SETTING RELAI JARAK PADA SISTEM 150 KV

TUGAS AKHIR SETTING RELAI JARAK PADA SISTEM 150 KV Disusun guna memenuhi persyaratan aademis dan untu mencapai gelar sarjana S-1 pada jurusan Teni Eletro Universitas Mercu Buana Disusun oleh SIGIT SUPRIYANTO 01400 074 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

LEMBAR PENGESAHAN SETTING RELAI JARAK PADA SISTEM 150 KV Diajuan Untu Memenuhi Syarat Kelulusan Pendidian Strata Satu (S1) Program Studi Teni Eletro Disusun Oleh : SIGIT SUPRIYANTO NIM : 01400-074 Disetujui Oleh : Koordinator Tugas Ahir Pembimbing Ir. Yudhi Gunardi, MT Bambang Trisno, MSc Mengetahui Ketua Jurusan Teni Eletro Faultas Tenologi Industri Ir. Budi Yanto Husodo, MSc ii

ABSTRAK Relai adalah alat pengaman yang dapat memerintah pemutus tenaga, untu memutus dan memisahan bagian saluran transmisi yang mengalami gangguan dari saluran transmisi yang sehat. Pengaman yang banya digunaan adalah relai jara. Relai jara merupaan relai impedansi, arena impedansi saluran transmisi sebanding dengan panjangnya saluran tersebut, sehingga penguuran jara jangauan relai tersebut e loasi gangguan dapat dilauan dengan menguur impedansinya. Pengetahuan tentang prinsip erja, jenis dan arateristi relai jara, serta pengertian mengenai daerah perlindungan, maupun pola oordinasi mendasari dalam pemilihan dan setting relai jara secara optimal. Koordinasi setting relai jara yang dilauan di Gardu Indu Petuangan dan Gardu Indu Serpong telah menghasilan suatu setting relai yang sangat bai di mana watu erja relai jara pada zone I adalah seetia dan pada zone II adalah 0,4 deti dan untu zone III adalah 1,2 deti, sehingga bila terjadi gangguan yang menyebaban pemadaman maa pemadaman tida meluas arena sudah diputus dan dipisahan dari saluran yang sehat, sehingga yang beerja hanya alat yang paling deat dengan loasi gangguan. iv

DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERNYATAAN... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL... x... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belaang Masalah... 1 1.2 Poo Permasalahan... 2 1.3 Tujuan Penulisan... 2 1.4 Pembatasan Masalah... 2 1.5 Sistematia Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Fungsi Saluran Transmisi... 4 2.2 Konstrusi Saluran Transmisi... 6 2.3 Gangguan pada Saluran Transmisi... 8 2.3.1 Sifat Sifat Gangguan... 8 2.4 Fungsi Protesi pada Saluran Transmisi... 9 2.4.1 Pertimbangan Mengenai Kemampuan Protesi 10 2.4.2 Pertimbangan Mengenai Kondisi Sistem Tenaga 14 vii

2.5 Penerapan Sistem Protesi... 14 2.6 Pengaruh Pentanahan Titi Netral... 16 BAB III SETTING RELAI JARAK 3.1 Prinsip Penguuran Jara... 19 3.2 Jenis dan Karateristi Relai Jara... 20 3.2.1 Relai Jara Jenis Impedansi... 20 3.2.2 Relai Jara Jenis MHO atau Jenis ADMITANS 23 3.2.3 Relai Jara Reatansi... 25 3.2.4 Relai Jara Jenis MHO Geser atau Relai Perasa Gangguan... 27 3.3 Cara Penguuran Jara... 28 3.3.1 Gangguan Hubung Singat 3 Fasa ( L-L-L ) 29 3.3.2 Gangguan Hubung Singat 2 Fasa ( L-L )... 29 3.3.3 Gangguan Hubung Singat 1 Fasa e Tanah ( L-G )... 29 3.4 Syarat Utama Relai Jara... 30 3.5 Relai Jara dengan Tiga Tingat Pengamanan... 32 3.5.1 Penyetelan Zone I... 34 3.5.2 Penyetelan Zone II... 35 3.5.3 Penyetelan Zone III... 37 3.5.4 Perlambatan Watu Kerja ( Δt )... 37 3.6 Menentuan Impedansi Seunder... 39 viii

BAB IV KOORDINASI SETTING RELAI JARAK 4.1 Umum... 40 4.2 Menentuan Zone I, II dan III di Gardu Indu Petuangan serta Menentuan Watu Kerja Relai... 41 4.2.1 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Serpong... 41 4.3 Menentuan Zone I, II dan III di Gardu Indu Serpong serta Menentuan Watu Kerja Relai... 44 4.3.1 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Serpong - Petuangan... 44 4.4 Menentuan Zone I, II dan III di Gardu Indu Petuangan... 48 4.4.1 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Kebon Jeru... 48 4.4.2 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Mampang... 49 4.4.3 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Cawang... 49 4.5 Kinerja Relai Jara Sewatu Terjadi Gangguan... 50 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 51 5.2 Saran Saran... 52 DAFTAR PUSTAKA... 53 ix

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Fase yang Terganggu Vs Tegangan dan Arus yang Masu e Relai... 30 xi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listri... 4 Gambar 2.2 Sistem Pengaman Saluran dengan Relai Jara... 16 Gambar 2.3 Sistem Pentanahan... 17 Gambar 3.1 Prinsip Penguuran Jara... 19 Gambar 3.2 Prinsip Kerja Relai Impedansi... 21 Gambar 3.3 Karateristi Relai Impedansi... 22 Gambar 3.4 Karateristi Watu Relai Jara... 22 Gambar 3.5 Relai Jara Admitans... 23 Gambar 3.6 Karateristi Relai Admitans... 25 Gambar 3.7 Relai Jara Reatansi... 25 Gambar 3.8 Karateristi Relai Reatansi... 26 Gambar 3.9 Relai Jara Jenis MHO Geser... 27 Gambar 3.10 Sistem Tenaga Listri yang Diamanan oleh relai di Titi A... 33 Gambar 3.11 Beberapa Karateristi Relai Jara untu Zone I, II dan III... 34 Gambar 3.12 Karateristi Watu Kerja untu Relai di Titi A... 34 Gambar 3.13 Penyetelan Zone I, II dan III untu Relai di A... 38 x

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belaang Masalah Dewasa ini, sebagai wujud dari ilmu pengetahuan dan tenologi, maa ecenderungan sebagian besar masyaraat untu memanfaatan energi listri dalam ehidupan sehari hari terus meningat. Hal ini disebaban semain banyanya sarana bantu ativitas manusia yang memerluan energi listri, misalnya untu eperluan rumah tangga, teleomuniasi, audio video, industri dan lain sebagainya. Kontinuitas suplai tenaga listri yang bai merupaan dambaan setiap onsumen. Dalam hal ini PT. PLN sebagai perusahaan nasional yang bergera dalam bidang etenagalistrian berusaha meningatan sistem tenaga listri yang sudah ada dan menghimpun seluruh potensi yang dimilii, sehingga sangat diharapan mampu mengatasi segala ebutuhan masyaraat aan energi listri yang memadai, aman, handal dan ontinu. Aan tetapi pada enyataannya penyaluran tenaga listri yang sampai pada onsumen tidalah lancar dan mudah, selalu terjadi gangguan yang menyebaban pemadaman yang sangat tida diharapan oleh para onsumen. Agar pemadaman tida meluas, maa diperluan pengaman yang dapat memerintah pemutus tenaga, untu memisahan bagian saluran yang mengalami gangguan dari saluran transmisi yang sehat. Pengaman yang banya digunaan adalah relai jara, di mana bila settingnya dilasanaan dengan bai, aan dapat

2 meloalisir gangguan, sehingga yang beerja hanya alat yang paling deat dengan loasi gangguan. 1.2 Poo Permasalahan Sebagaimana dietahui bahwa Saluran Udara Tegangan Tinggi ( SUTT ) adalah bagian dari sistem yang paling banya mengalami gangguan. Dalam pengamanan sistem tenaga listri, gangguan pada SUTT lebih dari 90% bersifat temporer. Sering ali masalah seletifitas pengamanan merupaan persoalan yang menonjol dalam masalah pengamanan SUTT. 1.3 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan dari tugas ahir ini adalah sebagai beriut : Memberian suatu evaluasi pada sistem yang ada dan menyempurnaannya dengan menggunaan pengamanan SUTT yang lebih seletif. 1.4 Pembatasan Masalah Pembatasan dan pemecahan dapat dilauaan agar penelitian tugas ahir ini, tida jauh dari apa yang diharapan, maa diberian batasan batasan. Pembatasan yang di masud adalah sebagai beriut : 1. Penentuan leta gangguan adalah dengan menggunaan relai jara. 2. Arah yang di setting adalah Gardu Indu ( GI ) Serpong dengan Gardu Indu ( GI ) Petuangan. 3. Sistem 150 KV.

