JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1

dokumen-dokumen yang mirip
I Gusti Ngurah Satriyadi Hernanda, ST. MT Dr. Eng. I Made Yulistya Negara, ST. M.Sc

ANALISIS KOORDINASI ISOLASI SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI 150 KV TERHADAP SAMBARAN PETIR DI GIS TANDES MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK EMTP RV

Oleh: Dedy Setiawan IGN SatriyadiI H., ST., MT. 2. Dr. Eng. I Made Yulistya N., ST., M.Sc

STUDI PENGARUH KONFIGURASI 1 PERALATAN PADA SALURAN DISTRIBUSI 20 KV TERHADAP PERFORMA PERLINDUNGAN PETIR MENGGUNAKAN SIMULASI ATP/EMTP

STUDI TEGANGAN LEBIH IMPULS AKIBAT PENGGUNAAN KONFIGURASI MIXED LINES (HIGH VOLTAGE OVERHEAD-CABLE LINES) 150 KV

Analisis Pengaruh Resistansi Pentanahan Menara Terhadap Terjadinya Back Flashover

Rizky Fajar Adiputra

STUDI TEGANGAN LEBIH IMPULS AKIBAT PENGGUNAAN KONFIGURASI MIXED LINES (HIGH VOLTAGE OVERHEAD-CABLE LINES) 150 KV

Studi Pengaruh Lokasi Pemasangan Surge Arrester pada Saluran Udara 150 Kv terhadap Tegangan Lebih Switching

METODE PENELITIAN. Pengukuran Besaran Elektrik Laboratorium Teknik Elektro Terpadu Jurusan

Studi Pengaman Tegangan Lebih pada Saluran Kabel Tegangan Tinggi 150kV yang Dilindungi oleh Arester Surja

STUDI PERFORMANSI PERLINDUNGAN SAMBARAN PETIR PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT) 150 KV UNTUK BERAGAM KARAKTERISTIK SAMBARAN

II. TINJAUAN PUSTAKA

STUDI PERENCANAAN SISTEM PERLINDUNGAN PETIR EKSTERNAL DI GARDU INDUK 150 KV NEW-TUREN

PEMODELAN PERLINDUNGAN GARDU INDUK DARI SAMBARAN PETIR LANGSUNG DI PT. PLN (PERSERO) GARDU INDUK 150 KV NGIMBANG-LAMONGAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Dielektrika, [P-ISSN ] [E-ISSN X] 85 Vol. 4, No. 2 : 85-92, Agustus 2017

ANALISIS GANGGUAN PETIR AKIBAT SAMBARAN LANGSUNG PADA SALURAN TRANSMISI TEGANGAN EKSTRA TINGGI 500 kv

SISTEM PROTEKSI TERHADAP TEGANGAN LEBIH PADA GARDU TRAFO TIANG 20 kv

MITIGASI GANGGUAN TRANSMISI AKIBAT PETIR PADA PT. PLN (PERSERO) P3B SUMATERA UPT TANJUNG KARANG

BAB III PELINDUNG SALURAN TRANSMISI. keamanan sistem tenaga dan tak mungkin dihindari, sedangkan alat-alat

STUDI PENGARUH STRAY CAPACITANCE TERHADAP KINERJA ARRESTER TEGANGAN TINGGI 150 KV DENGAN FINITE ELEMENT METHODS (FEM)

ANALISIS PENGARUH RESISTANSI PENTANAHAN MENARA TERHADAP BACK FLASHOVER PADA SALURAN TRANSMISI 500 KV

BAB II IMPEDANSI SURJA MENARA DAN KAWAT TANAH

III. METODE PENELITIAN

Studi Pengaruh Konfigurasi Peralatan pada Saluran Distribusi 20 kv Terhadap Performa Perlindungan Petir Menggunakan Simulasi ATP/EMTP

BAB II TEORI DASAR GANGGUAN PETIR

BAB III PROTEKSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) TERHADAP SAMBARAN PETIR

STUDI PERENCANAAN SALURAN TRANSMISI 150 kv BAMBE INCOMER

Dasman 1), Rudy Harman 2)

PENGGUNAAN ATP DRAW 3.8 UNTUK MENENTUKAN JUMLAH GANGGUAN PADA SALURAN TRANSMISI 150 kv AKIBAT BACKFLASHOVER

STUDI KARAKTERISTIK TRANSIEN LIGHTNING ARRESTER PADA TEGANGAN MENENGAH BERBASIS PENGUJIAN DAN SIMULASI

BAB I PENDAHULUAN. utama bagi setiap orang. Ketergantungan masyarakat terhadap listrik

II. TINJAUAN PUSTAKA. (updraft) membawa udara lembab. Semakin tinggi dari permukaan bumi, semakin

BAB II DASAR TEORI. hari. Jumlah hari guruh yang terjadi pada suatu daerah dalam satu tahun disebut

