1 BAB I SISTEM TENAGA LISTRIK
Sistem tenaga listrik adalah suatu sistem yang berfungsi untuk membangkitkan, mentransmisikan dan mendistribusikan energi listrik dari pusat pembangkit sampai konsumen. Gambaran umum suatu sistem tenaga listrik seperti gambar 1.1
Gambar 1.1 Sistem Tenaga Tenaga Listrik
Keterangan: SKTM = Saluran Konduktor Konduktor Tegangan Tegangan Menengah Menengah SKTT = Saluran Kondukto Konduktorr Teganga Tegangan n Tinggi Tinggi
Tiga komponen utama dari sistem tenaga listrik, yaitu: . !emb !emban angk gkit it ". Transm ansmis isii #. $ist $istri ribu busi si
% Tabel Le&el Tegangan di !T. !L' No.
Tegangan (k (kV)
Kelompok Te Tegangan
1.
())
Tegangan *kstra Tinggi
%.
1()
Tegangan Tinggi
+.
)
Tegangan Tinggi
-.
+)
Tegangan Tinggi
(.
%)
Tegangan Menengah
.
1%
Tegangan Menengah
.
Tegangan Menengah
/.
),%%0),+/
Tegangan endah
!enya !enyalur luran an energ energii listrik listrik dari dari pusat pusat pemban pembangki gkitt sampai sampai ke konsum konsumen en dapat dapat digambarkan seperti gambar 1.%, pada gambar di ba2ah ini sudah men3akup ketiga unsur dari tiga komponen utama sistem tenaga listrik.
Turbin
Generator STTT GS;
!usat !embangkit
STTM GS$
S$T G$
Transmisi
Konsumen
$istribusi
Gambar 1.%. $iagram satu garis sistem tenaga listrik
pabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat4 pusat beban dalam 5umlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga tenaga listrik listrik tersebu tersebutt kepada kepada pihak pihak pemaka pemakaii melalu melaluii saluran saluran tegang tegangan an rendah rendah.. Generator sinkron di pusat pembangkit biasanya menghasilkan tenaga listrik dengan tegangan antara 4%) k6 yang kemudian, dengan bantuan transformator, tegangan tersebut dinaikkan men5adi 1()4()) k6. Saluran Tegangan Tinggi 7STT8 menyalurkan tenaga listrik menu5u pusat penerima9 disini tegangan diturunkan men5adi tegangan subtransmisi ) k6. !ada Gardu nduk 7G8, tenaga listrik yang diterima kemudian dilepaskan menu5u Trafo $istribusi 7T$8 dalam bentuk tegangan menengah %) k6.
% Tabel Le&el Tegangan di !T. !L' No.
Tegangan (k (kV)
Kelompok Te Tegangan
1.
())
Tegangan *kstra Tinggi
%.
1()
Tegangan Tinggi
+.
)
Tegangan Tinggi
-.
+)
Tegangan Tinggi
(.
%)
Tegangan Menengah
.
1%
Tegangan Menengah
.
Tegangan Menengah
/.
),%%0),+/
Tegangan endah
!enya !enyalur luran an energ energii listrik listrik dari dari pusat pusat pemban pembangki gkitt sampai sampai ke konsum konsumen en dapat dapat digambarkan seperti gambar 1.%, pada gambar di ba2ah ini sudah men3akup ketiga unsur dari tiga komponen utama sistem tenaga listrik.
Turbin
Generator STTT GS;
!usat !embangkit
STTM GS$
S$T G$
Transmisi
Konsumen
$istribusi
Gambar 1.%. $iagram satu garis sistem tenaga listrik
pabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat4 pusat beban dalam 5umlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga tenaga listrik listrik tersebu tersebutt kepada kepada pihak pihak pemaka pemakaii melalu melaluii saluran saluran tegang tegangan an rendah rendah.. Generator sinkron di pusat pembangkit biasanya menghasilkan tenaga listrik dengan tegangan antara 4%) k6 yang kemudian, dengan bantuan transformator, tegangan tersebut dinaikkan men5adi 1()4()) k6. Saluran Tegangan Tinggi 7STT8 menyalurkan tenaga listrik menu5u pusat penerima9 disini tegangan diturunkan men5adi tegangan subtransmisi ) k6. !ada Gardu nduk 7G8, tenaga listrik yang diterima kemudian dilepaskan menu5u Trafo $istribusi 7T$8 dalam bentuk tegangan menengah %) k6.
