Materi Seminar tugas akhir

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II GARDU INDUK 2.1 PENGERTIAN DAN FUNGSI DARI GARDU INDUK. Gambar 2.1 Gardu Induk

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. c. Memperkecil bahaya bagi manusia yang ditimbulkan oleh listrik.

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik (3)

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISA SETTING RELAI PENGAMAN AKIBAT REKONFIGURASI PADA PENYULANG BLAHBATUH

Analisa Koordinasi Over Current Relay Dan Ground Fault Relay Di Sistem Proteksi Feeder Gardu Induk 20 kv Jababeka

BAB IV PEMBAHASAN. Gardu Induk Godean berada di jalan Godean Yogyakarta, ditinjau dari

SIMULASI OVER CURRENT RELAY (OCR) MENGGUNAKAN KARATERISTIK STANDAR INVERSE SEBAGAI PROTEKSI TRAFO DAYA 30 MVA ABSTRAK

BAB IV ANALISIA DAN PEMBAHASAN. 4.1 Koordinasi Proteksi Pada Gardu Induk Wonosobo. Gardu induk Wonosobo mempunyai pengaman berupa OCR (Over Current

Kata kunci hubung singkat, recloser, rele arus lebih

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. terhadap kondisi abnormal pada operasi sistem. Fungsi pengaman tenaga listrik antara lain:

Analisa Relai Arus Lebih Dan Relai Gangguan Tanah Pada Penyulang LM5 Di Gardu Induk Lamhotma

KOORDINASI RELAY PENGAMAN DAN LOAD FLOW ANALYSIS MENGGUNAKAN SIMULASI ETAP 7.0 PT. KRAKATAU STEEL (PERSERO) TBK

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

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Abstrak

III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

STUDI ANALISIS SETTING BACKUP PROTEKSI PADA SUTT 150 KV GI KAPAL GI PEMECUTAN KELOD AKIBAT UPRATING DAN PENAMBAHAN SALURAN

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

Ground Fault Relay and Restricted Earth Faulth Relay

BAB IV SISTEM PROTEKSI GENERATOR DENGAN RELAY ARUS LEBIH (OCR)

BAB III GANGGUAN PADA JARINGAN LISTRIK TEGANGAN MENENGAH DAN SISTEM PROTEKSINYA

Analisa Koordinasi Rele Pengaman Transformator Pada Sistem Jaringan Kelistrikan di PLTD Buntok

Analisis Setting Relay Proteksi Pengaman Arus Lebih Pada Generator (Studi Kasus di PLTU 2X300 MW Cilacap)

EVALUASI KOORDINASI RELE PENGAMAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV DI GARDU INDUK GARUDA SAKTI, PANAM-PEKANBARU

ANALISIS ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA PENYULANG 20 KV DENGAN OVER CURRENT RELAY (OCR) DAN GROUND FAULT RELAY (GFR)

BAB II KAJIAN PUSTAKA

BAB 3 RELE PROTEKSI PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI

dalam sistem sendirinya dan gangguan dari luar. Penyebab gangguan dari dalam

ANALISIS PERHITUNGAN SETTING RELAY ARUS LEBIH (OCR) GARDU HUBUNG KANTOR PT. PLN PERSERO AREA JAMBI

BAB I PENDAHULUAN. Pada sistem penyaluran tenaga listrik, kita menginginkan agar pemadaman tidak

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI HALAMAN PERSEMBAHAN HALAMAN MOTTO KATA PENGANTAR

Penentuan Nilai Arus Pemutusan Pemutus Tenaga Sisi 20 KV pada Gardu Induk 30 MVA Pangururan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

FEEDER PROTECTION. Penyaji : Ir. Yanuar Hakim, MSc.

BAB II DASAR TEORI. Sistem proteksi adalah sistem yang memisahkan bagian sistem yang. b. Melepaskan bagian sistem yang terganggu (fault clearing)

STUDI PERENCANAAN KOORDINASI RELE PROTEKSI PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI GARDU INDUK GAMBIR LAMA - PULOMAS SKRIPSI

EVALUASI SETTING RELAY PROTEKSI DAN DROP VOLTAGE PADA GARDU INDUK SRONDOL SEMARANG MENGGUNAKAN ETAP 7.5

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA BAB I PENDAHULUAN

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III GANGGUAN PADA JARINGAN LISTRIK TEGANGAN MENENGAH

Analisis Rele Pengaman Peralatan dan Line Transmisi Switchyard GITET Baru 500kV PT PLN (PERSERO) di Kediri

ANALISIS PENYEBAB KEGAGALAN KERJA SISTEM PROTEKSI PADA GARDU AB

DAFTAR ISI BAB II DASAR TEORI

Suatu sistem pengaman terdiri dari alat alat utama yaitu : Pemutus tenaga (CB)

BAB III METODE PENELITIAN. Universitas Lampung dan PT. PLN (Persero) Cabang Tanjung Karang pada. bulan Maret 2013 sampai dengan selesai.