3 1.5 Sistematia Penulisan Sistematia penulisan yang aan digunaan dalam penyusunan tugas ahir ini adalah sebagai beriut : BAB I PENDAHULUAN Dalam hal ini, berisian latar belaang masalah, poo permasalahan, tujuan penulisan, pembatasan masalah dan sistematia penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini aan di bahas teori teori yang ada, atau yang berhubungan dengan topi yang di bahas, atau teori yang mampu memberian solusi atau pemecahan dari masalah pada bab pertama. BAB III SETTING RELAI JARAK Dalam bab ini aan di bahas tentang rumus rumus dan cara setting relai jara menurut teori yang ada. BAB IV KOORDINASI SETTING RELAI JARAK Pada bab ini aan dilauan perhitungan dan pengujian dari data yang telah di olah seperti dalam lampiran. BAB V PENUTUP Pada bab ini berisian esimpulan dari perhitungan dan pengujian yang dilauan pada studi asus setting relai jara pada sistem 150 KV.

4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Fungsi Saluran Transmisi Proses penyediaan tenaga listri Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listri Dalam suatu sistem tenaga listri dibangitan dalam pusat pusat listri, yang emudian disaluran melalui saluran transmisi, setelah terlebih dahulu dinaian tegangannya oleh transformator penai tenaga ( step up transformator ) yang ada di pusat listri. Saluran transmisi bisa merupaan saluran udara dan ada pula yang berupa saluran abel tanah, arena saluran udara harganya jauh lebih murah dibandingan dengan saluran abel tanah, maa saluran transmisi di pusat pusat listri lebih banya berupa saluran udara.

5 Fungsi dari saluran transmisi itu adalah, untu memindahan energi listri dalam jumlah yang cuup besar, bisa mencapai ratusan mega watt ( MW ) dan dalam jara yang cuup jauh, bisa mencapai ratusan ilometer, maa digunaan saluran tegangan tinggi. Standar tegangan yang biasa digunaan di PT. PLN ( Persero ) ini adalah 70 V, 150 V, 275 V dan 500 V. Proses penyaluran energi listri dari pusat listri e pusat beban disaluran melalui saluran transmisi tegangan 150 V atau tegangan 500 V, emudian di gardu indu, tegangan diturunan menjadi tegangan distribusi primer 20 V. Pada gardu indu distribusi yang tersebar di pusat pusat beban tegangan di ubah oleh transformator distribusi, menjadi tegangan rendah 380 V, untu fasa fasa dan 220 V untu fasa netral. Pada saluran transmisi, menggunaan sistem arus bola bali tiga fasa, merupaan sistem yang banya digunaan pada saat ini, arena banya terdapat elebihan, diantaranya : Mudah mengubah tegangan. Dapat menghasilan medan magnet putar. Daya yang disaluran lebih besar. Pada saluran transmisi yang menggunaan sistem arus searah ahir ahir ini juga banya yang menggunaannya. Oleh arena itu, ada beberapa euntungan dan eurangannya, apabila menggunaan arus searah harus memperhitungan persoalan eonominya. Sistem saluran arus searah sangat mahal, yang disebaban arena sistem ini diperluan biaya peralatan pengubah arus, yaitu inverter dan onverter yang cuup tinggi.

6 Peningatan tegangan pada saluran transmisi mempunyai nilai eonomis yang sangat penting, mengingat euntungan sebagai beriut : Untu penyaluran daya yang sama, arus yang dialiran menjadi berurang. Luas penampang ondutor yang digunaan berurang. Arus yang mengalir di saluran transmisi menjadi lebih ecil. Aan tetapi bertambah tingginya tegangan transmisi, berarti jara bebas antara awat penghantar harus lebih lebar, panjang gandengan isolator lebih besar. 2.2 Konstrusi Saluran Transmisi Jenis-jenis onstrusi saluran transmisi yang paling utama terdiri dari : 1. Menara transmisi berserta pondasinya Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi yang bisa berupa menara baja, tiang baja, tiang beton bertulang, dan tiang ayu. Untu saluran tegangan tinggi atau estra tinggi digunaan tiang besi dengan bentu latice networ 2. Isolator Isolator yang digunaan pada saluran transmisi adalah isolator porselin atau isolator gelas. Dalam penggunaan dan fungsinya dienal tiga jenis isolator yaitu : isolator jenis pasa ( pin type ), isolator jenis pos saluran ( line pos ) dan isolator gantung / batang panjang ( long load ). Gandengan isolator gantung pada umumnya dipaai pada saluran transmisi tegangan tinggi, sedangan isolator jenis pasa dan jenis pos saluran dipaai pada saluran transmisi dengan tegangan erja relatif rendah ( urang dari 22-33 KV ).

7 3. Kawat Penghantar ( Conductor ) Jenis awat penghantar yang biasa digunaan pada saluran transmisi adalah tembaga dengan ondutivitas 100% ( CU 100% ) dan 97,5% atau alumunium dengan ondutivitas 61% ( AI 61% ). Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa elebihan dibandingan dengan awat penghantar alumunium arena ondutivitas dan uat tarinya lebih tingi, tetapi elemahannya adalah untu besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari alumunium dan juga lebih mahal. Oleh arena itu awat penghantar alumunium telah menggantian eduduan tembaga. Untu memperbesar uat tari dari awat alumunium digunaan campuran alumunium ( allumunium alloy ). Untu saluran-saluran transmisi tegangan tinggi dimana antara dua tiang / menara jauh ( ratusan meter ) dibutuhan uat tari yang lebih tinggi, untu itu digunaan awat penghantar ASCR. 4. Kawat Tanah ( ground wires ) Kawat tanah biasa disebut sebagai awat pelindung ( shield wires ) atau awat petir yang berguna untu melindungi awat penghantar atau awat fasa terhadap sambaran petir. Selain itu awat petir juga dengan efetif dipaai untu melindungi gardu indu dengan segala perangat yang ada didalamnya, termasu transformator daya terhadap petir. Pengaman yang utama yang diperoleh adalah terhadap sambaran langsung yang terjadi berdeatan dengan transformator.

8 Ada 2 unsur penting yang perlu diperhatian : Jumlah awat yang dipaai, panjangnya, serta letanya untu memperoleh daya lindung yang bai. Langah-langah yang harus diambil agar energi petir dengan cepat dapat mengalir e bumi. Hal ini berarti diperluan suatu hubungan yang bai dengan tanah. Ruang lindung atau sudut perlindungan ( α ) sebainya urang dari 30 agar awat fasa tida iut tersambar petir. Jadi awat tanah atau awat petir itu terpasang diatas awat fasa. Sebagai awat tanah umumnya dipaai awat baja ( steel wires ) yang lebih murah, tetapi tidalah jarang digunaan ASCR. 2.3 Gangguan pada Saluran Transmisi Gangguan yang terjadi pada saluran transmisi ini merupaan suatu peristiwa yang menyebaban beerjanya relai aibat pemutus tenaga ( PMT ) atau circuit breaer ( CB ) trip tetapi buan ehenda operator, sehingga menyebaban putusnya aliran daya yang melalui PMT tersebut. 2.3.1 Sifat Sifat Gangguan Sifat-sifat gangguan dapat dielompoan menjadi dua ( 2 ), yaitu : a. Gangguan yang bersifat temporer yaitu peristiwa yang menyebaban trip nya PMT tetapi bebrapa emudian ( setelah 5 deti ) apabila PMT dimasuan maa eadaannya aan normal embali ( gangguan sudah hilang ) misal : petir, sentuhan dahan.

