STUDI PERENCANAAN KEBUTUHAN TRANSFORMATOR dan PROTEKSINYA di GARDU INDUK 150 kv/120 MVA BUDURAN II/SEDATI Arif Kurniadhi (2209 105 025) Dosen Pembimbing : Ir. Syariffudin Mahmudsyah, M. Eng Ir. Teguh Yuwono Teknik Sistem Tenaga Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 20112
Permasalahan Bagaimana kebutuhan listrik di Surabaya, derah rungkut-sedati khususnya serta cadangan kapasitas daya suplai dari GI yang ada untuk menyuplai kebutuhan energi listrik saat ini dan tahun tahun mendatang. Aspek aspek apa saja yang perlu dipertimbangkan dalam pembangunan Gardu Induk 150 KV / 120 MVA Buduran II/Sedati. Bagaimana peranan Gardu Induk 150 KV / 120 MVA Buduran II/Sedati untuk menyuplai kebutuhan listrik di Surabaya, khususnya daerah rungkut-sedati.
Latar belakang Pembangunan GI Sedati 150 kv/120 MVA Kapasitas GI penyuplai daerah Surabaya selatan (rungkut,sedati dan sekitarnya)pembebanannya rata-rata sudah 70% Pertumbuhan kebutuhan tenaga listrik daerah rungkut dan sekitarnya yang terus meningkat utamanya pelanggan industri Perbaikan mutu dan keandalan penyaluran tenaga listrik ke konsumen
Pengambilan data dan analisis 4
Gardu Induk 150 kv Definisi.?????
Gardu induk 150 kv Pada distribusi sistem letaknya berada setelah STT(saluran udara tegangan tinggi) Fungsinya untuk menurukan dari tegangan tinggi (150kV) ke tegangan menengah (20kV) dan ke tegangan rendah (380 v dan 220 v)
Komponen Penyusun GIS http://www.toshibatds.com/tandd/products/trans/en/m_gitrans.htm
Kenapa GIS..??? Karena gas transformator terisolasi tidak perlu konservator, ketinggian ruangan transformator dapat dikurangi. Selain itu, tidak-mudah terbakar dan non-ledakan tangki karakteristik dapat menghapus peralatan pemadam kebakaran dari kamar transformator. Akibatnya, gas terisolasi transformator, reaktor shunt gas terisolasi dan panel GIS kontrol dapat dipasang di ruang yang sama. Dengan pengaturan..tersebut, suatu gardu gas SF6sepenuhnya teriso lasi dapat dipersempit luas lahan untuk GI Dikarenakan luas lahan yang terbatas untuk GI Sedati II, maka GI sedati II menggunakan tipe GIS(gas insulated Switchgear)
Lokasi GI Sedati Rencananya GI sedati akan dibangun di lahan milik PLN yang berada di Jl. Rajawali desa Wedi Kecamatan Gedangan, Sidoarjo, berikut gambar peta lokasinya. 9
Komponen Utama GI Switchyard (switchgear Transformator Daya Neutral Grounding Resistance (NGR) Circuit Breaker (CB) Disconnecting Switch (DS) Lightning Arrester (LA) Current Transformer (CT) Potential Transformer (CT) Transformator Pemakaian Sendiri (TPS) Rel (Busbar) Gedung kontrol Panel Kontrol Panel Proteksi (panel relay proteksi) Sumber DC Gardu Induk Panel Kubikal 20 KV Sistem Proteksi Proteksi Transformator Daya Proteksi Penghantar/ SUTT Proteksi Busbar dan Penyulang 20 KV
Analisa Peramalan Beban DKL 3.01 & Simple-E 11