+ Melalui trafo distribusi yang terbesar di berbagai pusat beban, tegangan distribusi primer ini diturunkan men5adi tegangan rendah %%)0+/) 6 yang akhirnya diterima pihak pemakai0konsumen listrik.
BAB II PEMBANGKIT LISTRIK
!embangkit adalah tempat dibangkitkannya energi listrik peralatan utama pada pembangkit 7turbin dan generator8. !embangkit berfungsi untuk mengkon&ersikan sumb sumber er daya daya ener energi gi prim primer er men5 men5ad adii ener energi gi listr listrik ik.. !usat !usat pemb pemban angk gkit it list listrik rik kon&ersional men3akup: 4
!usat !usat Listr Listrik ik Tenaga naga ;ap ;ap 7!L 7!LT T;8
4
!usat !usat Listr Listrik ik Te Tenaga naga ir 7!L 7!LT T8
4
!usa !usatt Lis Listr trik ik Tenga nga Gas Gas 7Gas 7Gas88
4
!usat !usat Listr Listrik ik Tenga nga $ie $iesel sel 7!L 7!LT$8
4
!usat !usat List Listri rik k Te Tenaga naga !an !anas as "umi "umi 7!L 7!LT T!"8 !"8
4
!usat !usat List Listri rik k Te Tenaga naga Gas Gas dan dan ;ap ;ap 7!L 7!LT TG;8 G;8
4
!usat !usat Listr Listrik ik Tenaga naga 'uk 'ukli lirr 7!L 7!LT'8
4
$isamping $isamping pembangki pembangkitt listrik kon&ersional kon&ersional tersebut tersebut diatas, diatas, masih ada pembangki pembangkitt listrik non kon&ersional yang tidak pernah habis di bumi ini, seperti: 4
!emb !emban angk gkit it List Listri rik k Te Tenaga naga ngin ngin
4
!emb !emban angk gkit it List Listri rik k Te Tenaga naga Mata Mataha hari ri
Gangguan pada pusat4pusat listrik se3ara garis besar dapat dibagi atas - 7empat8 kelompok, yaitu: a. Gangguan pada sirkit listrik generator b. Gangguan pada mesin penggerak mula mula 3. Gangguan pada instalasi yang berhubungan dengan lingkungan seperti instalasi air pendingin dan saluran air terbuka pada !LT !LT. d. Gangguan pada sirkit kontrol. $alam instalasi yang di5aga oleh operator seperti !usat Listrik dan Gardu nduk nduk ada ganggu gangguan an yang yang tidak tidak atau atau belum belum diliha dilihatt oleh oleh elai, elai, tapi tapi diliha dilihatt oleh oleh opera operato torr yang yang kemu kemudi dian an beri berini nisia siati tiff men4t men4trip rip !emu !emutu tuss Tenaga naga 7!MT 7!MT88 demi demi keselamatan instalasi, maka dalam hal ini operator bertindak sebagai relai. Gangguan !ada !ada Sirkit Sirkit Listrik Listrik Generat Generator or yang yang menyeb menyebabk abkan an tripny tripnyaa !MT, !MT, pada pada umumn umumnya ya disebabkan oleh: a. Gangguan diluar seksi generator tetapi !MT generator ikut trip sebagai akibat kurang selektifnya relai generator b. da gangguan gangguan dalam seksi generator yang disebabkan karena : kerusakan generator atau alat bantu generator, generator, binatang binatang yang menimbulkan menimbulkan arus hubung singkat, singkat, kontak4 kontak4 kontak listrik yang belum sempurna. s empurna.
