1 Materi Seminar tugas akhir PERHITUNGAN ARUS HUBUNG SINGKAT dan KOORDINASI SETTING WAKTU RELAY OCR dan GFR PADA KONFIGURASI JARINGAN RING 3 BUS (Studi kasus PT. Polysindo Eka Perkasa) Cecep moh. Ramadon [1], Ir. Tejo Sukmadi [2], Karnoto ST.MT [3]
ABSTRAK Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan sistem tenaga listrik listri k baik gangguan tiga fasa, antar ant ar fasa maupun gangguan fasa ke tanah. Penyebabnya bisa bermacam-macam antara lain terkelupasnya isolasi sehingga menyebabkan flash over, kelebihan beban, kegagalan kegagalan proteksi dan lain-lain sehingga diperlukan diperlukan suatu koordinasi yang baik agar gangguan tersebut dapat dilokalisir secepat mungkin dan tidak meluas ke area atau peralatan yang lain. Sistem proteksi bertujuan untuk mengurangi terjadinya gangguan serta mengurangi akibat gangguan tersebut Salah satu koordinasi pengaman yang sering dilakukan adalah koordibasi OCR dan GFR. Relay ini pada dasarnya mendeteksi adanya kelebihan arus akibat gangguan yang terjadi dalam system tenaga listrik. Kajian mengenai perhitungan arus hubung singkat disini akan disimulasikn dengan menggunakan program Delphi 7.0. Adapun langkah-langkah perhitungannya berdaasarkan pada single line diagram serta spesifikasi data-data peralatan. Hasil dari perhitungan arus hubung singkat ini akan dipergunakan untuk menghitung setting relay OCR dan GFR. Dengan penerapan karakteristik yang sesuai maka diharapkan bisa mendapatkan karakteristik yang tepat untuk koordinasi relay OCR dan GFR . Hasil perhitungan hubung singkat tiap bus diperoleh arus hubung singkat tiga fasa terbesar 14,8 kA pada bus tegangan tinggi sedangkan arus arus hubung singkat terkecil (satu fasa ke tanah) sebesar 2,76 2,76 kA pada bus 3. Berdasarkan nilai tms (time multiple setting) dan waktu operasi (top)hasil perhitungan maka jika terjadi gangguan pada jaringan, relay 4 dan relay 7 akan beroperasi lebih cepat beroperasi dalam mengamankan gangguan yang terjadi karena mempunyai nilai yang lebih kecil.
Kata kunci : Koordinasi Relay, OCR, GFR
1.1
Latar Belakang Masalah
Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan sistem tenaga listrik baik gangguan tiga fasa, antar fasa maupun gangguan fasa ke tanah. Penyebabnya bisa bermacam-macam antara lain kelebihan beban, kegagalan proteksi dan lain-lain sehingga diperlukan suatu koordinasi yang baik agar gangguan tersebut dapat dilokalisir secepat mungkin dan tidak meluas ke area atau peralatan yang lain. Sistem proteksi bertujuan untuk mengurangi terjadinya gangguan serta mengurangi akibat gangguan tersebut. Salah satu koordinasi pengaman yang sering dilakukan adalah koordibasi OCR dan GFR. Prinsip kerja relay ini adalah mendeteksi adanya kelebihan arus akibat kelebihan beban atau terjadi gangguan kemudian memerintahkan PMT untuk membuka sehingga gangguan dapat dilokalisi. [1] Mahasiswa Teknik Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP UNDIP
Proteksi arus lebih sangat diperlukan dalam sistim tenaga. Sistem proteksi arus lebih yang baik dilakukan dengan cara melakukan koodinasi terhadap relay arus lebih OCR dan Relay gangguan tanah GFR yang terpasang. Perhitungan koordinasi rele arus lebih mudah untuk dilakukan untuk sistem radial, tetapi untuk sistem yang lebih komplek yang terdiri dari banyak bus tidaklah mudah untuk melakukan koordinasi setting relay. Perbedaan prosedur setting waktu relay antara sistem jaringan distribusi radial dan ring (cincin) mendorong penulis untuk melakukan penelitian di jaringan listrik PT. Polysind Eka Perkasa yang mempunyai konfigurasi jaringan distribusi ring (cincin). Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan setting arus dan setting waktu operasi relay arus lebih (OCR) dan relay gangguan tanah (GFR).
