STUDI KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DAN PENGARUH KEDIP TEGANGAN AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN DI PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA

Presentasi Sidang Tugas Akhir (Gasal 2013/2014) Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS STUDI KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DAN PENGARUH KEDIP TEGANGAN AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN DI PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA Nama : Muhammad Reza A ( 2206 100 184 ) Dosen Pembimbing 1. Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, MSc,. PhD. 2. Ir. Teguh Yuwono

DAFTAR ISI PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN TEORI PENUNJANG PERHITUNGAN DAN ANALISA KESIMPULAN

PENDAHULUAN (1) LATAR BELAKANG Suatu industri membutuhkan suplai daya yang handal dan kontinyu dalam menjaga kelangsungan proses produksi, termasuk PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA Kebutuhan industri dalam pengembangan proses produksi, sehingga perlu dalam penambahan beban listrik. Upaya untuk menjaga sistem kelistrikan industri tersebut dari gangguan-gangguan

PENDAHULUAN (2) TUJUAN Memberikan saran tentang setting koordinasi sistem proteksi yang tepat dan rekomendasi untuk mengatasi gangguan pada sistem kelistrikan PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya, pada sisi proteksi arus lebih dan undervoltage, baik sebelum adanya penambahan beban maupun setelah adanya penambahan beban.

PENDAHULUAN (3) Batasan Masalah 1. Analisis sistem tenaga listrik berupa analisis hubung singkat dan analisis pengasutan pada motor. 2. Koordinasi rele pengaman berupa rele arus lebih dan rele undervoltage 3. Simulasi menggunakan software ETAP 7.5 4. Studi kasus dilaksanakan di PT. Indofood Sukses Makmur Bogasari Flour Mills Surabaya (selanjutya disingkat PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya).

LANGKAH PENELITIAN

TEORI PENUNJANG Penyimpangan Nilai Tegangan Rele Arus Lebih Penyetelan Rele Arus Lebih Perhitungan Waktu Rele Arus Lebih

Penyimpangan Nilai Tegangan Nilai suatu tegangan dapat berlebih, dan dapat juga berkurang sehingga nilai tegangan tersebut tidak konstan atau mengalami penyimpangan. Jenis-jenis penyimpangan dalam nilai suatu tegangan dibedakan menjadi dua: 1. Penyimpangan tegangan dalam waktu lama (Long Duration Voltage Vanations). 2. Penyimpangan tegangan dalam waktu singkat (Short Duration Voltage Vanations).

Penyimpangan Nilai Tegangan

Penyimpangan Nilai Tegangan Penyimpangan Tegangan ini terjadi dalam waktu kurang dari satu menit. Dan hal ini sering dijumpai pada saat beban dengan daya terbesar pertama kali dilakukan pengasutan. Ada 3 hal yang menyebabkan terjadinya penyimpangan tegangan dalam waktu yang singkat, yaitu: a. Interupsi (interuption) : Penurunan tegangan kurang dari 0.1 pu b. Kedip Tegangan (voltage sags) Gangguan ini merupakan gangguan dengan waktu singkat. Penurunan tegangan dari 0.1 sampai 0.9 pu selama 0.5 cycle sampai 1 menit. c. Tegangan swell (Voltage swell) Voltage swell peningkatan tegangan fundamental sebesar 2 3% dari total daya. Parameter besaran voltage swell adalah antara 1.1 s/d 1.8 pu dalam tegangan rms atau arus rms dengan durasi 0.5 detik hingga satu menit. Voltage swell biasanya disebabkan oleh adanya pelepasan beban dari sistem.

RELE ARUS LEBIH Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur maka rele arus lebih bekerja. Berdasarkan karakteristik waktunya rele arus lebih dibedakan atas 3 jenis yaitu: Instantaneous Rele Definite Rele Inverse Rele

PENYETELAN RELE ARUS LEBIH Menurut BS 142-1983 batas penyetelan antara nominal 1.05 1.3 Iset. Mengacu pada standart tersebut, pada tugas akhir ini lebih amannya menggunakan konstanta 1.05 x Isett. Jadi untuk settingnya dapat dilihat sebagai berikut: I set = 1,05 x I nominal...(4) I s =...(5) dimana : Iset rasio _ ct I s = arus setting Pada penyetelan rele arus lebih juga harus memperhatikan batas maksimum setting, untuk alasan keamanan dan back up hingga ke sisi muara (downstream). Sebagai batas maksimum digunakan I sc2,min yaitu arus hubung singkat 2 phasa dengan pembangkitan minimum yang terjadi diujung saluran seksi berikutnya. Besar arus ini diperoleh dari arus hubung singkat 3 phasa pada pembangkitan minimum dikalikan 0,866. Mengacu pada konsep diatas persyaratan setelan arus dapat dirumuskan sebagai berikut : 1,05I nom <Is< 0,8Iscmin........(6)

