1
ANALISA PENGGUNAAN RECLOSER 3 PHASA 20 KV UNTUK PENGAMAN ARUS LEBIH PADA SUTM 20 KV SISTEM 3 PHASA 4 KAWAT DI PT. PLN (PERSERO) APJ SEMARANG
I. PENDAHULUAN I.1. Laa! B"#a$a%& Penga man sistem distribusi tenaga listrik merupakan salah satu unsur dari pemenuhan pelayanan, Pemutus Balik Otomatis/Recloser merupakan salah satu peralatan pengaman SUTM ! k" yg ber#ungsi untuk menga ntisipasi ganggu gangguan an sesaat sesaat sehing sehingga ga pemadaman pemadaman listri istrik k dapat dapat diant diantis isip ipasi asi,, sehin sehingg ggaa daerah daerah pemada man tidak meluas sehingga kontin kontinyui yuitas tas penyal penyaluran uran tenag tenagaa listrik listrik dapat dapat ber$alan dengan baik% 1.2.Ma$' a% T*a% Maksud pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui dan menganalisa penggunaan PBO sebagai pengaman arus lebih yg disebabkan oleh arus hubung singkat, diharapkan gangguan yang bersi#at temporer tempor er atau sesaat sesa at dapat diatasi% Tu$uan untuk mengetahui penggunaan PBO/Recloser yang terpasang di penyulang ! k" sebagai peralatan pengaman $aringan dari adan adany ya aru arus hubung singkat, at, seh sehingga pelanggan dapat menikmati keberadaan listrik deng dengan an nyaman nyaman serta serta salah salah satu satu cara cara peningkatkan pelayanan%
I.3. Baa'a% Ma'a#a+ &alam penyusunan ini penulis membata atasi pembahas ahasan an dan permasalahan permas alahan hanya di penyulang ! k" Srondol%' daerah ker$a PT%P PT%P() () *Per *Perse sero ro++ PPSema Semaran rang g serta akan membahas sistem kelistrikan yang digunakan sekaligus membuat analisa bahasan pada penyulang ! k" Srl%' yang dipasok dari .% Srondol Srondol 1.4.M",a P"%#-'a% &alam penulisan Tugas khir diperlukan sekali data0data pendukung yang lengkap dan akurat adapun metode yang dipergunakan dalam pengumpulan data data pendukung tugas akhir ini adalah sebagai berikut 2 a%melakukan penga matan s eca r a langsung peralatan PBO sehingga diperoleh suatu data dan gambaran yg $elas% b%melakukan 3a3ancara langsung dengan para pihak yang terkait% c%mempela$ari berbagai sumber data dari media a%l% internet, buku 0 buku yg
terkait% d%menghitung dan menganalisa arus hubung singkat penyulang ! k" Srl '% .% Srondol 2. LANDASAN TEORI 2.1. S-'" T"%a&a L-'!-$ (istrik dibangkitkan dari pusatpusat tenaga listrik oleh trans#ormator penaik tegangan *step up trans#ormer+ dinaikkan tegangannya disalurkan ke saluran transmisi 14! k"% PL
GI
SUTM 20 $V
T!a%'.-'10 $V SUTR30220 V
.ambar %1% (istrik
Skema
Penyaluran
Tenaga
sampai di .ardu nduk melalui trans#ormator penurun tegangan *step do3n trans#ormer+ untuk diturunkan tegangannya kemudian le3at SUTM ! k" diturunkan tegangannya dalam trans#ormator distribusi men$adi TR 56!/! 7olt selan$utnya disalurkan kerumah rumah atau pelanggan melalui sambungan rumah% 2.2.S-'" Ja!-%&a% T"&a%&a% M"%"%&a+ Sistem $aringan yg dipergunakan adalah 5 phasa ' ka3at dengan tegangan nominal ! k", system pentanahan netral ditanahkan langsung sepan$ang $aringan, ka3at netral dipakai bersama untuk saluran tegangan menengah dan saluran tegangan rendah% 2.3.P"%&aa% Ja!-%&a% (P"!a#aa% P"!#-%%&a% A!' L"-+) Peralatan0peralatan untuk perlindungan arus lebih meliputi Pengaman (ebur, P" ' Ba#-$ O,a-'R"#,'"!, Sectionaliser dan Pemutus Beban *8ircuit Breaker+, tulisan ini terkonsentrasi khusus membedah tuntas penggunaan Recloser /Pemutus Balik Otomatis 2.4. P"' Ba#-$ O,a-' Pemutus Balik Otomatis adalah suatu peralatan pengaman yang dapat mendeteksi arus