TUGAS PAPER MATA KULIAH SISTEM PROTEKSI MENENTUKAN JARAK PEMASANGAN ARRESTER SEBAGAI PENGAMAN TRAFO TERHADAP SAMBARAN PETIR

Vol.3 No1. Januari

BAB II PEMAHAMAN TENTANG PETIR

ANALISIS PENGARUH DIAMETER DAN PANJANG ELEKTRODA PENTANAHAN ARESTER TERHADAP PERLINDUNGAN TEGANGAN LEBIH

BAB I PENDAHULUAN. Desain isolasi untuk tegangan tinggi (HV) dimaksudkan untuk

BAB II KAJIAN PUSTAKA

ANALISIS DISTRIBUSI TEGANGAN LEBIH AKIBAT SAMBARAN PETIR UNTUK PERTIMBANGAN PROTEKSI PERALATAN PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 kv di YOGYAKARTA

BAB II GANGGUAN TEGANGAN LEBIH PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III TEORI DASAR DAN DATA

Perancangan Perangkat Lunak Untuk Mendeteksi Tingkat Keandalan SUTET Terhadap Sambaran Petir Dengan Metode 2 Titik

SIMULASI TEGANGAN DIP PADA SISTEM DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20 KV PT. PLN (Persero) APJ SURABAYA UTARA MENGGUNAKAN ATP-EMTP

OPTIMASI JARAK MAKSIMUM PENEMPATAN LIGHTNING ARRESTER SEBAGAI PROTEKSI TRANSFORMATOR PADA GARDU INDUK. Oleh : Togar Timoteus Gultom, S.

TINJAUAN PUSTAKA. shielding tiang penangkal dan kawat pada gardu induk. Adapun tujuan dari sistem

STUDI KARAKTERISTIK TRANSIEN LIGHTNING ARRESTER PADA TEGANGAN MENENGAH BERBASIS PENGUJIAN DAN SIMULASI

PEMELIHARAAN DAN PERTIMBANGAN PENEMPATAN ARRESTER PADA GARDU INDUK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JB REGION JAWA TENGAH DAN DIY UPT SEMARANG

Hendri Kijoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Insttut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

BAB I PENDAHULUAN. gelombang berjalan juga dapat ditimbulkan dari proses switching atau proses

Sela Batang Sela batang merupakan alat pelindung surja yang paling sederhana tetapi paling kuat dan kokoh. Sela batang ini jarang digunakan pad

BAB III LIGHTNING ARRESTER

EVALUASI ARRESTER UNTUK PROTEKSI GI 150 KV JAJAR DARI SURJA PETIR MENGGUNAKAN SOFTWARE PSCAD

Studi Analisa Keandalan Isolator Pada Saluran Transmisi 150 kv Sirkit Ganda Waru-Bangil TUGAS AKHIR. oleh : Nama : Nifta Faturochman NIM :

Studi Penempatan Titik Pentanahan Kawat Tanah pada Penyulang Serangan

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

PENENTUAN LETAK OPTIMUM ARRESTER PADA GARDU INDUK (GI) 150 kv SIANTAN MENGGUNAKAN METODE OPTIMASI

PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI TENAGA LISTRIK

Analisa Rating Lightning Arrester Pada Jaringan Transmisi 70 kv Tomohon-Teling

BAB I PENDAHULUAN. Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang mudah dalam

Model Arrester SiC Menggunakan Model Arrester ZnO IEEE WG

PEMAKAIAN DAN PEMELIHARAAN ARRESTER GARDU INDUK 150 KV UNGARAN PT. PLN (PERSERO) APP SEMARANG

Studi Pengaruh Backflashover pada Sistem Pentanahan Menara Saluran Transmisi Tegangan Tinggi Terkonsentrasi Menggunakan ATPDraw

KOORDINASI ISOLASI. By : HASBULLAH, S.Pd., MT ELECTRICAL ENGINEERING DEPT. FPTK UPI 2009

MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK

Analisa Pengaruh Sambaran Petir pada Jaringan Distribusi 13,8 kv di BOB PT. BSP - Pertamina Hulu Bandar Pedada Menggunakan Software ATP-EMTP

FAKTOR - FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPON TRANSIEN PEMBUMIAN GRID

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 2, (2015) ISSN: ( Print) A-130

SIMULASI PENENTUAN NILAI TAHANAN PENTANAHAN MENARA TRANSMISI 150 KV TERHADAP BACKFLASHOVER AKIBAT SAMBARAN PETIR LANGSUNG

ARESTER SEBAGAI SISTEM PENGAMAN TEGANGAN LEBIH PADA JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20KV. Tri Cahyaningsih, Hamzah Berahim, Subiyanto ABSTRAK