2
1.2
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: 1. Mengetahui besarnya arus hubung singkat jaringan listrik PT. Polysindo Eka Perkasa. 2. Menghitung koordinasi setting waktu relay OCR dan GFR pada karakteristi normal inverse. 1.3
Pembatasan Masalah
Untuk menghindari presepsi yang salah dan meluasnya pembahasan, maka pada penelitian ini pembatasan masalahnya meliputi : 1. Membahas mengenai relay proteksi OCR dan GFR . 2. Nilai resistansi pada perhitungan diabaikan. 3. Impedansi gangguan Zf diabaikan. 4. Lokasi penelitian pada sistem jaringan distribusi konfigurasi ring PT. Polysindo Eka Perkasa. 5. Evaluasi perhitungan arus hubung singkat dan setting waktu relay arus lebih (OCR) dan relay gangguan tanah (GFR) dilakukan dengan program Borland Delphi 7 .0. II DASAR TEORI 2.1. Sistem Tenaga Listrik
Letak sentral atau sistem pembangkit sering sangat berjauhan dari pusat beban atau konsumen. maka penyaluran tenaga listrik ini harus pula dilakukan melalui jarak yang cukup jauh, misalnya Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) hanya dapat dibangun pada tempat tersedianya potensi tenaga air yang pada umumnya berada didaerah pegunungan. Hal ini mengakibatkan saluran tenaga listrik yang dibutuhkan semakin panjang dan kerugian yang ditimbulkan oleh saluran listrik semakin besar. Oleh karena itu diusahakan memperkecil arus listrik dan menaikan level tegangan transmisi sehingga kerugian daya yang ditimbulkan semakin kecil.Tanaga listrik yang disalurkan dari jauh dengan transmisi tegangan tinggi bila mendekati daerah pinggiran kota perlu diturunkan menjadi tegangan menengah. Di Indonesia saat ini level tegangan transmisi adalah [1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
500 kV dan 150 kV yang kemudian diturunkan menjadi tegangan menengah yaitu tegangan 20 kV pada jaringan distribusi. Penurunan tegangan dari tegangan tinggi menjadi tegangan menengah dilakukan dalam suatu gardu induk sedangkan dari tegangan menengah ke tegangan rendah dilakukan dalam gardu-gardu distribusi. Sehingga sistem tenaga listrik dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu pusat pembangkit, saluran transmisi dan saluran distribusi. 2.2. Gardu Induk
Gardu Induk (GI) sebagai sub-sistem dalam penyaluran energi listrik memegang peranan penting dalam menaikkan maupun menurunkan tegangan, fungsi dari Gardu Induk adalah sebagai berikut: 1. Transformasi tenaga listrik dari level satu level tegangan ke level tegangan yang lain (dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau sebaliknya) 2. Pengukuran, pengawasan operasi, serta pengaturan pengaman sistem tenaga listrik. 3. Pengaturan daya ke gardu-gardu Induk lain melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu induk distribusi melalui feeder tegangan menengah. 2.2.1. Klasifikasi Gardu Induk
Berdasarkan konstruksinya gardu induk dapat diklasifikasikan atas: 1. Gardu induk Outdoor Peralatan listrik tegangan tinggi pada gardu induk ini ditempatkan diluar bangunan atau di tempat terbuka (switchyard). 2. Gardu induk indoor Pada gardu induk indoor instalasi peralatan listrik ditempatkan di dalam gedung atau di tempat tertutup. 3. Gardu induk pasangan gabungan Pada gardu induk ini mempunyai ciri khas hanya transformatornya yang diletakkan di luar, sedangkan peralatan lainnya berada di dalam gedung. 4. Gardu induk dalam tanah
3 Gardu induk dalam tanah mempunyai ciri khas mirip dengan gardu induk pasangan dalam (gardu induk indoor ), hanya saja tempatnya di dalam tanah. 2.2.2. Peralatan Gardu induk
