106467155 30457062 Line Current Differential Relay

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Praktek Kerja Lapangan Sistem proteksi meru pakan bagian penting dalam sebuah sistem kelistrikan yang menjadi salah satu pen entu kehandalan sebuah sistem. Relay merupakan bagian dari sistem proteksi yang berfungsi sebagai pengaman alat maupun pengaman sistem lainnya. Relay differensi al merupakan suatu relay yang prinsip kerjanya berdasarkan kesimbangan (balance) , yang membandingkan arus-arus sekunder transformator arus (CT) terpasang pada t erminal-terminal peralatan atau instalasi listrik yang diamankan. Penggunaan rel ay differensial sebagai relay pengaman, antara lain pada generator, transformato r daya, bus bar, dan saluran transmisi. Prinsip kerja dari Relay Differensial. S ebagaimana disebutkan diatas, Relay differensial adalah suatu alat proteksi yang sangat cepat bekerjanya dan sangat selektif berdasarkan keseimbangan (balance) yaitu perbandingan arus yang mengalir pada kedua sisi saluran melalui suatu pera ntara yaitu trafo arus (CT). Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui peralat an listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya). Seiring d engan pesatnya perkembangan teknologi dalam bidang kelistrikan, dewasa ini dipas ang Relay Differential di setiap Gardu Induk dan Pembangkit Listrik. Relay Diffe rential digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan baik itu gangguan fasa ke fas a ataupun fasa to ground dan akan memberikan perintah trip kepada circuit braker jika terdapat gangguan pada alat transmisi, terutama Transformator dan Generato r. Cara kerja Relay Differential adalah dengan cara membandingkan arus pada sisi primer dan sisi sekunder. Dalam kondisi normal, jumlah arus yang mengalir melal ui peralatan listrik yang di proteksi bersirkulasi melalui loop pada kedua sisi di daerah kerja Relay Differential tersebut (Id = Ip-Is = 0). Jika terjadi gangg uan didalam 1

daerah kerja Relay Difernsial, maka arus dari kedua sisi akan saling menjumlah d an relay akan memberi perintah kepada circuit breaker untuk memutuskan arus. Den gan adanya alat ini, diharapkan kita dapat mewujudkan sistem tenaga listrik yang lebih terjamin dalam hal keamanan dan kehandalan sehingga tidak membahayakan ma nusia dan lingkungannya, serta memperkecil resiko kerusakan pada alat-alat trans misi listrik yang dianggap vital. 1.2 Waktu dan lokasi pelaksanaan kerja praktek Peraktek kerja lapangan ini dilaksanakan di PT. PLN (persero) unit Pembangkitan, PLTA Musi. 1.3 Tujuan kerja praktek 1. Tujuan Umum Tujuan umum dilaksanakannya kerja praktek ini adalah : a. Mengetahui iklim kerja di lapangan yang bersifat kompeleks dari segi akademis maupun hubungan masyarakat dan disiplin kerja serta akademis maupun hubungan masarakat dan disiplin kerja serta mengetahui hubungan antara te ori yang diperoleh dari bangku perkuliahan dengan pengetahuan praktis di dunia k erja b. Mengenal dan memahami secara umum perinsip kerja peralatan-peralatan yang digunakan pada system tenaga listrik yang diterapkan di PT. PLN (persero) Unit Pembangkitan PLTA Musi. 2. Tujuan khusus a. Dapat mening katkan pengetahuan mahasiswa dalam memahami sistem proteksi pada PLTA MUSI b. Mengetahui faktor-faktor yang menyeba bkan tripnya line sitem pada jaringan di PLTA MUSI 2

c. Mengetahui secara umum peralatan-peralatan pada sistem proteki di PLTA MUSI d. Mengetahui prinsip kerja line current relay Differential yang digunakan pada PLTA MUSI e. Menambah pengetahuan dan pengalaman kerja baru. f. M eningkatkan kemampuan menggunakan teknologi yang tidak dipelajari dibangku Perku liahan. 1.4 Pembatasan masalah Ruang lingkup masalah yang akan dibahas dalam lap oran ini meliputi tentang sistem proteksi pada saluran utama di PLTA MUSI Kabupa ten kepahiyang, mengingat luasnya cakupan masalah tentang sistem proteki pada li ne utama di PLTA MUSI, maka masalah akan dibatasi pada : 1. 2. 3. Pengertian sistem proteksi saluran. Gangguan yang sering terjadi pada sebuah Pem bangkit Litrik. Jenis Line Current Differential Relay yang digunakan pada Tahapa n proses kerja dari sebuah line current differential relay PLTA MUSI. 4. di PLTA MUSI. 1.5 Metode penulisan System penulisan laporan kerja praktek ini berisi antara lain : BAB I : PENDAHULUAN Membahas mengenai pendahulu an yang terdiri dari latar belakang, waktu dan pelaksanaan, tujuan kerja praktek yang meliputi tujuan umum dan tujuan khusus, batasan masalah, serta sistematika penulisan laporan. BAB II : TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN 3