PENENTUAN LOKASI PEMASANGAN LIGHTNING MASTS PADA MENARA TRANSMISI UNTUK MENGURANGI KEGAGALAN PERLINDUNGAN AKIBAT SAMBARAN PETIR

PROTEKSI PETIR PADA TRANSISI SALURAN UDARA DAN BAWAH TANAH TEGANGAN MENENGAH 20 kv

Analisa Pengaruh Perilaku Petir pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kv Menggunakan Metode Burgsdorf

1 BAB I PENDAHULUAN. menyalurkan daya listrik dari pembangkit ke konsumen yang letaknya dapat

1. BAB I PENDAHULUAN

ANALISIS PERLINDUNGAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI YANG EFEKTIF TERHADAP SURJA PETIR. Lory M. Parera *, Ari Permana ** Abstract

Analisis Perbandingan Shielding Gardu Induk Menggunakan Model Electrogeometric

STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO LIGHTNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES. Agung Warsito, Abdul Syakur, Liliyana NS *)

STUDI GANGGUAN HUBUNGAN SINGKAT SATU FASA KETANAH AKIBAT SAMBARAN PETIR PADA SALURAN TRANSMISI OLEH JUBILATER SIMANJUNTAK NIM :

KINERJA ARRESTER AKIBAT INDUKSI SAMBARAN PETIR PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 kv

Makalah Seminar Kerja Praktek PEKERJAAN LOOPING TEMPORARY SUTET GANTRY GITET 500KV KESUGIHAN. Norudhol Hadra Sabilla. 1, Karnoto, ST. MT.

Analisa Sambaran Petir Terhadap Kinerja Arrester pada Transformator Daya 150 kv Menggunakan Program ATP

Bab 4 SALURAN TRANSMISI

SISTEM PROTEKSI TERHADAP SAMBARAN PETIR LANGSUNG (DIRECT STRIKE) KE GARDU INDUK. Sudut Lindung. Menara Transmisi Dan Gardu Induk

GROUNDING SYSTEM HASBULLAH, MT. Electrical engineering Dept. Oktober 2008

Vol.12.No.1. Februari 2012 Jurnal Momentum ISSN : X

BAB III LANDASAN TEORI

SIMULASI SAMBARAN PETIR LANGSUNG PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV TERHADAP KAWAT FASA DENGAN VARIASI TAHANAN PENTANAHAN

2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI PENGARUH KORONA TERHADAP SURJA. TEGANGAN LEBIH PADA SALURAN TRANSMISI 275 kv

Simulasi Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir terhadap Penentuan Jarak Maksimum untuk Perlindungan Peralatan pada Gardu Induk

Abstrak. 1.2 Tujuan Mengetahui pemakaian dan pemeliharaan arrester yang terdapat di Gardu Induk 150 kv Srondol.

SIMULASI DISTRIBUSI TEGANGAN PETIR DI JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20 KV PENYULANG KENTUNGAN 2 YOGYAKARTA

Studi Analisis Gangguan Petir Terhadap Kinerja Arrester Pada Sistem Distribusi Tegangan Menengah 20 KV Menggunakan Alternative Transient Program (ATP)

Analisis Kinerja Lightning Arester Pada Jaringan Transmisi 150 kv Sistem Minahasa Khususnya Pada Penyulang Kawangkoan - Lopana

SIMULASI DAN ANALISIS PENGARUH TEGANGAN LEBIH IMPULS PADA BELITAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI 20 KV

Transkripsi:

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1 Abstrak Evaluasi surja arrester dengan simulasi pemodelan sambaran langsung pada kawat fasa SUTT 150 kv Double Circuit yang menimbulkan efek kegagalan perlindungan(shielding failure) menggunakan Matlab 7 metode monte-carlo didapatkan untuk tiap area 1 pertahun nilai ratarata probabilitas sambaran ke tower adalah sebesar 0,02 dari 100 sambaran per satu kilometer persegi pertahun. Simulasi menggunakan software ATP/EMTP pada menara transmisi dari GIS Tandes ke Sawahan yang terdiri dari 11 menara, dengan amplitudo arus sambaran mencapai 30 ka, dan waktu impulsnya 1,2/50 us. Menunjukkan bahwa sistem yang menggunakan alat pelindung petir seperti arrester mampu melindungi sistem dari arus petir sampai 30 ka. Sedangkan sistem yang tidak memakai perlindungan arrester tidak mampu menahan tegangan lebih sebesar 920 kv. Kata Kunci Shielding failure, Proteksi petir, Tegangan induksi petir, Saluran transmisi tegangan tinggi. K Analisa Koordinasi Surja Arrester Saluran Udara Tegangan Tinggi 150 kv Menggunakan ATP/EMTP Dan Metode Monte Carlo di GIS Tandes Ricahya Wiguna Setiawan, IGN Satriyadi Hernanda, ST, MT., Dr. Eng. I Made Yulistya N, ST, M.Sc Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: ricahya09@mhs.ee.its.ac.id, didit@ee.its.ac.id, yulistya@ee.its.ac.id I. PENDAHULUAN erapatan sambaran petir di Indonesia juga sangat besar yaitu 12/km 2 per tahun, yang berarti pada setiap luas area 1 km 2 berpotensi menerima sambaran petir sebanyak 12 kali setiap tahunnya. Sambaran petir memiliki karakteristik yang berbeda-beda pada setiap sambarannya, seperti besar arus dan konstanta waktu. Oleh karena itu perlu dilakukan studi lebih lanjut untuk mengetahui kemungkinan terjadinya kegagalan perlindungan terhadap sambaran petir. Sambaran petir dapat mengakibatkan gangguan seperti kegagalan isolasi, flashover, back flashover, dan gangguan lainnya. Sambaran petir langsung terdiri dari dua macam, yaitu sambaran pada kawat tanah, dan sambaran pada kawat fasa. Untuk menganalisis fenomena terhadap sambaran langsung dilakukan analisis melalui simulasi dengan memodelkan parameter-parameter pada saluran transmisi, diantaranya model menara, isolator saluran, kawat tanah, kawat fasa, dan sistem pentanahan disimulasikan dengan menggunakan perangkat lunak EMTP (Electromagnetic Transients Program)[1]. Sambaran langsung petir apabila kilat menyambar pada kawat fasa (untuk saluran tanpa kawat tanah) atau pada kawat tanah (untuk saluran dengan kawat tanah). Fenomena dimana terjadi kegagalan perlindungan dikarenakan ketika petir menyambar kawat tanah atau kawat fasa akan timbul arus besar dan sepasang gelombang berjalan yang merambat pada kawat. Arus besar ini dapat membahayakan peralatan yang berada pada saluran. Besarnya arus atau tegangan akibat sambaran ini bergantung pada besar arus petir, waktu muka dan jenis tiang saluran. Oleh karena itu diperlukan melakukan simulasi tentang kegagalan perlindungan. Pada penelitian ini menganalisa dan memodelkan gangguan sambaran petir dan prosentasi kegagalan perlindungannya. II. TEORI PENUNJANG DAN GANGGUAN PETIR PADA SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH. A. Sistem Tenaga Listrik Secara sederhana sistem tenaga listrik adalah sekumpulan pusat listrik dan gardu induk (pusat beban) yang satu dengan yang lain dihubungkan oleh jaringan transmisi dan distribusi sehingga merupakan sebuah satu kesatuan yang terinterkoneksi. Suatu sistem tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama, yaitu pusat pembangkit listrik, saluran transmisi, dan sistem distribusi. Pada Sistem Tenaga listrik di Indonesia, Tenaga listrik yang di hasilkan dari pembangkit dinaikan melalui transformator step up untuk di transmisikan. Sistem transmisi di Indonesia menggunakan sistem transmisi 150kV atau yang biasa di sebut Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT), dan 500kV atau yang biasa disebut Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET)[2]. B. Petir Petir terjadi akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton). Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama adalah pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif; sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif. Pada bagian bawah inilah petir biasa berlontaran. Pelepasan muatan ini disertai dengan pancaran cahaya dan radiasi elektromagnetik lainnya. Pada musim hujan petir perlu diwaspadai, petir biasanya muncul pada saat akan hujan atau ketika hujan sudah turun[3]. III. PEMODELAN SUTT DOUBLE CIRCUIT DAN PERMODELAN MONTE-CARLO A. Model Transmisi Udara 150 kv Saluran transmisi 150 kv GI Tandes dengan jurusan Tandes-Sawahan yang memiliki 11 menara transmisi, dengan panjang saluran sekitar 3,2Km. Dan untuk memodelkan kondisi sebenarnya dari SUTT digunakan datadata transmisi dan hasil pengukuran tahanan pentanahan menara SUTT 150 kv line Tandes-Sawahan.