2.4.1.K,/,%"% Uaa P"' Ba#-$ O,a-' PMT adalah bagian dari PBO yang berhubungan langsung dengan Tegangan Menengah ! k" yang mana PMT tersebut mengadakan interuptor pada saat pemasukan dan pelepasan beban 2.4.2 Taa U!a% K"!*a P"%/ Ba#-$ O,a-'
&iperlihatkan pergerakan PMT secara #isik pada gambar %% Tata urutan ker$a PBO mulai saat mendapat sinyal relai pengaman, membuka PMT dan masuk kembali, setelah PMT mendapat perintah untuk membuka PMT, maka lebih, memutus arus dan menutup lagi secara otomatis dengan selang 3aktu yang dapat diatur%
PMT akan membuka%, pada kontak secara #isik mulai terbuka tetapi karena masih adanya busur api, maka secara listrik b elum terbuka% Pada B busur api padam, sehingga secara listrik rangkaian terbuka, dan batang kontak akan ber$alan terus sampai terbuka penuh% Setelah 3aktu tertentu yaitu 3aktu tutup kembali *reclosing time+, PMT mendapat perintah menutup sesaat kemudian PMT bergerak menutup% Pada titik 9 mulai ter$adi busur api, sehingga secara listrik rangkaian telah tertutup 3alaupun belum sempurna, dan sampai . ter$adi kontak secara #isik sehingga busur akan padam dan akhirnya pada . telah menutup sempurna% &isini dikenal 3aktu mati *dead time+ ialah 3aktu dimana sirkuit terbuka secara listrik, 3aktu selang pembukaan yaitu 3aktu dimana secara #isik PMT terbuka% :edua 3aktu ini sering dianggap sama, dan 3aktu tutup k embali yaitu 3aktu penyetelan dimana penutup balik akan memberi perintah PMT menutup%
Pada gambar %'% ditun$ukan koordinasi berdasarkan pertingkatan arus, PBO1 dengan nominal 1!! , PBO dengan nominal arus ;! dan PBO ke 5 dengan nominal arus 4! , dasarnya prinsip ker$a ketiga PBO ditentukan dengan karakteristik 3aktu% .ambar %% Proses ker$a PBO
2.5. Wa$ a% J#a+ P"%/a% K"a#-
Berdasarkan 3aktu tutup kembali *3aktu tutup kembali umumnya dianggap sama dengan 3aktu mati penutup balik+ dapat dinyatakan sebagai penutup balik cepat dan penutup balik lambat% Berdasarkan $umlah pembukaan dan penutupan, penutup balik dapat dikelompokkan men$adi penutup balik sekali *single shot recloser+ dan penutup balik beberapa kali *multi shot recloser+%
:alau ter$adi gangguan setelah PBO ke 5, PBO ke 5 harus beker$a, sedang lainnya tidak boleh beker$a, kecuali pada pembukaan pertama masih dapat tidak selekti#, tetapi pembukaan kedua harus telah selekti#% dapun karakteristik 3aktu ketiga PBO sebagai #ungsi arus gangguan ditun$ukkan dalam gambar %4 diba3ah ini
.ambar% %5% Urutan Operasi PBO
2.. K,,!-%a'- PBO "%&a% PBO.
:oordinasi kedua penutup balik ini dapat dilakukan dengan pertingkatan arus, atau dengan pertingkatan 3aktu ker$a atau kombinasinya,
.ambar %4%:oordinasi PBO dengan :arakteristik arus 3aktu
K,,!-%a'- PBO "%&a% '"$"!-%&.