Analisa Perhitungan dan Pengaturan Relai Arus Lebih dan Relai Gangguan Tanah pada Kubikel Cakra 20 KV Di PT XYZ

Penentuan Kapasitas CB Dengan Analisa Hubung Singkat Pada Jaringan 70 kv Sistem Minahasa

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II LANDASAN TEORI

KAJIAN PROTEKSI MOTOR 200 KW,6000 V, 50 HZ DENGAN SEPAM SERI M41

Koordinasi Proteksi Saluran Udara Tegangan Tinggi pada Gardu Induk Mliwang Tuban Akibat Penambahan Penghantar Pltu Tanjung Awar-Awar

KOORDINASI SISTEM PROTEKSI OCR DAN GFR TRAFO 60 MVA GI 150 KV JAJAR TUGAS AKHIR

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

Makalah Seminar Tugas Akhir. Judul

Perencanaan Koordinasi Rele Pengaman Pada Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Gresik Akibat Penambahan Daya

BAB III METODE PENELITIAN. Laptop/PC yang di dalamnya terinstal software aplikasi ETAP 12.6 (Electric

BAB III SISTEM PROTEKSI DENGAN RELAI JARAK. terutama untuk masyarakat yang tinggal di kota-kota besar. Kebutuhan tenaga

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

ANALISA SETTING GROUND FAULT RELAY (GFR) TERHADAP SISTEM PENTANAHAN NETRAL PENYULANG PANDEANLAMPER 06 JTM 20 KV SEMARANG

Analisis Sympathetic Trip pada Penyulang Ungasan dan Bali Resort, Bali

14 Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus Z 2eq = Impedansi eqivalen urutan negatif

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang Masalah

ABSTRAK Kata Kunci :

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II KAJIAN PUSTAKA

KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DI GARDU INDUK BUKIT SIGUNTANG DENGAN SIMULASI (ETAP 6.00)

BAB II LANDASAN TEORI

SIMULASI PROTEKSI DAERAH TERBATAS DENGAN MENGGUNAKAN RELAI OMRON MY4N-J12V DC SEBAGAI PENGAMAN TEGANGAN EKSTRA TINGGI DI GARDU INDUK

BAB II LANDASAN TEORI

STUDI ANALISIS SISTEM KOORDINASI PROTEKSI OVER CURRENT RELAY (OCR) DAN GROUND FAULT RELAY (GFR) PADA GARDU INDUK GODEAN

Studi Koordinasi Proteksi Sistem Kelistrikan di Project Pakistan Deep Water Container Port

PEMASANGAN DGR ( DIRECTIONAL GROUND RELE

ANALISIS KOORDINASI PROTEKSI PADA PT.PLN (PERSERO) GARDU INDUK WONOSOBO MENGGUNAKAN SOFTWARE APLIKASI ETAP TUGAS AKHIR

STUDI KOORDINASI RELE PENGAMAN PADA SISTEM BUSBAR DI GARDU INDUK KAPAL

ANALISA KOORDINASI OCR - RECLOSER PENYULANG KALIWUNGU 03

BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN

Analisis Koordinasi Sistem Pengaman Incoming dan Penyulang Transformator 3 di GI Sukolilo Surabaya

Koordinasi Rele Pada Jaringan Transmisi 150 kv

BAB III GANGGUAN SIMPATETIK TRIP PADA GARDU INDUK PUNCAK ARDI MULIA. Simpatetik Trip adalah sebuah kejadian yang sering terjadi pada sebuah gardu

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

STUDI PENGARUH SETTING RELE PENGAMAN UNTUK MEMINIMALKAN GANGGUAN SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG BUNISARI - SUWUNG

BAB II LANDASAN TEORI

Analisis Sympathetic Trip pada Penyulang Ungasan dan Bali Resort, Bali

Pengaturan Ulang Rele Arus Lebih Sebagai Pengaman Utama Compressor Pada Feeder 2F PT. Ajinomoto Mojokerto

Studi Analisis Koordinasi Over Current Relay (OCR) dan Ground Fault Relay (GFR) pada Recloser di Saluran Penyulang Penebel

BAB 2 GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DAN PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK

Perhitungan Setting Rele OCR dan GFR pada Sistem Interkoneksi Diesel Generator di Perusahaan X

BAB II LANDASAN TEORI

Analisa Rele Proteksi pada Sistem Kelistrikan Industri Peleburan Nikel PT. Aneka Tambang Operasi Pomaala ( Sulawesi Tenggara )