Suatu gardu induk merupakan semacam unit rangkaian yang meliputi bagian-bagian peralatan pemasuk rangkaian(circuit entry), rel (busbar), pemisah (disconecting switch), pemtus tenaga (circuit breaker), transformator daya dan peralatan-peralatan pendukung lainnya seperti trafo tegangan (voltage transformer), trafo arus (current transformer), arrester, pemisah dan lainlain. 1. Disconnecting Switch (DS)/Pemisah (PMS) berfungsi Disconnecting Switch (DS) memisahkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. 2. Busbar / Rel Busbar dalam gardu induk merupakan suatu konduktor tempat bertemunya sejumlah titik pertemuan antara transformator tenaga, Saluran Udara Tegangan tinggi. 3. Circuit Breaker (CB)/ Pemutus Tenaga (PMT) CB (Circuit Breaker) atau PMT merupakan saklar yang dapat membuka atau menutup rangkaian listrik, baik pada kondisi kerja normal maupun pada saat terjadi gangguan. 4. Transformator Daya Transformator daya digunakan sebagai pemasok daya, terdapat dua macam fungsi transformator yaitu menaikan tegangan listrik (step-up ) dan menurunkan tegangan listrik (step-down ). 5. Transformator Ukur Transformator ukur didesain secara khusus untuk pengukuran dalam sistem daya. 6. Arrester Arrester adalah pengaman yang pada saat normal berlaku sebagai isolator , tetapi pada saat terjadi tegangan transient yang melebihi kekuatan isolator pada sistem maka akan menjadi konduktor yang baik.
2.2.3 Peralatan pengaman gardu induk [1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
Peralatan-peralatan tersebut diatas merupakan peralatan-peralatan yang terdapat pada suatu gardu induk. Namun peralatan di gardu induk tersebut ada yang digolongkan sebagai peralatan pengaman, peralatanperalatan tersebut antara lain: 1. Disconnecting Switch /DS 2. Circuit breaker (CB) / Pemutus Tenaga (PMT) 3. Arrester 4. Relay proteksi
2.3 Relay Proteksi
Relay proteksi adalah peralatan-peralatan elektronika yang berupa relay yang dapat merasakan, mendeteksi dan mengukur adanya gangguan serta ketidaknormalan pada peralatan atau bagian sistem tenaga listrik dan secara otomatis bereaksi memisahkan daerah yang terganggu dari sistem. Ada dua jenis relay yang digunakan untuk mendeteksi kenaikan atau kelebihan arus yaitu relay arus lebih (Over Current Relay) dan relay gangguan tanah (Ground Fault Relay). 2.3.1 Zona Proteksi
Koordinasi pengaman merupakan kinerja dua buah pengaman atau lebih pada jaringan listrik yang saling mendukung atau melengkapi dalam melakukan proses tugasnya. Koordinasi pengaman ini dapat berupa relay, recloser maupun pengaman lainnya. Pada dasarnya prinsip dasar koordinasi adalah: 1. Peralatan pengaman pada sisi beban harus dapat menghilangkan gangguan menetap atau sementara yang terjadi pada saluran sebelum peralatan pengaman di sisi sumber beroperasi memutuskan saluran sesaat atau membuka terus. 2. Memadamkan gangguan sementara yang terjadi dan gangguan menetap harus dibatasi sampai pada seksi sekecil mungkin
4
Gambar 2.5 Zona Proteksi Jaringan Distribusi. Untuk dapat melaksanakan fungsi diatas maka relay pengaman harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Dapat diandalkan ( Reliable) Selektif Peka ( Sensitif ) Waktu kerja relay cepat Stabil Ekonomis dan sederhana.
2.3.2 Grading time Relay Grading time merupakan tingkatan waktu
melindungi sistem dari gangguan yang terjadi. Arus gangguan satu fasa-tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, ini disebabkan karena salah satu atau dari kedua hal berikut: • Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi. • Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan 2.3.5 Karakteristik Relay Arus Lebih (OCR)
1. Relay Arus Lebih Seketika ( instantaneous ) Relay arus lebih dengan karakteristik waktu seketika adalah relay dengan jangka waktu kerjanya dari “ pick up” sampai selesai sangat pendek (sesaat).
yang terjadi antara waktu relay pertama dengan waktu relay berikutnya.