Bab ini berisi tentang sejarah singkat PT. PLN (PERSERO), PT. PLN (Persero) Sekt or Pembangkit PLTA Musi beserta profil, struktur organisasi, visi dan misinya. B AB III : RELAY DIFFERENTIAL Bab ini berisi tentang teori-teori dasar tentang rel ay differensial dan penggunaannya dalam sistem sistem proteksi BAB IV :PEMBAHASAN RELAY PADA PLTA MUSI. SISTEM PROTEKSI MENGGUNAKAN LINE CURRENT DIFFERENTIAL Membahas tentang sistem kerja open close pada PMT EIB 150 KV jenis pneumatic ser ta perawatannya agar kualitas dan keandalan sertakondisi peralatan PMT tersebut bisa terjaga . BAB V : PENUTUP Memuat kesimpulan berdasarkan pembahasan pada laporan kerja praktek dan saran untuk memperluas wawasan dan perbaikan di masa d atang 4

BAB II SEJARAH SINGKAT DAN GAMBARAN UMUM PT PLN (PERSERO) UNIT PEMBANGKITAN PLTA MUSI 2.1 Sejarah Singkat PT. PLN (Persero) PT. PLN (Persero) merupakan perusahaan taraf i nternasional yang bergerak di bidang tenaga kelistrikan yang berdiri berdasarkan akta notaris; soetjipto SH No : 169 Tahun : 1994. Sebelum tahun 1994 PLN merupa kan perusahaan jawatan, setelah itu PLN berubah menjadi perusahaan umum (PERUM), baru pada tahun 1994 PLN berubah penjadi PT PLN (persero). Fungsi PLN dapat dib agi menjadi dua fungsi penting yaitu fungsi bisnis dan fungsi sosial. PLN fungsi bisnis meliputi pembangkitan, penyaluran dan pengaturan listrik yang diutamakan untuk memenuhi kebutuhan konsumen dengan mengharapkan imbalan berupa keuntungan bagi perusahaan. Sedangkan PLN fungsi sosial yaitu fungsi PLN sebagai perusahaa n negara yang memenuhi kebutuhan masyarakat untuk menunjang taraf hidup masyarak at, dan kemajuan suatu daerah. Indikator kemajuan suatu daerah dapat dilihat dar i banyaknya kebutuhan listrik, semakin banyak suatu daerah 5

membutuhkan listrik maka daerah tersebut dapat dikatakan semakin maju. Secara ga ris besar PT. PLN (Persero) terdiri dari : 1. PLN LITBANG (Penelitian dan Pengem bangan) 2. PLN JASER (Jasa dan Service) 3. PLN Unit Bisnis Bahasan tulisan ini h anya membahas PLN unit Bisnis karena pembangkit tenaga listrik yang menjadi temp at pelaksanaan kerja praktek berada di sub bahasan dari PLN Unit Bisnis. PLN Uni t Bisnis merupakan salah satu bagian dari PLN yang bergerak di bidang pembangkit an, penyaluran dan pengaturan listrik pada suatu wilayah. PLN Unit Bisnis dapat dibagi menjadi : 1. P3B (Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban) P3B merupakan ba gian dari PLN yang berfungsi sebagai penyaluran dan pusat pengaturan beban, pada suatu sistem interkoneksi. P3B terdiri dari dua unit penting yaitu UPT dan UPB. UPT yaitu unit pengaturan transmisi yang terdiri dari saluran transmisi dan gar du induk-gardu induk. Sedangkan UPB merupakan unit pengaturan beban 2. PLN Wilay ah PLN wilayah adalah bagian dari PLN yang bergerak di bidang distribusi tenaga listrik ke konsumen pada wilayah-wilayah tertentu. Di Bengkulu PLN wilayah terda pat di kampung cina yaitu PT. PLN (Persero) Cabang Bengkulu. PLN wilayah cabang Bengkulu hanya melayani dan mengatur pemakaian beban konsumen di Provinsi Bengku lu saja. 3. PLN KIT (Pembangkitan) 6

PLN KIT adalah salah satu sektor dari PLN yang bergerak di bidang pembangkitan t enaga listrik. Di P3B Sumatera di antaranya terdapat pembangkit listrik tenaga a ir, yaitu : a. PLTA BETEGI b. PLTA TES c. PLTA MUSI d. PLTA BESAI Selain itu, Pa da P3B Sumatera juga terdapat Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). Yaitu PLTG T ARAHAN. Sebagai penunjang kebutuhan listrik di setiap PLN wilayah juga terdapat PLTD. 2.2 Visi : Visi, Misi, dan Moto 1. Diakui sebagai perusahaan kelas dunia yang tumbuh berkembang, unggul, dan ter percaya yang bertumpu pada potensi insani. 2. Visi 75/100, Artinya 75 tahun RI m erdeka tepatnya tahun 2020 di targetkan 100 % wilayah indonesia terlistriki. Misi : 7

1. Menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang pemegang saham. lain yang terkait berorientasi pada kepuasan pelanggan, anggotan perusahaan dan 2. Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas kehidupan masyarakat. 3. Mengupayakan agar tenaga listrik mejadi pendorong kegiatan ekono mi. 4. Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan. Motto : Listrik un tuk kehidupan yang lebih baik (Electricity for a better life) 2.3 Identitas Peru sahaan : PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel, SEKTOR PEMBANGKITAN BENGKULU Jenis Badan Usaha Alamat Perusahaan : Perseroan Terbatas : Jl. Raya Kepahiyang Curup Km 72, Desa Ujan Mas Atas, Kabupaten Kepahiyang, Propinsi Bengkulu Nomor Telepon Website Status Permodalan : 0736-343878, 0736-21935 : www.pln-pikitring. co.id : BUMN Nama Perusahaan Bidang Usaha dan Kegiatan : Ketenagalistrikan (Pembangkit, Jaringan dan Gardu In duk) 8