9 b. Gangguan yang bersifat permanen yaitu peristiwa yang mnyebaban tripnya PMT, emudian bila PMT dimasuan embali PMT tersebut trip lagi. PMT baru bisa dimasuan embali secara normal setelah dilauan perbaian atas bagian yang menimbulan gangguan, misalnya awat putus, isolator pecah, isolasi abel rusa. 2.4 Fungsi Protesi pada Saluran Transmisi Seperti dietahui sistem tenaga listri adalah merupaan esatuan dari beberapa omponen yang terhubung menjadi satu dengan yang lainnya, antara lain, Turbin, Generator, transmisi dan Transformator yang tentu saja investasinya sangat besar. Oleh arena itu, untu menghindaran peralatan tersebut dari erusaan aibat gangguan atau hubung singat maa diperluan suatu alat pengaman yang berfungsi untu : a. Merasaan, menguur dan menentuan bagian sistem yang terganggu serta memisahan secepatnya, sehingga sistem lainnya yang tida terganggu dapat beroperasi secara normal. b. Mengurangi erusaan yang lebih parah dari peralatan yang terganggu. c. Mengurangi pengaruh gangguan terhadap bagian sistem yang lain, yang tida terganggu di dalam sistem tersebut. Di samping itu, mencegah meluasnya gangguan. d. Memperecil bahaya bagi manusia.

10 Maa untu memenuhi riteria tersebut di atas, alat pengaman harus dapat beerja dengan cepat, agar pengaruh gangguan atau hubung singat dapat segera dihilangan, sehingga sistem dapat berjalan seperti yang diharapan. Relai ini adalah suatu alat pengaman yang memilii ontator ontator, yang apabila epadanya diberian suatu besaran listri tertentu, alat tersebut aan menutup atau membua onta tripnya. 2.4.1 Pertimbangan Mengenai Kemampuan Protesi Dalam pemilihan relai dari segi emampuannya untu mengamanan saluran transmisi, beberapa, perembangan perlu diperhatian antara lain: 1. Dapat diandalan ( realible ) Dalam eadaan normal, jia tida ada gangguan, relai tida beerja mungin berbulan bulan atau bertahun tahun. Tetapi bila suatu saat terjadi gangguan yang mengharusan relai beerja, maa dalam hal ini relai tida boleh gagal beerja dalam mengatasi gangguan tersebut. Kegagalan erja relai dapat mengaibatan erusaan yang berat bagi alat yang diamanan, atau gangguan menjadi meluas, sehingga daerah yang mengalami pemadaman meluas. Di samping itu, relai tida boleh salah erja, yaitu yang seharusnya tida boleh beerja tetapi beerja, sehingga timbul pemadaman yang tida seharusnya ataupun menyulitan analisa gangguan yang terjadi. Dalam hal ini harus dapat diandalan, tida hanya relainya sendiri, tetapi mulai dari trafo arus, trafo tegangan serta rangaiannya, baterai serta pemutus bebannya. Keandalan relai pengaman

11 ditentuan mulai dari rancangan, rangaian, bahan yang digunaan dan perawatannya. Oleh arena itu, setelah operasi untu mendapatan eandalan yang tinggi, diperluan perawatan. Dalam hal ini, perlu adanya pengujian secara periodi, untu menentuan apaah arateristi relai masih tetap atau memerluan penyetelan embali. Catatan tentang hasil pengujian pada saat ini, perlu dibandingan dengan hasil pengujian periode yang lalu, hal ini untu menentuan arateristi relai apaah stabil atau tida, sehingga dapat menentuan eandalan relai. 2. Seletif Relai bertugas mengamanan peralatan atau bagian sistem dalam daerah pengamanannya. Leta pemutus beban sedemiian rupa, sehingga setiap bagian dari sistem dapat dipisahan. Maa tugas relai adalah mendetesi adanya gangguan yang terjadi pada daerah pengamanannya dan memberi perintah untu membua pemutus beban, untu memisahan bagian sistem yang terganggu. Dengan demiian, bagian sistem lainnya yang tida terganggu jangan sampai di lepas dan masih beroperasi secara normal, sehingga tida terjadi pemutusan pelayanan atau jia terjadi pemutusan/pemadaman terbatas. Dengan ata lain, pengaman dinyataan seletif bila relai dan PMT yang beerja hanyalah pada daerah yang terganggu saja. Salah satu cara untu mendapatan pengaman yang seletif ialah dengan menggunaan relai yang mempunyai seletifitas mutla atau seletifitas relatif, dengan pertingatan watu erja pada masing masing

12 relai. Satu pengaman dapat mempunyai seletifitas mutla misalnya, pengaman dengan relai diferensial atau pengaman mempunyai seletifitas relatif, misalnya pengaman dengan relai arus lebih atau relai jara, pengaman aan seletif dengan cara setting yang bai. 3. Watu erjanya cepat Relai pengaman harus dapat beerja dengan cepat, arena : Kerusaan peralatan, yaitu tembusnya isolasi, disebaban arena terjadinya tegangan lebih terlalu lama ataupun rusa terbaar arena dialiri arus gangguan yang terlalu lama. Dengan demiian, relai pengaman harus beerja dengan cepat. Tida boleh melampaui watu penyetelan ritis. Untu sistem yang telah besar ecepatan erja relai pengaman diperluan, arena untu menjaga estabilan sistem agar tida terganggu. Gangguan fase tiga, lebih berpengaruh pada emampuan sistem untu mempertahanan estabilan, sehingga watu penyetelan gangguan harus secepatnya diselesaian, dibandingan dengan gangguan satu fase e tanah. Gangguan hubung singat yang tetap aan menyebaban tegangan jatuh dan mengganggu industri. Namun demiian, relai tida boleh beerja terlalu cepat ( urang dari 10 µs ). Hal ini untu mencegah relai salah erja arena transient oleh sebab surya petir, dalam hal ini arester di beri esempatan erja lebih dulu. Di samping itu, bila diehendai watu erja relai diperlambat sehubungan masalah seletifitas, maa relai tersebut harus

13 dilengapi alat untu memperlambat watu erja, yaitu relai watu. Dengan demiian, relai pengaman ini harus beerja secepatnya, namun pengaman masih harus seletif. 4. Pea ( sensitive ) Relai diataan pea apabila dapat beerja dengan masuan dari besaran yang di detesi ecil. Jadi relai dapat beerja pada awal ejadian gangguan atau dengan ata lain, gangguan dapat diatasi pada awal ejadian. Hal ini memberi euntungan di mana erusaan peralatan yang diamanan aibat gangguan menjadi ecil. Namun demiian, relai harus stabil, artinya : Relai harus dapat membedaan antara arus gangguan atau arus beban masimum. Relai tida boleh beerja arena adanya arus inrush, yang besarnya seperti arus gangguan, yaitu 3 sampai dengan 5 ali beban masimum, yaitu pada saat pemasuan trafo daya. Relai harus dapat membedaan antara adanya gangguan atau ayunan beban. 5. Eonomis dan sederhana Dalam penentuan relai pengaman yang aan digunaan harus di tinjau teno-eonominya, misalnya untu sistem distribusi tegangan menengah yang radial tida diperluan relai yang rumit dan sangat cepat beerjanya, atau misalnya trafo distribusi yang hanya 1000 VA menggunaan relai differensial. Namun misalnya pengaman untu sistem

