Perencanaan Koordinasi Rele Pengaman Pada Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Gresik Akibat Penambahan Daya

Perencanaan Koordinasi Rele Pengaman Pada Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Gresik Akibat Penambahan Daya Oleh : Duta Satria Yusmiharga 2208 100 162 Dosen Pembimbing : 1. Prof.Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc.,Ph.D 2. Ir. R. Wahyudi

Pendahuluan Dasar Teori Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Nabati Analisis Hubung Singkat Dan Koordinasi Rele Pengaman Penutup

Latar Belakang 1. PT. Wilmar berencana menambah pembangkit baru dengan kapasitas 6,4 MW dalam waktu dekat ini. 2. Selain menambah pembangkit baru PT. Wilmar juga menambah bebanbeban baru seperti beban motor compressor sebesar 1600 KW, beban lump seperti Future Soya Bean sebesar 3MVA, Future Flour Mill 1 sebesar 3MVA, Future Flour Mill 2 sebesar 3MVA, Future Flour Mill 3 sebesar 3MVA, Future PK Crush sebesar 3MVA, Fal_01_Palnt sebesar 2MVA, Fal_02_Palnt sebesar 2MVA, dan Ref&Fract_3000T sebesar 3 MVA yang terdapat pada beban fase 2. 3. Diperlukan suatu perencanaan dan rekomendasi koordinasi rele pengaman pada beban fase 2 tersebut.

Permasalahan Hal yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana rekomendasi koordinasi rele pengaman yang baik khususnya rele yang terdapat pada beban fase 2. 2. Bagaimana melakukan setting rele pengaman yang benar. 3. Analisis kurva koordinasi rele pengaman.

Batasan Masalah 1. Rele pengaman yang disetting dan dikoordinasikan adalah rele arus lebih (overcurrent relay). 2. Tempat pengambilan data di PT. Wilmar Nabati. Software yang digunakan untuk simulasi adalah menggunakan ETAP 7.0.0 dan untuk menggambarkan kurva karakteristik rele pengaman arus lebih digunakan salah satu mode yang terdapat pada software ETAP 7.0, yaitu Star- Protective Device Coordination.

Tujuan 1. Melakukan koordinasi rele pengaman dan mendapatkan koordinasi rele pengaman yang terbaik pada sistem kelistrikan di industri tersebut khususnya pada beban fase 2. 2. Menambah wawasan dan pengetahuan tentang proteksi pada sistem kelistrikan industri.

Metodologi

Rele Pengaman Berfungsi untuk memberikan sinyal kepada CB untuk trip (memutuskan) pelayanan penyaluran tenaga listrik untuk melindungi peralatan. Syarat Rele Pengaman : 1. Kecepatan Bereaksi 2. Kepekaan Operasi ( Sensitivity ) 3. Selektif ( Selectivity ) 4. Keandalan ( Reliability ) 5. Ekonomis

Rele Arus Lebih (Over Current Relay) 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 (I p ) maka rele arus lebih bekerja. Dimana I p merupakan arus kerja yang dinyatakan menurut gulungan sekunder dari trafo arus (CT). Bila suatu gangguan terjadi didalam daerah perlindungan rele, besarnya arus gangguan If yang juga dinyatakan terhadap gulungan sekunder CT juga. Rele akan bekerja apabila memenuhi keadaan sebagai berikut : If > Ip If < Ip rele bekerja tidak bekerja

Rele Arus Lebih (Over Current Relay) Rele arus lebih ini bisa berupa : 1. Rele arus lebih waktu invers (inverse time overcurrent relay) 2. Rele arus lebih waktu tertentu (definite overcurrent relay) 3. Rele arus lebih waktu instan (instantaneous overcurrent relay)

Setting Rele Arus Lebih 1. Seting Arus Untuk penentuan seting low set digunakan standar British Standard 142-1983, yakni dengan batas penyetelan antara (1,05 1,3) Imaks Iset 0.8 x Isc Minimum. 2. Setting Waktu Pada setelan waktu dikenal setting kelambatan waktu (Δt). Perbedaan waktu kerja minimal antara rele utama dan cadangan adalah 0.3 0.4 detik. Untuk rele statik dan digital berbasis mikroprosesor waktu yang diperlukan adalah 0,2-0,4 detik (IEEE Standart 242-1986).

