PEMASANGAN DGR ( DIRECTIONAL GROUND RELE

dokumen-dokumen yang mirip
Pemasangan DGR (Directional Ground Relay) untuk Mengatasi Gangguan Sympathetic Trip pada GIS Bandara Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II

STUDI KOORDINASI PERALATAN PROTEKSI OCR & GFR PADA PENYULANG TIBUBENENG

ABSTRAK Kata Kunci :

I GEDE AGUS YOGA ARMIKA

2.2.6 Daerah Proteksi (Protective Zone) Bagian-bagian Sistem Pengaman Rele a. Jenis-jenis Rele b.

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

ANALISIS KEDIP TEGANGAN AKIBAT GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA PENYULANG ABANG DI KARANGASEM

BAB III GANGGUAN PADA JARINGAN LISTRIK TEGANGAN MENENGAH

TUGAS AKHIR ANALISA DAN SOLUSI KEGAGALAN SISTEM PROTEKSI ARUS LEBIH PADA GARDU DISTRIBUSI JTU5 FEEDER ARSITEK

ANALISA SETTING RELAI PENGAMAN AKIBAT REKONFIGURASI PADA PENYULANG BLAHBATUH

SKRIPSI STUDI ANALISIS KOORDINASI OVER CURRENT RELAY (OCR) DAN GROUND FAULT RELAY (GFR) PADA RECLOSER DI SALURAN PENYULANG PENEBEL

STUDI PENGARUH MUTUAL INDUCTANCE TERHADAP SETTING RELE JARAK PADA SALURAN TRANSMISI DOUBLE CIRCUIT 150 kv ANTARA GI KAPAL GI PEMECUTAN KELOD

STUDI PERENCANAAN KOORDINASI RELE PROTEKSI PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI GARDU INDUK GAMBIR LAMA - PULOMAS SKRIPSI

STUDI ANALISIS SETTING BACKUP PROTEKSI PADA SUTT 150 KV GI KAPAL GI PEMECUTAN KELOD AKIBAT UPRATING DAN PENAMBAHAN SALURAN

SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) DAN GARDU DISTRIBUSI Oleh : Rusiyanto, SPd. MPd.

BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN

DAFTAR ISI SAMPUL DALAM... LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... PERSYARATAN GELAR... LEMBAR PENGESAHAN... UCAPAN TERIMA KASIH... ABSTRACT...

STUDI ANALISIS SISTEM KOORDINASI PROTEKSI OVER CURRENT RELAY (OCR) DAN GROUND FAULT RELAY (GFR) PADA GARDU INDUK GODEAN

STUDI PENGARUH SETTING RELE PENGAMAN UNTUK MEMINIMALKAN GANGGUAN SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG BUNISARI - SUWUNG

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

ANALISIS KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI SEKUNDER GARDU DISTRIBUSI DS 0587 DI PT. PLN (Persero) DISTRIBUSI BALI RAYON DENPASAR

Kata kunci hubung singkat, recloser, rele arus lebih

14 Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus Z 2eq = Impedansi eqivalen urutan negatif

III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

STUDI KOORDINASI RELE PENGAMAN PADA SISTEM BUSBAR DI GARDU INDUK KAPAL

BAB IV PEMBAHASAN. Gardu Induk Godean berada di jalan Godean Yogyakarta, ditinjau dari

BAB IV ANALISIA DAN PEMBAHASAN. 4.1 Koordinasi Proteksi Pada Gardu Induk Wonosobo. Gardu induk Wonosobo mempunyai pengaman berupa OCR (Over Current

DAFTAR ISI BAB II DASAR TEORI

ANALISIS KOORDINASI PROTEKSI PADA PT.PLN (PERSERO) GARDU INDUK WONOSOBO MENGGUNAKAN SOFTWARE APLIKASI ETAP TUGAS AKHIR

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA BAB I PENDAHULUAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. c. Memperkecil bahaya bagi manusia yang ditimbulkan oleh listrik.

Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik (3)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SIMULASI OVER CURRENT RELAY (OCR) MENGGUNAKAN KARATERISTIK STANDAR INVERSE SEBAGAI PROTEKSI TRAFO DAYA 30 MVA ABSTRAK

LANDASAN TEORI Sistem Tenaga Listrik Tegangan Menengah. adalah jaringan distribusi primer yang dipasok dari Gardu Induk

Studi Analisis Koordinasi Over Current Relay (OCR) dan Ground Fault Relay (GFR) pada Recloser di Saluran Penyulang Penebel

KOORDINASI PROTEKSI PADA RELAI ARUS LEBIH PADA JARINGAN SPINDEL. TEGANGAN MENENGAH 20 kv

BAB I PENDAHULUAN. Pada sistem penyaluran tenaga listrik, kita menginginkan agar pemadaman tidak

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI HALAMAN PERSEMBAHAN HALAMAN MOTTO KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN HALAMAN PERSEMBAHAN HALAMAN MOTTO KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL BAB I PENDAHULUAN 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. terhadap kondisi abnormal pada operasi sistem. Fungsi pengaman tenaga listrik antara lain:

Analisa Koordinasi Over Current Relay Dan Ground Fault Relay Di Sistem Proteksi Feeder Gardu Induk 20 kv Jababeka

STUDI ANALISIS SETTING BACKUP PROTEKSI PADA SUTT 150 kv GI KAPAL GI PEMECUTAN KELOD AKIBAT UPRATING DAN PENAMBAHAN SALURAN

BAB IV. PERHITUNGAN GANGGUAN SIMPATETIK PADA PENYULANG 20 kv GARDU INDUK DUKUH ATAS

BAB III METODE PENELITIAN. Laptop/PC yang di dalamnya terinstal software aplikasi ETAP 12.6 (Electric

SKRIPSI STUDI PENGAMAN BUSBAR PADA GARDU INDUK AMLAPURA I MADE DIAN PURNAWAN

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISA PENYETELAN RELAI GANGGUAN TANAH (GFR) PADA PENYULANG TRAFO 2 30 MVA 70/20 KV DI PT. PLN (PERSERO) GARDU INDUK BOOM BARU PALEMBANG

ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG KURMA DI GARDU INDUK BOOM BARU PT. PLN (PERSERO)

BAB II DASAR TEORI. Sistem proteksi adalah sistem yang memisahkan bagian sistem yang. b. Melepaskan bagian sistem yang terganggu (fault clearing)

ANALISIS PENYEBAB KEGAGALAN KERJA SISTEM PROTEKSI PADA GARDU AB

20 Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei - Agustus I Gede Krisnayoga Kusuma 1, I Gede Dyana Arjana 2, I Wayan Arta Wijaya 3

dalam sistem sendirinya dan gangguan dari luar. Penyebab gangguan dari dalam

ANALISIS SETTING RELE OGS SEBAGAI SISTEM PENGAMAN TRANSFORMATOR 3 UNTUK MENJAGA KONTINYUITAS ALIRAN DAYA DI GARDU INDUK PESANGGARAN

Analisa Penggunaan Recloser Untuk Pengaman Arus Lebih Pada Jaringan Distribusi 20 kv Gardu Induk Garuda Sakti

ANALISIS KOORDINASI KERJA PMT

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II GARDU INDUK 2.1 PENGERTIAN DAN FUNGSI DARI GARDU INDUK. Gambar 2.1 Gardu Induk

KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DI GARDU INDUK BUKIT SIGUNTANG DENGAN SIMULASI (ETAP 6.00)

D. Relay Arus Lebih Berarah E. Koordinasi Proteksi Distribusi Tenaga Listrik BAB V PENUTUP A. KESIMPULAN B. SARAN...

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Analisa Gangguan Satu Fasa ke Tanah yang Mengakibatkan Sympathetic Trip pada Penyulang yang tidak Terganggu di PLN APJ Surabaya Selatan

BAB III GANGGUAN SIMPATETIK TRIP PADA GARDU INDUK PUNCAK ARDI MULIA. Simpatetik Trip adalah sebuah kejadian yang sering terjadi pada sebuah gardu

ANALISA KOORDINASI OVER CURRENT RELAY (OCR) DAN GROUND FAULT RELAY (GFR) PADA FEEDER A05 DI MAIN SWITCH STATION PT BUKIT ASAM (PERSERO) TBK