14 tegangan extra tinggi tida boleh hanya dengan pengaman yang sederhana, misalnya hanya dengan relai arus lebih saja, tetapi harus menggunaan relai jara. Dari sisi letanya ada empat macam ategori pengamanan, yaitu : a. Pengamanan Generator b. Pengamanan Saluran Transmisi c. Pengamanan Transformator dan Gardu Indu d. Pengamanan Sistem Distribusi Sehingga bila terjadi gangguan dalam sistem tenaga listri, dapat di cegah meluasnya aibat gangguan yang terjadi. 2.4.2 Pertimbangan Mengenai Kondisi Sistem Tenaga Beberapa ondisi pada sistem tenaga perlu diperhatian dalam penerapan relai, antara lain : a. Daya terbali : tegangan dan arus gangguan berubah dengan berubahnya arah daya ( bac power ). b. Rangaian ganda yang sejajar yang bercabang di tengah. c. Sistem pembumian dan titi pembumian. 2.5 Penerapan Sistem Protesi Penerapan sistem protesi pada saluran transmisi antara lain : 1. Sistem relai arus lebih Relai arus lebih adalah relai yang pea terhadap arus lebih. Ia aan beerja (menutup ontanya) bila arus yang mengalir melebihi nilai

15 settingnya (Iset). Relai arus lebih biasanya menjangau beberapa sesi pada saluran transmisi. Agar relai beerja seletif maa diperluannya oordinasi pada relai arus lebih tersebut dengan penyetelan watu. Biasanya yang dioordinir adalah watu trip. Adapun elemahan dari relai arus lebih adalah terjadinya aumulasi watu. Untu dapat mengurangi aumulasi watu biasanya dipaai relai arus lebih dengan arateristi inverse (Inverse Time Relay). Watu erja relai tergantung dari besarnya arus yang mengalir e relai secara terbali. Relai start menghitung watu saat arus melampaui nilai setelan arus. Main besar arus main ecil erja relai. 2. Sistem Relai Jara Sistem ini mengamanan transmisi terhadap hubung singat antar fasa e tanah. Kelebihan sistem ini dibandingan sistem arus lebih terleta pada emampuannya beerja pada ecepatan tinggi arena relai jara beerja hanya untu daerah yang dilindungi saja, sehingga sesuai untu melindungi saluran-saluran transmisi.

16 Gambar 2.2 Sistem Pengaman Saluran dengan Relai Jara 3. Sistem Pengaman Seimbang Sistem ini dipaai untu mengetahui dengan cepat rangaian mana yang terganggu dalam sebuah rangaian ganda yang sejajar. 4. Sistem Relai Pilot Sistem ini digunaan bila gangguan harus dihilangan dalam watu yang singat, yaitu dengan mengiriman isyarat tertentu epada ujung saluran 2.6 Pengaruh Pentanahan Titi Netral Di tinjau dari segi pengamanan, sistem tenaga listri hususnya dari segi beerjanya relai, pentanahan titi netral mempengaruhi epeaan relai terhadap gangguan hubung tanah. Untu sistem yang titi netralnya tida ditanahan, sistem bisa pea terhadap gangguan hubungtanah apabila arus apasitifnya cuup, yaitu apabila saluran transmisinya cuup panjang dengan tegangan yang cuup tinggi. Hal ini aan lebih terasa pada sistem yang mempunyai abel tanah. Arus

17 apasitif yang besar dapat menimbulan tegangan yang berlebihan hususnya dalam ondisi transien. Sistem yang tida pea terhadap gangguan hubung tanah memberian euntungan bahwa sistem menjadi jarang terganggu arena sistem ebanyaan bersifat gangguan hubung tanah satu fasa yang temporer. Untu menaian epeaan sistem terhadap gangguan hubung tanah maa titi netralnya perlu ditanahan. Pentanahan titi netral hususnya untu sistem yang tegangannya cuup tinggi dapat pula memberian penghematan isolasi yang tida sediit, arena isolasi fasa e tanah tida perlu di hitung penuh untu mampu menahan tegangan sebesar tegangan antar fasa. Macam macam sistem pembumian yang digolongan menurut jenis impedansi titi netral terhadap tanah sebagai beriut : 1. Sistem tida ditanahan 2. Sistem ditanahan langsung ( Zn = 0 ) 3. Sistem pentanahan dengan tahanan ( Zn = R ) 4. Sistem pentanahan dengan reator ( Zn = j x ) 5. Sistem pentanahan dengan gulungan petersen. Sumber Tenaga Saluran Transmisi Zn Zn Gambar 2.3 Sistem Pentanahan

18 Pembumian di sebut efetif bila impedansi pentanahannya di tean, sehingga tegangan pada fasa yang tida terena hubung singat, bila terjadi hubung singat satu fasa urang dari 1,3 ali tegangannya dalam eadaan normal ( tanpa hubung singat ). Kondisi pembumian efetif di dapat bila : R 0 X 1 X 0 3X 1 Di mana : R 0 = tahanan urutan nol X 0 = reatansi urutan nol dari rangaian X 1 = reatansi urutan positif dari rangaian

19 BAB III SETTING RELAI JARAK 3.1 Prinsip Penguuran Jara Pada relai jara yang dibandingan adalah arus dan tegangan di tempat yang sama,lihat gambar 3.1. Gambar 3.1 Prinsip Penguuran Jara Tegangan dan arus pada A dibandingan oleh relai pada A. Gangguan pada batas perlindungan B atau F 2 menyebaban tegangan yang teruur pada A sebesar V R = I R. Z L dan Z L = V R : I R. Z F2 = V I R R Gangguan di dalam daerah perlindungan misalnya pada F 1 menyebaban relai pada titi A tida beerja di mana

20 Z F1 = V I F1 F1 V F1 < V R, I R > I F2 maa Z F1 < Z L. Gangguan di luar daerah perlindungan misalnya F 3 menyebaban relai pada A tida beerja di mana Z F3 = V I F 3 F 3 V F3 > V F2, I F3 < I F2 maa Z F3 > Z L. 3.2 Jenis dan Karateristi Relai Jara Relai jara pada dasarnya adalah relai impedansi, dalam hal ini terdapat bermacam macam jenis. 3.2.1 Relai Jara Jenis Impedansi Prinsip relai jara jenis impedansi ialah membandingan opel yang dihasilan oleh elemen arus dengan opel yang dihasilan oleh elemen tegangan. Elemen arus menghasilan opel positif, sedang elemen tegangan dan opel pegas menghasilan opel negative. Trafo Arus berfungsi untu mentransformasian arus yang besar e arus yang ecil. Sedangan Trafo Tegangan adalah untu mentransformasian tegangan yang tinggi e tegangan yang rendah. Salah satu prinsipnya dapat di lihat pada gambar di bawah ini.

21 Gambar 3.2 Prinsip Kerja Relai Impedansi Persamaan opelnya adalah : T = 1 I 2 2 V 2 3 1, 2, 3 masing masing adalah suatu onstanta elemen arus, elemen tegangan dan pegas. Pada eadaan setimbang, yaitu relai dalam eadaan batas mulai beerja ( pic up ), opelnya sama dengan nol ( T 0 ). 1 I 2 2 V 2 3 0 1 I 2 3 2 V 2 V = Z 1 I 2 3-2 2I Jia ontrol pegas diabaian maa : V = Z 1 I 2 atau I 1 2 V Karateristi erja relai ini jia digambaran pada gambar diagram tegangan dan arus seperti gambar a dan pada diagram R-X seperti gambar b.