Pertumbuhan Penduduk Surabaya No kecamatan Luas Wilayah (km2) Kepadatan Penduduk Penduduk (2000) Penduduk (2010) Surabaya Pusat 1Tegalsari 4.29 19,927 93,465 21.787 2Genteng 4.05 11,375 54,505 13.491 3Bubutan 3.86 21,854 87,883 22.768 4Simokerto 2.59 30,571 84,380 32.579 Surabaya Utara Pabean 5Cantikan 6.8 10,222 72,744 10.698 6Semampir 8.76 17,028 154,455 17.632 7Krembangan 8.34 12,071 114,506 13.730 8Kenjeran 7.77 21,368 131,857 9.144 9Bulak 6.72 5,584 Surabaya Timur 10Tambaksari 8.99 22,845 188,886 21.011 11Gubeng 7.99 15,998 132,986 16.644 12Rungkut 21.08 5,711 111,286 5.279 Tenggilis 13Mejoyo 5.52 13,093 76,154 13.769 14Gunung Anyar 9.71 6,356 51,055 5.258 15Sukolilo 23.68 5,057 100,148 4.227 16Mulyorejo 14.21 6,655 85,292 6.002 Surabaya Selatan 17Sawahan 6.93 24,861 188,766 27.239 18Wonokromo 8.47 15,844 146,875 17.341 19Karangpilang 9.23 7,899 71,478 7.744 20Dukuh Pakis 9.94 6,472 57,246 5.759 21Wiyung 12.46 5,462 51,780 4.156 22Wonocolo 6.77 11,706 81,660 12.044 23Gayungan 6.07 7,073 39,837 6.563 24Jambangan 4.19 11,001 39,234 9.364 Surabaya Barat 25Tandes 11.07 9,254 93,459 8.433 26Sukomanunggal 9.23 11,038 107,514 11.648 27Asemrowo 15.44 2,759 36,937 2.392 28Benowo 23.73 2,028 67,074 1.456 29Pakal 22.07 2,088 30Latarsantri 18.99 2,695 78,334 2.147 31Sambikerep 23.68 3,407 Jumlah 2,599,796 3,303,050 1.07% per 10 tahun *Sumber BPS Jatim 2010 12
Pertumbuhan Penduduk Sidoarjo No Kecamatan Luas Wilayah penduduk (2000) penduduk (2010) 1Sidoarjo 62.56 146,615 194,051.00 2Buduran 41.03 65,154 92,334.00 3Candi 40.67 92,897 145,146.00 4Porong 29.82 69,337 65,909.00 5Krembung 29.55 53,039 58,358.00 6Tulangan 31.21 67,308 87,422.00 7Tanggulangin 32.29 71,149 84,580.00 8Jabon 81.00 47,683 49,989.00 9Krian 32.50 88,572 118,685.00 10Balongbendo 31.40 57,357 66,865.00 11Wonoayu 33.92 61,666 72,009.00 12Tarik 36.06 53,645 60,977.00 13Prambon 34.23 60,924 68,336.00 14Taman 31.54 176,704 212,857.00 15Waru 30.32 210,426 232,298.00 16Gedangan 24.06 106,630 132,847.00 17Sedati 79.43 67,469 92,468.00 18Sukodono 32.68 66,430 111,121.00 Jumlah 714.27 1,563,015 1,945,252.00 1.19% per 10 tahun *Sumber BPS Jatim 2010 13
Jumlah Pelanggan Listrik per Sektor di Surabaya Tahun Rumah Tangga Komersil Industri Publik Energi (Gwh) Pelanggan Listrik terbesar Surabaya yaitu pelanggan Penduduk (jiwa) 2010 79675 1508 356 1901 456.15 255.671 2011 80192 1508 389 1925 478.74 255.945 2012 80709 1509 425 1937 502.53 256.249 2013 81226 1510 464 1949 527.61 256.553 2014 81743 1511 507 1962 554.04 256.857 2015 82260 1511 554 1974 581.90 257.161 2016 82776 1512 604 1987 611.28 257.465 2017 83293 1513 660 1999 642.26 257.769 2018 83810 1514 721 2011 674.95 258.073 2019 84327 1514 787 2024 709.44 258.377 2020 84844 1515 860 2036 745.84 258.407 Rumah Tangga 14 *Sumber BPS Jatim 2010
Proyeksi Konsumsi Energi Listrik di Surabaya 10 tahun mendatang (GWh) Tahun RT Komersil Publik Industri Total t Pel.Rt Pel.K Pel.Pt Pel.Pt Pel.Tt 2010 79675 59756 1901 356 141689 2011 80192 60144 1925 389 142650 2012 80709 60532 1937 425 143603 2013 81226 60919 1949 464 144559 2014 81743 61307 1962 507 145518 2015 82260 61695 1974 554 146482 2016 82776 62082 1987 604 147450 2017 83293 62470 1999 660 148422 2018 83810 62858 2011 721 149400 2019 84327 63245 2024 787 150383 2020 84844 63633 2036 860 151373
Perbandingan Konsumsi Energi Listrik Daerah Rungkut-Sedati Tahun DKL Simple-e selisih(%) 2010 2180.23 26106.2 91.65 2011 2693.06 28637.6 90.60 2012 2584.27 31450 91.78 2013 2497.63 34540.5 92.77 2014 2431.78 37746.2 93.56 2015 2385.59 41251.7 94.22 2016 2358.08 44734.7 94.73 2017 2348.50 48512.3 95.16 2018 2356.24 52609.3 95.52 16