( 3. da gangguan gangguan dalam sistem eksitasi eksitasi generator, generator, biasanya biasanya menyangku menyangkutt pengatur pengatur tegangan otomatis. d. da gang ganggu guan an pada pada siste sistem m arus arus searah searah khus khusus usny nyaa yang yang dipe diperlu rluka kan n untu untuk k mentripkan !MT. Gangguan pada sirkit listrik tersebut di atas berlaku untuk semua ma3am !usat Listrik. Gang Ganggu guan an !ada !ada Mesi Mesin n !eng !engge gerak rak Gene Genera rato torr 7 prime mover 8 merupa merupakan kan gang ganggu guan an yang yang pali paling ng serin sering g ter5a ter5adi di pada pada semua semua !usat !usat Listr Listrik ik.. al4h al4hal al yang yang menyebabkan gangguan mesin penggerak generator se3ara singkat adalah : a. Kerusa Kerusakan kan pada pada bagian bagian4bag 4bagian ian yang yang berpu berputar tar atau bergeser bergeser,, sepert sepertii bantala bantalan, n, batang penggerak, katup4katup khususnya yang 5arang bergerak pada 2aktu diperlukan malah ma3et. b. Kerusakan pada bagian4bagian dimana terdapat pertemuan antara >at4>at yang berbeda suhunya seperti kondensor !LT;, !LT;, pemanas udara !LT;. !LT;. al serupa bisa pula ter5adi pada alat4alat pendingin di !LT !LT atau !LT$. !LT$. 3. Kerusakan Kerusakan pada pengabut pengabut yang bertugas bertugas mengubah mengubah bahan bakar minyak minyak men5adi kabut kabut gas. gas. !engab !engabut ut sema3am sema3am ini terdapa terdapatt pada pada !LT !LT;, !LT !LTG dan !LT !LT$ dan seringkali merupakan sumber gangguan karena tersumbat. d. Kebo3o Kebo3oran ran pada perapat perapat dari dari bagian bagian yang mengand mengandung ung >at 3air 3air atau gas yang bertekanan tinggi. Kebo3oran sema3am ini dapat menyebabkan gangguan operasi dari !usat Listrik yang bersangkutan. Gangguan pada instalasi yang berhubungan dengan dengan lingk lingkung ungan. an. !ada !ada !LT !LT; ganggu gangguan an ini misalny misalnyaa karena karena air laut laut yang yang berfungsi sebagai pendingin mengandung binatang laut dan kotoran yang menyumbat instalasi air pendingin atau menyumbat kondensor. !ada !ada !LT !LT sering sering kali kali ter5adi ter5adi air sungai sungai banya banyak k mengan mengandun dung g kotora kotoran, n, sehing sehingga ga sari saring ngan an air air masu masuk k ters tersum umba batt dan dan meng mengga gang nggu gu oper operas asii !usa !usatt List Listri rik k yang ang bersangkutan. Masalah kotoran yang diba2a sungai dapat menimbulkan gangguan pada !LT$ !LT$ yaitu apabila kotoran tersebut menyumbat instalasi air pendingin. Gangguan pada sirkit kontrol dalam setiap !usat Listrik selalu terdapat sirkit kontrol yang mengatur baik sirkit listrik generator, mesin penggerak generator maupun alat4 alat bantu. Sirkit kontrol dapat berupa sirkit listrik, sirkit mekanik, sirkit pneumatik ataupun sirkit hidrolik. $apat pula merupakan kombinasi dari beberapa ma3am sirkit kontrol. Seringkali gangguan timbul karena adanya bagian dari sirkit kontrol yang tidak berfungsi dengan baik. Sebagai 3ontoh kegagalan start dari unit !LTG sering diseb disebab abka kan n oleh oleh adan adanya ya bagi bagian an dari dari sirki sirkitt kont kontro roll yang yang kuran kurang g baik baik ker5a ker5any nya. a.