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 2 Tabel 1 Data transmisi PT. PLN (Persero) P3B Region Jawa Timur dan Bali UPT Surabaya No 1. 2. GARDU INDUK JURUSA N Tandes Sawahan I Tandes Sawahan II TEG (kv) TRANSMISI TERPASANG ROUTE (KM) JENIS MM 2 / MCM NOM. (AMP) 150 3,200 ACSR 2X340 1480 150 3,200 ACSR 2X340 1480 Tabel 3 Data spesifikasi menara SUTT 150 kv Parameter Menara Jarak lengan menara: Lengan Menara Pertama Panjang Lengan Menara Kedua 6 meter 7 meter Panjang Lengan Menara Ketiga 7 meter Panjang Lengan Menara Keempat 7 meter Panjang Lengan Menara Kawat Tanah A 2,1 meter Panjang Lengan Menara Kawat Tanah A 2,1 meter Panjang Lengan Menara konduktor A, A 2,6 meter Panjang Lengan Menara konduktor B, B 2,6 meter Panjang Lengan Menara konduktor C, C 2,6 meter Jarak konduktor terhadap tanah pada: Tinggi Kawat Konduktor A 33,7 meter Tinggi Kawat Konduktor B 29,6 meter Tinggi Kawat Konduktor C 25,5 meter Tinggi Kawat Konduktor A 25,5 meter Tinggi Kawat Konduktor B 29,6 meter Tinggi Kawat Konduktor C 33,7 meter Keterangan lain dari menara: Lebar Dasar Menara 6,751 meter Jarak Span 300 meter Sudut Perlindungan 15 Panjang Isolator 0, 5842 meter Jarak Bundle 45,7 cm Radius Kawat Tanah 0,45 cm Radius Konduktor 1.45 cm Tabel 4 Data spesifikasi menara 150kV Parameter menara Tinggi Menara 37,7 meter Tinggi kawat Tanah 37,7 meter Jumlah Kawat Tanah 2 buah Design spesification Voltage 150 kv Number of Circuit 2 Horizontal Angle 0 o 3 o Power conductor Kind and size ACSR 340 mm 2 Diameter 25 mm Weight 1,18 kg/m Kuat tarik minimum 9474 kg R DC 20 O C 0,0851 ohm/ km Ground wire Kind and Size AW 55 mm 2 Diameter 9,6 mm Weight 0,44 kg Max. Working Tension 1,5 kg Wind Pressure Menara 120 kg/m2 Wire (Cont & GW) 40 kg/m2 Insulator String 60 g / 2 string Gambar 1 Menara transmisi 150 kv B. Two Point Method untuk Perhitungan Lightning Performance pada Saluran Transmisi Dengan menggunakan metode two point method untuk perhitungan lightning performance pada saluran transmisi dalam buku J.G. Anderson, kita dapat menghitung jarak sambaran maksimum dan minimum. Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut: 1. Impedansi Surja Menara[3] Pada menara tipe menara jenis suspensi dengan penghantar bundel maka kita dapat menentukan impedansi surja menara dengan korona yaitu : 0 0 ln 2h ln 2h = Impedansi surja menara dengan korona(ohm). = Radius corona(m). = Radius penghantar ekivalen tunggal dari bundel penghantar fasa tanpa korona(m). = Tinggi rata-rata kawat fasa(m). 2. Menentukan Tegangan Flashover[3] Dengan memilih dua titik untuk waktu 2μs dan 6μs, semua persamaan tegangan akan disederhanakan. Dengan mensubstitusikan dengan nilai 2μs dan untuk tanpa adanya pantulan dari menara yang berdekatan. Tegangan kritis flashover saat 2μs dan μs adalah: Dimana adalah tegangan kritis flashover saat 2μs dan adalah tegangan kritis flashover saat μs, dan W adalah panjang isolator (m). berdasarkan Gambar 2 waktu muka petir(yang cenderung membahayakan) adalah 2μs, maka dipilih waktu awal sambaran 2μs sebagai standart yaitu. STRUKTURAL TO TYPE D

