyulang eki = eki = j 0,86 + j 0,867 + penyulang eki = eki = j,77 + penyulang Untuk panjang 5% = j,77 + (0,336 + j 0,79) ohm = (0,336 + j,57) ohm Dengan cara yang sama, eki dan eki dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 6 Impedansi urutan positif dan negatif ( ekivalen = eki ekivalen) Impedansi urutan positif dan negatif ( ekivalen = ekivalen) 5% 50% 75% 00% 0,336 + j,57 0,67 + j 3,307,008 + j 4,097,344 + j 4,88 89

10 YULISTIAWAN DKK : ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG Menghitung Impedansi Penyulang ( 0 ) Impedansi urutan nol ( 0 ) dapa diketahui berdasarkan data teknis pada Gardu Induk adalah 0,84 + j,6033. Dimana besarnya impedansi urutan nol dapat disimulasikan sebagai berikut : Untuk panjang 5% = 0,5 0 km (0,84 + j,6033) = 0,706 + j 4 ohm Untuk panjang 50% = 0,5 0 km (0,84 + j,6033) =,4 + j 8,0 ohm Untuk panjang 75% = 0,75 0 km (0,84 + j,6033) =, + j, ohm Untuk panjang 00% = 0 km (0,84 + j,6033) =,84 + j 6,03 ohm Perhitungan 0 ekivalen Hitungan didasarkan pada sistem pentanahan netral sistem pasokan dari Gardu Induk. Pada studi kasus ini sistem pentanahan netral pada trafo adalah sebesar ohm. Trafo di G.I mempunyai belitan delta X 0 T = 3 X T = 3 j 0,867 = j,60 ohm 3 R N = 3 = 36 ohm 0 penyulang = % panjang 0 total 0 ekivalen = 0T + 3 R N + 0 penyulang Keterangan : 0T = hitungan 0 trafo 3 R N = tahanan pentanahan trafo 0 penyulang = tergantung dari lokasi gangguan Maka, 0 ekivalen = 0T + 3 R N + 0 penyulang = j, penyulang Untuk panjang 5% maka : 36 + j,60 + (0,706 + j 4) ohm = (36,706 + j 6,60) ohm Dengan cara yang sama, 0 eki dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 7 Impedansi urutan nol ekivalen Impedansi urutan nol ( 0 ekivalen) 5% 50% 75% 00% 36,706 + j 6,60 37,4 + j 0,6 38, + j 4,80 38,84 + j 8,63 Perhitungan Arus Gangguan 3 Fasa Untuk menghitung besarnya nilai arus gangguan 3 fasa dapat menggunakan persamaan () yaitu I dimana : = tegangan fasa netral = impedansi ekivalen Misal perhitungan arus gangguan 3 fasa di 5% panjang penyulang adalah : I dari5% penyulang Gangguan di 5% dari panjang peyulang : 90

11 ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, I 3.64, 8Ampere 0,336 + j,57 0,336 + j,57 Dengan perhitungan yang sama, maka arus gangguan 3 fasa yang terjadi dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 8 Arus Gangguan 3 fasa Arus Gangguan 3 fasa 5% 50% 75% 00% 3.64,8Ampere 0.66,5 Ampere 80,4 Ampere 6.843,6 Ampere Perhitungan Arus Gangguan Fasa Untuk menghitung besarnya nilai arus gangguan 3 fasa dapat menggunakan persamaan () yaitu I : = tegangan Fasa-Fasa = impedansi ( + ) ekivalen Misal perhitungan arus gangguan fasa di 5% panjang penyulang adalah : I dari5% penyulang Gangguan di 5% dari panjang penyulang : I 3.938, Ampere 0,336 + j,57 0,67 j5,034 0,67 j5,034 Dengan perhitungan yang sama, maka arus gangguan fasa yang terjadi di setiap titik gangguan dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel 9 Arus Gangguan fasa Arus Gangguan fasa 5% 50% 75% 00% 3.936, Ampere.963,7 Ampere.37,9 Ampere 975,6 Ampere Pehitungan Arus Gangguan Fasa ke Tanah Untuk menghitung besarnya nilai arus gangguan 3 fasa dapat menggunakan persamaan () yaitu I dimana : = 3 tegangan Fasa - Netral = Impedansi ( ekivalen) Misal perhitungan arus gangguan fasa di 5% panjang penyulang adalah : I dari5% penyulang 0 Gangguan di 5% dari panjang penyulang : I (0, ,9 Ampere j,57) (36, j6,60) 37,378 j, ,378,635 9