!engamanan Sistem Tenaga Listrik dalam sistem tenaga listrik banyak sekali ter5adi gangguan yang dapat merusak peralatan pembangkit listrik. ;ntuk melindungi peralatan listrik terhadap gangguan yang ter5adi dalam sistem diperlukan alat4alat pengaman. Khusus alat pengaman yang berbentuk relai mempunyai % fungsi, yaitu : a. Melindungi peralatan terhadap gangguan yang ter5adi dalam sistem, 5angan sampai mengalami kerusakan b. Melokalisir akibat gangguan, 5angan sampai meluas dalam sistem. ;ntuk memenuhi fungsi butir a. alat pengaman harus beker5a 3epat agar pengaruh gangguan dapat segera dihilangkan sehingga pemanasan berlebihan akibat hubung singkat dapat segera dihentikan. ;ntuk memenuhi fungsi butir b. alat pengaman dalam sistem harus dapat dikoordinir satu sama lain, sehingga hanya alat4alat pengaman yang terdekat dengan tempat gangguan sa5a yang beker5a. $itin5au dari letaknya dalam sistem ketenagalistrikan ada ( kategori pengamanan, yaitu : a. !engaman generator b. !engaman saluran transmisi 3. !engaman transformator dalam G d. !engaman sistem distribusi. e. !engaman penggerak mula 7!LT,!LT$,!LT!,!LTG,!LT;8 !engaman Generator Generator sebagai sumber energi listrik dalam sistem ketenagalistrikan, perlu diamankan 5angan sampai mengalami kerusakan, karena kerusakan generator akan sangat mengganggu 5alannya operasi sistem tenaga listrik.
Gangguan dalam generator se3ara garis besar ada ( ma3am, yaitu : hubung singkat antara fasa atau hubung singkat fasa ke tanah, suhu tinggi, penguatan hilang, hubung singkat dalam sirkit rotor. 3. !engamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak yang memerlukan pelepasan !MT generator. Gangguan dalam mesin penggerak ada kalanya memerlukan trip dari !MT generator, misalnya apabila tekanan minyak terlalu rendah maka mesin penggerak perlu segera dihentikan karena tekanan minyak terlalu rendah dapat menimbulkan kerusakan bantalan. ;ntuk menghindarkan tetap berputarnya generator sebagai akibat daya balik yang merubah generator men5adi motor, maka !MT generator perlu ditripkan. "egitu pula apabila suhu air pendingin pada mesin !LT$ atau !LT; men5adi terlalu tinggi maka mesin !LT$ atau !LT; tersebut perlu segera dihentikan dan !MT generator harus 5uga di trip4kan. Trip dari !MT generator karena tekanan minyak pelumas terlalu rendah, atau karena suhu air pendingin terlalu tinggi dilakukan oleh relai mekanik. !engaman Saluran Transmisi adalah bagian dari sistem ketenagalistrikan yang paling sering mengalami gangguan. yang beker5a atas dasar timbulnya gelembung4gelembung gas dari minyak trafo. Transformator distribusi yang daya terpasangnya relatif ke3il, sering hanya diamankan dengan sekering lebur atau memakai Load Break Switch. !engaman sistem distribusi dan pengaman 5aringan distribusi, untuk mengamankan feeder distribusi yang keluar dari G yang terpenting adalah : a. elai arus lebih b. elai arus hubung tanah. !ada kondisi diu5ung penyulang 7 feeder 8 distribusi ada !usat Listrik, maka relai arus lebih dan relai arus hubung tanah tersebut harus bersifat power directional . Karena 5umlah gangguan per km 5aringan per tahun pada 5aringan tegangan menengah adalah
/ tinggi, maka untuk dapat melokalisir gangguan se3epat mungkin sering kali 5aringan tegangan menengah dibagi atas beberapa seksi, gangguan tidak akan merembet pada seksi didepannya. !engaman !enggerak Mula !eralatan pengaman untuk mesin penggerak mula 7!LT$, !LT, !LTG, !LT;, dll8 berbeda antara satu dengan yang lain.
BAB III SALURAN TRANSMISI DAN GARDU INDUK
@ I. Saluran Tranm!!
Saluran transmisi adalah sistem
bagian tenaga
dari listrik
yang berfungsi untuk mengirim atau mentransmisikan energi listrik 7tegangan tinggi dan menengah8 dari pusat pembangkit sampai pada gardu distribusi. Saluran transmisi dibagi men5adi dua, yaitu: 18 Saluran transmisi tegangan tinggi %8 Saluran transmisi tegangan menengah komponen4komponen utama dari aluran "ranm!! udara, terdiri dari: 1. MENARA TRANSMISI atau "!ang "ranm!!, beserta pondasinya. Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi yang bisa berupa menara ba5a, tiang ba5a, tiang beton bertulang dan tiang kayu. Menurut penggunannya diklasifikasikan men5adi: a. Tiang ba5a, tiang beton bertulang dan tiang kayu, umumnya digunakan untuk saluran4saluran transmisi dengan tegangan ker5a yang relatif rendah 7diba2ah ) k68. b. Menara ba5a, digunakan untuk saluran transmisi yang tegangan ker5anya tinggi 7S;TT8 dan tegangan ekstra tinggi 7S;T*T8. Menara ba5a itu sendiri diklasifikasikan berdasarkan fungsinya, men5adi: a. menara dukung. b. menara sudut. 3. menara u5ung. d. menara per3abangan. e. menara transposisi.