KOORDINASI SISTEM PROTEKSI OCR DAN GFR TRAFO 60 MVA GI 150 KV JAJAR TUGAS AKHIR

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Abstrak

Analisa Relai Arus Lebih Dan Relai Gangguan Tanah Pada Penyulang LM5 Di Gardu Induk Lamhotma

PENYETELAN RELAY ARUS LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA 60 MVA DI GARDU INDUK BUKIT ASAM PT. PLN (PERSERO)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

TUGAS AKHIR. SETTING KOORDINASI OVER CURRENT RELAY PADA TRAFO 60 MVA 150/20 kv DAN PENYULANG 20 kv

BAB 2 GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DAN PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK

Praktikum SISTEM PROTEKSI

Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN :

ANALISIS ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA PENYULANG 20 KV DENGAN OVER CURRENT RELAY (OCR) DAN GROUND FAULT RELAY (GFR)

BAB III SISTEM PROTEKSI DENGAN RELAI JARAK. terutama untuk masyarakat yang tinggal di kota-kota besar. Kebutuhan tenaga

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISA SETTING RELAY GANGGUAN TANAH PADA PENYULANG 20 kv di GARDU INDUK SEDUDUK PUTIH

BAB II LANDASAN TEORI

FEEDER PROTECTION. Penyaji : Ir. Yanuar Hakim, MSc.

ANALISA PERHITUNGAN SETTING RELE ARUS LEBIH SEBAGAI PROTEKSI PADA PENYULANG DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG

Perhitungan Setting Rele OCR dan GFR pada Sistem Interkoneksi Diesel Generator di Perusahaan X

ANALISIS KEDIP TEGANGAN AKIBAT GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA PENYULANG ABANG DI KARANGASEM

KOORDINASI RELAY PENGAMAN DAN LOAD FLOW ANALYSIS MENGGUNAKAN SIMULASI ETAP 7.0 PT. KRAKATAU STEEL (PERSERO) TBK

Ground Fault Relay and Restricted Earth Faulth Relay

PERHITUNGAN SETTING RELE ARUS LEBIH PADA TRAFO SISI 20KV DI GARDU INDUK BUKIT ASAM LAPORAN AKHIR

BAB III SISTEM PROTEKSI TEGANGAN TINGGI

BAB III PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

MENENTUKAN KARAKTERSITIK RELAY ARUS LEBIH DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT. PLN (PERSERO) LAPORAN AKHIR

BAB II LANDASAN TEORI

TUGAS AKHIR SETTING KOORDINASI ARUS DAN WAKTU RELAI ARUS LEBIH (OCR) PADA TRAFO DAYA DAN PENYULANG BAWAH GARDU INDUK PEGANGSAAN

KOORDINASI RELAY ARUS LEBIH DAN RECLOSER PADA TRAFO 60 MVA GARDU INDUK PANDEAN LAMPER SEMARANG DENGAN SIMULASI ETAP

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KOORDINASI SETTING RELAI ARUS LEBIH PADA INCOMING 2 KUDUS TERHADAP OUTGOING KUDUS 5 DAN 6 YANG MENGGUNAKAN JARINGAN DOUBLE CIRCUIT DI GI 150 KV KUDUS

Setting Relai Gangguan Tanah (Gfr) Outgoing Gh Tanjung Pati Feeder Taram Pt. Pln (Persero) Rayon Lima Puluh Kota

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pengaturan Ulang Rele Arus Lebih Sebagai Pengaman Utama Compressor Pada Feeder 2F PT. Ajinomoto Mojokerto

Analisis Sympathetic Trip pada Penyulang Ungasan dan Bali Resort, Bali

Transkripsi:

UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. berjudul PEMASANGAN DGR (DIRECTIONAL GROUND RELE) UNTUK MENGATASI GANGGUAN SYMPATHETIC TRIF PADA GIS BANDARA PENYULANG NGURAH RAI I DAN NGURAH RAI II. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini perkenankan saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Wayan Gede Ariastana S.T., M.Eng.Sc., selaku ketua jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak Ir. I Gede Dyana Arjana, MT. Selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan laporan. 4. Bapak Ir. I Wayan Arta Wijaya,MErg.,MT. Selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan laporan. 5. Bapak, Ibu dan keluarga terima kasih atas do a, dukungan, serta saran-saran yang selalu diberikan. 6. Teman teman semua yang tidak bisa saya sebutkan satu - persatu telah memberikan semangat untuk penyusunan laporan ini. 7. Dwilestari yang selalu memberikan semangat untuk penyusunan laporan skripsi ini. 8. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga laporan ini bisa selesai tepat pada waktunya. v