Setting OCR (Over Current Rele) Setelah dilakukan perhitungan hubung singkat pada bus 20 kv dan bus 150 kv maka untuk mengamankan trafo 60 MVA, settingannya sebagai berikut OCR Sisi Penyulang 20 kv OCR Sisi Incoming 20 kv Tap 1,2 1,0 0,7 Aktual Iset 480 A 2000 A 280 A NCT 400/5 2000/5 400/5 Tds 0,225 0,275 0,375 Waktu 0,5 dtk 1 dtk 1,5 dtk OCR Sisi 150 kv Kurva Standart Invers Standart Invers Standart Invers 17
Kurva Setting OCR (Over Current Rele) 18
Setting GFR (Ground Fault Rele) Setelah dilakukan perhitungan hubung singkat pada bus 20 kv dan bus 150 kv maka untuk mengamankan trafo 60 MVA, settingannya sebagai berikut GFR Sisi Penyulang 20 kv GFR Sisi Incoming 20 kv Tap 0,1 0,1 0,15 Aktual Iset 5 A 5 A 60 A NCT 50/5 50/5 400/5 Tds 0,25 0,25 1,0 Waktu 1 dtk 8 dtk 2 dtk Kurva Standart Invers Long Invers Time GFR Sisi 150 kv Standart Invers 19
Kurva Setting GFR (Ground Fault Rele) 20
Setting Rele Differensial Sisi Tegangan Tinggi (HV) Sisi Tegangan Rendah (LV) Kapasitas Kerja 150 20 Teg (kv) 231 1732 Arus Nominal (A) 400/5 2000/5
Setting CB (circuit breaker) CB Rating Seting Primer Trafo 1940,4 A (2 ka) Sekunder Trafo 14554,078 A (25 ka)
Perhitungan Ukuran Kabel Pada perhitungan kabel perlu diketahui kapasitas arus yang melewati dan media yang dilalui oleh kabel tersebut. Untuk penggunaan di udara kabel dapat menghantar arus lebih tinggi daripada kabel yang ditanam dalam tanah. Kapasitas arus yang terlewatkan pada kabel dipengaruhi oleh besarnya inti, untuk kabel yang digunakan kelas XLPE dengan tipe N2XSY, dimana kabel ini mempunyai kemampuan thermal isolasi sampai 90 o C adapun untuk konduktivitas tembaga dengan diameter 400 mm 2 mempunyai kapasitas hubung arus dalam tanah sebesar 652 A pada pemasangan posisi sejajar dengan jarak minimal 7 m dengan begitu untuk penggunaan arus nominal sebesar 1730 A maka dibutuhkan kabel sebanyak 4 x dengan koreksi sebesar 0,73
KESIMPULAN Pembangunan GI baru di daerah sedati menjadi salah satu solusi untuk mengimbangi pertumbuhan daerah ini yang cukup pesat ditambah dengan adanya satu objek vital bandara internasioanal Juanda. Penentuan kapasitas GI sedati 120 MVA dirasa sudah tepat melihat hasil peramalan beban maka kapasitas tersebut masih dapat membackup hingga 5 tahun ke depan, untuk membantu kinerja GI Rungkut. Pengamanan Transformator Distribusi secara elektrikal menggunakan : OCR (over current rele),gfr (ground fault rele),rele differensial,cb(circuit Breaker) Kapasitas CB menggunakan tegangan nominal 24Kv frekuensi 50Hz dan rating 25kA. Kabel yang menghubungkan sisi sekunder transformator ke bus 20 kv menggunakan jenis isolasi XLPE dengan kapasitas arus nominal sebesar 1732A, karena itu dipilih kabel dengan diameter 400mm 2 berkapasitas 652 A sebanyak 4 buah kabel. Dengan menggunakan setting rele pengaman yang cepat dapat dihindari terjadinya salah kerja serta terwujud pengamanan yang baik dan andal untuk transformator GI khususnya.
SARAN Perlu adanya upaya dari pemerintah daerah untuk mendorong realisasi program Pembangunan GI ini, mengingat beban GI Rungkut sudah semakin bertambah pembebanannya, dan untuk mengimbangi pertumbuhan daerah yang cukup pesat. Pembangunan GI sedati bisa menjadi alternatif jaringan distribusi sebagai pengganti GI Surabaya Selatan yang sampai sekarang masih belum terealisasi pembangunannya.
TERIMA KASIH
Perhitungan Hubung Singkat