Gambar +.1 Menara Transmisi
1) %. IS#LAT#R$ 5enis isolator yang digunakan pada saluran transmisi adalah 5enis porselin atau gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya, isolator diklasifikasikan men5adi: a. solator 5enis pasak. b. solator 5enis pos4saluran. 3. solator gantung. solator 5enis pasak dan isolator 5enis pos4saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tegangan ker5a relatif rendah 7kurang dari %%4++ k68, sedangkan isolator gantung dapat digandeng men5adi rentengan0rangkaian isolator yang 5umlahnya dapat disesuaikan dengan kebutuhan.
Gambar +.% solator
+. KA%AT PENG&ANTAR (K#NDUKT#R) ?enis45enis ka2at penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah: a. Tembaga dengan kondukti&itas 1))A 7#u 1))A8 b. Tembaga dengan kondukti&itas @,(A 7#u @,(A8 3. luminium dengan kondukti&itas 1A 7l 1A8 Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kawat penghantar aluminium, karena kondukti&itas dan kuat tariknya yang lebih tinggi. Tetapi 5uga memiliki kelemahan, yaitu untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dan lebih mahal dari aluminium, oleh karena itu de2asa ini ka2at penghantar aluminium telah mulai menggantikan kedudukan ka2at penghantar tembaga. ;ntuk memperbesar kuat tarik dari ka2at aluminium, digunakan 3ampuran aluminum 7aluminium alloy8. ;ntuk saluran4saluran transmisi tegangan tinggi,
11 dimana 5arak antara menara0tiang ber5auhan, men3apai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan ka2at penghantar A'SR .
Ka2at penghantar aluminium, terdiri dari berbagai 5enis, dengan lambang sebagai berikut: a. # 7ll4luminium #ondu3tor8, yaitu ka2at penghantar yang seluruhnya terbuat dari aluminium. b. # 7ll4luminium4lloy #ondu3tor8, yaitu ka2at penghantar yang seluruhnya terbuat dari 3ampuran aluminium. 3. #S 7luminium #ondu3tor, Steel4einfor3ed8, yaitu ka2at penghantar aluminium berinti ka2at ba5a. d. # 7luminium #ondu3tor, lloy4einfor3ed8, yaitu ka2at penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam 3ampuran. #S
BL!*
Gambar +.+ !enghantar Transmisi
-. KA%AT TANA&. Kawat tanah atau C ground wiresC 5uga disebut kawat pelindung 7 shield wires8, gunanya untuk melindungi ka2at4ka2at penghantar atau kawat-kawat fasa terhadap sambaran petir. ?adi ka2at tanah itu dipasang diatas kawat fasa, sebagai ka2at tanah umumnya digunakan kawat baa 7 steel wires8 yang lebih murah, tetapi tidak 5arang digunakan #S.
1% Gambar +.- !enghantar !entanahan
II. Penger"!an Garu Inuk
Gardu nduk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang berfungsi untuk : 1. Menaikkan dan menurunkan tegangan sistem. %. !engukuran, penga2asan operasi serta pengaturan pengamanan dari sistem tenaga listrik. +. Mengatur penyaluran daya ke Gardu lain melalui 5aringan transmisi.