SK.AMDAL Yang Disetujui : SK. Gubernur Bengkulu No. 327 Tanggal 25 Agustus 2004 Penanggung Jawab : Ir. Djoko Sularno 2.4 Lokasi Usaha atau Kegiatan Secara administratif pemerintahan, Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Musi terletak di Kabupaten Bengkulu Utara dan Kabupaten Kepah iyang, Propinsi Bengkulu. Beberapa bangunan proyek seperti bendungan penyadap ai r (intake dam), kantor, perumahan karyawan /kontraktor, bengkel, gudang, polikli nik, sarana olah raga, sebagian terowongan air dan jalan proyek PLTA Musi terlet ak di Desa Ujan Mas Atas, Kecamatan Ujan Mas, Kabupaten Kepahiyang. Sedangkan ba ngunan proyek seperti bendungan pengatur air (re-regulating dam), gedung pembang kit, terowongan pembuang, pintu terowongan pembuang, generator, turbin, transfor mator utama, gardu induk, pipa pesat, sebagian terowong tekan dan jalan PLTA mus i terletak di Dusun Susup, Desa Lubuk Unen, Kecamatan Taba Penanjung, Kabupaten Bengkulu Utara. Air buangan dari Turbin PLTA Musi ditampung di Re-Regulating Dam (RRD), untuk selanjutnya dibuang ke sungai Simpang Aur-Lemau, melalui pengatura n debit air buangan yang disesuaikan dengan kondisi debit air sungai Simpang Aur -Lemau. Sungai Simpang Aur-Lemau memiliki panjang total lebih kurang 56,0 Km den gan luas daerah tangkapan air (catchment area) lebih kurang 509 Km2. Secara admi nistrasi pemerintahan, air sungai ini mengalir melewati 4 kecamatan di Kabupaten Bengkulu Utara yaitu kecamatan Taba penanjung, kecamatan Pematang Tiga kecamata n Pagar Jati dan kecamatan Pondok Kelapa. 2.5 Deskripsi Bangunan Untuk Pembangkitan Listrik 9

Deskripsi bagian-bagian utama PLTA Musi sebagai hasil perencanaan adalah sebagai berikut: 1. Deskripsi Sumber Energi Pembangkitan a. Muka air Muka Air Waduk Pen gambilan : FSL EL.579,1 m MOL EL.578,0 m Muka Air tailrace Chamber untuk debit T inggi terjun kotor Tinggi terjun bersih : TWL EL. 173,9 m : 62,0 m3/detik : 409, 3 m : 396,8 m b. Debit Debit rata-rata untuk pembangkit Debit pasti 95% Debit pembangkitan : 3 5,7m3/detik : 15,5 m3/detik : 62,03 m3/detik,untuk operasi 3 unit Debit tetap ya ng dilepas ke hilir dam Musi : 1,1 m3/detik c. Pembangkitan Listrik dan Energi yang Dihasilkan Kapasitas terpasang : 210 MW (3 x 70), sebagai pembangkit beban puncak Energi tahunan,Primer :460 GWh,sekunde r:680 Gwh 10

Total 2.6 : 1.120 GWh Deskripsi Bangunan Utama Proyek a. Waduk pengambilan / penyadap air Daerah tangkapan Rata-rata aliran permukaan tahunan Luas waduk pengambilan Kapasitas simpan gross Kapasitas simpan efektif b . Bendung Pengambil Air Tipe Ketinggian Pier crest Ketinggian bendung Bangunan p elimpas Pintu pelimpas buah Upper scouring gate buah Lower scouring gate buah c. Bangunan Pengambilan Air Lebar Sill elevation Pintu Pengambilan air : 10.2m, 2 buah : 574.2 m : lebar 8.2 m x tinggi 5.3 m : lebar 6 m x tinggi 1.5 m, 2 : leba r 6.0 m x tinggi 7 m, 2 : Bendung beton berpintu : EL. 580.5 m : EL. 573.5 m : l ebar 10.0 m, 3 buah : lebar 10 m x tinggi 7 m, 3 : 587 km2 : 37,9 m3/detik : 1.1 4 km2 : 2.23 juta m3 : 1.00juta m3 11

2 buah Penyaring : lebar 10.2 m x tinggi 1.5 m 2 buah d. Kolam Penangkap Pasir L ebar Panjang Lebar penimpas samping : 28.0 m, 2 buah : 45.0 m : 40.0 m Ketinggian puncak dari pelimpas samping : EL. 579.1 m e. Pintu masuk terowongan lebar sill elevation pintu masuk penyaring f. Terowongan tekan Garis tengah Panj ang g. Tanki surja Tipe Up-surging water level Garis tengah tank Garis tengah po rt h. Pipa pesat : Restricted orifice : EL. 594,0 : 10,0 m : 2,5 m : 5,0 m : 2.5 78 m : 8,2 m,2 buah : EL. 574,2 m : lebar 8,2 m x tinggi 5,0 m,2 buah : lebar 8, 2 m x tinggi 6,3 m,2 buah 12

Garis tengah Panjang i. Gedung pembangkit Tipe Ukuran Gedung : 4,0 m sampai 1,6 m : 645 m : Bawah Tanah : lebar 18,5 m x tinggi 38,3 m x panjang 130,5 m j. Tailrace Chamber Lebar Tinggi : 18,4 m sampai 5,1 m : 13,65 m sampai 7,65 m BAB III DIFFERENTIAL RELAY 3.1 Pengertian umum Sistem Proteksi. 13