Gambar 2.9. karakteristik kerja relay arus lebih tipe ( instantaneous )
Gambar 2.6 Time-graded pada jaringan radial. 2.3.3 Relay OCR (Over Current Relay ) Relay arus lebih ( Over Current Relay )
adalah relay yang bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu dan jangka waktu tertentu. Fungsi utama dari relay arus lebih ini adalah untuk merasakan adanya arus lebih kemudian memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) untuk membuka. 2.3.4 Relay GFR (Ground Fault Relay )
Fungsi relay ini adalah Relay Gangguan Tanah (Ground Fault Relay) adalah relay yang mendeteksi adanya gangguan fasa ke tanah. Karena seringnya terjadi gangguan satu fasa ke tanah dibandingkan antar fasa menjadikan relay ini penting untuk pengindraan dan [1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
2. Relay Arus Lebih Waktu Tertentu ( definite time relay) Relay ini memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) pada saat terjadi gangguan bila besar arusnya melampaui penyetelan arusnya ( I setting) dan jangka waktu kerja relay mulai “ pick up” sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu dan tidak tergantung pada besarnya arus gangguan.
Gambar 2.10. Karakteristik relay arus lebih waktu tertentu ( Definite)
5 3. Relay Arus Lebih Waktu Terbalik ( Invers Time Relay) Relay arus lebih waktu terbalik memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) pada saat terjadi gangguan bila besar arus gangguannya melampaui arus penyetelannya (I setting)ndan jangka waktu kerja relay dari “ pick up” waktunya berbanding terbalik dengan besar arusnya.
2.4.1 Macam-macam gangguan
a. Gangguan satu fasa ke tanah Merupakan gangguan yang antara satu fasa ke tanah, baik secara langsung maupun melalui impedansi.
Gambar 2.13. Gangguan satu fasa ke tanah Gambar 2.11. Karakteristik relay arus lebih waktu terbalik ( Invers ) Relay arus lebih waktu terbalik ini dibagi menjadi empat, yaitu[12]: 1. Normal inverse, 2. very inverse, 3. Longtime inverse, 4. Extremely invers,
Maka:
maka,
b. Dimana: t = waktu operasi (detik); k = time multiplier I f = arus gangguan (Ampere) ; Iset = arus setting (Ampere) Tabel 2.1 harga α dan β untuk karakteristik inverse
Kurva Karakteristik Normal Inverse Very inverse Longtime Inverse Extremely Inverse
α
β
0,02 1,0 1,0 2,0
0,14 13,5 120 80
2.4 Gangguan-gangguan pada sistem tenaga listrik
Gangguan-gangguan yang terjadi pada sistem tenaga listri terdiri dari: 1. Gangguan hubung singkat/ paralel 2. Gangguan hubung buka / gangguan simetris 3. Gangguan simultan/serentak [1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
Gangguan antar fasa
Gambar 2.14. Gangguan antar fasa I af = 0 , I ao = 0 , I bf = -I cf Dan V bc = V b-Vc = Z f .I bf I ao=0 Sehingga arus urutan dapat dikethui sebagai berikut:
6 c. Gangguan dua fasa ke tanah III. PERANCANGAN TAMPILAN PROGRAM dan DATA LAPANGAN 3.1 Perancangan Tampilan Program
Gambar 2.15. Gangguan dua fasa ke tanah I af = 0=I a0+I a1+I a2 jika I a1 dan I a2 diketahui
maka: I a0 = -(I a1+I a2)
Program perhitungan hubung singkat dan relay arus lebih (OCR) dan relay Gangguan tanah (GFR) dibuat dengan bahasa komputasi dengan menggunakan program Borland Delphi 7.0 dengan memanfaatkan fasilitas GUI (Graphical User Interface ) pada Delphi itu sendiri. Fasilitas GUI ini digunakan untuk membuat suatu tampilan grafis dari menu-menu program yang ada pada program Delphi 7.0, sehingga memberikan kemudahan bagi pengguna untuk dapat menjalankan program tersebut.