A. en! Garu Inuk *. Beraarkan pemaangan perala"an !+ag! men,a! -
!"!" Gardu nduk !asangan $alam dalah gardu listrik dimana semua peralatannya 7 switch gear , isolator dan lain sebagainya 8 dipasang di dalam gedung 0 ruang tertutup. !"#" Gardu nduk !asangan Luar dalah Gardu Listrik dimana semua 0 sebagian besar peralatannya ditempatkan diluar gedung ke3uali peralatan kontrol, proteksi dan sistem kendali serta alat bantu lainnya. !"$" Gardu nduk Kombinasi !asangan $alam dan !asangan $alam dalah Gardu nduk yang peralatan switch gear nya berada didalam gedung dan sebagian dari s2it3h gear ada diluar gedung seperti gantri 7tie line8 dari S;TT sebelum masuk kedalam switch gear dan transformator berada diluar gedung. . Beraarkan /ung! Garu Inuk !+eakan men,a! -
#"!" Gardu nduk $istribusi Gardu nduk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem ke sistem tegangan distribusi. #"#" Gardu nduk !engatur "eban dalah Gardu nduk yang berfungsi untuk mengatur beban dimana pada gardu induk tersebut terpasang beban motor yang pada saat tertentu men5adi
1+ pembangkit tenaga listrik motor berubah men5adi generator dan suatu saat generator men5adi motor atau men5adi beban dengan generator berubah funsi men5adi motor yang memompakan air kembali ke kolam utama. 0. Garu Inuk Penga"ur Tegangan
Gardu nduk 5enis ini biasanya terletak 5auh dari pusat pembangkit sehingga tegangan 5atuh 7voltage drop8 transmisi sangat besar sehingga diperlukan alat penaik tegangan seperti bank capasitor sehingga tegangan men5adi lebih baik. 1. Garu Inuk Penurun Tegangan
dalah gardu induk yang berfungsi menurunkan tegangan seperti tegangan sistem primer men5adi tegangan yang lebih rendah yaitu tegangan distribusi. 2. Garu Inuk Pena!k Tegangan
Gardu induk penaik tegangan adalah gardu induk yang mempunyai fasilitas untuk menaikkan tegangan yaitu tegangan pembangkit 7generator8 dinaikkan men5adi tegangan sistem untuk efisiensi sehingga dapat dihubungkan dengan pusat beban yang lokasinya sangat 5auh. 3. Beraarkan !ola! 4ang !gunakan$ Garu Inuk !+eakan men,a!-
%"!" Gardu nduk SD Gardu induk seperti ini sangat hemat tempat sebab menggunakan gas SD sebagai isolasi antara bagian yang bertegangan dan ditempatkan didalam suatu selubung besi. Sering disebut Gardu nduk SD atau disingkat GS.
Gambar +.(. Switch &ear Gardu nduk SD
1-
%"#" Gardu nduk Kon&ensional Gardu nduk yang menggunakan udara men5adi isolasi antara bagian yang bertegangan dan dengan demikian memerlukan tempat yang 3ukup luas.
Gambar +.. Switch (ard Gardu nduk Kon&ensional
5. Beraarkan S!"em Bu+ar (Rel)
"usbar atau rel adalah titik pertemuan0hubungan trafo4trafo tenaga, S;TT, SKTT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik0daya listrik. "erdasarkan busbar gardu induk dibagi men5adi: '"!" Gardu nduk dengan sistem ring busbar dalah gardu induk yang busbar berbentuk ring yaitu semua rel0busbar yang ada tersambung satu sama lain dan membentuk seperti ring03in3in. '"#" Gardu nduk dengan single busbar dalah gardu induk yang mempunyai satu0 single busbar, pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk diu5ung atau akhir dari suatu transmisi.
1(
PMS SEKSI
Rel A
Rel B
PMS Rel B
PMS Rel A PMT PHT CT PT LA
TRAFO
Gambar +.. Gardu nduk Single Busbar
'"$" Gardu nduk dengan double busbar dalah gardu induk yang mempunyai dua0double busbar. Sistem ini sangat umum, hampir semua gardu induk menggunakan sistem ini karena sangat efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem 7manu&er sistem8.
Rel I Rel II PMS Rel
PMT KOPPEL PMT PHT CT PMS Line LA
PT
CT
CT PT
LA
PT
LA
Gambar +./. Gardu nduk )ouble Busbar
1
'"*" Gardu nduk dengan satu setengah 0 one half busbar dalah gardu induk yang mempunyai satu setengah 0 one half busbar . Gardu nduk !embangkitan dan gardu induk yang sangat besar menggunakan sistem ini karena sangat efektif dalam segi operasional dan dapat mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem 7maneu&er system8. Sistem ini menggunakan + buah !MT didalam satu diagonal yang terpasang se3ara seri.