BAB III SISTEM PROTEKSI TEGANGAN TINGGI

LANDASAN TEORI Sistem Tenaga Listrik Tegangan Menengah. adalah jaringan distribusi primer yang dipasok dari Gardu Induk

EVALUASI SETTING RELAY ARUS LEBIH DAN SETTING RELAY GANGGUAN TANAH PADA GARDU INDUK 150KV BAWEN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

2. TEORI PENUNJANG 1. PENDAHULUAN. Martinus Tri Wibowo, Ir. R. Wahyudi, Dedet Candra Riawan, S.T, M.Eng Jurusan Teknik Elektro FTI ITS

BAB III METODE PENELITIAN

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

ANALISA KOORDINASI PERALATAN PENGAMAN JARINGAN PENYULANG KALIWUNGU 03 SECARA INDEPENDEN SERTA PELIMPAHAN BEBAN DARI PENYULANG WELERI

Transkripsi:

1 Materi Seminar tugas akhir PERHITUNGAN ARUS HUBUNG SINGKAT dan KOORDINASI SETTING WAKTU RELAY OCR dan GFR PADA KONFIGURASI JARINGAN RING 3 BUS (Studi kasus PT. Polysindo Eka Perkasa) Cecep moh. Ramadon [1], Ir. Tejo Sukmadi [2], Karnoto ST.MT [3] ABSTRAK Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan sistem tenaga listrik baik gangguan tiga fasa, antar fasa maupun gangguan fasa ke tanah. Penyebabnya bisa bermacam-macam antara lain terkelupasnya isolasi sehingga menyebabkan flash over, kelebihan beban, kegagalan proteksi dan lain-lain sehingga diperlukan suatu koordinasi yang baik agar gangguan tersebut dapat dilokalisir secepat mungkin dan tidak meluas ke area atau peralatan yang lain. Sistem proteksi bertujuan untuk mengurangi terjadinya gangguan serta mengurangi akibat gangguan tersebut Salah satu koordinasi pengaman yang sering dilakukan adalah koordibasi OCR dan GFR. Relay ini pada dasarnya mendeteksi adanya kelebihan arus akibat gangguan yang terjadi dalam system tenaga listrik. Kajian mengenai perhitungan arus hubung singkat disini akan disimulasikn dengan menggunakan program Delphi 7.0. Adapun langkah-langkah perhitungannya berdaasarkan pada single line diagram serta spesifikasi data-data peralatan. Hasil dari perhitungan arus hubung singkat ini akan dipergunakan untuk menghitung setting relay OCR dan GFR. Dengan penerapan karakteristik yang sesuai maka diharapkan bisa mendapatkan karakteristik yang tepat untuk koordinasi relay OCR dan GFR. Hasil perhitungan hubung singkat tiap bus diperoleh arus hubung singkat tiga fasa terbesar 14,8 ka pada bus tegangan tinggi sedangkan arus hubung singkat terkecil (satu fasa ke tanah) sebesar 2,76 ka pada bus 3. Berdasarkan nilai tms (time multiple setting) dan waktu operasi (top)hasil perhitungan maka jika terjadi gangguan pada jaringan, relay 4 dan relay 7 akan beroperasi lebih cepat beroperasi dalam mengamankan gangguan yang terjadi karena mempunyai nilai yang lebih kecil. Kata kunci : Koordinasi Relay, OCR, GFR 1.1 Latar Belakang Masalah Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan sistem tenaga listrik baik gangguan tiga fasa, antar fasa maupun gangguan fasa ke tanah. Penyebabnya bisa bermacam-macam antara lain kelebihan beban, kegagalan proteksi dan lain-lain sehingga diperlukan suatu koordinasi yang baik agar gangguan tersebut dapat dilokalisir secepat mungkin dan tidak meluas ke area atau peralatan yang lain. Sistem proteksi bertujuan untuk mengurangi terjadinya gangguan serta mengurangi akibat gangguan tersebut. Salah satu koordinasi pengaman yang sering dilakukan adalah koordibasi OCR dan GFR. Prinsip kerja relay ini adalah mendeteksi adanya kelebihan arus akibat kelebihan beban atau terjadi gangguan kemudian memerintahkan PMT untuk membuka sehingga gangguan dapat dilokalisi. Proteksi arus lebih sangat diperlukan dalam sistim tenaga. Sistem proteksi arus lebih yang baik dilakukan dengan cara melakukan koodinasi terhadap relay arus lebih OCR dan Relay gangguan tanah GFR yang terpasang. Perhitungan koordinasi rele arus lebih mudah untuk dilakukan untuk sistem radial, tetapi untuk sistem yang lebih komplek yang terdiri dari banyak bus tidaklah mudah untuk melakukan koordinasi setting relay. Perbedaan prosedur setting waktu relay antara sistem jaringan distribusi radial dan ring (cincin) mendorong penulis untuk melakukan penelitian di jaringan listrik PT. Polysind Eka Perkasa yang mempunyai konfigurasi jaringan distribusi ring (cincin). Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan setting arus dan setting waktu operasi relay arus lebih (OCR) dan relay gangguan tanah (GFR).