Gambar 4.1 : jaringan sistem tenaga listik Dalam usaha untuk meningkatkan keanda lan penyediaan energi listrik, kebutuhan sistem proteksi yang memadai tidak dapa t dihindarkan. Sistem proteksi terdiri dari peralatan CT, PT, PMT, Catu daya dc/ ac, relai proteksi, teleproteksi yang diintegrasikan dalam suatu rangkaian wirin g. Disamping itu diperlukan juga peralatan pendukung untuk kemudahan operasi dan evaluasi seperti sistem recorder, sistem scada dan indikasi relai (announciator ). Secara sederhana salah satu contoh sistem proteksi untuk jaringan seperti dit unjukan pada Gambar 4.2 Fungsi peralatan proteksi adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang mas ih sehat serta sekaligus mengamankan bagian yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar. Sistem Proteksi harus memenuhi syarat sebagai beriku t : 14

Gambar 4.2 : Sitem proteksi - Sensitif yaitu mampu merasakan gangguan sekecil apapun. Suatu relai proteksi bertugas mengamankan suatu alat atau suatu bagian tertentu dari s uatu sistem tenaga listrik, alat, atau bagian sistem yang termasuk dalam jangkau an pengamanannya. Relai proteksi mendeteksi adanya gangguan yang terjadi di daer ah pengamanannya dan harus cukup sensitif untuk mendeteksi gangguan tersebut den gan rangsangan minimum dan bila perlu hanya mentripkan pemutus tenaga (PMT) untu k memisahkan bagian sistem yang terganggu, sedangkan bagian sistem yang sehat da lam hal ini tidak boleh terbuka. - Andal yaitu akan bekerja bila diperlukan (dependability) dan tidak akan bekerja bila tidak diperlukan (security). Dalam keadaan normal atau sistem yang tidak pernah terganggu relai proteksi tidak bekerja selama berbulan-bulan m ungkin bertahun-tahun, tetapi relai proteksi bila diperlukan harus dan pasti dap at bekerja, sebab apabila relai gagal bekerja dapat mengakibatkan kerusakan yang lebih parah pada peralatan yang diamankan atau mengakibatkan bekerjanya relai l ain 15

sehingga daerah itu mengalami pemadaman yang lebih luas. Untuk tetap menjaga kea ndalannya, maka relai proteksi harus dilakukan pengujian secara periodik. - Selektif yaitu mampu memisahkan jaringan yang terganggu saja. Selektivitas dari relai proteksi adalah suatu kualitas kecermatan pemilihan dala m mengadakan pengamanan. Bagian yang terbuka dari suatu sistem oleh karena terja dinya gangguan harus sekecil mungkin, sehingga daerah yang terputus menjadi lebi h kecil. Relai proteksi hanya akan bekerja selama kondisi tidak normal atau gang guan yang terjadi di daerah pengamanannya dan tidak akan bekerja pada kondisi no rmal atau pada keadaan gangguan yang terjadi di luar daerah pengamanannya. - Cepat yaitu mampu bekerja secepat-cepatnya. Makin cepat relai proteksi bekerja, tidak hanya dapat memperkecil kemungkinan akibat gangguan, tet api dapat memperkecil kemungkinan meluasnya akibat yang ditimbulkan oleh ganggua n. Jaringan tenaga listrik yang terganggu harus dapat segera diketahui dan dipis ahkan dari bagian jaringan lainnya secepat mungkin dengan maksud agar kerugian y ang lebih besar dapat dihindarkan. Gangguan pada sistem tenaga listrik dapat ter jadi di sisi pembangkit, jaringan dan distribusi. - Gangguan Sistem: Gangguan si stem adalah gangguan yang terjadi di sistem tenaga listrik (sisi primer) seperti pada generator, transformator, SUTT, SKTT dan lain sebagainya. Gangguan sistem dapat dikelompokkan sebagai gangguan permanen dan gangguan temporer. Gangguan te mporer adalah gangguan yang hilang dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya sambaran petir yang menyebabkan flash over pada isolator SUTT. Pada keadaan ini PMT dapat segera dimasukan kembali, secara manual atau otomatis dengan Auto Recl oser. Gangguan permanen adalah gangguan yang tidak hilang dengan sendirinya, sed angkan untuk 16

pemulihan diperlukan perbaikan, misalnya kawat SUTT putus. Gangguan sistem dapat bersifat controllable (dalam pengendalian O&M) dan uncontrollable (diluar penge ndalian O&M). - Gangguan Non Sistem PMT terbuka tidak selalu disebabkan oleh ter jadinya gangguan pada sistem, dapat saja PMT terbuka oleh karena relai yang beke rja sendiri atau kabel kontrol yang terluka atau oleh sebab interferensi dan lai n sebagainya. Gangguan seperti ini disebut gangguan bukan pada sistem, selanjutn ya disebut gangguan non–sistem (sisi sekunder). Jenis gangguan non-sistem antara l ain : - kerusakan komponen relai, - kabel kontrol terhubung singkat, - interfere nsi / induksi pada kabel kontrol. Dalam sebuah penghantar, relai yang biasa digu nakan adalah: Pengaman utama: Relai jarak, Line curent differential relay, relai diferensial kawat pilot, relai pembanding fase, relai pengaman pembanding arah Pengaman cadangan : Relai arus lebih, relai gangguan tanah, relai arus lebih ber arah, relai gangguan tanah berarah, relai gangguan tanah selektif, relai kegagal an pemutu tenaga Pelengkap : relai penutup balik otomatis, pemeriksa kesinkronan dan fault Recorder 3.2 Pinsip Dasar Kerja Relai Diferensial. Prinsip kerja rela i diferensial adalah membandingkan besaran arus serta fasa yang masuk dan keluar dari alat yang diamankan jadi dalam hal ini digunakan besaran ukurnya 17