REL A
PMT A1
PMT A2
CT LA PT
PMT AB1
PMT B1
PMT AB2
PMT B2
REL B
Gambar +.@. Gardu nduk Satu Setengah "usbar
1 B. Bag!an6Bag!an Garu Inuk an Perala"ann4a *. Switch Yard
dalah suatu tempat yang luas dimana peralatan utama instalasi tenaga listrik terpasang. ?ika terpasang dilapangan maka disebut dengan switch yard sedangkan bila peralatan utama terpasang didalam ruangan sering disebut sebagai switch gear . !adahal switch gear artinya adalah peralatan yang ada di switch yard . 1.1. Perala"an (switch gear ) ! switch yard a. Tran/orma"or7Tra/o Tenaga
"erfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem men5adi tenaga listrik dengan sistem tegangan yang lain, disamping untuk pengaturan tegangan.
GARDU INDUK GANDUL 150 KV IBT-1 500 MVA 500/150 kV
IBT-2 500 MVA 500/150 kV
PET!KANAN I
II
CAWAN I
II T-2 60 MVA T-1 60 MVA 150/20 kV 150/20 kV
LA
PT CT PMT SEKSI
I
PMS
II
BS!BAR / REL
II
I
CIMANIS
I
II KEMAN
Gambar +.1). "agan kutub tunggal gardu induk
1/
"#$"% &'11' T%"n()*%#"+*% ,""
+. NGR ( Neutral Grounding Resistance)
dalah tahanan yang dipasang antara titik neutral trafo dengan pentanahan dimana berfungsi untuk memperke3il arus gangguan yang ter5adi sehingga diperlukan proteksi yang praktis dan tidak terlalu mahal karena karakteristik rele dipengaruhi oleh sistem pentanahan titik netral.
Gambar +.11. +eutral &rounding Resistor ,liuid.
1@ 8. PMT 7 Pemu"u Tenaga
Saklar yang dapat digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus sesuai ratingnya maupun gangguan dan dilengkapi dengan pemadam busur api 7minyak, udara dan gas8.
Gambar +.1%. !emutus Tenaga Media SD
. PMS 7 Pem!a9
lat untuk memisahkan tegangan pada instalasi tenaga listrik.
Gambar +.1+. !emisah 7 )isconcting Switch8
%) e. BUSBAR 7 REL
Titik pertemuan 0 hubungan trafo4trafo tenaga, S;TT, SKTT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga0daya listrik. /. LIG&TNING ARRESTER 7 LA -
lat pengaman peralatan listrik pada instalasi dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir 7lightning surge8 maupun oleh sur5a hubung 7Switching Surge8.
Gambar +.1-. Lightning rrester 7L8
g. TRA:# ARUS 7 'T ( 'urren" Tran/ormer ) -
1.
Memperke3il besaran arus listrik pada sistem tenaga listrik men5adi besaran arus untuk sistem pengukuran dan proteksi.
%.
Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.
Gambar +.1(. /urrent 0ransformer
%1 9. TRA:# TEGANGAN7PT ( Potential Transformer )
1. Memperke3il besaran tegangan listrik pada sistem tenaga listrik men5adi besaran tegangan untuk sistem pengukuran dan proteksi. %. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi. !. GEDUNG K#NTR#L
!usat kti&itas pengoperasian Gardu nduk, dimana operator beker5a mengontrol dan mengoperasikan peralatan4peralatan yang berada di Gardu nduk.
Gambar +.1. Gedung Kontrol Gardu nduk 0GS
Dalam Geung Kon"rol "erapa" +e+erapa perala"an an"ara la!n
!'*L K<'T
%% *. PANEL K#NTR#L
Tempat tombol4tombol komando operasional !MT, !MS dan alat ukur besaran listrik dan announ3iator, satu ruangan dengan tempat operator beker5a. . PANEL PR#TEKSI
Tempat almari relai4relai pengaman yang dikelompokan dalam bay sehingga mudah dalam pengontrolan dan operasionalnya. lat pendingin sangat diperlukan untuk mempertahankan karakteristik relay tersebut. Setiap relai yang terpasang dalam panel proteksi diberi nama sesuai dengan fungsinya.