2 1.2 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: 1. Mengetahui besarnya arus hubung singkat jaringan listrik PT. Polysindo Eka Perkasa. 2. Menghitung koordinasi setting waktu relay OCR dan GFR pada karakteristi normal inverse. 1.3 Pembatasan Masalah Untuk menghindari presepsi yang salah dan meluasnya pembahasan, maka pada penelitian ini pembatasan masalahnya meliputi : 1. Membahas mengenai relay proteksi OCR dan GFR. 2. Nilai resistansi pada perhitungan diabaikan. 3. Impedansi gangguan Zf diabaikan. 4. Lokasi penelitian pada sistem jaringan distribusi konfigurasi ring PT. Polysindo Eka Perkasa. 5. Evaluasi perhitungan arus hubung singkat dan setting waktu relay arus lebih (OCR) dan relay gangguan tanah (GFR) dilakukan dengan program Borland Delphi 7.0. II DASAR TEORI 2.1. Sistem Tenaga Listrik Letak sentral atau sistem pembangkit sering sangat berjauhan dari pusat beban atau konsumen. maka penyaluran tenaga listrik ini harus pula dilakukan melalui jarak yang cukup jauh, misalnya Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) hanya dapat dibangun pada tempat tersedianya potensi tenaga air yang pada umumnya berada didaerah pegunungan. Hal ini mengakibatkan saluran tenaga listrik yang dibutuhkan semakin panjang dan kerugian yang ditimbulkan oleh saluran listrik semakin besar. Oleh karena itu diusahakan memperkecil arus listrik dan menaikan level tegangan transmisi sehingga kerugian daya yang ditimbulkan semakin kecil.tanaga listrik yang disalurkan dari jauh dengan transmisi tegangan tinggi bila mendekati daerah pinggiran kota perlu diturunkan menjadi tegangan menengah. Di Indonesia saat ini level tegangan transmisi adalah 500 kv dan 150 kv yang kemudian diturunkan menjadi tegangan menengah yaitu tegangan 20 kv pada jaringan distribusi. Penurunan tegangan dari tegangan tinggi menjadi tegangan menengah dilakukan dalam suatu gardu induk sedangkan dari tegangan menengah ke tegangan rendah dilakukan dalam gardu-gardu distribusi. Sehingga sistem tenaga listrik dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu pusat pembangkit, saluran transmisi dan saluran distribusi. 2.2. Gardu Induk Gardu Induk (GI) sebagai sub-sistem dalam penyaluran energi listrik memegang peranan penting dalam menaikkan maupun menurunkan tegangan, fungsi dari Gardu Induk adalah sebagai berikut: 1. Transformasi tenaga listrik dari level satu level tegangan ke level tegangan yang lain (dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau sebaliknya) 2. Pengukuran, pengawasan operasi, serta pengaturan pengaman sistem tenaga listrik. 3. Pengaturan daya ke gardu-gardu Induk lain melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu induk distribusi melalui feeder tegangan menengah. 2.2.1. Klasifikasi Gardu Induk Berdasarkan konstruksinya gardu induk dapat diklasifikasikan atas: 1. Gardu induk Outdoor Peralatan listrik tegangan tinggi pada gardu induk ini ditempatkan diluar bangunan atau di tempat terbuka (switchyard). 2. Gardu induk indoor Pada gardu induk indoor instalasi peralatan listrik ditempatkan di dalam gedung atau di tempat tertutup. 3. Gardu induk pasangan gabungan Pada gardu induk ini mempunyai ciri khas hanya transformatornya yang diletakkan di luar, sedangkan peralatan lainnya berada di dalam gedung. 4. Gardu induk dalam tanah