d. Gangguan tiga fasa ke tanah
Gambar 2.16. Gangguan tiga fasa ke tanah ,
Jika Zf = 0, Maka arus gangguan tiga fasanya adalah: Gambar 3.1 flowchart program perhitungan arus hubung singkat
[1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
7
IV. PERHITUNGAN dan ANALISIS 4.1.1 Perhitungan Impedansi Setiap Bagian
4.2 Perhitungan arus hubung singkat
Impedansi-impedansi setiap bagian pada jaringan distribusi PT. Polysindo Eka perkasa adalah sebagai berikut: a. Dari data yang diperoleh, GI PEP mempunyai MVA hubung singkat tegangan tinggi sebesar 4268 MVA, dengan impedansi sumber adalah • Impedansi urutan positif Z1 : 1,755 + j5,85 Ω • Impedansi urutan negatif Z2 : 1,7325 + j5,9625 Ω • Impedasi urutan nol Z0 : 3,735 + j13,027 Ω b.
Menghitung impedansi trafo daya:
Gambar 4.1 Single line diagram
4.1.2 Konversi Satuan ke dalam per-unit ( pu)
Untuk mempermudah dalam melakukan perhitungan impedansi urutan maka diperlukan perubahan satuan dari satuan ohm ke dalam satuan pu (per unit). Bila base yang digunakan adalah: MVAbase = 100 MVA kVbase = 150 kV Maka impedansi dalam pu diperoleh:
[1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
Tabe 4.1 hasil perhitungan arus hubung singkat pada tiap bus Arus hubung singkat BUS (Ampere) Arus HS ACSR 1 2 3 1 Ø-G
3486,48
2849,23
2767,59
2816,53
2Ø
7331,43
6170,59
6025,7
6112,73
3Ø
14803,9
12440,9
12146,5
12323,3
Tabel 4.2 hasil perhitungan arus hubung singkat pada tiap feeder Arus hubung singkat feeder(Ampere) Arus HS ACSR Feeder 1 Feeder2 Feeder3 1 Ø-G
3486,48
2790,4
2797,3
2762,66
2Ø
7331,43
6066,33
6078,61
6016,91
3Ø
14803,9
12229
12254
12128,6
8
Tabel 4.4 hasil perhitungan setting relay GFR CT rasio Iset lokasi Relay hitung P S
4.3 Perhitungan Waktu Kerja Relay 4.3.1 Relay gangguan tanah (GFR)
I fl = 650 A ; I f 3 phasa = 12,3 kA CT ratio = 650/5 A • Menghitung arus setting primer,
•
•
0,14 × 0,1
top =
12323,3 0,02 − 1 780
•
= 0,178 detik Tabel 4.3 hasil perhitungan setting relay OCR CT rasio Iset Iset lokasi Relay hitung data P S 1
150
1
180
165
Bus 1
2
1300
5
1560
1500
3
650
5
780
800
4
650
5
780
750
5
650
5
780
760
6
650
5
780
760
7
650
5
780
750
8
650
5
780
800
Feeder 1 Feeder 2 Feeder 3
[1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
5
65
65
5
650
5
65
60
6
650
5
65
60
7
650
5
65
65
8
650
5
65
70
15
4.4 Analisa dan Pembahasan 4.4.1 Analisa arus hubung singkat
0,14 × 0,1
Bus 150
650
3
•
2816 ,53 0, 02 − 1 65
4
1300
Menghitung waktu setting relay gangguan tanah (GFR) =
70
2
I fl = 650 A ; I f 3 phasa = 12,3 kA CT ratio = 650/5 A I set primer = 10% x InCT = 0,1 x 650 = 65 Ampere Menghitung arus setting sekunder Is sekunder
top
65
Bus 1
4.3.2 Relay gangguan tanah (GFR)
•
5
1
= 0,24 detik
•
650
150
Feeder 3
= 120 % x 650 = 780 Ampere. Menghitung waktu setting relay arus lebih (OCR)
125
1
Feeder 2
Maka setting yang diambil adalah:
5
15 130
Bus 150
Feeder 1
Iset data
•
Merujuk pada tabel 4.1 dan 4.2 pada sub bab 4.2 yang merupakan tabel perhitungan arus hubung singkat pada setiap bus dan feeder . Dari tabel tersebut terlihat bahwa gangguan terbesar terjadi pada bus tegangan tinggi ACSR 150 kV sebesar 14.803,9 Ampere dan arus hubung singkat 3Ø terkecil ada pada bus 3 sebesar 12.128,6 Ampere. Untuk arus hubung singkat satu fasa tanah, gangguan terbesar juga berada pada pada bus ACSR 150 kV sebesar 3.486 Ampere sedangkan arus hubung singkat fasa tanah terkecil berada pada feeder 3 sebesar 2762,66 Ampere Secara logika teori, jika lokasi gangguan semakin jauh dari sumber, maka impedansi gangguan semakin besar dan akibatnya arus gangguan semakin kecil. Berdasarkan logika tersebut. Terlihat bahwa arus gangguan pada bus 2 dan 3 lebih kecil bila dibandingkan dengan arus gangguan pada bus 1 sebaliknya impedansi pada bus 2 dan 3 lebih besar dibandingkan dengan bus1. Perbandingan hasil perhitungan hubung singkat yang diambil dari contoh dengan membandingkan gangguan pada bus 150kV dengan bus 3 yang terjauh dari sumber maka diperoleh bahwa arus hubung singkat pada bus 150 kV sebesar 14,8 kA dengan impedansi Z s = 0,0260 pu dibandingkan dengan bus3 yang
9 mampunyai arus hubung singkat sebesar 12,14kA dengan impedansi Z bus3 = 0,0317 pu dari perbandingan ini terlihat bahwa untuk lokasi gangguan yang letaknya jauh dari sumber akan menghasilkan arus hubung singkat yang lebih kecil dari arus hubung singkat sumber (I hs sumber>Ihs bus3) namun berkebalikan dengan impedansi, semakin jauh lokasi gangguan maka semakin besar pula impedansinya (Z s
•
mempertimbangkan pola pengamanan pentanahan (grounding) pada jaringan listrik dan pada peralatan-peralatan listrik. 4.4.4 Analisa koordinasi Relay OCR
Analisa relay OCR
Setting arus relay harus lebih besar dari beban maksimal (I set >Ifull load) dan tidak trip pada beban maksimal maka setting arus relay arus lebih. Jika mengacu pada aturan tersebut maka baik setting data dilapangan maupun telah sesuai dengan aturan tersebut. Ini dapat dilihat ketika pada jaringan mengalir arus sebesar 650 A dengan setting arus sebesar 780 A maka relay tidak akan pick up karena arus beban maksimal tersebut lebih kecil dari arus setting sehingga pada keadaan tersebut relay arus lebih OCR tidak trip dan jaringan masih dapat mengalirkan arus ke beban dengan normal. Relay Arus lebih (OCR) harus trip pada arus hubung singkat dua phasa minimum diujung penghantar yang diamankan, I max < Iset < 0.8 Ihs 2Ø min. Bila Imax tidak diketahui, maka dapat menggunakan I n penghantar atau I n trafo. Berdasarkan pada kaidah ini maka setting arus dari tabel 4.5 juga telah sesuai baik data hasil perhitungan maupun data lapangan jika arus hubung singkat dua phasa minimum sebesar 6016,91 maka, 650 A < 780 A < 4813,5 A.