22 Gambar 3.3 Karateristi Relai Impedansi Pengaruh pegas hanyalah menyebaban arateristi tersebut melengung pada daerah yang ecil untu gambar a dan lingaran mengecil pada gambar b. Relai ini aan beerja untu setiap ombinasi dari V dan I pada arateristi erja tersebut bila opelnya positif, atau dengan ata lain relai aan beerja bila harga Z urang dari harga tetap tertentu yang dinyataan oleh arateristi erjanya. Dengan mengubah ecuramannya berarti merubah penyetelannya. Karateristi watu dapat di lihat pada gambar. 100% Z 1 100% Z 1 a. Teoritis b. Sesungguhnya Gambar 3.4 Karateristi Watu Relai Jara

23 a. Karateristi watu secara teoritis, dengan mangabaian watu di daerah deat batas. b. Karateristi watu sesungguhnya. Relai jara jenis ini tida berarah, arena edua besaran yang dibandingan, yaitu besaran arus dan tegangan dibandingan secara meanis, masing masing opel yang dibangitan tida tergantung pada fasanya. Dengan demiian, relai ini jia digunaan sebagai relai penguur harus dilengapi dengan relai arah. 3.2.2 Relai Jara Jenis MHO atau Jenis ADMITANS Salah satu prinsip relai jara jenis MHO atau Admitans tipe indusi seperti pada gambar. Gambar 3.5 Relai Jara Admitans Kopel erja dan opel lawannya seperti persamaan persamaan di bawah : T 0 = 1 V I cos ( θ τ ) T = 2 V 2 + 3

24 Pada eadaan erja T 0 Tr 1 V I cos ( θ τ ) 2 V 2 + 3 I V cos ( θ τ ) 2 1 3 + 2 1V Jia pegas lawan diabaian maa : I V cos ( θ τ ) 2 1 Z 1 2 cos ( θ τ ) bila = 1 2 Z cos ( θ τ ) Di mana θ = sudut antara arus dan tegangan τ = sudut relai untu mendapatan opel masimum Karateristi erja relai pada diagram R-X, merupaan lingaran yang melalui sumbu oordinat R-X, seperti terlihat pada gambar 2.6a. Dari arateristi erja di atas dapat di lihat bahwa relai ini telah berarah, sehingga tida diperluan relai arah tersendiri. Karateristi tersebut dapat dibutian sebagai beriut : Untu θ 1 maa Z 1 = cos ( θ 1 τ ) θ 3 maa Z 3 = cos ( θ 3 τ ) θ 2 maa Z 2 = cos ( θ 2 τ ) θ 4 maa Z 4 = cos ( θ 4 τ ) Berdasaran planimetri tempat eduduan Z ialah merupaan lingaran dengan garis tengah melalui pusat oordinat, seperti terlihat pada gambar 2.7b.

25 X X R R a b Gambar 3.6 Karateristi Relai Admitans 3.2.3 Relai Jara Reatansi Gambar 3.7 Relai Jara Reatansi Torsi erja T 0 merupaan hasil interasi flusi dari oil arus pada utup dan utup pengarah T 0 = 1 I 2. Torsi pengaman Tr merupaan hasil interasi flusi dari oil arus pada utup pengarah dan oil tegangan pada utup penahan Tr = 3 V I cos ( θ τ ). Torsi netto T merupaan hasil torsi erja diurangi oleh torsi penahan T = T 0 Tr. Dalam ondisi setimbang maa :

26 T = 0 T 0 = Tr 1 I 2 = 3 V I cos ( θ τ ) 1 3 VI = 2 cos ( θ τ ) I 1 3 = Z cos ( θ τ ) Torsi penahan masimum bila sudut T = 90 o 1 3 = Z cos ( θ τ ) 1 3 = Z sin θ 1 3 = X Persamaan di atas adalah garis lurus yang bila di luis pada sumbu R-X sejajar sumbu datar berjara 1 : 2 dan merupaan arateristi relai reatansi, di mana bidang di bawah garis merupaan daerah relai beerja dan di atas relai tida beerja. 1 3 X Tida Beerja Z Beerja θ R Gambar 3.8 Karateristi Relai Reatansi

27 Dalam ondisi beerja : T > 0 1 3 > X di bawah garis Dalam ondisi tida beerja : T < 0 1 3 < X di atas garis Dari arateristi ternyata relai tida berarah, sehingga tida dapat membedaan apaah gangguan terjadi pada sesi saluran di mana relai ditempatan atau pada sesi saluran yang berdeatan. Sebagai unit arah digunaan relai Admitans atau MHO. Relai hanya bereasi terhadap omponen reatansi X dari impedansi saluran Z L. 3.2.4 Relai Jara Jenis MHO Geser atau Relai Perasa Gangguan. Relai jara jenis MHO dapat di geser dengan memasuan fator arus pada trafo arus pembantu C T, dan Impedansi Zb pada rangaian umparan tegangan pada jenis MHO. X X 2.a R 2.b R Z = cos ( - ) + Zb Z = cos ( - ) + Zb Gambar 3.9 Relai Jara Jenis MHO Geser

28 Persamaan opel erja dan opel lawan ialah : T 0 = 1 V 1 I cos ( φ r ) Tr = 2 VIZ + 3 Dalam eadaan erja T 0 Tr 1 V 1 I cos ( φ r ) 2 VIZ + 3 Jia V 1 = V ± IZb maa 1 ( V ± IZb ) I cos ( φ r ) 2 ( V ± IZb ) 2 + 3 Dengan mengabaian gaya pegas, maa di dapat : 1 ( V ± IZb ) I cos ( φ r ) 2 ( V ± IZb ) 2 Z 1 2 cos ( φ r ) ± Zb bila = 1 2 Z cos ( φ r ) ± Zb ± adalah menunjuan polaritas dari trafo arus yang masu e impedansi Zb 1, arateristi erja jenis MHO geser ini ialah seperti terlihat pada gambar 2.a dan 2.b. Relai jenis ini umumnya digunaan sebagai relai penguur untu daerah 3 atau digunaan sebagai relai perasa gangguan. 3.3 Cara Penguuran Jara Relai jara secara eseluruhan harus dapat mendetesi semua jenis gangguan, bai gangguan antar fasa maupun gangguan satu fasa e tanah, dengan batas daerah pengaman yang benar. Karena sifat sifat untu gangguan antar fasa berbeda dengan gangguan satu fasa e tanah, maa untu itu diperluan cara penguuran jara yang bai. Pada dasarnya cara penguuran impedansi sampai titi gangguan oleh relai jara adalah, dengan cara menguur tegangan dan arus yang terganggu, maa tegangan

29 dan arus dari fasa yang terganggu yang masu e relai lah yang digunaan untu menguur impedansi sampai e titi gangguan tersebut. 3.3.1 Gangguan Hubung Singat 3 Fasa ( L-L-L ) Untu gangguan 2 fasa, di dapat bahwa untu penguuran jara sampai e titi gangguan adalah dengan menguur tegangan fasa dan arus fasa yang masu e relai, untu lebih jelasnya dapat di lihat pada tabel. 3.3.2 Gangguan Hubung Singat 2 Fasa ( L-L ) Untu gangguan 2 fasa atau pun 2 fasa e tanah, di dapat bahwa untu penguuran jara sampai e titi gangguan adalah dengan menguur tegangan antar fasa yang terganggu, dan selisih secara vetoris antar arus fasa yang terganggu yang masu e relai, untu lebih jelasnya dapat di lihat pada tabel. 3.3.3 Gangguan Hubung Singat 1 Fasa e Tanah ( L-G ) Dari analisa omponen simetris untu gangguan 1 fasa e tanah di dapat bahwa untu penguuran jara sampai e titi gangguan adalah dengan menguur tegangan dan arus yang masu e relai, yaitu tegangan fasa yang terganggu, sedangan arusnya adalah arus fasa yang terganggu di tambah dengan arus sisa ( resudal current ) yang dialian ompensasi netral ( neutral compensation ), untu lebih jelasnya dapat di lihat pada tabel.