3 Gardu induk dalam tanah mempunyai ciri khas mirip dengan gardu induk pasangan dalam (gardu induk indoor), hanya saja tempatnya di dalam tanah. 2.2.2. Peralatan Gardu induk Suatu gardu induk merupakan semacam unit rangkaian yang meliputi bagian-bagian peralatan pemasuk rangkaian(circuit entry), rel (busbar), pemisah (disconecting switch), pemtus tenaga (circuit breaker), transformator daya dan peralatan-peralatan pendukung lainnya seperti trafo tegangan (voltage transformer), trafo arus (current transformer), arrester, pemisah dan lainlain. 1. Disconnecting Switch (DS)/Pemisah (PMS) Disconnecting Switch (DS) berfungsi memisahkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. 2. Busbar / Rel Busbar dalam gardu induk merupakan suatu konduktor tempat bertemunya sejumlah titik pertemuan antara transformator tenaga, Saluran Udara Tegangan tinggi. 3. Circuit Breaker (CB)/Pemutus Tenaga (PMT) CB (Circuit Breaker) atau PMT merupakan saklar yang dapat membuka atau menutup rangkaian listrik, baik pada kondisi kerja normal maupun pada saat terjadi gangguan. 4. Transformator Daya Transformator daya digunakan sebagai pemasok daya, terdapat dua macam fungsi transformator yaitu menaikan tegangan listrik (step-up) dan menurunkan tegangan listrik (step-down). 5. Transformator Ukur Transformator ukur didesain secara khusus untuk pengukuran dalam sistem daya. 6. Arrester Arrester adalah pengaman yang pada saat normal berlaku sebagai isolator, tetapi pada saat terjadi tegangan transient yang melebihi kekuatan isolator pada sistem maka akan menjadi konduktor yang baik. Peralatan-peralatan tersebut diatas merupakan peralatan-peralatan yang terdapat pada suatu gardu induk. Namun peralatan di gardu induk tersebut ada yang digolongkan sebagai peralatan pengaman, peralatanperalatan tersebut antara lain: 1. Disconnecting Switch/DS 2. Circuit breaker(cb) / Pemutus Tenaga (PMT) 3. Arrester 4. Relay proteksi 2.3 Relay Proteksi Relay proteksi adalah peralatan-peralatan elektronika yang berupa relay yang dapat merasakan, mendeteksi dan mengukur adanya gangguan serta ketidaknormalan pada peralatan atau bagian sistem tenaga listrik dan secara otomatis bereaksi memisahkan daerah yang terganggu dari sistem. Ada dua jenis relay yang digunakan untuk mendeteksi kenaikan atau kelebihan arus yaitu relay arus lebih (Over Current Relay) dan relay gangguan tanah (Ground Fault Relay). 2.3.1 Zona Proteksi Koordinasi pengaman merupakan kinerja dua buah pengaman atau lebih pada jaringan listrik yang saling mendukung atau melengkapi dalam melakukan proses tugasnya. Koordinasi pengaman ini dapat berupa relay, recloser maupun pengaman lainnya. Pada dasarnya prinsip dasar koordinasi adalah: 1. Peralatan pengaman pada sisi beban harus dapat menghilangkan gangguan menetap atau sementara yang terjadi pada saluran sebelum peralatan pengaman di sisi sumber beroperasi memutuskan saluran sesaat atau membuka terus. 2. Memadamkan gangguan sementara yang terjadi dan gangguan menetap harus dibatasi sampai pada seksi sekecil mungkin 2.2.3 Peralatan pengaman gardu induk

4 Gambar 2.5 Zona Proteksi Jaringan Distribusi. Untuk dapat melaksanakan fungsi diatas maka relay pengaman harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Dapat diandalkan (Reliable) 2. Selektif 3. Peka ( Sensitif ) 4. Waktu kerja relay cepat 5. Stabil 6. Ekonomis dan sederhana. 2.3.2 Grading time Relay Grading time merupakan tingkatan waktu yang terjadi antara waktu relay pertama dengan waktu relay berikutnya. melindungi sistem dari gangguan yang terjadi. Arus gangguan satu fasa-tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, ini disebabkan karena salah satu atau dari kedua hal berikut: Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi. Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan 2.3.5 Karakteristik Relay Arus Lebih (OCR) 1. Relay Arus Lebih Seketika (instantaneous) Relay arus lebih dengan karakteristik waktu seketika adalah relay dengan jangka waktu kerjanya dari pick up sampai selesai sangat pendek (sesaat). Gambar 2.9. karakteristik kerja relay arus lebih tipe (instantaneous) Gambar 2.6 Time-graded pada jaringan radial. 2.3.3 Relay OCR (Over Current Relay) Relay arus lebih (Over Current Relay) adalah relay yang bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu dan jangka waktu tertentu. Fungsi utama dari relay arus lebih ini adalah untuk merasakan adanya arus lebih kemudian memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) untuk membuka. 2.3.4 Relay GFR (Ground Fault Relay) Fungsi relay ini adalah Relay Gangguan Tanah (Ground Fault Relay) adalah relay yang mendeteksi adanya gangguan fasa ke tanah. Karena seringnya terjadi gangguan satu fasa ke tanah dibandingkan antar fasa menjadikan relay ini penting untuk pengindraan dan 2. Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (definite time relay) Relay ini memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) pada saat terjadi gangguan bila besar arusnya melampaui penyetelan arusnya (I setting) dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu dan tidak tergantung pada besarnya arus gangguan. Gambar 2.10. Karakteristik relay arus lebih waktu tertentu (Definite)