Gambar 8.1 Jika pada peralatan yang diamankan tidak terjadi gangguan tersebut berada diluar daerah yang diamankan maka arus dan fasa mengalir pada trafo arus CT1 dan CT2 s ama, atau mempunyai perbandingan arus serta pergeseran sudut fasa tertentu, sehi ngga relai tidak bekerja. Tetapi jika terjadi gangguan pada peralatan yang diama nkan, maka akan terjadi perbedaan arus atau perbandingan arus beruba serta sudut fasa, hal ini akan menyebabkan relai bekerja. Dengan demikian relai ini tidak p erlu diberi perlambatan waktu, karena relai bekerja di daerah pengamanannya saja . Adapun cara membandingkan dan ialah dengan membandingkan besar dan dan dengan sudut fasa ialah dengan arus sekunder daru demikian pengaman diferensial adalah merupakan pengaman yang sangat selektif dan cepat bekerjanya, karena sifat tersebut diats maka relai diferensial mempunyai sifat selektif mutlak. Reali ini digunakan sebagai pengaman utama, tetapi tidak dapat digunkan sebagai 18

pengaman cadangan diluar daerah pengamanannya yang membatasi daerah pengamanan a dalah trafo arus dan . Relai ini ditujukan sebagi pengaman terhadap ganguan hubung singkat antar fasa ataupun satu fasa ket anah untuk sistem dimana arus hubung singkat satu fasa ke tanah cukup besar. Pen ggunana relai ini ialah untuk mengamankan peralatan listrik seperti : 1 2 3 4 Ge nerator Transformator daya Motor yang besar Penghantar ataupun penyulang yang pe ndek. 3.3 Bekerjanya Relai Diferensial 3.3.1 Keadaan normal atau gangguan diluar daera h yang diamankan. Gambar 8.2 Arus yang mengalir pada relai R ialah : I1 = arus sekunder I2 = arus sekunder 19

Dengan menganggap suatu hal trafo arus dan sama atau sesuai dengan keadaan normal (tidak ada gangguan) ataupun ada gangguan diluar da erah pengamananya, arus sekunder sehingga dari hubungan diatas didapat : Id idea l = 0 (nol) Dalam hal ini relai tidak bekerja karena tidak ada arus yang melalui relai. 3.3.2 Keadaan gangguan didaerah pengamannya. 3.3.2.1 Sumber dari satu ar ah Jika terjadi gangguan hubung singkat di dalam daerah pengamanannya maka arus yang mengalir pada sedangkan arus yang mengalir pada demikian arus pada sekender akan menjadi besar dan akan mempunyai nilai yang sama tetapi dengan arah vector yang berlawanan, akan mendekati nol. Dengan mendekati menjadi besar dab arus nol. Hal ini terjadi karena arus ganguan yang besar hanya mengalir pada salah satu sisinya saja, lihat gambar 8.3 Adanya arus yang cukup besar akan mengalir melalui relai, sehingga relai akan bekerja dan akan memberikan signal trip ke pemutus te naga yang berada dikedua sisi dari peralatan listrik yang diamankan. Dengan demi kian peralatan listrik yang terganggu dipisahkan dari jaringan yang bertentangan . 20

Gambar 8.3 3.3.2.2 Sumber dari dua arah Dalam keadaan tidak ada ganguan maka aru s akan mengalir dari A ke B atau dari B ke A tergangtung dari kondisi pembangkit an dan beban di A maupun di B. jiak terjadi gangguan pada peralatan yang diamank an maka akan mengalir arus gangguan menuju ke titik gangguan, lihat gambar 8.4 d an dengan arah Gambar 8.4 Bila sebelum gangguan arus mengalir dari A ke B, maka saat terjadi ga ngguan arus gangguan yang mengalir pada trafo arus 21

adalah berbalik arah 180 derajat, dengan demikian arus yang mengalir pada relai diferensial (Id) merupakan jumlah vector dan adalah : Karena adanya arus Id yang besar mengalir melalui relai diferensial, maka relai tersebut akan bekerja. Proteksi diferensial tersebut relainya sendiri dapat hany a merupakan relai jenis arus lebih yang akan bekerja jika arus mengalir pada ran gkaian diferensial melebihi penyetel arus lebih tersebut. Relai diferensial meru pakan relai satu fasa, sehingga untuk sistem tiga fasa harus digunakan tiga rela i arus lebih, untuk generatos penyambung relai deferensial. Suatu hal yang perlu diperhatikan agar rangkaian relai diferensial ini dapat bekerja baik dan benar, impedansi lilitan sekender trafo arus dan . 3.4 Ketidak Seimbangan Arus dan Penyetelan Arus Kerja. Pada sutu trafo arus jika dilalui arus yang besar sekali maka akan timbul kejenuhan pada initinya sehingg a akhirnya akan menyebabkan tidak liniernya lagi arus sekender terhadap kenaikan barus primernya. Walaupun trafo arus untuk diferensial relai telah identik, bil a beban sekender masing – masing trafo arus tidak sama, maka akan terjadi kejenuha n yang tidak sama. Yang dimaksud beban dalam hal ini kawat penghubung dari seken der trafo arus ke relai diferensial dan relai arus lebih, lihat gambar 8.5 a. ke jenuhan trafo arus yang tidak dapat tepat sama pada rangkain diferensial, menyeb abkan bila terjadi gangguan di luar daerah pengamanannya walaupun arus primeinya sama (sebanding), tetapi arus sekender sama, lihat gambar 8.5b. dan akan tidak 22