PERHITUNGAN WAKTU RELE ARUS LEBIH Pada setelan waktu dikenal adanya setting kelambatan waktu (Δt). Perbedaan waktu kerja minimal antara rele utama dan rele cadangan adalah 0.2 0.4 sec.(ieee 242). tset = Δt + t... (7) dimana : Δt adalah perbedaan waktu kerja 0,2 0,4 sec t adalah setting arus lebih pada feeder. Dengan dasar perhitungan standard diatas waktu kerja rele sampai CB OPEN dipilih 0.3s 1 s 0,7 s 0,4 s 0,1 s

SINGLE LINE DIAGRAM PT ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA

PENGHITUNGAN RELE ARUS LEBIH TIPIKAL 1

Setting Rele Arus Lebih Tipikal 1 Rele ini digunakan untuk mengamankan trafo T1 Merk Unindo 3,3kV / 380V - 2,5 MVA di jalur composite area Mill C terhadap kemungkinan terjadinya arus hubung singkat di bus 1. Untuk setting lowsetnya menggunakan FLA dari trafo tersebut dan untuk setting highsetnya menggunakan arus hubung singkat minimum pada bus 1 menggunakan kurva standard inverse dengan grading waktu 0.1 s. untuk menghindari arus inrush trafo maka pada setting highset dipilih 15 In Dengan penghitungan yang sama maka pada tipikal 1 didapatkan setting untuk masing-masing rele sebagai berikut:

Plot Diagram

PENGHITUNGAN RELE ARUS LEBIH TIPIKAL 1 setelah penambahan beban

Trafo Overload sehingga perlu suplai dari genset dengan mengambil daya dari Bus Main yang disuplai oleh Genset melalui Tie Bus Hasil Running Etap Arus Hubung Singkat

Dari simulasi load flow, Trafo daya mengalami Overload sehingga perlu suplai dari genset dengan mengambil daya dari Bus Main yang disuplai oleh Genset melalui Tie Bus

Setting Rele Arus Lebih Tipikal 1 Setelah Penambahan beban

Tinjauan Kedip Tegangan pada dua Bus (Bus Main 4 dan Bus Jetty) saat Start Motor Terbesar TIPIKAL 1 : Pada Mesin Jetty 400 kw

Tinjauan Kedip Tegangan pada dua Bus (Bus Main 4 dan Bus Jetty) saat Start Motor Terbesar TIPIKAL 1 : Pada Mesin Jetty 400 kw Dilakukan simulasi pengasutan / start motor terbesar pada sistem kelistrikan PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya guna mendapatkan respon tegangan terhadap waktu. Data respon tegangan diambil dari dua bus utama yang berada di jalur beban motor tersebut.

Grafik penurunan tegangan terhadap waktu Bus Jetty Voltage (%) 102 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 0 2 4 6 8 10 Bus Jetty Waktu (s) Bus Main 4 Voltage (%) 102 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 0 2 4 6 8 10 Bus Main 4 Waktu (s)

SETTING RELE UNDERVOLTAGE Dari dua kondisi ini maka didapat setting rele undervoltage untuk tipikal 1 adalah

KESIMPULAN 1. Diperlukan setting ulang pada rele karena adanya penambahan beban baru yang berpengaruh pada koordinasi rele arus lebih di area beban baru tersebut dan area beban yang lain, karena adanya kenaikan nilai arus hubung singkat maksimum dan minimum akibat perubahan suplai daya. 2. Saat start motor jetty terjadi penurunan tegangan hingga 15,35% pada bus jetty dan 13,06% pada bus main 4 dalam durasi 0,98 detik. Keadaan ini berpengaruh terhadap setting rele undervoltage agar saat motor starting, circuit breaker tidak trip..

SARAN Perlu adanya pengaturan rele yang tepat berdasarkan analisis dan penghitungan sehingga dihasilkan koordinasi yang memenuhi syarat kecepatan bereaksi, sensitivitas, selektivitas, handal dan ekonomis. Perlu adanya pemasangan rele undervoltage pada area beban jetty untuk mengamankan kedip tegangan yang terjadi saat pengasutan motor Jetty

SEKIAN TERIMAKASIH