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 3 = Arus minimum yang menyebabkan kegagalan perlindungan(ka). = Tegangan kritis flashover(kv). = Impedansi surja menara dengan korona(ohm). Gambar 2 Grafik Arus Sambaran dan Tegangan Isolator Dihitung pada Dua Titik Waktu [3] C. Perhitungan Perlindungan Sempurna Terhadap Sambaran Petir [3] Bila sambaran petir mendekat dengan jarak S dari saluran dan bumi, sambaran petir itu akan dipengaruhi oleh benda apa saja yang berada di bawah dan melompati jarak S untuk mengadakan kontak dengan benda itu. Bila = 0 jarak S pada perlindungan sempurna dilihat dari jarak sambaran disebut. Gambar 3 menunjukkan model perlindungan sempurna dilihat dari daerah yang dilindungi. 3. Perhitungan Arus Sambaran Minimum [3] Apabila masih terjadi kegagalan perlindungan dari sambaran petir maka kita harus menghitung. Karena pada saluran transimi GIS Tandes menggunakan penghantar bundel, maka kita tambahkan radius korona dengan jarak bundle untuk perkiraan radius korona R(m). Menggunakan persamaan metode Newton- Rapshon dari persamaan: R = Radius korona(m). h = Tinggi rata-rata kawat fasa (m). = Tegangan kritis flashover (kv). = Batas gradien korona dimana sampul korona tidak bertambah lagi (kv/m)=1500kv/m. Menghitung tinggi rata-rata kawat fasa h(meter), tinggi kawat fasa tertinggi (m), tinggi kawat fasa terendah (m) berdasarkan model elektrogeometri maka: = Tinggi kawat fasa tertinggi(m). = Tinggi kawat fasa terendah(m). Penghantar dengan bundel 2 maka radius ekivalen tunggal dari bundel penghantar fasa tanpa korona(meter). Dimana r adalah jarak bundle kawat fasa. Maka kita dapatkan persamaan : Gambar 3 Model elektrogeometri perlindungan sempurna [3] Jarak sambaran maksimum oleh Love dirumuskan : = Jarak sambaran maksimum(m). = Arus minimum kegagalan perlindungan(ka). D. Perhitungan Perlindungan Tidak Sempurna Terhadap Sambaran Petir [3] Sambaran B setelah mencapai busur PQ, akan menyambar kawat fasa karena jaraknya ke kawat tanah dan bumi lebih besar dari jarak sambaran. Pada Gambar 4 menunjukkan model elektrogeometri perlindungan tidak sempurna. Maka untuk perkiraan radius corona dari bundel : R = Radius korona(m). = Radius corona dari bundel(m). = radius ekivalen tunggal dari bundel penghantar fasa tanpa korona(meter) Untuk mengetahui kemungkinan besarnya arus minimum yang dapat menyebabkan kegagalan perlindungan kita dapat menentukan dengan persamaan: Gambar 4 Model elektrogeometri perlindungan tidak sempurna [3] Dalam teori elektrogeometri perlindungan tidak sempurna Semakin panjang maka busur PQ menjadi kecil sekali, di asumsikan OP dimana jarak sambaran minimum pada pertengahan garis G terhadap

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 4 titik P, maka kita dapat menentukan pada Gambar 5. dengan persamaan yaitu kawat fasa terendah, maka perhitungan jarak sambaran minimum dan jarak sambaran maksimum adalah sebagai berikut : 1. Tegangan kritis flashover (kv) dari rentengan isolator pada 2 μs : 2. Tinggi rata-rata kawat fasa h(meter), dilihat dari daerah yang dilindungi yaitu kawat fasa terendah maka: Gambar 5 Cara menentukan harga untuk memperoleh [3] Dimana persamaan garis: [ = Selisih tinggi antara kawat fasa tertinggi dan kawat tanah. m = Kemiringan garis OP terhadap garis G (m). = Tinggi kawat tanah dari fasa terendah(m). = Tinggi kawat fasa tertinggi(m). = Panjang lengan kawat fasa(m). = Panjang lengan kawat tanah(m). = Jarak sambaran akhir dari kilat ke bumi saluran tegangan tinggi (HV) adalah 1,0 Setelah kita ketahui jarak sambaran minimum kita dapat mensimulasikan kegagalan perlindungan dengan menggunakan matlab 7 metode Monte-Carlo. E. Permodelan Sambaran Petir Metode Monte Carlo. Metode Monte-Carlo disini digunakan untuk untuk mengetahui kemungkinan terjadinya kegagalan perlindungan terhadap sambaran petir secara langsung. Program ini ditulis dalam bahasa C menggunakan matlab 7 dengan menggunakan parameter berdasarkan perhitungan model elektrogeometri perlindugan sempurna dan tidak sempurna terhadap sambaran petir. Dimana jumlah sambaran untuk daerah yang dilakukan simulasi sambaran secara acak dimana jumlah sambaran yang mencakup luas tanah per kilometer persegi per tahun. Tingkat kegagalan perlindungan dari sistem berdasarkan kerapatan kerapatan sambaran petir pada daerah tersebut. Untuk jumlah sambaran ditentukan sendiri, untuk struktur tinggi rendahnya struktur tanah dan keadaan geografis di abaikan. IV. PERMODELAN DAN ANALISA KEGAGALAN PERLINDUNGAN PADA SALURAN TRANSMISI A. Perhitungan Kegagalan Perlindungan (Shielding Failure). Pandangan pertama metode two point method untuk perhitungan lightning performance pada saluran transmisi dalam buku J.G. Anderson yaitu sambaran petir secara langsung pada kawat fasa. Penghitungan jarak sambaran minimal dan maksimal terhadap daerah yang dilindungi ] 3. Menghitung radius sampul korona menggunakan metode Newton-Raphson: R = 0,073 meter. 4. Radius ekivalen tunggal dari bundel penghantar fasa tanpa korona(meter): 5. Radius corona dari bundel : 6. Impedansi surja menara (ohm). 7. Arus sambaran minimum, (ka): 8. Jarak sambaran maksimum standar love : 9. Selisih tinggi kawat fasa tertinggi dan kawat tanah : meter 10. Kemiringan garis OP terhadap garis G adalah 11. Persamaan garis adalah : 12. Nilai dari adalah B. Hasil Simulasi Monte-Carlo. 1. Hasil Simulasi Monte-Carlo Perlindungan Sempurna Berdasarkan hasil hitungan kita dapat memasukkan nilai untuk jarak sambaran maksimum (pada lingkaran biru). Penulis mengasumsikan jumlah sambaran pertahun per 1 pertahun adalah 100 titik sambaran. Hasil simulasi sebagai berikut : Gambar 6 Hasil simulasi area perlindungan pada jarak sambaran maksimum dengan jumlah titik-titik sambaran. Berdasarkan hasil simulasi jarak sambaran maksimum menunjukkan bahwa petir tidak ada yang masuk kedalam lingkaran artinya tidak terjadi kegagalan.