Gambar 8.5 a dan b Dengan demikian arus pada rangkaian diferensial : Dimana : = arus ketidak seimbangan. Arus ketidak seimbangan maksimum terjadi pada saat mulai terjadinya hubung singk at, hal ini disebabkan arus magnetisasi yang 23

besar ditambah adanya komponen arus searah, sehingga hal tersebut lebih memperce pat adanya kejenuhan pad trafo arus.pemilihan trafo arus diusahakan sedemikian r upa sehingga untuk arus gangguan yang mungkin terjadi trafo arus tersebut masih bekerja di daerah yang linier. Bila hal ini dapat dipenuhi maka akan didapat kea daan ideal yaitu . Tetapi pada kenyataannya hal ini sukar di dapat sehingga tida k sama dengan . pada umumnya Oleh karena itu penyetelan arus kerja dari pada relai diferensial didasrkan pada dua hal : a. Berdasarkan pada pengaruh adanya arus ketidak seimbangan pada wakt u terjadi gangguan diluar daerah yang diamankan : Iop = Kaf . Iub maks Dimana : Iop = arus kerja ideal Kaf = factor keamanan (safety factor) Iub mungkin terjadi ada maks = arus ketidak seimbangan maksimum yang gangguan diluar daerah pengamanannya. Dalam hal ini bila terjadi gangguan diluar daerah pengamanannya, proteksi difere nsial tetap tidak boleh bekerja, sedangkan bila terjadi ganguan di daerah pengam anannya, dimana arus yang mangalir melalui relai melebihi arus kerjanya relai ha rus bekerja. b. Penyetelan berdasarkan pada arus beban maksimum : Dimana : diamankan. = arus beban maksimum dari peralatan yang = perbandingan trafo arus. 24

Dalam beberapa hal dimana arus hubung singkatnya tidak/belum terlalu besar, peny etelan di atas bekerjanya relai kurang sensitive. Hal ini disebabkan karena arus yang mengalir pada rangkaian diferensial masih di bawah atau baru mendekati aru s kerja relai. Jika hal ini terjadi maka penyetelan relai harus didasarkan pada penyetelan pertama atau diambil kompromi antar penyetelan pertama dan kedua atau digunakan relai jenis lain yaitu menggunakan relai persentase diferensial yang akan diuraikan kemudian. 3.5 Relai Diferensial Persentase Kepekaan proteksi diferensial adalah menyatakan dengan factor kepekaan (ks) : Iha min Ka = Iop Dimana : Iha min = arus hubung singkat minimum yang terjadi pada daerah pengaman annya. Iop = arus kerja relai yang dinyatakan pada sisi primer. Jika nilai kepek aan relai diferensial terlalu rendah, misalnya lebih kecil dari dua,maka harus d iusahakan untuk menaikan harga kepekaantersebut menjadi nilai yang lebih tinggi lagi. Untuk menaikan kepekaan dari relai diferensial tersebut dapat dilakukajn d engan bebrapa cara, diantaranya akan ditinjau menaikan kepekaan relai diferensia l dengan cara menbuat karakteristik relai doferensial mengikuti ksrskteristik ar us ketidak seimbangan yaitu dengan jalan memasang kumparan penahan. Relai difere nsial semacam ini disebut relai diferensial persentase, yang mempunyai karakteri stik seperti gambar 8.6 25

Gambar 8.6 Dari gambar 8.6 dapat dilihat bahwa grafik 1 adalah menunjukan adanya arus ketid ak seimbangan sebagai fungsi dari adanya arus gangguan diluar daerah yang diaman kan. Titik a adalah ketitak seimbangan maksimum. Untuk relai diferensial yang te lah diuraikan diatas, penyetelan arus kerjanya adalah tetap seperti yang ditunju kan oleh garis lurus grafik 2, sehingga dengan adanya arus ketidak seimbangan se perti yang ditunjukkan oleh grafik 1 tersebut, maka kepekaan relai diferensial a kan menurun dengan tajam jika arus gangguan hubung singkat diluar daerah pengama nannya rendah, yaitu ihs
yang kecil lihat gambar 8.7, sehingga ToTr setengah dari kumparannya, da n bila Wo>Wr relai akan bekerja. Gambar 8.7 27

Dalam hal sumber dari duia arah dan gangguan di daerah pengamanannya, maka pada gambar 8.7 dapat dilihat bahwa arus yang mengalir pada kumparan restraining akan bebalik arah, sehingga kumparan operating akan saling menghilangkan, dalam hal ini relai akan menjadi lebih peka. Bila terjadi gangguan di dalam daerah pengama nannya dari gambar 8.6b terlihat bahwa relai akan bekerja jika : T0 ≥ Tr + Tm Dima na : T0 = K1 . W02 . i02 Tr = K1 . Wr2 . ir2 dan adalah suatu konstanta i0 = arus yang melalui kumparan kerja ir = arus yang melalui kumparan restrainin g. 28