5 3. Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Invers Time Relay) Relay arus lebih waktu terbalik memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) pada saat terjadi gangguan bila besar arus gangguannya melampaui arus penyetelannya (I setting)ndan jangka waktu kerja relay dari pick up waktunya berbanding terbalik dengan besar arusnya. 2.4.1 Macam-macam gangguan a. Gangguan satu fasa ke tanah Merupakan gangguan yang antara satu fasa ke tanah, baik secara langsung maupun melalui impedansi. Gambar 2.13. Gangguan satu fasa ke tanah Gambar 2.11. Karakteristik relay arus lebih waktu terbalik ( Invers ) Relay arus lebih waktu terbalik ini dibagi menjadi empat, yaitu [12] : 1. Normal inverse, 2. very inverse, 3. Longtime inverse, 4. Extremely invers, Maka: maka, b. Gangguan antar fasa Dimana: t = waktu operasi (detik); k = time multiplier I f = arus gangguan (Ampere) ; I set = arus setting (Ampere) Tabel 2.1 harga α dan β untuk karakteristik inverse Kurva Karakteristik α β Normal Inverse 0,02 0,14 Very inverse 1,0 13,5 Longtime Inverse 1,0 120 Extremely Inverse 2,0 80 Gambar 2.14. Gangguan antar fasa I af = 0, I ao = 0, I bf = -I cf Dan V bc = V b -Vc = Z f.i bf I ao =0 Sehingga arus urutan dapat dikethui sebagai berikut: 2.4 Gangguan-gangguan pada sistem tenaga listrik Gangguan-gangguan yang terjadi pada sistem tenaga listri terdiri dari: 1. Gangguan hubung singkat/ paralel 2. Gangguan hubung buka / gangguan simetris 3. Gangguan simultan/serentak

6 c. Gangguan dua fasa ke tanah Gambar 2.15. Gangguan dua fasa ke tanah I af = 0=I a0 +I a1 +I a2 jika I a1 dan I a2 diketahui maka: I a0 = -(I a1 +I a2 ) III. PERANCANGAN TAMPILAN PROGRAM dan DATA LAPANGAN 3.1 Perancangan Tampilan Program Program perhitungan hubung singkat dan relay arus lebih (OCR) dan relay Gangguan tanah (GFR) dibuat dengan bahasa komputasi dengan menggunakan program Borland Delphi 7.0 dengan memanfaatkan fasilitas GUI (Graphical User Interface) pada Delphi itu sendiri. Fasilitas GUI ini digunakan untuk membuat suatu tampilan grafis dari menu-menu program yang ada pada program Delphi 7.0, sehingga memberikan kemudahan bagi pengguna untuk dapat menjalankan program tersebut. d. Gangguan tiga fasa ke tanah Gambar 2.16. Gangguan tiga fasa ke tanah, Jika Z f = 0, Maka arus gangguan tiga fasanya adalah: Gambar 3.1 flowchart program perhitungan arus hubung singkat

7 IV. PERHITUNGAN dan ANALISIS 4.1.1 Perhitungan Impedansi Setiap Bagian Impedansi-impedansi setiap bagian pada jaringan distribusi PT. Polysindo Eka perkasa adalah sebagai berikut: a. Dari data yang diperoleh, GI PEP mempunyai MVA hubung singkat tegangan tinggi sebesar 4268 MVA, dengan impedansi sumber adalah Impedansi urutan positif Z 1 : 1,755 + j5,85 Ω Impedansi urutan negatif Z 2 : 1,7325 + j5,9625 Ω Impedasi urutan nol Z 0 : 3,735 + j13,027 Ω 4.2 Perhitungan arus hubung singkat b. Menghitung impedansi trafo daya: Gambar 4.1 Single line diagram 4.1.2 Konversi Satuan ke dalam per-unit (pu) Untuk mempermudah dalam melakukan perhitungan impedansi urutan maka diperlukan perubahan satuan dari satuan ohm ke dalam satuan pu (per unit). Bila base yang digunakan adalah: MVA base = 100 MVA kvbase = 150 kv Maka impedansi dalam pu diperoleh: Tabe 4.1 hasil perhitungan arus hubung singkat pada tiap bus Arus hubung singkat BUS (Ampere) Arus HS ACSR 1 2 3 1 Ø-G 3486,48 2849,23 2767,59 2816,53 2 Ø 7331,43 6170,59 6025,7 6112,73 3 Ø 14803,9 12440,9 12146,5 12323,3 Tabel 4.2 hasil perhitungan arus hubung singkat pada tiap feeder Arus hubung singkat feeder(ampere) Arus HS ACSR Feeder 1 Feeder2 Feeder3 1 Ø-G 3486,48 2790,4 2797,3 2762,66 2 Ø 7331,43 6066,33 6078,61 6016,91 3 Ø 14803,9 12229 12254 12128,6