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 5 2. Hasil Simulasi Monte-Carlo Perlindungan Tidak Sempurna Berdasarkan hasil hitungan kita dapat memasukkan nilai untuk jarak sambaran minimum (pada lingkaran merah). Penulis mengasumsikan jumlah sambaran pertahun per 1 pertahun adalah 100 titik sambaran. Maka kita dapatkan hasil sebagai berikut : D. Pengukuran Tegangan saat Impuls Petir 1,2/40 μs Sambaran petir mengenai kawat fasa A dengan amplitudo 10 ka dan waktu impuls 1,2/50μs. Tegangan yang terukur di titik sambaran dengan menggunakan arrester dapat di lihat pada Gambar 10 dibawah ini. 1,6 [MV] 1,2 0,8 0,4 0,0-0,4-0,8 0 5 10 15 20 25 30 35 [us] 40 SUTTtnds.pl4; x-v :X0048A :X0048B :X0048C (f ile ar t) v v v Gambar 10 Grafik tegangan puncak menara di fasa A, B, dan C saat sambaran di fasa A. Gambar 7 Hasil simulasi matlab7 area perlindungan pada jarak sambaran minimum dengan jumlah titik-titik sambaran. Pada permodelan Gambar 8 sambaran petir yang terjadi secara acak dengan mengasumsikan sebanyak 100 titik per 1 pertahun. Perlindungan elektrogeometri untuk area sambaran minimum (pada lingkaran merah). Dari percobaan di atas kita dapatkan untuk tiap area 1 k nilai probabilitas sambaran ke tower adalah sebesar 0,02 dari 100 titik sambaran per 1 kilometer persegi per tahun. C. Analisis koordinasi Arrester Menggunakan Permodelan ATP/EMTP Pada pemodelan simulasi ini model petir yang digunakan pada simulasi ini menggunakan tipe Heidler, impuls petir dengan bentuk surja langsung pada saluran udara dekat dengan arester dengan amplitudo 10kA, 20kA dan 30kA., impuls petir dengan bentuk surja tipikal (1.2/50μs). Untuk mengetahui tegangan lebih pada saluran udara akibat sambaran, dilakukan pengukuran tegangan puncak pada titik sambaran, tegangan setelah arrester dan pada busbar. Gambar 9 berikut adalah model saluran transmisi pada Gis Tandes. Gambar grafik tegangan akibat impuls pada busbar dapat dilihat pada Gambar 11 di bawah ini. 300 [kv] 200 100 0-100 -200-300 0 5 10 15 20 25 30 35 [us] 40 SUTTtnds.pl4; x-v :BUS2A :BUS2B :BUS2C (f ile ar t) v v v Gambar 11 Grafik tegangan busbar dengan adanya pengaruh arrester. Tegangan puncak pada titik sambaran dengan variasi amplitudo sambaran 10 ka, 20 ka, 30 ka dengan impuls 1,2/50μs dapat dilihat pada Tabel 5 berikut ini. Tabel 5 Tegangan puncak menara saat impuls 1,2/50μs Tegangan Puncak Menara (MV) Arus Petir Fasa Fasa Fasa Fasa Fasa Fasa (ka) A* B C A B C 10 1,6 0,48 0,3 0,16 0,06 0,05 20 2,8 0,9 0,6 0,330 0,12 0,1 30 4,05 1,3 1 0,460 0,2 0,18 Fasa A* yang tersambar Gambar 12 Grafik tegangan puncak menara terhadap perubahan arus sambaran petir saat impuls 1,2/50μs Gambar 9 Model Gis Tandes pada software ATP/EMTP Tegangan puncak pada busbar dengan variasi amplitudo sambaran 10kA, 20kA, 30kA dengan impuls 1,2/50μs dapat dilihat pada Tabel 6 berikut ini. Tabel 6 Tegangan puncak busbar saat impuls 1,2/50μs Tegangan Puncak Busbar (kv) Arus Petir Fasa Fasa Fasa Fasa Fasa Fasa (ka) A* B C A B C 10 215 73 70 175 68 60 20 220 83 77 185 73 65 30 230 95 85 220 95 70 Fasa A* yang tersambar

