TUGAS AKHIR ANALISA DAN SOLUSI KEGAGALAN SISTEM PROTEKSI ARUS LEBIH PADA GARDU DISTRIBUSI JTU5 FEEDER ARSITEK

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA DAN SOLUSI KEGAGALAN SISTEM PROTEKSI ARUS LEBIH PADA GARDU DISTRIBUSI JTU5 FEEDER ARSITEK Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh : Nama : Faisal Akhmad NIM : Program Studi : Teknik Elektro PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2016

2 LEMBAR PERNYATAAN ii

3 LEMBAR PENGESAHAN iii

4 KATA PENGANTAR Penulis ucapkan puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia- Nya sehingga laporan tugas akhir ini dapat selesai pada waktunya. Laporan tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1). Judul dari laporan tugas akhir ini yaitu Analisa dan Solusi Kegagalan Sistem Proteksi Arus Lebih pada Gardu Distribusi JTU5 Feeder Arsitek. Dalam penulisan laporan tugas akhir penulis tidak sedikit mengalami kesulitan, namun dengan kemauan dan kemampuan, serta mendapat dorongan dari berbagai pihak, akhirnya laporan ini dapat diselesaikan. Sehubungan itu, penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan ini. Semoga kebaikan-kebaikannya mendapat rahmat-nya, ucapan terima kasih penulis ajukan kepada : 1. Allah SWT, atas nikmat sehat dan nikmat lainnya yang diberikan kepada penulis. 2. Teguh Irianto dan Nurhaeroh selaku Orang Tua penulis, serta Defi Nurjanah dan Nurannisa selaku adik penulis, atas doa dan dukungannya. 3. Bapak Yudhi Gunardi, ST. MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta. 4. Bapak Ir. Badaruddin, MT., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta. 5. Bapak Pribadi Kadarisman, selaku mentor workshop perhitungan setting dan koordinasi proteksi sistem distribusi di PT. PLN (Persero) Distribusi Jakarta Raya. v

5 6. Seluruh dosen di lingkungan Universitas Mercu Buana Jakarta, khususnya Dosen Teknik Elektro. 7. Teman-teman di lingkungan Universitas Mercu Buana, khususnya Mahasiswa Teknik Elektro Angkatan Lyla Diah Susanti, yang telah memberikan koreksi dan masukan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini. Penulis menyadari, laporan tugas akhir ini belum sempurna, oleh sebab itu, penulis menerima kritik dan saran dari para pembaca yang dapat disampaikan melalui ke Penulis berharap, laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Jakarta, 24 Juni 2016 Penulis, Faisal Akhmad vi

6 DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii LAMPIRAN... xiii DAFTAR SINGKATAN... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI Gardu Distribusi Jenis Gardu Distribusi Komponen Utama Gardu Pelanggan Khusus Sistem Proteksi Persyaratan Utama Sistem Proteksi... 8 vii

7 2.2.2 Peralatan Utama Sistem Proteksi Relai Arus Lebih (Over Current Relay) Gangguan-Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik Gangguan Sistem Gangguan Non Sistem Analisis Gangguan Hubung Singkat Perhitungan Arus Hubung Singkat Perhitungan Impedansi Sumber Perhitungan Impedansi Trafo Tenaga Perhitungan Impedansi Feeder Perhitungan Impedansi Saluran Ekuivalen Perhitungan Arus Hubung Singkat Pemilihan Penyetelan Relai Arus Lebih Penyetelan Arus Relai Penyetelan Waktu Relai BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Lokasi dan Waktu Penelitian Sumber dan Metode Pengumpulan Data Sumber Data Pengumpulan Data Pengumpulan Data viii