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan Skripsi ini. Akhir kata, penulis mohon maaf kepada semua pihak jika dalam pembuatan Skripsi ini melakukan kesalahan baik disegaja maupun tidak disengaja. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian skripsi ini. Denpasar, November 2016 Penulis vi

ABSTRAK Gangguan 1 fasa ke tanah dapat menyebabkan terjadinya gangguan sympathetic trip. Penyulang yang memiliki sistem jaringan paralel seperti penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II sangat rentan terjadinya gangguan sympathetic trip dikarenakan penyulang satu dengan penyulang yang lain berada pada satu bus dan saling berdekatan. Karena relay GFR (Ground Fault Relay) pada penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II tidak bisa mengamankan gangguan tersebut, maka untuk mengatasi gangguan sympathetic trip pada salah satu penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II, maka pemasangan relay DGR (Directional Ground Relay) akan mencegah terjadinya gangguan tersebut, dan sistem keandalan penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II tetap terjaga. Dilakukanlah langkah menghitung analisis setting relay DGR untuk memperoleh nilai I set, TMS dan waktu trip. Hasil analisis perhitungan relay GFR pada penyulang Ngurarah Rai I dan Ngurah Rai II untuk menangani gangguan 1 fasa ke tanah yaitu arus maksimum 288.43 A dengan I set 28.315, TMS 0.1 SI dan waktu trip 0.294 detik dan pada relay DGR untuk menangani gangguan sympathetic trip didapatkan besar nilai setting relay yaitu arus gangguan maksimum 93.34 A, arus gangguan minimum 91.67 A, I set = 9.334 A, TMS = 0.1 SI, Waktu trip arus maksimum dan minimum t = 0.297, ZCT = 1 A, GPT = 34.64 kv. Jadi untuk mengatasi gangguan sympathetic trip, pemasangan relay DGR sangat diperlukan jika sistem jaringan pada penyulang berbentuk paralel dan saling berdekatan dalam satu bus. Kata Kunci : sympathetic trip, setting GFR, Setting DGR vii

ABSTRACK The fault one phase to ground can make interference with sympathetic trip. For feeder has a parallel network system such as feeder at Ngurah Rai I and Ngurah Rai II was very susceptible to interference between feeder sympathetic trip with one another that are one bus and near to each other Because relay GFR (Ground Fault Relay ) on the feeder Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II can not secure the fault, then to resolve the sympathetic trip at one of the feeder was installed relay DGR (Directional Ground Relay) to prevent fault and system reliability feeder Ngurah Rai I and Ngurah Rai II retained. The perform of the I set, TMS (Time Multiple Setting) and work time the relay. The results of the analysis of the calculation of GFR in the feeder relay Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II to handle fault one phase to ground available maximum current 288.43 A with I set of 28.315, TMS 0.1 SI and time to trip O.294 second. In the relay DGR to handle fault sympathetic trip got value for stting relay is current maximum distruption 93.34 A, the current minimum fault 91.67 A, ZCT = 1 A, GPT = 34,64kV. So to overcome the sympathetic trip, installation relay DGR is necessary if the system network feeder in the form of parallel and adjacent each in one bus. Keywords : sympathetic trip, GFR setting, DGR setting viii

DAFTAR ISI JUDUL... i LEMBAR PERNYTAAN ORISINALITAS... ii LEMBAR PRASYARAT GELAR SARJANA... iii LEMAR PENGESAHAN... iv UCAPAN TERIMA KASIH... v ABSTRAK... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR SINGKATAN... xvi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penelitian... 3 1.4 Manfaat Penelitian... 3 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Tinjauan Mutakhir... 4 2.2 Sistem Operasi Jaringan Distribusi... 4 2.2.1 Sistem Distribusi Primer... 5 2.2.2 Sistem Distribusi Sekunder... 6 2.2.3 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer... 6 2.2.3.1 Jaringan Distribusi Tipe Radial... 7 2.2.3.2 Jaringan Distribusi Tipe Loop... 8 2.2.3.3 Jaringan Distribusi Tipe Spindle... 9 2.2.3.4 Jaringan Distribusi Tipe Mesh... 10 2.3 Gardu Distribusi... 10 2.3.1 Jenis Penggunaan Gardu Distribusi... 11 2.3.2 Macam Macam Gardu Distribusi... 11 ix