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 6 terjadi flashover semakin besar, seperti pada saat arus puncak petir 30 ka. 4. Pada simulasi tugas akhir ini, untuk SUTT 150 kv Doble Circuit di GIS Tandes tegangan pada Busbar mencapai 230 kv pada Arus sambaran 30 ka. Gambar 13 Grafik tegangan puncak di busbar terhadap perubahan arus sambaran petir saat impuls 1,2/50μs. Pada Tabel 7 akan diperlihatkan perbedaannya tegangan busbar dengan amplitudo 10 ka, dan waktu impuls 1,2/50 μs. Tabel 7 Perbandingan tegangan puncak di busbar fasa A, B dan C menggunakan arrester dan tanpa arrester saat impuls 1,2/50μs Arus Tegangan Puncak Busbar Fasa A (kv) Sambaran (ka) Dengan Arrester Tanpa Arrester 10 215 312 20 220 625 30 230 920 Gambar 14 Grafik perbandingan tegangan puncak di busbar fasa A menggunakan arrester dan tanpa arrester terhadap perubahan arus sambaran petir saat impuls 1,2/50μs. Berdasarkan grafik pada Gambar 14, tegangan di busbar tidak menggunakan arrester (grafik merah) sedangkan tegangan menggunakan arrester (grafik biru). tegangan tanpa arrester tidak mendapatkan perlindungan terhadap tegangan lebih yang menyambar menara pada kawat fasa A. Sehingga tegangan fasa A pada busbar saat arus sambaran 30 ka mencapai 920 kv. IV. PENUTUP Berdasarkan pembahasan perhitungan, hasil simulasi matlab dan analisis simulasi ATP-EMTP, maka pada Tugas Akhir ini didapatkan beberapa kesimpulan dan saran, yaitu : A. Kesimpulan 1. Berdasarkan perhitungan didapatkan untuk tipikal tower di GIS tandes arus sambaran minimal untuk loncatan kegagalan perlindungan adalah sebesar 6,72 ka dengan jarak sambaran minimal adalah sebesar 30,6 meter dan jarak sambaran maksimal adalah sebesar 34,49 meter. 2. Berdasarkan hasil simulasi matlab 7 dengan metode monte-carlo nilai rata-rata probabilitas sambaran ke tower adalah sebesar 0,02 dari 100 sambaran per satu kilometer persegi pertahun. 3. Semakin besar arus puncak sambaran petir dan semakin lama tail time dari petir mengakibatkan kemungkinan B. Saran Saran yang dapat diberikan setelah mengerjakan Tugas Akhir ini adalah : 1. Dalam pemilihan sistem perlindungan petir eksternal harap diperhatikan mengenai kondisi dan letak topografi dari peralatan tegangan tinggi tersebut. 2. Software ATP-EMTP ini dapat digunakan untuk melakukan simulasi dan menganalisa performa perlindungan sistem tidak hanya terhadap petir, tetapi juga untuk gangguan lain seperti pada saat terjadi switching impuls. 3. Perlu diperhatikan nilai IKL dan perhitungan sambaran ke tanah dari suatu daerah pada saat akan membangun menara SUTT, agar dapat dihitung terlebih dahulu nilai jumlah kegagalan yang dapat ditimbulkan. 4. Pemasangan arrester di dekat gardu induk sangat berguna untuk membatasi tegangan berlebih pada gardu induk akibat adanya arus surja. UCAPAN TERIMA KASIH Saya Ricahya Wiguna Setiawan mengucapkan Puji Syukur Kehadirat Allah SWT. Terimakasih kepada Bapak IGN Satriyadi H. dan Bapak I Made Yulistya N. atas bimbingan dan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. terimakasih kepada Ayah dan Ibu yang sudah memberikan izin belajar dan dukungan finansial untuk belajar di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Terimakasih juga kepada teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu-persatu yang telah memberikan dukungan dan suportnya. DAFTAR PUSTAKA [1] Aslimeri., Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 2 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008. [2] Kadir, Abdul., Transmisi Tenaga Listrik, UI Press, 1998. [3] Mustofa, Arif., Diktat Kuliah Proteksi Petir, Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya, 2010. [4] Anderson, J.G., Transmission Line Reference Book 345kV and Above, Electric Power Research Institute, Palo Alto, California, 1982. [5] Shahida, Noor., Lightning simulation study on line surge arresters and protection design of simple structures, Malaysia, 2008.