30 Tabel 3.1 Fase yang Terganggu Vs Tegangan dan Arus yang Masu e Relai Fasa yang Terganggu Tegangan yang Masu e Relai Arus Yang Masu e Relai R S T V R I R R S V RS I R - I S S T V ST I S - I T T R V TR I T - I R R Tanah V R I R + 0 Isisa S Tanah V S I S + 0 Isisa T - Tanah V T I T + 0 Isisa Dari tabel, bahwa fase yang terganggu Vs tegangan dan arus yang masu e relai di mana : 0 = ( Z Z 0 3Z 1 1 ) adalah fator ompensasi netral. 3.4 Syarat Utama Relai Jara Relai jara sebagai eseluruhan harus mempunyai sifat sifat husus sebagai beriut : a. Dapat menentuan leta arah gangguan. Relai harus dapat menentuan leta gangguan yang terjadi, apaah di depan relai ( daerah yang diamanan ) atau di belaang relai, di mana relai ini tida dapat beerja.

31 Demiian juga adanya gangguan di deat rel, di mana tegangan yang dirasaan oleh relai ini menjadi sangat ecil, relai masih harus dapat menentuan leta arah gangguannya. b. Dapat menguur arah leta gangguan. Relai ini harus dapat menguur daerah leta titi gangguannya, apaah terleta di dalam atau di luar jangauannya. Kesalahan penguuran dapat menimbulan + / -, jia esalahan ( + ) jangauan relai menjadi jangauan lebih, dan esalahan ( - ) menjadi jangauan urang. Hal ini dapat menimbulan daerah yang diamanan lebih deat, yang mungin dapat mengaibatan seluruh daerah yang harus diamanan tida terjangau atau daerah yang diamanan menjadi lebih, sehingga mungin tumpang tindih dengan pengaman sesi beriutnya. c. Dapat membedaan adanya gangguan atau ayunan daya. Pada gangguan hubung singat umumnya terdapat tahanan yang sifatnya resistif, sedang impedansi beban pada watu terjadi ayunan daya juga mengecil dengan watu tertentu dan bersifat resistif juga. Dalam edua hal ini, relai harus dapat membedaan sedemiian, sehingga pada watu terjadi gangguan relai aan beerja, sedang pada watu terjadi ayunan daya, relai tida boleh beerja. d. Adanya beban masimum tida boleh masu e dalam daerah pengaman.

32 3.5 Relai Jara dengan Tiga Tingat Pengamanan Batas pengamanan dari relai jara adalah daerah batas, jadi buan merupaan titi tertentu. Panjang daerah batas ini dipengaruhi oleh adanya esalahan esalahan, yaitu esalahan trafo arus ( CT ), esalahan trafo tegangan ( PT ), esalahan relai itu sendiri dan esalahan pada data panjang saluran transmisi. Untu itu pada umumnya relai jara settingnya menggunaan menjadi tiga tingat ( zone ), pengamanan agar daerah pengamannya dapat tetap mempunyai seletifitas yang bai. Daerah pengamanan pertama yang selanjutnya di sebut zone I atau Z I, digunaan untu mengamanan urang dari panjang saluran yang diamanan, pengurangan ini disebaban adanya daerah batas, dan di perhitungan sedemiian rupa, sehingga esalahan yang ada tida menyebaban timbulnya jangauan lebih, jangauan daerah pengamanan diharapan dapat masimal mencapai ujung saluran transmisi yang diamanan, tanpa menjadi tumpang tindih dengan zone I, pengamanan sesi beriutnya mengingat watu erja relai adalah seetia. Daerah tingat pengamanan edua yang delanjutnya di sebut zone II atau Z II, digunaan untu mengamanan sisa saluran transmisi yang belum diamanan tersebut, sealigus juga sebagai pengaman rel di ujung saluran yang diamanan. Dengan perhubungan tersebut, maa penyetelan zone II harus dapat mencapai rel ujung saluran transmisi walau pun terjadi jangauan urang, arena pada zone II ini terjadi tumpang tindih dengan zone I pengamanan sesi beriutnya, maa watu erja relai harus di perlambat dengan nilai watu tertentu. Daerah tingat pengamanan etiga yang selanjutnya di sebut zone III atau Z III, merupaan pengaman cadangan untu relai sesi beriutnya, sehingga

33 daerah pengamanannya diusahaan sampai e ujung sesi beriutnya. Karena zone III ini juga tumpang tindih dengan zone II pengaman sesi beriutnya, maa watu erja relai di perlambat lagi dengan nilai watu tertentu pula. Ketiga daerah tingat pengaman ini dapat digunaan jenis yang sama atau pun dengan jenis yang berbeda untu masing masing zone I, II dan III. Untu lebih jelasnya dapat di lihat pada gambar 3.11 beriut ini, yang digunaan untu pengamanan sistem tenaga listri, seperti yang diperlihatan pada gambar 3.10. Sedangan untu arateristi penyetelan watu erja relai jara, untu masing masing zone I, II dan III dapat di lihat pada gambar 3.12. Denag uraian uraian esalahan yang dapat mempengaruhi jangauan relai, yaitu : Kesalahan CT sebesar ± 5% Kesalahan PT sebesar ± 5% Kesalahan relai ini sendiri sebesar ± 5% Fator eamanan sebesar ± 5% Gambar 3.10 Sistem Tenaga Listri yang Diamanan oleh Relai di Titi A

34 A B C B C C B A (a) A (b) (c) Zone I, II dan III Jenis Impedans dengan relai arah Zone I, II dan III Jenis Mho Zone I dan II Jenis Reatans Zone III Jenis Mho Gambar 3.11 Beberapa Karateristi Relai Jara untu Zone I, II dan III Gambar 3.12 Karateristi Watu Kerja untu Relai di Titi A 3.5.1 Penyetelan Zone I Daerah ini harus mencaup daerah sejauh mungin dari saluran yang diamanan, tetapi tida boleh melampaui saluran didepannya. Dengan mempertimbangan adanya esalahan esalahan dari data saluran, CT, PT dan peralatan lainnya sebesar 15%, zone I mulai di set 85% dari panjang saluran yang diamanan.

35 Z 1 = 0,85 Z L1 Watu erja relai adalah seetia, sehingga tida dilauan penyetelan watu. 3.5.2 Penyetelan Zone II Dasar pemilihan zone II adalah berdasaran pertimbangan pertimbangan sebagai beriut : Daerah ini harus pasti dapat menjangau sisa saluran yang tida diamanan zone I, tetapi tida boleh overlap dengan zone II sesi beriutnya. Dengan mengasumsian esalahan esalahan seperti pada penyetelan zone I seitar 15%, maa di dapat penyetelan minimum dan masimum untu zone II sebagai beriut : Di mana : Z 2 min = 1,2 Z L1 Z 2 ma = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) Z L1 = Impedansi saluran yang diamanan Z L2 = Impedansi saluran beriutnya yang terpende ( dalam Ω ) Jia pada saluran sesi beriutnya terdapat beberapa cabang, untu mendapatan seletifitas yang bai, maa setting Z 2 ma di ambil dengan nilai impedansi penghantar ( ohm ) yang terecil seperti terlihat pada contoh di bawah ini :

36 A 0,4 0,5 det Z 2min Z 2ma 1,2 1,5 det B C Untu eadaan di mana Z 2 ma > Z 2 min maa setting zone II di ambil = Z 2 ma dengan t 2 = 0,4 deti. A 0,4 det Z 2min Z 2ma B C Jia saluran yang diamanan jauh lebih panjang dari saluran sesi beriutnya, maa aan terjadi Z 2ma < Z 2min. Pada eadaan demiian, untu mendapatan seletifitas yang bai, maa zone II dapat di ambil = Z 2min dengan setting watunya dinaian satu tingat, seperti pada gambar di bawah ini : A 0,8 det Z 2ma Z 2min B C