8 4.3 Perhitungan Waktu Kerja Relay 4.3.1 Relay gangguan tanah (GFR) I fl = 650 A ; I f 3 phasa = 12,3 ka CT ratio = 650/5 A Menghitung arus setting primer, Maka setting yang diambil adalah: = 120 % x 650 = 780 Ampere. Menghitung waktu setting relay arus lebih (OCR) 0,14 0,1 top = 12323,3 780 = 0,24 detik 0,02 1 4.3.2 Relay gangguan tanah (GFR) I fl = 650 A ; I f 3 phasa = 12,3 ka CT ratio = 650/5 A I set primer = 10% x I nct = 0,1 x 650 = 65 Ampere Menghitung arus setting sekunder Is sekunder Menghitung waktu setting relay gangguan tanah (GFR) 0,14 0,1 top = 0,02 2816,53 65 1 = 0,178 detik Tabel 4.3 hasil perhitungan setting relay OCR CT rasio Iset lokasi Relay P S hitung Iset data Bus 150 1 150 1 180 165 Bus 1 2 1300 5 1560 1500 Feeder 1 Feeder 2 Feeder 3 3 650 5 780 800 4 650 5 780 750 5 650 5 780 760 6 650 5 780 760 7 650 5 780 750 8 650 5 780 800 Tabel 4.4 hasil perhitungan setting relay GFR CT rasio Iset lokasi Relay P S hitung Iset data Bus 150 1 150 1 15 15 Bus 1 2 1300 5 130 125 Feeder 1 3 650 5 65 70 4 650 5 65 65 Feeder 2 5 650 5 65 60 6 650 5 65 60 Feeder 3 7 650 5 65 65 8 650 5 65 70 4.4 Analisa dan Pembahasan 4.4.1 Analisa arus hubung singkat Merujuk pada tabel 4.1 dan 4.2 pada sub bab 4.2 yang merupakan tabel perhitungan arus hubung singkat pada setiap bus dan feeder. Dari tabel tersebut terlihat bahwa gangguan terbesar terjadi pada bus tegangan tinggi ACSR 150 kv sebesar 14.803,9 Ampere dan arus hubung singkat 3Ø terkecil ada pada bus 3 sebesar 12.128,6 Ampere. Untuk arus hubung singkat satu fasa tanah, gangguan terbesar juga berada pada pada bus ACSR 150 kv sebesar 3.486 Ampere sedangkan arus hubung singkat fasa tanah terkecil berada pada feeder 3 sebesar 2762,66 Ampere Secara logika teori, jika lokasi gangguan semakin jauh dari sumber, maka impedansi gangguan semakin besar dan akibatnya arus gangguan semakin kecil. Berdasarkan logika tersebut. Terlihat bahwa arus gangguan pada bus 2 dan 3 lebih kecil bila dibandingkan dengan arus gangguan pada bus 1 sebaliknya impedansi pada bus 2 dan 3 lebih besar dibandingkan dengan bus1. Perbandingan hasil perhitungan hubung singkat yang diambil dari contoh dengan membandingkan gangguan pada bus 150kV dengan bus 3 yang terjauh dari sumber maka diperoleh bahwa arus hubung singkat pada bus 150 kv sebesar 14,8 ka dengan impedansi Z s = 0,0260 pu dibandingkan dengan bus3 yang