R
50 A
0 A
R
100 A
R
<
.ambar %'% 8ontoh pada koordinasi pertingkatan arus
:oordinasi PBO dengan sekering pada dasarnya untuk gangguan yang si#atnya temporer karena petir%&itun$ukan pada gambar %=% menggambarkan sebuah penyulang distribusi ! :" yang keluar dari . dan mempunyai cabang yang menggunakan Pengaman (ebur%
GI
I%
PBO.1
PBO.2 PBO.3 R
R
4,4
.ambar %=% SUTM ! :" yang dilengkapi Penutup Balik pada Saluran Utama dan Sekering (ebur pada Saluran cabang%
gar hal ini dapat terlaksana maka relai harus berubah karakteristiknya seperti terlihat dalam .ambar %;
4,=4
R
5,>
!,4
.ambar 5%1 &iagram Satu .aris Penyulang Srl%' .% Srondol
P"!+-%&a% a!' +%& '-%&$a /aa /"%6#a%& S!# .4 mpedansi urutan positip, negatip dan nol sumber hubung singkat *Sc@ +% Sc@1 A Sc @ A :" / M" DS A $ *+ /4>66,5>A $%'6' / 4>66,5> A $ !,!6!6 Ω @! A ' E Sc@1 A ' E $ !,!6!6A $ !,55 Ω
mpedansi urutan positip, negatip dan nol tra#o * @T + @ tra#o A 16,;; C @T1 A@T A@T! AF@T C+E :" +/M" Tr# A !,16;;E * /51,4 + A !,16;; E 14,5= A $ ,66 Ω .ambar %;% :arakteristik ?akturus dari relai Penutup Balik dan Sekering (ebur
3.ANALISA DAN PERHITUNGAN A%a#-'a a% /"!+-%&a% P"%6#a%& S!#.4 GI. S!,%,# nalisa dan perhitungan arus hubung singkat penyulang Srl%' .% Srondol dipergunakan untuk untuk menentukan setelan koordinasi proteksi% &iketahui data Penyulang Srondol ' .% Srondol sebagai berikut 2
•Pan$ang $aringan 2 14,=4 km% •Penghantar 8osmos ';; 2
@1
A
@
2 !,15''
$ !,5!6'' Ω /km , @! 2 !,'1; $ !,>'6=; Ω /km •Tra#o . Srondol 51,4 M" •mpedansi Tra#o 16,; C, 14!/ k", 8T Primer 1!!!/1 8T Sekunder '!!/1 dan •M" hubung singkat 2 4>66,5> M"
I/"a%' !a% /,'--/ 7 %"&a-/ a% %,# *a!-%&a% ( 8T )
a% PMT s%d% Recloser Srl%'11! dengan pan$ang $aringan 4,4 kms% @Tm1 A @TmA4,4* !%15'' $ !,5!6'' + A !,;5> $1,=>= Ω @Tm! A 4,4 * !,'1; $ !,>'6=; + A ,; $ 4, Ω b%Recloser Srl' 11! s%d%Srl%' 0 5 dengan pan$ang $aringan 4,=4 :ms% @Tm1A @Tm A 4,=4 * !%15'' $ !,5!6'' + A !,;4>' $ 1,;'5 Ω @Tm! A 4,=4 * !,'1; $ !,>'6=;+ A ,55 $ 4,5= Ω
c% Srl%'05 s%d% 1!;/T1'%@m dengan pan$ang $aringan 5,> :ms% @Tm1 A @TmA 5%> * !%15'' $ !,5!6'' + A !,4; $ 1,1 Ω @Tm! A 5,> * !,'1; $ !,>'6=;+ A 1,=16 $ 5,; Ω d% 1!; /T1'@m s%d dead end dengan pan$ang $aringan !,46 :ms% @Tm1 A @TmA !,46 * !%15'' $ !,5!6'' + A !,!;6 $ !,1;66 Ω @Tm! A !,46 * !,'1; $ !,>'6=;+ A !,5>5== $ !,44! Ω P"!+-%&a% a!' +%& '-%&$a - 'a --$ "!"%. a. A!' +%& '-%&$a - /,#" PMT S!#.4. rus hubung singkat 5 #asa simetris dengan @ # A ! 5 φ A G / @1 @# @1 A @Sc1 @T 1 @# A $ !,!6!6 $ ,66 ! A $ ,>=!6 Ω I 3 A *%!!! / √5+ / ,>=!6 A 4729 KA