37 3.5.3 Penyetelan Zone III Dasar pemilihan zone III adalah berdasaran pertimbangan pertimbangan sebagai beriut : Daerah ini diusahaan dapat meliputi seluruh saluran sesi beriutnya, ( harus mencapai far dan bus terpanjang ) sehingga di dapat penyetelan zone III : Z 3 min = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) Z 3 ma = 0,85 ( Z L1 + 0,85 ( Z L2 + 0,85 Z L3 )) Dimana : Z L1 = Impedansi saluran yang diamanan Z L2 = Impedansi saluran beriutnya yang terpanjang ( dalam Ω ) Seperti halnya pada penyetelan zone II, maa pada penyetelan zone III, jia Z 3min > Z 3ma dan zone III harus menjadi pengaman cadangan sesi beriutnya secara eseluruhan, maa t 3 dinaian satu tingat lebih lama dari pada t 3 dalam eadaan normal. 3.5.4 Perlambatan Watu Kerja ( Δt ) Penentuan besarnya perlambatan watu erja ( Δt ) untu zone II dan III sebagai pengaman cadangan umumnya di ambil 0,4 sampai dengan 0,5 deti, dengan perincian hal yang mempengaruhi pengambilan nilai tersebut adalah : tr t PMT t t t ( esalahan relai watu dari edua ujung ) = 0,1 + 0,1 = 0,2 deti ( watu pembuaan efetif PMT ) = 0,05 deti ( watu reset ) = 0,05 deti ( toleransi watu ) = 0,1 s/d 0,2 deti

38 Δt = tr + t PMT + t + t t = 0,4 s/d 0,5 deti Gambar 3.13 Penyetelan Zone I, II dan III untu Relai di A

39 3.6 Menentuan Impedansi Seunder Data dari saluran transmisi merupaan data pada sisi primer, sedang relai berada pada sisi seunder, dengan rangaian relai jara seperti pada gambar di bawah : CT ZP Vp = tegangan sisi primer Relai PT Z se Vs = tegangan sisi seunder Ip = arus sisi primer Is = arus sisi seunder Untu dapat melauan penyetelan relai, maa data impedansi pada sisi primer ( Zp ) dionversian e sisi seunder, yaitu menjadi impedansi sisi seunder ( Zse ). Bila trafo arus yang digunaan mempunyai perbandingan transformasi K CT untu trafo arus dan K PT untu trafo tegangan, maa : Zp = = V I P P PT. CT. V I S S = PT CT Zse Maa : Zse = CT PT Zp

40 BAB IV KOORDINASI SETTING RELAI JARAK 4.1 Umum Sistem tenaga listri dalam menjalanan fungsinya sebagai penyedia tenaga listri yang dibutuhan masyaraat tida dapat menghindari dari berbagai macam ganggguan. Oleh arena itu, diperluan evaluasi terhadap inerja operasi sistem protesi hususnya relai jara dalam mengantisipasi emunginan munculnya gangguan. Evaluasi inerja relai jara meliputi setting erja dan setting watu erja. Dengan demiian, untu menentuan setting relai jara ini diperluan suatu analisa sistem tenaga listri. Untu ini diperluan data - data yang berhubungan dengan penentuan setting relai jara dengan tabel yang ada di bawah ini. No. Dari Bus Ke Bus Jara ( Km ) Impedansi Primer ( Ω / Km ) 1 Lengong Lego 18 0,4021272 2 Serpong Lengong 18 0,4021272 3 Petuangan Serpong 18 0,4349397 4 Serpong Petuangan 18 0,4349397 5 Petuangan Senayan 9,349 0,1118258 6 Petuangan Gandul 14,1 0,2841818 7 Petuangan Duri Kosambi B 11,55 0,2841818

41 8 Senayan Mampang 5,4 0,1580917 9 Gandul Cawang 16 0,2841818 10 Duri Kosambi B Kebun Jeru 10,019 0,1118258 *) data di peroleh dari PLN 4.2 Menentuan Zone I, II dan III di Gardu Indu Petuangan serta Menentuan Watu Kerja Relai 4.2.1 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Serpong Z 1 = 0,85. Z L4 = 0,85. 0,4349397. 18 = 6,65 Ω Z 2min Lengong = 1,2. Z L1 = 1,2. 0,4349397. 18 = 9,39 Ω Z 2ma Lengong = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,4349397. 18 + 0,85. 0,4021272. 18 ) = 11,88 Ω Z 3min Lego = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,4349397. 18 + 0,4021272. 18 ) = 18,08 Ω

42 Z 3ma Lego = 0,85 { Z L1 + 0,85 ( Z L2 + 0,85 Z L3 ) } = 0,85 { 0,4349397. 18 + 0,85 ( 0,4021272. 18 + 0,85. 0,4021272. 18 ) } = 16,33 Ω Jadi setting yang di ambil adalah : Z 1 = 6,65 Ω dengan t-nya adalah seetia. Z 2ma > Z 2min maa Z 2 di ambil Z 2ma Z 2 = 11,88 Ω dengan t-nya adalah 0,4 deti. Z 3min > Z 3ma maa Z 3 di ambil Z 3min Z 3 = 18,08 Ω dengan t-nya di perpanjang 2 Δt t Z2 + Δt + Δt = 1,2 Pada PT. PLN ( Persero ) untu arah Petuangan Serpong Lengong Lego adalah : Untu zone I watu erja relai adalah seetia Untu zone II watu erja relai adalah 0.5 deti Untu zone III watu erja relai adalah 1.3 deti Untu menyetting pada relai, maa impedansinya harus di rubah e sisi seunder dengan CT = 400/5 A, PT = 150/0,1 KV maa :

43 PT = 150.000 3 100 3 = 1500 CT = 400 = 80 5 CT Z 1Se = PT 80 Zp = 6,65 = 0,355 Ω t = seetia 1500 CT Z 2Se = PT 80 Zp = 11,88 = 0,633 Ω t = 0,4 deti 1500 CT Z 3Se = PT 80 Zp = 18,08 = 0,964 Ω t = 1,2 deti 1500 t 1 t 2 Z 2min Z 2ma Petuangan Serpong Lengong Lego

44 4.3 Menentuan Zone I, II dan III di Gardu Indu Serpong serta Menentuan Watu Kerja Relai 4.3.1 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Serpong - Petuangan Z 1 = 0,85. Z L4 = 0,85. 0,4349397. 18 = 6,65 Ω Z 2min = 1,2. Z L1 = 1,2. 0,4349397. 18 = 9,39 Ω Z 2ma Gandul = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,4349397. 18 + 0,85. 0,2841818. 14,1 ) = 9,55 Ω Z 2ma Senayan = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,4349397. 18 + 0,85. 0,1118258. 9,349 ) = 7,41 Ω Z 2ma Duri Kosambi = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,4349397. 18 + 0,85. 0,2841818. 11,55 ) = 9,03 Ω

45 Z 3min Cawang = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,4349397. 18 + 0,2841818. 14,1 ) = 14,2 Ω Z 3min Senayan = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,4349397. 18 + 0,1118258. 9,349 ) = 10,6 Ω Z 3min Kebun Jeru = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,4349397. 18 + 0,2841818. 11,55 ) = 13,13 Ω Z 3ma Cawang = 0,85 { Z L1 + 0,85 ( Z L2 + 0,85 Z L3 ) } = 0,85 { 0,4349397. 18 + 0,85 ( 0,2841818. 14,1 + 0,85. 0,2841818. 16 ) } = 12,43 Ω Z 3ma Mampang = 0,85 { Z L1 + 0,85 ( Z L2 + 0,85 Z L3 ) } = 0,85 { 0,4349397. 18 + 0,85 ( 0,1118258. 9,349 + 0,85. 0,1580917. 5,4 ) } = 7,93 Ω