Setting Rele Arus Lebih Rele arus lebih memiliki setelan pickup dan setelan time dial. Pickup didefinisikan sebagai nilai arus minimum yang menyebabkan rele bekerja (Iset). Pada rele arus lebih, besarnya arus pickup ini ditentukan dengan pemilihan tap. Adapun untuk menentukan besarnya tap yang digunakan dapat menggunakan persamaan berikut : Tap = Iset/ CT Primary Untuk menentukan Time Dial digunakan rumus sebagai berikut : Di mana : td = waktu operasi (detik) T = time dial I = nilai arus (Ampere) Iset = arus pickup (Ampere) k = koefisien invers 1 (lihat Tabel ) = koefisien invers 2 (lihat Tabel ) β = koefisien invers 3 (lihat Tabel )

Koordinasi Rele Pengaman Pengertian koordinasi pengaman yaitu terdapat dua jenis atau lebih peralatan proteksi diantara titik kesalahan/ gangguan. Peralatan ini harus dikoordinasikan untuk memastikan bahwa peralatan yang berada di titik terdekat dengan gangguan harus dioperasikan terlebih dahulu. Kegagalan pada proteksi utama harus dapat diatasi, yaitu dengan proteksi cadangan (back up protection). Proteksi cadangan ini umumnya mempunyai perlambatan waktu (time delay), hal ini untuk memberikan kesempatan kepada poteksi utama beroperasi terlebih dahulu, dan jika proteksi utama gagal baru proteksi cadangan yang akan beroperasi.

Sistem Kelistrikan PT. Wilmar A. Suplai Daya : 1. PLN 2. Dua unit STG dengan kapasitas masing-masing 15 MW 3. Dua unit DG dengan kapasitas masing-masing 2 MW 4. Pembangkit Baru dengan kapasitas 6.4 MW B. Sistem distribusi Radial C. Tegangan menengah yang digunakan : 10.5 kv 3.3 kv 0.4 kv

Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Nabati Single Line Diagram (Sheet 2)

Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Nabati Single Line Diagram (Sheet 5) Tipikal 3 Tipikal 1 Tipikal 4 Tipikal 2

Daftar Isi Pendahuluan Dasar Teori Sistem Kelistrikan Di PT. Wilmar Nabati Analisis Hubung Singkat Dan Koordinasi Rele Pengaman Penutup

Hubung Singkat Minimum Hubung singkat minimum adalah hubung singkat dua fasa yang terjadi ketika sistem beroperasi pada kondisi suplai beban minimum. Di mana pada kondisi ini sistem disuplai oleh sumber PLN, STG 2 dan NGT.

Hubung singkat maksimum Hubung singkat maksimum adalah hubung singkat tiga fasa yang terjadi ketika sistem beroperasi pada kondisi suplai beban maksimum. Di mana pada saat kondisi ini sistem disuplai oleh PLN, STG 1, STG 2, DG 1, DG 2 dan NGT.