Gambar 4.3 koordinasi relay 3 dan relay 4 jika terjadi gangguan langsung 3 phasa sebesar 12,2 kA maka 4 akan trip selama 0,24 detik lebih cepat dari relay 3 yang waktu operasinya selama 0,84 detik. Dari perbedaan waktu operasi diatas terlihat adanya suatu koordinasi grading time antara relay 3 dan 4 dalam melokalisir gangguan yang terjadi pada feeder 1 dimana relay 4 akan beroperasi lebih cepat daripada relay 3 dalam melokalisir gangguan. Dari hasil perhitungan top relay arus lebih antara relay 3 dan 4. 4.4.5 Koordinasi (GFR)
Relay
Gangguan
tanah
4.4.3 Analisa relay GFR
Setting arus Iset GFR direkomendasikan ≥ 10% InCT sehingga didapat data seperti tabel 4.4 diatas. Arus gangguan gangguan tanah yang terjadi pada jaringan nilainya bisa kecil atau besar tergantung dari hambatan yang dilalui oleh arus ketika terjadi gangguan satu fasa-tanah. Jika impedansi yang dilalui nilainya besar maka arus hubung singkat satu fasa tanah ini nilainya menjadi kecil dan sebaliknya. Relay ini juga [1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
Gambar 4.6 koordinasi relay 3 dan 4 Dari Grafik 4.4 diatas merupakan grafik relay OCR karakteristik normal invers. ketika terjadi gangguan arus hubung singkat 3 phasa yang besarnya 12,2 kA maka 7 akan trip selama 0,24 detik lebih cepat dari relay 8 yang waktu operasinya selama 0,84 detik.
10 V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan
1. Hasil perhitungan arus hubung singkat maka arus hubung singkat terbesar adalah arus hubung singkat 3 phasa sebesar 14,8 kA pada bus tegangan tinggi sedangkan arus hubung singkat terkecil adalah arus hubung singkat fasa tanah sebesar 2,67 kA yang terjadi pada pada bus 3. 2. Dari hasil perhitungan dan analisa setting relay arus lebih (OCR) dan relay gangguan tanah (GFR) pada konfigurasi jaringan ring 3 bus dengan menggunakan karakteristik normal inverse maka dapat disimpulkan bahwa relay-relay yang mempunyai waktu operasi (top) serta nilai time multiple setting (tms) yang kecil akan beroperasi lebih cepat dalam melokalisir gangguan dibandingkan dengan relay yang mempunyai waktu operasi dan tms yang lebih besar. 5.2 Saran
1. Dalam melakukan perhitungan hubung singkat diusahakan untuk mengetahui nilai setiap komponen yang akan digunakan untuk perhitungan hubung singkat seperti MVA hubung singkat, reaktansi, impedansi baik untuk urutan positif, negatife maupun urutan nol agar dapat mendekati nilai kebenarannya. 2. Koordinasi relay dapat lakukan kembali untuk jaringan yang lebih kompleks yang terdiri dari banyak bus dengan program yang aplikatif.
[1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
11 Daftar Pustaka: [1].
[2]. [3]. [4].
[5]. [6].
[7].
ABB Automation Inc, 2006 , SPAJ 140 C Overcurrent and earth faulth relay , http://www.abb.com/global/seitp328.nsf/ Gonen, Turan. “ Modern Power System Analysis”. John Wiley & Son, Inc. 1988 Hakim, Yanuar. MSc “ protection of industrial power system”.mei 2002 Paithankar, Y.G. Bhide, S.R.”Fundamental Of Power System Protection”, Prentice-Hall
of INDIA. New Delhi.2003 Sulasno,Ir.“Sistem Distribusi Tenaga Listrik” Badan Penerbit Undip, Semarang: 2003 Vishwakarma DN, Ram Badri, “Power System Mc Protection And Switchgear ”, Grawhill–Hill, New York:1999 Zuhal,” Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elekronika Daya”,PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta:1992
[8]. http://budi54n.wordpress.com [9]. http://dunia-listrik.blogspot.com [10]. ..…” Materi Kuliah Proteksi Sistem Distribusi”, jilid II badan penerbit Undip, Semarang: 2001 [11]. PT. PLN (Persero) P3B. ”Pelatihan O&M Relai Proteksi Jaringan” September 2005
[1] Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP [2] [3] Staf Pengajar Teknik Elektro UNDIP
Penulis Cecep Moh. Ramadon L2F307015 Teknik Elektro Universitas Diponegoro
Mengetahui,
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Ir. Tejo sukmadi, MT 196111171988031001
Karnoto, ST. MT 196907091997021001