46 Z 3ma Kb. Jeru = 0,85 { Z L1 + 0,85 ( Z L2 + 0,85 Z L3 ) } = 0,85 { 0,4349397. 18 + 0,85 ( 0,2841818. 11,53 + 0,85. 0,1118258. 10,019 ) } = 9,71 Ω Arah Z 1 Z 2min Z 2ma Z 3min Z 3ma ( Ω ) ( Ω ) ( Ω ) ( Ω ) ( Ω ) Serpong-Petuangan-Gandul-Cawang 6.65 9.39 9.55 14.2 12.34 Serpong-Petuangan-Senayan-Mampang 6.65 9.39 7.41 10.6 7.93 Serpong-Petuangan-Duri Kosambi-Kb Jeru 6.65 9.39 9.03 13.33 9.71 Maa harga impedansi yang di paai adalah : Z 1 = 6,65 Ω Dengan watunya adalah t 1 = seetia Z 2ma < Z 2min maa Z 2 di ambil Z 2min Z 2 = 9,39 Ω dengan watunya dinaian satu tingat adalah t 2 = 0,3 + Δt = 0,6 deti Z 3ma < Z 3min maa Z 3 di ambil Z 3min Z 3 = 14,2 Ω dengan watunya dinaian satu tingat adalah t 3 = t 2 + Δt + Δt = 1,2 deti

47 Pada PT. PLN ( Persero ) watu erja relai pada gardu indu Serpong adalah : Untu zone I watu erja relai adalah seetia Untu zone II watu erja relai adalah 0.52 deti Untu zone III watu erja relai adalah 1.3 deti Untu menyetting pada relai, maa impedansinya harus di rubah e sisi seunder dengan CT = 600/5 A, PT = 150/0,1 KV maa : PT = 150.000 3 100 3 = 1500 CT = 600 = 120 5 CT Z 1Se = PT 120 Zp = 6,65 = 0,53 Ω t = seetia 1500 CT Z 2Se = PT 120 Zp = 9,39 = 0,75 Ω t = 0,6 deti 1500 CT Z 3Se = PT 120 Zp = 14,2 = 1,14 Ω t = 1,2 deti 1500

48 4.4 Menentuan Zone I, II dan III di Gardu Indu Petuangan 4.4.1 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Kebon Jeru Z 1 = 0,85. Z L4 = 0,85. 0,2841818. 11,55 = 2,79 Ω Z 2min Duri Kosambi = 1,2. Z L1 = 1,2. 0,2841818. 11,55 = 3,94 Ω Z 2ma Duri Kosambi = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,2841818. 11,55 + 0,85. 0,1118258. 10,019 ) = 3,6 Ω Z 3min Kb Jeru = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,2841818. 11,55 + 0,1118258. 10,019 ) = 5,28 Ω

49 4.4.2 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Mampang Z 1 = 0,85. Z L4 = 0,85. 0,1118258. 9,349 = 0,89 Ω Z 2min Senayan = 1,2. Z L1 = 1,2. 0,1118258. 9,349 = 1,25 Ω Z 2ma Senayan = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,1118258. 9,349 + 0,85. 0,1580917. 5,4 ) = 1,51 Ω Z 3min Mampang = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,1118258. 9,349 + 0,1580917. 5,4 ) = 2,78 Ω 4.4.3 Menentuan Zone I, II dan III pada Arah Petuangan Cawang Z 1 = 0,85. Z L4 = 0,85. 0,2841818. 14,1 = 3,41 Ω

50 Z 2min Gandul = 1,2. Z L1 = 1,2. 0,2841818. 14,1 = 4,81 Ω Z 2ma Gandul = 0,85 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 0,85 ( 0,2841818. 14,1 + 0,85. 0,2841818. 16 ) = 6,69 Ω Z 2ma Gandul = 1,2 ( Z L1 + 0,85 Z L2 ) = 1,2 ( 0,2841818. 14,1 + 0,85. 0,2841818. 16 ) = 9,45 Ω Z 3min Cawang = 1,2 ( Z L1 + Z L2 ) = 1,2 ( 0,2841818. 14,1 + 0,2841818. 16 ) = 10,26 Ω 4.5 Kinerja Relai Jara Sewatu Terjadi Gangguan Karena relai yang beerja ahirnya mengirim sinyal untu mentrip PMT, maa ondisi PMT sangat menentuan eberhasilan sistem protesi reaman arus dan tegangan sebelum dan sesudah gangguan yang di ream oleh relai digital, dapat membantu analisa ondisi PMT. Disamping itu tersedia pula alat penguji PMT yang dapat menguji inerja PMT secara lebih rinci, inerja PMT yang perlu di amati adalah :

51 a. Kecepatan pembuaan onta onta PMT. Hal ini beraitan dengan inerja meanisme penggera PMT dan ondisi batere yang mengaliran arus e trip coil. b. Keserempaan pembuaan onta onta PMT dari etiga fasa. Hal ini beraitan dengan meanisme PMT dan ondisi setiap onta. c. Kondisi dari media penghembus busur listri yang ada dalam PMT. Hal ini meliputi jumlah dan ualitas media, menyangut masalah ebocoran media, hususnya jia di paai gas SF6 sebagai media. d. Kondisi onta onta PMT, apaah masih lancar atau tida, dan juga apaah posisinya benar benar sentries antara onta jantan dan betina. Hal ini bisa mempengaruhi proses pemutusan busur listri yang terjadi pada PMT.

52 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Apabila terjadi gangguan pada saluran transmisi 150 V, gardu indu Petuangan gardu indu Serpong, ternyata relai jara mampu untu mendetesi gangguan sampai dengan jara sejauh 12 Km sampai dengan 18 Km untu zone I, sesuai dengan data yang diperoleh dari PT.PLN (Persero). Relai jara yang digunaan untu mendetesi gangguan pada gardu indu Petuangan gardu indu Serpong untu zone II dan zone III bisa mencapai jara lebih dari 18 Km, tergantung dari jara yang terjauh dari gardu indu Petuangan gardu indu Serpong. Relai jara pada gardu indu Serpong Petuangan untu zone I, watu erja relai adalah seetia. Untu penyetelan watu erja relai pada gardu indu Petuangan, untu zone II adalah 0.4 deti dan untu zone III adalah 1.2 deti, berbeda dengan perhitungan yang ada saat ini di PLN. ( Penghitungan terbaru watu erja relai pada PT. PLN dilauan bulan April 2006 ). Untu penyetelan watu erja relai pada gardu indu Serpong, untu zone II adalah 0.4 deti dan untu zone III adalah 1.2 deti, berbeda dengan perhitungan yang ada di PLN, yaitu untu zone II 0.52 deti dan zone III adalah 1.3 deti.

53 Karena data yang di dapat dari PT. PLN untu impedansi berada di sisi primer, maa untu menyetting relai harus di rubah impedansinya e sisi seunder. 5.2 Saran Saran Sebainya untu setting watu erja relai yang di paai menurut perhitungan tugas ahir ini, arena lebih seletif dan watu erja relai lebih cepat. Sebainya dilauan perawatan pada relai jara dan saluran transmisi secara ontinu, agar bila terjadi gangguan relai jara masih dapat beerja secepat mungin, sehingga pemadaman tida meluas arena sudah dipisahan oleh relai jara.

DAFTAR PUSTAKA Soearto, J. Relai Jara, Ditat Kuliah, Jaarta Soearto, J. 1997. Pengaman dengan Relai Jara, PT. PLN Persero Jasa Pendidian dan Pelatihan Udilat Tenologi Kelistrian, Jaarta Laboratorium Listri PLN LMK. 1981. Lampiran Penyetelan Relai Jara dan Relai Arus Lebih, Jaarta D, William. 1983. Analisis Sistem Tenaga, Edisi e-4. Erlangga, Jaarta Marsudi, Djiteng. 1990. Operasi Sistem Tenaga Listri, Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jaarta Alsthom GEC. 1987. Protective Relays Application Guide, Third Edition PT. PLN ( Persero ) UBS P3B. Filosofi Penyetelan Relai Jara, Cawang, Jaarta 53