9 mampunyai arus hubung singkat sebesar 12,14kA dengan impedansi Z bus3 = 0,0317 pu dari perbandingan ini terlihat bahwa untuk lokasi gangguan yang letaknya jauh dari sumber akan menghasilkan arus hubung singkat yang lebih kecil dari arus hubung singkat sumber (I hs sumber >I hs bus3 ) namun berkebalikan dengan impedansi, semakin jauh lokasi gangguan maka semakin besar pula impedansinya (Z s <Z bus3 ) 4.4.2 Analisa relay OCR Setting arus relay harus lebih besar dari beban maksimal (I set >I full load ) dan tidak trip pada beban maksimal maka setting arus relay arus lebih. Jika mengacu pada aturan tersebut maka baik setting data dilapangan maupun telah sesuai dengan aturan tersebut. Ini dapat dilihat ketika pada jaringan mengalir arus sebesar 650 A dengan setting arus sebesar 780 A maka relay tidak akan pick up karena arus beban maksimal tersebut lebih kecil dari arus setting sehingga pada keadaan tersebut relay arus lebih OCR tidak trip dan jaringan masih dapat mengalirkan arus ke beban dengan normal. Relay Arus lebih (OCR) harus trip pada arus hubung singkat dua phasa minimum diujung penghantar yang diamankan, I max < I set < 0.8 I hs 2Ø min. Bila I max tidak diketahui, maka dapat menggunakan I n penghantar atau I n trafo. Berdasarkan pada kaidah ini maka setting arus dari tabel 4.5 juga telah sesuai baik data hasil perhitungan maupun data lapangan jika arus hubung singkat dua phasa minimum sebesar 6016,91 maka, 650 A < 780 A < 4813,5 A. 4.4.3 Analisa relay GFR Setting arus Iset GFR direkomendasikan 10% InCT sehingga didapat data seperti tabel 4.4 diatas. Arus gangguan gangguan tanah yang terjadi pada jaringan nilainya bisa kecil atau besar tergantung dari hambatan yang dilalui oleh arus ketika terjadi gangguan satu fasa-tanah. Jika impedansi yang dilalui nilainya besar maka arus hubung singkat satu fasa tanah ini nilainya menjadi kecil dan sebaliknya. Relay ini juga mempertimbangkan pola pengamanan pentanahan (grounding) pada jaringan listrik dan pada peralatan-peralatan listrik. 4.4.4 Analisa koordinasi Relay OCR Gambar 4.3 koordinasi relay 3 dan relay 4 jika terjadi gangguan langsung 3 phasa sebesar 12,2 ka maka 4 akan trip selama 0,24 detik lebih cepat dari relay 3 yang waktu operasinya selama 0,84 detik. Dari perbedaan waktu operasi diatas terlihat adanya suatu koordinasi grading time antara relay 3 dan 4 dalam melokalisir gangguan yang terjadi pada feeder 1 dimana relay 4 akan beroperasi lebih cepat daripada relay 3 dalam melokalisir gangguan. Dari hasil perhitungan top relay arus lebih antara relay 3 dan 4. 4.4.5 Koordinasi Relay Gangguan tanah (GFR) Gambar 4.6 koordinasi relay 3 dan 4 Dari Grafik 4.4 diatas merupakan grafik relay OCR karakteristik normal invers. ketika terjadi gangguan arus hubung singkat 3 phasa yang besarnya 12,2 ka maka 7 akan trip selama 0,24 detik lebih cepat dari relay 8 yang waktu operasinya selama 0,84 detik.

10 V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Hasil perhitungan arus hubung singkat maka arus hubung singkat terbesar adalah arus hubung singkat 3 phasa sebesar 14,8 ka pada bus tegangan tinggi sedangkan arus hubung singkat terkecil adalah arus hubung singkat fasa tanah sebesar 2,67 ka yang terjadi pada pada bus 3. 2. Dari hasil perhitungan dan analisa setting relay arus lebih (OCR) dan relay gangguan tanah (GFR) pada konfigurasi jaringan ring 3 bus dengan menggunakan karakteristik normal inverse maka dapat disimpulkan bahwa relay-relay yang mempunyai waktu operasi (top) serta nilai time multiple setting (tms) yang kecil akan beroperasi lebih cepat dalam melokalisir gangguan dibandingkan dengan relay yang mempunyai waktu operasi dan tms yang lebih besar. 5.2 Saran 1. Dalam melakukan perhitungan hubung singkat diusahakan untuk mengetahui nilai setiap komponen yang akan digunakan untuk perhitungan hubung singkat seperti MVA hubung singkat, reaktansi, impedansi baik untuk urutan positif, negatife maupun urutan nol agar dapat mendekati nilai kebenarannya. 2. Koordinasi relay dapat lakukan kembali untuk jaringan yang lebih kompleks yang terdiri dari banyak bus dengan program yang aplikatif.

11 Daftar Pustaka: [1]. ABB Automation Inc, 2006, SPAJ 140 C Overcurrent and earth faulth relay, http://www.abb.com/global/seitp328.nsf/ [2]. Gonen, Turan. Modern Power System Analysis. John Wiley & Son, Inc. 1988 [3]. Hakim, Yanuar. MSc protection of industrial power system.mei 2002 [4]. Paithankar, Y.G. Bhide, S.R. Fundamental Of Power System Protection, Prentice-Hall of INDIA. New Delhi.2003 [5]. Sulasno,Ir. Sistem Distribusi Tenaga Listrik Badan Penerbit Undip, Semarang: 2003 [6]. Vishwakarma DN, Ram Badri, Power System Protection And Switchgear, Mc Grawhill Hill, New York:1999 [7]. Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elekronika Daya,PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta:1992 [8]. http://budi54n.wordpress.com [9]. http://dunia-listrik.blogspot.com [10]... Materi Kuliah Proteksi Sistem Distribusi, jilid II badan penerbit Undip, Semarang: 2001 [11]. PT. PLN (Persero) P3B. Pelatihan O&M Relai Proteksi Jaringan September 2005 Penulis Cecep Moh. Ramadon L2F307015 Teknik Elektro Universitas Diponegoro Pembimbing I, Mengetahui, Pembimbing II, Ir. Tejo sukmadi, MT Karnoto, ST. MT 196111171988031001 196907091997021001