8 3.4 Perhitungan Arus Ganguan Hubung Singkat Menghitung Impedansi Sumber Menghitung Impedansi Trafo Tenaga Menghitung Impedansi Penyulang (feeder) 20 kv Menghitung Impedansi Ekuivalen Jaringan Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Studi Kasus RCPS (Root Cause Problem Solving) Perancangan Alat Proteksi Gardu Distribusi Pemasangan CT TR pada Instalasi Tegangan Menengah Koordinasi Setelan Relai Proteksi Pengujian Relai Proteksi Pengujian Individual Relai Pengujian Selektifitas BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bagan satu garis gardu pelanggan khusus... 7 Gambar 2.2 Rangkaian peralatan proteksi Gambar 2.3 Grafik karakteristik OCR Gambar 2.4 Fasor tegangan tiga fasa seimbang Gambar 2.5 Model saluran gangguan satu fasa ke tanah Gambar 2.6 Model saluran gangguan dua fasa ke tanah Gambar 2.7 Model saluran gangguan dua fasa Gambar 2.8 Model saluran gangguan 3 fasa Gambar 2.9 Skema koordinasi waktu relai Gambar 3. 1 Single line feeder Arsitek Gambar 3.2 Tata letak komponen gardu JTU Gambar 3.3 Single line gardu JTU Gambar 4.1 Ilustrasi studi kasus Gambar 4.2 Alur RCPS Gambar 4.3 Gelombang sinusoida dari arus CT Gambar 4.4 Kondisi single line proteksi existing Gambar 4.5 Perancangan sistem proteksi gardu JTU Gambar 4.6 Konstruksi MV Cell CBOM Gambar 4.7 Current Transformer Tegangan Rendah jenis ring Gambar 4.8 Pemasangan CT TR pada instalasi TM Gambar 4.9 Implementasi pemasangan CT TR Gambar 4.10 Wiring pengujian relai Gambar 4.11 Grafik hasil pengujian OCR JTU x

10 Gambar 4.12 Grafik hasil pengujian GFR JTU Gambar 4.13 Grafik selektifitas OCR Gambar 4.14 Grafik selektifitas GFR xi

11 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data teknik trafo 2 GI Maximangando Tabel 3.2 Data teknik peralatan proteksi outgoing trafo Tabel 3.3 Data penyetelan relai arus lebih outgoing trafo Tabel 3.4 Data teknik feeder Arsitek Tabel 3.5 Data teknik peralatan proteksi feeder Arsitek Tabel 3.6 Data penyetelan relai arus lebih feeder Arsitek Tabel 3.7 Perhitungan impedansi urutan positif dan negatif Tabel 3.8 Perhitungan impedansi urutan nol Tabel 3.9 Perhitungan impedansi ekuivalen urutan positif dan negatif Tabel 3.10 Perhitungan impedansi ekuivalen urutan nol Tabel 3.11 Perhitungan arus hubung singkat 3 fasa Tabel 3.12 Perhitungan arus hubung singkat 2 fasa Tabel 3.13 Perhitungan arus hubung singkat 1 fasa Tabel 3.14 Data arus gangguan hubung singkat feeder Arsitek Tabel 4.1 Hasil setelan OCR Tabel 4.2 Hasil setelan GFR Tabel 4.3 Hasil pengujian OCR JTU Tabel 4.4 Hasil pengujian GFR JTU Tabel 4.5 Pengujian selektifitas OCR Tabel 4.6 Pengujian selektifitas GFR xii

12 LAMPIRAN Lampiran 1. Surat keterangan dari Perusahaan Lampiran 2. Wiring Diagram relai Multilin Lampiran 3. Blok diagram terminal relai Multilin Lampiran 4. Hasil pengujian CT TR rasio 800/5 A Lampiran 5. Alat uji relai merk SMC tipe PTE 100C Lampiran 6. Spesifikasi kabel tanah tipe NA2XSEBY Lampiran 7. Konstruksi terminasi Outdoor dan Indoor Lampiran 8. Dokumentasi xiii

13 DAFTAR SINGKATAN 1. ACB (Air Circuit Breaker) 2. CB (Circuit Breaker) 3. CBOM (Circuit Breaker Outgoing Metering) 4. CT (Current Transformer) 5. GCB (Gas Circuit Breaker) 6. GFR (Ground Fault Relay) 7. GH (Gardu Hubung) 8. GI (Gardu Induk) 9. IDMT (Inverse Definite Minimum Time) 10. KHA (Kuat Hantar Arus) 11. kva (kilo volt ampere) 12. LBS (Load Break Switch) 13. MOC (Moment Over Current) 14. MVA (Mega volt ampere) 15. MV (Medium Voltage) 16. OCB (Oil Circuit Breaker) 17. OCR (Over Current Relay) 18. OLR (thermal Over Load Relay) 19. PT (Potential Transformer) 20. PMS (Pemisah) 21. PMT (Pemutus Tenaga) 22. PHB-TM (Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah) 23. PHB-TR (Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah) xiv

14 24. RCPS (Root Cause Problem Solving) 25. SKTM (Saluran Kabel Tegangan Menengah) 26. SKTT (Saluran Kabel Tegangan Tinggi) 27. SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah) 28. SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi) 29. TDL (Tarif Dasar Listrik) 30. TMS (Time Multiple Setting) 31. UPS (Uninterrupt Power Supply). 32. VCB (Vacuum Circuit Breaker) 33. XLPE (Crosslinked Polyethylene) xv