1.2. Sistem Proteksi Jaringan 1.2.1. Peralatan Proteksi Jaringan tenaga listrik secara garis besar terdiri dari pusat pembangkit, jaringan transmisi (gardu induk dan jaringan) dan jaringan distribusi. Jaringan tenaga listrik terdiri dari banyak peralatan yang berbeda jenis dan karakteristik dan secara fisik dipisahkan oleh pemutus tenaga (PMT) seperti pada Gambar 1.2.1.a. PMT berfungsi untuk memisahkan/menghubungkan satu bagian jaringan dengan bagian lain, baik jaringan dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terganggu. Bagian-bagian jaringan tersebut dapat terdiri dari satu PMT atau lebih. PUSAT LISTRIK JARINGAN GARDU INDUK DISTRIBUSI P G Gambar 1.2.1.a. Jaringan sistem tenaga listrik Dalam usaha untuk meningkatkan keandalan penyediaan energi listrik, kebutuhan sistem proteksi yang memadai tidak dapat dihindarkan. Sistem proteksi terdiri dari peralatan CT, PT, PMT, Catu daya dc/ac, relai proteksi, teleproteksi yang diintegrasikan dalam suatu rangkaian wiring. Disamping itu diperlukan juga peralatan pendukung untuk kemudahan operasi dan evaluasi seperti sistem recorder, sistem scada dan indikasi relai (announciator). Secara sederhana salah satu contoh sistem proteksi untuk jaringan seperti ditunjukan pada Gambar 1.2.1.b. 8
Perintah buka Jaringan Masukan besaran arus dan tegangan Relai Proteksi Sinyal kirim Sinyal terima Relai Proteksi Catu Daya (battere) Indikasi relai Data Scada Evaluasi Disturbance Recorder Fault Locator Gambar. 1.2.1.b. Sistem Proteksi Jaringan Fungsi peralatan proteksi adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih sehat serta sekaligus mengamankan bagian yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar. Sistem Proteksi harus memenuhi syarat sebagai berikut : - Sensitif yaitu mampu merasakan gangguan sekecil apapun - Andal yaitu akan bekerja bila diperlukan (dependability) dan tidak akan bekerja bila tidak diperlukan (security). - Selektif yaitu mampu memisahkan jaringan yang terganggu saja. - Cepat yaitu mampu bekerja secepat-cepatnya. 1.2.2. Gangguan Sistem dan Non Sistem Jaringan tenaga listrik yang terganggu harus dapat segera diketahui dan dipisahkan dari bagian jaringan lainnya secepat mungkin dengan maksud agar kerugian yang lebih besar dapat dihindarkan. 9
Gangguan pada sistem tenaga listrik dapat terjadi di sisi pembangkit, jaringan dan distribusi. 1.2.2.1. Gangguan Sistem Gangguan sistem adalah gangguan yang terjadi di sistem tenaga listrik (sisi primer) seperti pada generator, transformator, SUTT, SKTT dan lain sebagainya. Gangguan sistem dapat dikelompokkan sebagai gangguan permanen dan gangguan temporer. Gangguan temporer adalah gangguan yang hilang dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya sambaran petir yang menyebabkan flash over pada isolator SUTT. Pada keadaan ini PMT dapat segera dimasukan kembali, secara manual atau otomatis dengan Auto Recloser. Gangguan permanen adalah gangguan yang tidak hilang dengan sendirinya, sedangkan untuk pemulihan diperlukan perbaikan, misalnya kawat SUTT putus. Gangguan sistem dapat bersifat controllable (dalam pengendalian O&M) dan uncontrollable (diluar pengendalian O&M). 1.2.2.2. Gangguan Non Sistem PMT terbuka tidak selalu disebabkan oleh terjadinya gangguan pada sistem, dapat saja PMT terbuka oleh karena relai yang bekerja sendiri atau kabel kontrol yang terluka atau oleh sebab interferensi dan lain sebagainya. Gangguan seperti ini disebut gangguan bukan pada sistem, selanjutnya disebut gangguan non sistem (sisi sekunder). Jenis gangguan non-sistem antara lain : kerusakan komponen relai, kabel kontrol terhubung singkat, interferensi / induksi pada kabel kontrol. 10
1.2.3. Sistem Proteksi Jaringan 1.2.3.1. Sistem proteksi SUTT Sistem proteksi SUTT terdiri dari Proteksi Utama dan Proteksi Cadangan Jaringan. Proteksi Utama adalah sebagai berikut : Distance relay : PUTT, POTT, Blocking Differential relay : Pilot, Current, Phase Directional comparison relay : Impedance, Current, Superimposed Proteksi Cadangan adalah sebagai berikut : Sistem proteksi cadangan lokal : OCR & GFR Sistem proteksi cadangan jauh : Zone 2 GI remote 1.2.3.2. Sistem Proteksi SUTET Pada dasarnya, hanya ada satu pola pengaman SUTET yang dipakai pada sistem jaringan 500 kv di pulau Jawa, yaitu suatu pola yang menggunakan dua Line Protection (LP) berupa Distance Relay (Z) + Tele Proteksi (TP) yang identik, disebut LP(a) dan LP(b). Pada setiap LP terdapat Directional Earth Fault Relay (DEF) sebagai komplemennya. Pola ini selanjutnya dilengkapi dengan Reclosing Relay untuk melakukan SPAR. Pola ini dipakai di hampir seluruh SUTET PLN di Jawa dan untuk selanjutnya akan disebut sebagai pola standar. Namun demikian, disamping pola yang standar terdapat dua pola lain yang non standar. Pola non standar yang pertama mempunyai dua LP, yaitu : i) LP(a) berupa Directional Comparison (DC) dari jenis Non-Impedance Relay, yang dibackup oleh sebuah Distance Relay tanpa Tele Proteksi, ii) LP(b) berupa distance relay + DEF dengan Tele Proteksi, yang di-backup oleh sebuah Distance Relay tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada SUTET Saguling - Cirata 1. 11
Pola non standar yang kedua mempunyai LP(a) berupa Phase Comparison yang di backup oleh Distance Relay tanpa Tele Proteksi, dan LP(b) berupa Distance Relay + DEF dengan Tele Proteksi yang di-backup oleh Distance Relay tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada SUTET Saguling - Cirata 2. Tabel 1.2.3.2. Pola Standar Pola LPa LPb Main Backup Main Backup Pola standar Z+DEF+TP Z Z+DEF+TP Z Pola non standar I DC Z Z+DEF+TP Z Pola non standar II PC Z Z + TP Z 1.2.3.3. Media Telekomunikasi Media PLC dapat digunakan untuk Distance Relay, Comparison Directional Relay, dan Comparison Phase Relay. Media Fibre Optic dapat digunakan untuk Distance Relay, relai directional comparison, relai phase comparison, dan relai current differential. Media Micro Wave dapat digunakan untuk distance relay, relai directional comparison, relai phase comparison, dan relai current differential. Kabel Pilot dapat digunakan untuk relai pilot differential. 12