Seting Rele Untuk Tipikal 1 FLA = = 110 A Current Setting IDMT ( I> ) 0.5775 In Ip 6.504 In Dipilih Tap = 0.6 In Nilai aktual Iset = 0.6 x 200 = 120 A R-SWG-57005 Manufacturer = Merlin Gerin Model = Sepam 20 Type = Sepam T-20 Kurva = Standard Inverse Time Rasio CT = 200/5 Isc Min 30 Cycle SP-BUS-57001b = 1626 Isc Max 4 Cycle Compressor Bus = 5222 convert to 10.5 kv = x 5222 = 1641.2 Time Setting IDMT (Time Dial) Waktu operasi = td = 0.3 T = Time Dial Isc Max 30 Cycle Compressor Bus = 5096 convert to 10.5 kv = x 5096 = 1601.6

Current setting High Set ( I>> ) R-SWG-57001 Manufacturer = Merlin Gerin Model = Sepam Type = Sepam T-20 Kurva = Standard Inverse Time Rasio CT = 600/5 Isc Min 30 Cycle SP-BUS-57001b = 1626 Isc Max 4 Cycle Compressor Bus = 5222 convert to 10.5 kv = x 5222 = 1641.2 Isc Max 30 Cycle Compressor Bus = 5096 convert to 10.5 kv = x 5096 = 1601.6 FLA = 110 + 110 + 110 = 330 Current Setting IDMT (I>) Berdasarkan seting low set (I>) yaitu : 0.5775 In Ip 6.504 In Maka untuk seting high set (I>>) adalah sebagai berikut : Ip 6.504 In Dipilih Tap = 5 In Nilai aktual Iset = 5 x 200 = 1000 A Time Delay Seting waktu (t>>) = 0.1 s 0.5775 In Ip 2.168 In Dipilih Tap = 0.583 In Nilai aktual Iset = 0.583 x 600 = 350 A Time Setting IDMT ( Time Dial ) Waktu operasi td = 0.3 + 0.2 = 0.5

T = Time Dial Berdasarkan seting low set (I>) yaitu : 0.5775 In Ip 2.168 In Maka untuk seting high set (I>>) adalah sebagai berikut : Ip 2.168 In Dipilih Tap = 1.9 In Nilai aktual Iset = 1.9 x 600 = 1140 A Time Delay Seting waktu (t>>) = 0.3 s Current Setting High Set (I>>) R-SWG-43008 Manufacturer = Merlin Gerlin Model = Sepam 20 Type = Sepam T-20 Kurva = Standard Inverse Time Rasio CT = 600/5 Pengaturan rele R-SWG 43008 disamakan dengan pengaturan rele R-SWG-57001 karena menggunakan jenis rele dan ratio CT yang sama serta tidak ada percabangan dalam jalur koordinasinya.

1 0.3 s 0.3 s 0.1 s 2 3

Seting Rele Untuk Tipikal 2 1 0.5 s 0.7 s 0.3 s 2 3 0.1 s

Seting Rele Untuk Tipikal 3 1 0.3 s 0.1 s 2 3

Seting Rele Untuk Tipikal 4 1 0.3 s 0.1 s 2 3

Kesimpulan Seting pickup hasil perhitungan untuk rele yang melindungi trafo pada kurva karakteristik sudah terletak di sebelah kanan dari arus full load trafo. Begitu pula dengan rele yang melindungi bus, setelan pickup berdasarkan perhitungan pada kurva juga sudah berada disebelah kanan FLA nya. Hasil plot kurva memperlihatkan bahwa tidak terjadi miss-coordination dan overlaping antara rele utama dengan rele backup. Hal ini berarti koordinasi kerja antar rele dapat berjalan dengan baik dan sesuai urutannya. Grading time yang digunakan untuk koordinasi kerja dari rele pengaman adalah sebesar 0.2 detik. Pemilihan grading time sebesar 0.2 detik dianggap paling sesuai mengingat rele yang digunakan adalah rele digital dan CB yang digunakan adalah CB SF 6. Pemilihan grading time sebesar 0.2 detik sesuai dengan standar IEEE 242.

Saran Hasil dari perhitungan dan koordinasi rele pengaman dari laporan tugas akhir ini dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk seting rele pada sistem kelistrikan industri yang terkait dan juga dapat dijadikan bahan referensi dalam melakukan seting dan koordinasi pada sistem kelistrikan.

Sekian Dan Terima Kasih