rus hubung singkat #asa * φ φ + dengan @# A ! φ φ A G / @1 @ @# @1 A @T 1 @Sc1 @1 A @ @1 A $ ,66 $!%!6!6 A $ ,>=!6 Ω I : A !!! / E $ ,>=!6 A 3751 KA rus hubung singkat 1 #asa ke tanah * φ .round + dengan @# A ! 1φ tanah A5E G/√5 / * @1 @ @! @# + @! A @Sc! @T! 5 Rn A $ !,55 $ ,66 ! A $ 5,!5 Ω @1 A @T 1 @Sc1 A $ ,66 $ !,!6!6 A $ ,>=!6 Ω @1 I1
A @ : a%a+ A 5 E !!!/ √5 / * $ ,>=!6 + $ 5,!5 A 561!=,54 / $ >,1'6 A ',16 :
A!' +%& '-%&$a - R"#,'"! S!#.4 ; 110% a% rus hubung singkat 5 #asa simetris dengan @# A ! 5 φ A G / @1 @# @1 A @Sc1 @T 1 @Tm1 @# A $ !,!6!6 $ ,66 !,;5> $ 1,=>= A !,;5> $ ',=4=6 Ω I 3 A %!!! / √5 / ',;14 A 27<93 KA b % rus hubung singkat #asa * φ φ +% &engan @# A ! φ φ A G / @1 @ @# @1 A @T 1 @Sc1 @ Tm1 @# A !,;5> $ ',=4=6 Ω @1 A @ I : A !!! / *!,;5> $ ',=4=6 + A !!! / >,'5! A %555 : c% rus hubung singkat 1 #asa ke tanah * φ .round +% &engan @ # A ! 1φ tanah A 5E G/√5 / * @ 1 @ @! @# + @! A @Sc! @T! @Tm! A $!,55$ ,66 ,; $ 4, A ,; $ 6,'5 @1 A @T 1 @Sc1 @Tm1 A !,;5> $ ',=4=6 Ω @1 A @ 1φ tanahA*5 E !!!/ √5+ / * *!,;5> $ ',=4=6+ ,; $ 6,'5+ A561!=,54/5,;'6' $ 1;,;5=6 A 561!=,54/16,164 A ,1! :
rus hubung singkat di Recloser Srl%' 0 5 @1A @1 Srl%'11! @tm1 Srl%'5 A !,;5> $ ',=4=6 !,;4>' $ 1,;'5 A 1,'>6= $ =,5>>6 Ω @oA @tmo SR'11! @tm 1 SR'5 A ,; $ 6,'5 ,55 $ 4,5= A ',= $ 15,;65 Ω @Sc1 A @sc A $ !,!6!6 @Sc! A $ !,55 @T 1 A @T A @to A $ ,66
a%rus hubung singkat 5 #asa simetris dengan @ # A ! 5 φ A G / @1 @# @1A @Sc1 @T 1 @Tm @# A $ !,!6!6 $ ,66 1,'>6= $ =,5>>6 A 1,'>6= $ >,5=!= Ω 5 φ A *%!!! / √5+ / *1,'>6= $ >,5=!=+ A 1;! / >,';> A 1,5' : b%rus hubung singkat #asa * φ φ +% dengan @ # A ! φ φ A G / @1 @ @# @1 A @T 1 @Sc1 @Tm1 @# A 1,'>6= $ >,5=!= Ω @1 A @ φ φ A !!! / *1,'>6= $ >,5=!=+ A !!! / 16,>4> A 1,1= : c% rus hubung singkat 1 #asa ke tanah * φ .round +% dengan @# A ! 1φ tanah A *5E G/ √5+ / * @1 @ @! @# + @! A @Sc! @T! @Tm! A $ !,55 $ ,66 ',= $ 15,;65 A ',= $ 1=,>6= Ω @1 A @T 1 @Sc1 @Tm1 A 1,'>6= $ 6,'5 Ω @1 A @ 1φ tanah A *5 E !!!/√5 + / H *1,'>6= $ 6,'5+ *',= $ 1=,>6=+I A 561!=,54 / *;,4>; $ 55,656+ A 561!=,54 / 5',=;4 A 1,!>6: rus hubung singkat di Recloser 1!;/T1 0 '@m % @1 @1 Srl%'5 @tm 1!;/T1 0 '@m A 1,'>6= $ 6,'5 !,4; $ 1,1 A ,!4= $ >,=55 Ω @tmo A ',= $ 1=,>6=' 1,=16 $ 5,; A =,16 $ !,;!=' Ω @Sc1 A @sc A $ !,!6!6 @Sc! A $ !,55 @T 1 A @T A@to A $ ,66 a % rus hubung singkat 5 #asa simetris dengan @ # A ! 5 φ A G / @1 @# @1A @Sc1 @T 1 @Tm @# A $ !,!6!6 $ ,66 ,!4= $ >,=55 A ,!4= $ 1,4>' Ω 5 φ A %!!! / √5 / *,!4= $ 1,4>'+ A 1;! / 1,;4= A !,>>4 :