2.4 Pengaman Jaringan Distribusi... 12 2.4.1 Fuse Cut Out... 12 2.4.2 Pemutus Rangkaian (Circuit Breaker)... 13 2.4.3 Saklar Pemisah (Disconneted Switch)... 13 2.4.4 Saklar Pemisah Beban (Load Break Switch)... 13 2.4.5 Penutup Rangkaian Otomatis (Automatic Circuit Recloser)... 13 2.4.6 Saklar Seksi Otomatis (Automatic Line Sectionalizer)... 13 2.4.7 Arrester... 13 2.4.8 Relay... 13 2.4.8.1 Relay Arus Lebih Seketika (Instantaneous Relay)... 14 2.4.8.2 Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time)... 15 2.4.8.3 Relay Arus Lebih Berbanding Terbalik (Inversei)... 16 2.5. Impedansi Sumber... 16 2.5.1 Transformator... 17 2.5.2 Sistem Pendingin Transformator... 17 2.5.2.1 Transformator Daya... 18 2.5.3 Perhitungan Impedansi... 18 2.5.3.1 Impedansi Tranformator... 18 2.5.3.2 Reaktansi Transformator... 19 2.5.3.3 Impedansi Penyulang... 20 2.5.3.4 Impedansi Ekivalen Jaringan... 20 2.5.4 Perhitungan Hubung Singkat... 21 2.6 Teori Komponen Simetri... 22 2.6.1 Sintesis Fasor Tak Simetris dari Komponen Simetrisnya... 22 2.6.2 Operator a... 24 2.6.3 Komponen Simetris Fasor yang Tidak Simetris... 25 2.7 Jaringan Urutan Positif dan Negatif... 26 2.7.1 Jaringan Urutan Nol... 27 2.7.2 Sistem Per Unit (Pu)... 27 2.7.2.1 Perhitungan Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah... 28 x

2.7.3 Gangguan Sympathetic... 29 2.8 DGR (Directional Ground Relay)... 31 2.8.1 Prinsip Kerja DGR (Directional Ground Relay)... 31 2.8.1.1 Setting GPT pada DGR... 32 2.8.1.2 Setting Arus ZCT pada DGR... 32 2.8.1.3 Setting Arus GFR (Ground Fault Relay)... 33 2.8.3 Aplikasi Relay Arah... 33 2.8.4 Syarat Deteksi Gngguan DGR... 33 2.8.4.1 Arah Sudut DGR... 34 2.9 Setelan Waktu (TMS)... 35 BAB III METODE PENELITIAN... 36 3.1 Tempat dan Penelitian... 36 3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian... 36 3.2.1 Sumber Data Penelitian... 36 3.2.2 Jenis Data Penelitian... 36 3.2.3 Prosedur Penelitian... 37 3.3 Tahapan Penelitian... 37 3.4 Analisis Data... 37 3.5 Alur Analisis... 39 BAB IV HASIL DAN ANALISIS... 40 4.1 Gambaran Umum Pemasangan Directional Ground Relay pada Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 40 4.1.1 Data Trafo Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 42 4.1.1.1 Data Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 42 4.2 Analisis Perhitungan Relay GFR (Ground Fault Relay)... 42 4.2.1 Analisis dan Perhitungan Impedansi Sumber GIS Bandara... 43 4.2.2 Perhitungan Impedansi Trafo... 43 4.2.3 Perhitungan Impedansi Jaringan Distribusi... 44 4.2.4 Impedansi Ekivalen Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 45 4.3 Perhitungan Arus Hubung Singkat... 46 xi