12 YULISTIAWAN DKK : ANALISIS PENGGUNAAN GAS SF 6 PADA PEMUTUS TENAGA (PMT) DI GARDU INDUK CIGERELENG BANDUNG Dengan perhitungan yang sama, maka arus gangguan fasa ke tanah yang terjadi di setiap titik gangguan dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel 0 Arus Gangguan fasa ke tanah Arus Gangguan fasa ke tanah 5% 50% 75% 00% 884,9 Ampere 86,8 Ampere 748,9 Ampere 688,8 Ampere Dari hasil perhitungan arus gangguan yaitu gangguan 3 fasa, gangguan fasa dan gangguan fasa ke tanah, arus gangguan yang memiliki nilai paling besar adalah arus gangguan 3 fasa yaitu sebesar 3.64,8 Ampere. Jadi pada gardu induk dapat digunakan PMT Gas SF6 dengan breaking capacity 5 ka. Analisis Kecepatan Busur Api pada Gas SF 6 Untuk mengetahui kecepatan busur api pada gas SF 6 bertekanan dapat dilakukan dengan langkah berikut : Berdasarkan data pada tabel 3.5 kecepatan busur api pada tekanan 50 kpa adalah 84 cm/s ka. Sedangkan penurunan kecepatan busur apiadalah 0, cm/s ka kpa. Sehingga : P PMT P uji = = 0 kpa Dengan faktor penurunan kecepatan busur api 0, cm/s ka kpa, maka kecepatan berkurang sampai : U = 0 kpa 0, cm/s ka = cm/s ka. Dari hasil penurunan tingkat kecepatan busur api pada tekanan 60 kpa pada PMT SF 6 di Gardu induk Cigereleng adalah sebesar : U PMT = 84 cm/s ka cm/s ka = 6 cm/s ka. Untuk menghentikan laju busur api selain dengan menaikkan tekanan gas SF 6 pada PMT, juga bisa dengan cara memperpanjang jarak antara celah kontak. Untuk mengetahui berapa jauh celah kontak yang dibutuhkan pada PMT bertekanan gas SF 6 agar dapat menghentikan laju busur api adalah sebagai berikut : MA Trafo Arus pemutusan PMT = I nom PMT = kA I nom PMT =,73kA Waktu pemutusan PMT (t data ) = 7 ms = 0,07 s Maka kecepatan busur api (U arc ) = I nom PMT U PMT =,73 6 = 07,6 cm/s Jarak celah kontak : d = U arc t = 07,6 0,07 =,896 cm. Pada jarak yang cukup kecil yaitu sebesar,896 cm, PMT dengan gas SF 6 dengan tekanan 6, bar (60 kpa) seperti pada PMT di Gardu Induk Cigereleng Bandung sudah mampu memadamkan busur api. 9

13 ELECTRANS, OL., NO., SEPTEMBER 0, 8-93 KESIMPULAN. Dalam menentukan spesifikasi teknis pemutus tenaga (PMT) harus diperhitungkan besarnya arus hubung singkat yang terjadi. Semakin besar arus hubung singkat, maka semakin besar juga kapasitas pemutus tenaga listrik yang harus mampu melayani gangguan.. Nilai minimum untuk sebuah tahanan isolasi adalah sebesar,5 GΩ. Nilai tahanan isolasi pemutus tenaga di Gardu Induk Cigereleng dengan media pemutus gas SF 6 berada di atas batas minimum untuk tegangan tinggi sebesar 50 k. Dengan demikian arus bocor yang terjadi akan semakin kecil. 3. PMT dengan gas SF 6 dapat digunakan pada Gardu Induk Cigereleng yang memiliki arus hubung singkat sebesar 3 ka. 4. Kecepatan busur api dapat berkurang pada tekanan gas SF 6 yang semakin besar. Pada Gardu Induk Cigereleng dengan tekanan gas SF 6 pada PMT sebesar 6, bar (60 kpa) mampu menghentikan laju busur api pada jarak pembukaan celah kontak sejauh,896 cm. DAFTAR PUSTAKA [] Hakim, Yanuar. (00). Protection of Industrial Power Systems. [Online]. Tersedia: KoordinasiRelaiArusLebihGround.pdf [] Pemeliharaan Pemutus Tenaga Listrik. Buku Pegangan PT. PLN (Persero). [3] Heryanto, Irwan. (006). Kajian Pengaruh Tekanan Gas SF6 Terhadap Penentuan Jarak Sela Minimum Kontak Pemutus Tenaga (Pmt). Jurnal ELTEK. 04, [4] Ariawan, Putu R. (00). Bahan Isolasi Gas. Paper Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana: tidak diterbitkan. [5] Eka Setiwan, Gugun. (005). Studi Pengaruh Gangguan Hubung Pendek Fasa Ke Tanah Pada Penyulang Terhadap Setting Ground Fault Relay Pada Penyulang North Braga Orang. Tugas Akhir JPTE FPTK UPI Bandung: tidak diterbitkan. [6] Hasan, Bachtiar. (003). Teknik Tegangan Tinggi. Pustaka Ramadhan : Bandung. [7] Hasan, Bachtiar. (006). Pemutus Tenaga Listrik. Pustaka Ramadhan : Bandung. [8] Jhony. (0). Pengaruh Busur Api Listrik Terhadap Kekuatan Dielektrik Gas SF 6. Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara: Tidak diterbitkan. [9] Juningtyastuti dkk. (005). Analisis Dampak Terputusnya Kawat Netral Terhadap JTM 0 k. Jurnal Transmisi. 0, (),