b % rus hubung singkat #asa * φ φ +% &engan @# A ! φ φ A G / *@1 @ @# + @1 A @T 1 @Sc1 @Tm @# A ,!4= $ 1,4>' Ω @ 1 A @ φ φ A !!! / *,!4= $ 1,4>'+ A !!! / 4,41 A !,6= : c% rus hubung singkat 1 #asa ke tanah * φ .round +% &engan @ # A ! 1φ tanah A *5E G/ √5+/* @1 @ @! @# + @! A @Sc! @T! @Tm! A $!,55$,66=,16$!,;!=' A =,16 $ 5,>!>= Ω @1 A @T 1 @Sc1 @Tm1 A ,!4= $ 1,4>' Ω @ 1 A @ 1φ tanah A*5 E !!!/ √5+ / H *,!4= $ 1,4>'+ *=,16 $ 5,>!>=+I A 561!=,54 / *1!,=> $ '>,!>;=+ A 561!=,54 / 4!,1= A !,;4>= : rus hubung singkat di dead end * u$ung +% @1 A @11!;/T1 0 '@m dead end% A ,!4= $ >%=55 !,!;6 $ !,1;66 A ,1!5= $ >,61 Ω @o A @o 1!;/T1 0 '@m dead end A =,16 $ !,;!=' !,5>' $ !,44 A =,'4;4 $ 1,4=' Ω @Sc1 A @sc A $ !,!6!6 @Sc! A $ !,55 @T 1 A @T A@to A $ ,66 a%rus hubung singkat 5 #asa simetris dengan @# A ! 5φ @1
AG / @1 @#
A@Sc1 @T 1 @Tm @# A$ !,!6!6 $ ,66 ,1!5= $ >,61 A ,1!5= $ 1,;;6 Ω
5φ
A *%!!! / √5+ / ,1!5= $ 1,;;6 A 1;! / 1,>'4 A !,>61 :
b% rus hubung singkat #asa * φ φ +% dengan @# A ! φ φ A G/ @1 @ @# @1 A @T 1 @Sc1 @Tm @# A ,1!5= $ 1,;;6 Ω @1 A @ φ φ A %!!! / * *,1!5= $ 1,;;6++ A%!!! / 4,66> A!,6'> : c% rus hubung singkat 1 #asa ke tanah * φ .round +% dengan @# A ! 1φ tanah A H5E G/ √5I/ * @1 @ @! @# + @! A @Sc! @T! @Tm! A $ !,55 $ ,66 =,'4;4 $ 1,4=' A =,'4;4 $ ','4>= Ω @1 A @T 1 @Sc1 @Tm1 A ,1!5= $ 1,;;6 Ω @1 A @ 1φtanahA *5 E !!!/ √5+/ *,1!5= $ 1,;;6+ *=,'4;4 $ ','4>=+ A 561!=,54/ *1!,=='; $ 4!,!!4+ A 561!=,54 / 41,1> A !,;'4 : &ari hasil perhitungan diatas diperoleh data sebagai berikut 2
tergantung dari settingnya, sehingga $aringan akan tetap normal% Untuk $elasnya digambarkan ker$a recloser terhadap gangguan tetap, dengan setting sebagai berikut inter7al 2 1 st 2 4 sec, nd 2 1! sec, (ock Out 5 *Reclose E + Reset delay =! second, seperti ditun$ukan pada gambar '%5 diba3ah ini 2 8lose
8lose
8lose
Trip
Trip
4 sec
1! sec
(ock Out
R"'" "#a6 <0 '"
.ambar%'%5% :er$a recloser terhadap gangguan tetap
8lose
8lose
8lose
rus Dubung Singkat *k,+ 5 phs phasa 1 phasa 0 simetris tanah
)o
(okasi
1 2 3 4
PMT S!#.4 R".1 R". 2 R". 3 D"a "%)
47290 27<93 17340 0799 0791
3751 27333 171<0 07<2 0749
4710 27102 1709 0759 0754
Tabel 5%1% &ata perhitungan DS
&ari tabel 5%1% diketahui bah3a arus hubung singkat phasa 0 phasa dengan phasa ke tanah adalah hampir sama% 5%=% nalisa Penggunaan Recloser 5 phasa ' ka3at Penggunaan Recloser terhadap gangguan permanent adalah memisahkan $aringan dari system secara cepat serta memperkecil daerah pemadaman sekecil mungkin% 9ungsi Recloser terhadap gangguan sesaat, serta apabila gangguan sesaat tersebut sudah dianggap hilang *tereliminir+, maka Recloser akan masuk kembali, dengan inter7al 3aktu reclose
R"'" )"#a6 <0
.ambar%'%' :er$a Recloser terhadap gangguan sesaat