4.4 Setting Relay GFR... 47 4.4.1 Setting Relay Arus Gangguan... 47 4.4.1.1 Perhitungan Setting TMS Relay GFR pada Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 48 4.4.1.2 Perhitungan Waktu Kerja Relay... 48 4.5 Analisis Perhitungan Relay DGR (Directional Ground Relay)... 49 4.5.1 Perhitungan Besaran nilai I dasar dan Z dasar... 49 4.5.2 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke tanah Maksimum dan Minimum pada Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 50 4.6 Setting Relay DGR... 52 4.6.1 Setting GPT untuk Relay DGR... 52 4.6.2 Setting ZCT untuk Relay DGR... 53 4.6.3 Perhitungan TMS Relay Ketika Terjadi Gangguan... 53 4.6.3.1 Perhitungan Waktu Kerja Relay... 54 4.7 Mensimulasikan Data Hasil Perhitungan Menggunakan Program ETAP... 54 4.7.1 Hasil Simulasi Relay Directional pada Prnyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 68 4.8 Analisis Pembahasan... 69 BAB SIMPULAN DAN SARAN... 70 5.1 Simpulan... 70 5.2 Saran... 71 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Dustribusi Daya Listrik... 5 Gambar 2.2 Sistem Jaringan Distribusi Radial... 7 Gambar 2.3 Sistem Jaringan Distribusi Loop... 8 Gambar 2.4 Sistem Jaringan Distribusi Spindel... 9 Gambar 2.5 Sistem Jaringan Distribusi Mesh... 10 Gambar 2.6 Karakteristik Relay Waktu Seketika... 15 Gambar 2.7 Karakteristik Relay Waktu Tertentu... 15 Gambar 2.8 Karakteristik Relay Arus Lebih Berbanding Terbalik... 16 Gambar 2.9 Impedansi Sistem Distribusi... 16 Gambar 2.10 Fasor Tak Simetris... 22 Gambar 2.11 Fasor Urutan Positif... 22 Gambar 2.12 Fasor Urutan Negatif... 23 Gambar 2.12 Fasor Urutan Nol... 24 Gambar 2.14 Diagram Fasor Berbagai Pangkat dari Operator a... 25 Gambar 2.15 Jaringan Urutan Nol untuk Beban yang Terhubung Y dengan Netral yang Ditanahkan Melalui Impedansi Zn... 24 Gambar 2.16 Rangkaian Generator Tanpa Beban Dengan Netral yang Ditanahkan Melalui Impedansi Zn dan Gangguan Terjadi pada Fasa a ke Tanah Melalui Impedansi Zf... 26 Gambar 2.17 Rangkaian Urutan untuk Hubung Singkat 1 fasa ke Tanah... 29 Gambar 2.18 Gangguan Sympathetic... 31 Gambar 2.19 Aplikasi Relay Directional pada Sistem Tenaga Listrik... 33 Gambar 2.20 Pemasangan DGR Beserta Arah Proteksinya... 34 Gambar 2.21 Polarisasi DGR... 34 Gambar 3.1 Alur Analisis... 39 Gambar 4.1 Penyulang Ngurah Rai I dan II pada saat Terjadi Sympathetic Trip... 40 Gambar 4.2 Pemasangan DGR pada Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 41 xiii

Gambar 4.3 Single Line Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II dengan Program ETAP... 55 Gambar 4.4 Tampilan Komponen GI pada Program ETAP... 56 Gambar 4.5 Tampilan Rating Komponen GI pada Program ETAP... 56 Gambar 4.6 Tampilan Short Circuit pada Komponen GI... 57 Gambar 4.7 Rating Trafo pada Program ETAP... 57 Gambar 4.8 Rating pada Komponen CT (Current Transformer)... 58 Gambar 4.9 Input Data Relay pada GI... 58 Gambar 4.10 Rating pada PMT Incoming GI... 59 Gambar 4.11 Data Input Rating CT (urrent Transformer) Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 59 Gambar 4.12 Data Input Relay Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II.. 60 Gambar 4.13 Data Input Relay pada Ground... 60 Gambar 4.14 Input Data Rating Cirrcuit Breaker Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 61 Gambar 4.15 Data Input Kabel pada Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 62 Gambar 4.16 Data Input CB (Cirrcuit Breaker) di Ujung Penyulang... 63 Gambar 4.17 Data Input Komponen CT ( Current Transformer)... 63 Gambar 4.18 Data Input Relay Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II di Ujung Penyulang... 64 Gambar 4.19 Input Setting Relay Directional pada Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II di Ujung Penyulang... 65 Gambar 4.20 Input Data CB (Cirrcuit Breaker) pada Beban... 66 Gambar 4.21 Input Data CT ( Current Transformer) pada Beban... 67 Gambar 4.22 Input Data pada Relay Beban... 67 Gambar 4.23 Input Data pada Beban... 67 Gambar 4.24 Hasil Simulasi Relay DGR (Directional Ground Relay )... 68 xiv

DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Trafo Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 42 Tabel 4.2 Data Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 42 Tabel 4.3 Nilai Impedansi Penyulang... 44 Tabel 4.4 Nilai Impedansi Urutan Positif dan Negatif pada Jaringan Distribusi... 45 Tabel 4.5 Nilai Impedansi Urutan Nol... 45 Tabel 4.6 Nilai Impedansi Ekivalen Urutan Positif dan Negatif... 46 Tabel 4.7 Nilai Impedansi Ekivalen Urutan Nol... 46 Tabel 4.8 Arus Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II... 47 Tabel 4.9 Perhitungan Waktu trip... 48 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Relay GFR... 49 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan I dasar, Z dasar, dan Z t pada Tegangan 20 kv.. 50 Tabel 4.12 Impedansi Saluran XPLE... 50 Table 4.13 Nilai Impedansi Urutan Positif dan Negatif pada Jaringan Distribusi... 51 Tabel 4.14 Nilai Impedansi Urutan Nol... 51 Tabel 4.15 Arus Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Maksimum dan Minumum pada 20 kv... 52 Tabel 4.16 Hasil Setting Relay DGR (Directional Ground Relay)... 54 xv

DAFTAR SINGKATAN A = Ampere GFR = Ground Fault Relay DGR = Directional Ground Relay Ifault =Arus Gangguan Ip = Arus primer Is = Arus sekunder Iset = Arus Setting kms = Kilometer sirkuit kv = kilovolt SI = Standar Inverse tms = Time Multiple Setting tset = Setting waktu V = Volt XC = Reaktansi Kapasitif Z = Impedansi Z0 = Impedansi urutan nol Z0eq = Impedansi ekivalen urutan nol Z1 = Z2 = Impedansi urutan positif negatif Z1eq = Z2eq = Impedansi ekivalen urutan positif negatif Zt = Impedansi trafo Zt0 = Impedansi urutan nol trafo Zt1 = Zt2 = Impedansi urutan positif negatif trafo Ω = Ohm xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada zaman modern ini energi listrik sangat penting bagi masyarakat bahkan energi listrik sebagai kebutuhan sehari hari bagi masyarakat Indonesia. Sistem jaringan listrik yang digunakan untuk mengaliri listrik ke masyarakat adalah sistem distribusi, sistem jaringan distribusi merupakan bagian akhir dari sistem penyaluran tenaga listrik. Bali adalah salah satu sistem jaringan distribusi di Indonesia yang penggunaan listriknya padat. Bali selatan adalah jaringan listrik yang paling padat penggunaan listriknya di Bali, terdapat banyak hotel, villa, dan Bandara I Gusti Ngurah Rai yang menyebabkan konsumsi listrik yang sangat besar dan sistem keandalan harus terjamin. Mendistribusikan energi listrik tentu saja akan mengalami berbagai gangguan. Salah satu gangguan yang terjadi pada jaringan 20 kv sistem distribusi adalah gangguan 1 fasa ketanah, yang dapat menyebabkan tripnya penyulang Ngurah Rai20 kv menjadi trip, ganguan ini sering disebut dengan gangguan sympathetic trip. Sistem proteksi pada jaringan distribusi sangat perlu dilakukan, langkah pemasangan relay untuk mengamankan peralatan listrik dan sistem jaringan distribusi dari gangguan dilakukan oleh PT PLN (Persero). Relay pengaman adalah suatu peralatan pengaman yang direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidak normalan pada peralatan listrik yang bisa mambahayakan atau tidak diinginkan (Ikhwan, 2011). Untuk menjaga keandalan sistem pada jaringan distribusi, pemasangan relay yang selektif sangat perlu dilakukan, bertujuan untuk melindungi sistem dan peralatan listrik serta mengamankan secepat mungkin dari gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi. Relay arah adalah relay pengaman yang berkerja karena adanya besaran arus dan tegangan yang membedakan arah arus gangguan ke depan atau arah arus ke belakang. Relay ini akan bekerja jika menerima perintah terjadinya trip apabila arus dan tegangan yang dideteksi melebihi setingannya dan setingan sudut pada relay. DGR (Directional Ground Relay) merupakan relay pengaman yang disertai dengan 1