BAB IV LINE CURRENT DIFFERENTIAL RELAY PADA PLTA MUSI 4.1 Line curent differential relay Prinsip kerja Line curent differential relay mengadaptasi prinsip kerja diferensial arus, yang membedakannya adalah daerah ya ng diamankan cukup panjang (range maksimal adalah 12 km) sehingga diperlukan : S arana komunikasi antara ujung-ujung saluran. Relai sejenis pada setiap ujung sal uran. Gambar 4.10 Diagram Alir koordinasi kerja Line Current Differential Relay Karena ujung-ujung saluran transmisi dipisahkan oleh jarak yang jauh maka masing-masin g sisi dihubungkan dengan : - kabel pilot - saluran telekomunikasi : microwave, fiber optic. 29

Gambar 4.3 : Gambar Line Current Differential Relay pada jaringan Jenis Line Curent Differential Relay pada PLTA Musi. Jenis Line current differen tial yang dipakai pada PLTA MUSI adalah tipe SEL-387L. Kelebihan SEL-387L adalah : - Penggunaan yang mudah: Proteksi dua terminal jaringan transmisi dan subtrans misi dengan raio CT yang sama di setiap ujung jaringan. Menggunakan komunikasi d igital 64 kb proteksi lengkap dari gangguan fasa dan gruond tanpa harus diseting . - Pemasangan mudah: Koneksi single-mode fiber optik, 1300 dan 1550 nm, untuk j arak di atas 20 km tanpa Pengulang. Tidak memerlukan penambahan transceiver. - Biaya pemasangan yang murah: Dengan menggunakan SEL387L untuk item proteksi lengkap dua terminal jaringan, menghemat biaya dengan b iaya pemasangan yang murah dan tanpa biaya penyetingan. Menghindari error Relai kabel prone pilot dengan fiber optic line current differential relay. Menggunaka n communications monitoring and alarm system internal untuk meningkatkan kualita s proteki. Gambar 4.4 : SEL-387L Line Curent Differential Relay 30

Spesifikasi alat: CT: 150/50 A Daya: 0,27 VA tms (Time Multiplier Setting): 0,2 S F: 50 Hz Type: SEL-387L Ihs: 300 A In: 3A Power Supply: Rating: 125/250 Vdc at au Vac Serial Communikations Ports: Port 1: Baud Rate: E1A-185 9600 without DNP 3 300-1 9200 with DNP3 Port 2-3: Baud Rate: EA1-232 19200 without DNP3 300-38400 with DN P3 Port 4 (Front port): EA1-232 Baud rate: 9600 without DNP3 300-38400 with DNP3 Differential Communications Port: Fiber Optics-ST Connector 1550 nm single mode direct fiber 31

1300 nm multimode or single mode Tx Power : -18 dBm Rx Mm Sensitivity : -58 dBm System Gam : 10 dB 850 nm multimode. C3794 50µm Tx Power -23 dBm 62.5 µm -19 dBm -32 dBm 13 dB Rx Min Sensitifity -32 dBm System Gain 9 dB Dalam pemakaian di dua terminal, SEL-387L mengharuskan kedua CT yang dipakai mem enuhi kriteria: 1. CT tidak dapat digunakan dalam kondisi dimana: sisi sekunder lebih rendah dari If = 50A untuk relai dengan CT 150/50 A. Beban CT, ZB , tidak boleh melebihi 7,5 Vs Zb = If ((X/R) + 1) Dimana: ZB adalah beban dalam ohm Vs adalah ukuran tegangandari CT dalam volt 32

4.3 Pemasangan Line Curent Differential Relay pada PLTA Musi Gambar 4.5 Single Line Diagram PLTA musi Dari gambar di sebelumnya dapat kita lihat terdapat empat buah trafo utama pada PLTA Musi, yaitu tiga pada Unit PH (Power House), dan satu pada Unit MCH (Main C ontrol House). 33

Gambar 4.6 Trafo PS pada Unit MCH (Main Control House) Gambar 4.7 Trafo pada Unit PH (Power House) 34

Sesuai fungsinya dari Line Curent Differential Relay yaitu membandingkan sisi ki rim dan sisi terima, pemasangan LCDR disesuaikan dengan fungsinya, pada CT yang terletak pada unit PH sehingga bila terjadi gangguan LCDR secara otomatis memeri ntahkan PMT terbuka (PMT pada gambar 4.6). Gambar 4.8 Single Line diagram dari Bus PLTA Musi menuju Jaringan Transmisi Kordinasi gangguan pada Wilayah proteksi LCDR antara GI pekalongan dan PLTA musi dilakukan dengan menggunakan saluran komunikasi berupa microwave dan fiber opti c seperti pada gambar berikut. 35

Gambar 4.7 Penggunaan Fiber Optik pada sistem Komunikasi PLTA Musi Perhitungan s etting relay: I set primer: 1,05 x In Bus Bus-A Bus-B In (A) 3 3 ISet Primer 3,15 3,15 ISet Sekunder= ISet Primer / CT Ratio Bus Bus-A Bus-B CT Ratio 500/5 500/5 ISet Primer ISet Sekunder 3,15 A 3,15 A 0,0315 A 0,0315 A 36

Jika t = 0,3 S tms = t . (Ihs / Iset )0,02 – 1 0,14 Sehingga apabila Ihs (Arus Gan gguan)= 258,414 A Maka: tms = t {(Ihs / Iset)0,02 – 1} 0,14 = 0,3 {(258,414 / 3,15 )0,02 – 1} 0,14 = 0,1973 S Sehingga Setting relay: t= tms x 0,14 {(Ihs / Iset prim er)0,02 – 1} = 0,1973 x 0,14 {(258,414 / 3,15)0,02 – 1} = 0,027622 1,0921 – 1 = 0,0276 22 0,0921 = 0,2999 s Dari perhintungan, maka dapat bahwa nilai dari t (Operated Time Out) yang ideal sebesar 0,2999 sec. Perubahan setting dapat kita lakukan de ngan mengubah nilai Operated Time Out ( “STIMEO” ) sebesar 37