&ari pembahasan Recloser pada Penyulang Srl%' dapat direkomendasikan sebagai berikut 2 1%Penggunaan Recloser ber#ungsi sebagai pengaman Saluran Udara Tegangan Menengah dari arus hubung singkat di $aringan dan terpasang setelah PMT out going penyulang ! k"% % Recloser dapat mengamankan $aringan ! k" dari gangguan yang luas atau memperkecil radius pemadaman akibat gangguan% 5%Recloser sebagai peralatan perlindungan arus hubung singkat pada $aringan untuk men$aga kontinyuitas energi listrik ke konsumen%
PENUTUP 4.1. K"'-/#a%.
&ari analisa dan pembahasan perhitungan pada item 5 tentang analisa dan perhitungan penyulang ! k" Srl%' . Srondol dapat diambil kesimpulan sebagai berikut 2 1% Un$uk ker$a PMT Penyulang Srl%' sampai dengan Bulan -uni !!4 se$umlah 1> kali dengan gangguan sesaat yang mendominasi% % &ari perhitungan arus hubung singkat Penyulang Srl%' .% Srondol, diketahui bah3a arus hubung singkat phasa ke phasa dengan phasa ke tanah a dalah hampir sama besar%
Ohm agar diusahakan perbaikan dengan hasil akhir lebih kecil dari 4 Ohm, hal ini sangat penting mengingat PBO0PBO yang baru menggunakan komponen elektronik dengan microprocessor yang sangat peka terhadap tegangan sur$a, 5%S&M yang menangani PBO, sebaiknya telah dibekali ilmu perihal proteksi dan $uga peralatan ukur yang memadai, '%Sudah saatnya PT% P() *Persero+ PSemarang mengotomasikan recloser recloser yang terpasang di penyulang ! k", karena control recloser yang baru #asilitas sudah disiapkan% M "% &" a+ P " - - %& 1
5% 9ungsi PBO terhadap gangguan per manen adalah memisahkan lokasi dari gangguan secara cepat dan akurat serta memperkecil pemadaman% '% 9ungsi PBO terhadap gangguan sesaat adalah bilamana ter$adi gangguan sesaat dan sudah dianggap hilang *tereliminir+, PBO akan masuk kembali, dengan inter7al 3a ktu Reclose sesuai setting, sehingga $aringan akan tetap normal =% &ari analisa PBO pada Penyulang Srl%' dapa t diketahui bah3a penggunaan PBO sebagai #ungsi pengaman SUTM dari arus hubung singkat di $aringan, terpasang setelah PMT Out .oing penyulang ! k"di .ardu nduk%
I! . A&%& Wa!'-,7 D HE T NIP 131.<.4
P " - -% & I I
;% PBO salah satu peralatan perlindungan arus lebih $aringan berguna untuk men$aga kontinyuitas energi listrik ke konsumen% '%% Sa!a%. 1%Pemeliharaan secara periodik terhadap PBO harus dilaksanakan agar PBO beker$a sesuai dengan #ungsinya sebagai perlindungan system $aringan distribusi, % Sistem grounding pada PBO yang terpasang di penyulang ! k" secara rutin diperiksa tahanannya dengan alat ukur earthmeter dan apabila tahanan grounding lebih besar dari 4
I ! .B a a %& W - %a ! NIP.132.04<.501