2 arah, sehingga digunakan untuk memproteksi satu arah saja dan sering disebut dengan relay tanah berarah (Setiadji, 2006). DGR (Directional Ground Relay) bekerja berdasarkan komponen arus urutan nol (Io) dan tegangan urutan nol (Vo) dan sudut fasa gangguan yang mana Io dideteksi oleh ZCT (Zero Current Transformer) dan Vo dideteksi oleh GPT (Ground Potential Transformer) (Setiadji, 2006) GIS (Gas Insulatid Switch Gear) Bandara penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II yang menyuplai daya listrik ke beban Bandara II sebesar 10.380 kva yang menggunakan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) bawah tanah dengan jenis kabel NA2XSEFGbY 3 x 300 mm 2, panjang kabel penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II adalah 4,242 kms (kilometer sirkuit) dengan kemampuan arus 430 Ampere. GIS Bandara mulai beroperasi mulai 4 september 2013, untuk memenuhi peningkatan beban yang terjadi pada Bandar Udara Ngurah Rai yang sebelumnya mendapat suplai daya listrik dari Gardu Induk Pesanggaran, Gardu Induk Pemecutan Kelod, dan Gardu Induk Nusa Dua sebesar 10380 kva. Gangguan yang persentase terbesar terjadi umunya pada penyulang atau feeder adalah gangguan fasa ke tanah, yang dapat meneybabkan terjadinya gangguan sympathetic trip. Untuk penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II yang menyuplai beban VVIP diharapkan tidak pernah terjadi gangguan sympathetic trip. Sistem jaringan distribusi penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II merupakan salah satu jaringan distribusi yang mendapat suplai energi listrik dari Gardu Induk Pemecutan kelod, Gardu Induk Nusa Dua dan Gardu Induk Pesanggaran dan GIS Bandara. Pada penyulang lain di area Bali selatan khususnya. Sampai sekarang sering terjadi gangguan sympathetic trip, karena GFR (Ground Fault Relay) pada penyulang tidak mampu mengamankan gangguan itu. Karena penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II mensuplai beban bandara, agar tidak terjadi gangguan itu maka diambil langkah dengan mengganti relay GFR dengan DGR. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada skripsi ini adalah Berapakah setting relay DGR (Directional Ground Relay) untuk mengatasi jika terjadinya gangguan sympathetic trip pada penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II

3 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengatasi gangguan sympathetic trip pada salah satu penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II dengan pemasangan relay DGR yang mencegah terjadinya gangguan tersebut, sehingga sistem keandalan penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II tetap terjaga. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah dapat dipakai sebagai bahan acuan dan wawasan untuk mahasiswa yang ingin memperlajari aplikasi relay DGR (Directional Ground Relay) khusunya pada penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II GIS bandara, dan mengetahui sistem keadalan relay DGR (Directional Ground Relay) jika terjadinya sympathetic trip yang terdapat pada saluran GIS Bandara. 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Mengingat luasnya ruang lingkup permasalahan dalam pembatasan ini, maka akan dibatasi permasalahan masalah sebagai berikut: 1. Hanya menghitung satu fasa ketanah. 2. Perhitungan nilai setting relay GFR (Ground Fault Relay) pada penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II GIS Bandara. 3. Perhitungan nilai setting relay DGR (Directional Ground Relay) pada penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II GIS Bandara. 4. Hanya membahas pemasangan relay DGR pada penyulang Ngurah Rai I dan Ngurah Rai II 5. Tidak membahas relay lain, selain DGR dan GFR 6. Simulasi setting relay DGR dan GFR dengan program ETAP.