0,299 second melalui software yaitu ACSELERATOR®SEL-5030 yang dapat diakses menggu nakan PC melalui Serial port. Berikut ini beberapa contoh DNP( Distributed Netwo rk Protocol ) yang digunakan dalam penyetingan operasi Relay: Name Description/ penjelasan Range/ batasan Default/ Setingan awal SPEED DNPADR ECLASS TIMERQ DECP LM STIMEO DRETRY DTIMEO MINDLY MAXDLY PREDLY PSTDLY ANADB UNSOL PUNSOL REPADR NU MEVE Transmision Rate DNP Addres Class For Event data Minutes for request interv al Miscellaneous data setting decimal places Second to select/Operated time-out Data Link retries Seconds to data link Time-out Minimum Seconds from DCD to TX M aximum Seconds from DCD to TX Settle time from RTS ON to TX Settle time from TX to RTS OFF Analog reporting dead-band counts Enable unsolicited reporting Enable unsolicited reporting at power up DNP addres to which to report Number of event on which the relay transmits 4.4.1 Sistem SCADA 300-19200bps 0-65534 0-3 0-3276 7 0-3 0.0-30 0-15 0-5 0.00-1 0.00-1 0 2 0 2 1 3 1 0.05 0.1 Off, 0.00-30 sec 0 0.00-30 sec 0-32767 Y, N Y, N 0- 65534 1- 200 0 100 N N 0 10 38

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), dapat didefinisikan secara sed erhana dari kepanjangan SCADA itu sendiri : S : Supervisory – Mengawasi C : Contro l - Pengendalian ADA : And Data Acquisition - Akuisisi data Maksud dari SCADA ya itu pengawasan, pengontrolan dan pengumpulan data. Suatu sistem SCADA terdiri da ri sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station/ RCC (Region Contr ol Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan Master Station. Dala m komunikasi antara Master Station (MS) dengan setiap Remote Terminal Unit (RTU) dilakukan melalui media yang bisa berupa fiber optik, PLC (power line carrier), atau melalui radio, dimana dalam hal ini data dikirimkan dengan protokol terten tu (biasanya tergantung vendor SCADA yang dipakai). Sistem ini banyak dipakai di Jaringan Listrik Tegangan Tinggi (Power Distribution) dan beberapa aplikasi sej enis dimana sistem dengan konfigurasi seperti ini dipakai untuk memonitor dan me ngontrol areal produksi yang tersebar di area yang cukup luas. Istilah SCADA, DC S (Distributed Control System), FCS dan PLC (Programmable Logic Control ) saat i ni sudah menjadi agak kabur karena aplikasi yang saling tumpang tindih. Walaupun demikian kita masih bisa membedakan dari arsitektur-nya yang serupa tapi tak sa ma. Sesuai dengan rancang bangun awalnya, DCS lebih berfungsi baik untuk aplikas i kontrol proses, sedangkan SCADA lebih berfungsi baik untuk aplikasi seperti is tilah diterangkan diatas. 39

Gambar 4.8 Sistem Scada yang mengatur Telemetring pada PLTA Musi Gambar 4.9 Pemancar pada sistem Microwave Dari gambar sebelumnya dapat terlihat bahwa Koordinasi pada ujung kirim (PLTA Musi) dan ujung terima (GI Peklongan) me nggunakan sistem microwave (Sistem Penyaluran data dengan gelombang radio) yang kemudian di atur oleh Sistem Scada agar dapat di input pada Line Curent Differen tial Relay (LCDR) melalui FO (Fiber Optic). 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Prinsip kerja relai diferensial adalah membandingkan besaran arus serta fasa yan g masuk dan keluar dari alat yang diamankan jadi dalam hal ini digunakan besaran ukurnya. 2. Prinsip kerja Line curent differential relay mengadaptasi prinsip kerja diferens ial arus, yang membedakannya adalah daerah yang diamankan cukup panjang. 3. Jenis Line current differential yang dipakai pada PLTA MUSI adalah tipe SEL-387L . 4. Berdasarkan perhitungan setting relay, didapat nilai tms adalah 0,1973 S dan t a dalah 0,2999 S, sehingga berdasarkan perhitungan dengan Time multipier setting s ebesar 0,1973 S waktu kerja Relay disetting sebesar 0,2999 S. 41

5.2 Saran 1. Karena Line Current Differential Relay tipe SEL-387L merupakan Rela y tipe digital, maka walaupun ketelitia dibandingannya tinggi, perawatannya pun harus lebih di perhatikan karena memiliki sistem error yang lebih tinggi dibandi ngkan Relay Analog. 2. Karena Line Current Differential Relay mencakup daerah pe ngamanan yang luas serta vital, sehingga melibatkan banyak sistem lain dalam ope rasinya akan lebih baik jika pemahaman kerja alat serta perawatan secara berkala lebih di tingkatkan ketelitian serta pemeriksaannya, karena. keandalan suatu si stem sangat bergantung pada sistem proteksinya. 42

LAMPIRAN 1. Peralatan sistem Telemetring 43

2. Sistem Proteksi PLTA Musi 44

3. Saluran Transmisi dan Sub Transmisi 45

46

47