Gambar +.1. !anel Kontrol
Gambar +.1/. !anel !roteksi
0. SUMBER D' GARDU INDUK
BATTER; o
lat yang menghasilkan sumber tenaga listrik arus searah dari hasil proses kimia.
o
Sumber $# untuk menggerakan peralatan kontrol, relai pengaman, motor penggerak !MT, !MS, dll.
o
Selalu terhubung dengan re3tifier serta selalu diperiksa kondisi air, kebersihan dan berat 5enisnya.
RE'TI:IER o
lat listrik yang mengubah arus bolak4balik men5adi searah sesuai
dengan
7kapasitas batere8.
sesuai
kapasitas
yang
dikehendaki.
%+
o
Selalu terhubung dengan batere dan selalu diperiksa kondisi baterenya se3ara periodik.
Gambar +.1@. ;nit batere sumber arus $# 1. TRA:# PEMAKAIAN SENDIRI ( PS )
Sebagai sumber tegangan # + phasa %%)0+/) 6olt untuk kebutuhan penerangan, ir #onditioner e3tifier dan peralatan lain yang memerlukan tenaga listrik. 2. PANEL A' 7 D'
lat listrik berupa lemari pembagi, didalamnya terpasang saklar ke3il 7mini circuit breaker 8 atau fuse4fuse sebagai pembagi beban dan pengaman dari instalasi terpasang di gardu induk. 3. &V 'ELL < KV
lat listrik tegangan menengah berbentuk cubicle1 didalamnya terpasang /ircuit Breaker 7!MT8, /urrent 0ransformer 7#T8, yang telah dilengkapi alat kontrol, proteksi dan pengukuran yang berguna untuk menyalurkan tenaga listrik ke pusat beban melalui S;TM atau SKTM.
%-
Gambar +.%). Kubikel tegangan menengah 7%) k68 . PR#TEKSI
!roteksi adalah suatu sistem pengaman peralatan listrik terhadap gangguan yang ter5adi baik oleh alam, teknis dan penyebab yang lainnya. !eralatan listrik yang perlu diamankan adalah: 1. TD< T*'G %. ";S" 0 *L +. !*'G'T 7 S;T*T, S;TT, SKTT 8 -. !*'E;L'G %) K6 .*. PR#TEKSI TRA:# TENAGA DAN :UNGSIN;A
1.
Rela! Aru Le+!9
"erfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman trafo.
Gambar +.%1. !roteksi Relay 2ver /urrent
%(
H
#T
<# 0ripping coil
!MT beban Gambar +.%% "agan 0 angkaian !roteksi Relay 2ver %.
RELA; DI::ERENTIAL
"erfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat yang ter5adi didalam daerah pengaman trafo.
Gambar +.%+ ele $ifferensial
Gambar +.%- ele Gangguan Tanah Terbatas RELA; GANGGUAN TANA& TERBATAS
+. "erfungsi
untuk
mengamankan
trafo
terhadap
tanah
didalam
daerah pengaman trafo khususnya untuk gangguan didekat titik netral yg tidak dapat dirasakan oleh relay $ifferential.
-.
RELA; ARUS LEBI& BERARA&
"erfungsi mengamankan trafo dari gangguan antara fasa, dan tiga fasa, serta beker5a pada arah tertentu.
%
(.
RELA; GANGGUAN TANA&
"erfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung tanah, didalam dan diluar daerah pengaman trafo.
.
RELA; TANGKI TANA&
"erfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa dengan tangki trafo dan trafo yang titik netralnya ditanahkan.
.
RELA; SU&U
"erfungsi untuk mendeteksi suhu minyak dan kumparan se3ara langsung yang akan membunyikan alarm serta mentripkan !MT.
Gambar +.%( ele suhu minyak trafo /.
Gambar +.% ele suhu kumparan sekunder
RELA; ANSEN
"erfungsi untuk mengamankan pengubah tap 7 Tap #hanger 8 dari trafo.
@.
RELA; BU'&#L=
"erfungsi mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh lon3atan bunga api dan pemanasan setempat dalam minyak trafo
%
Gambar +.% !engaman nternal Trafo I ";#
RELA; TEKANAN LEBI&
"erfungsi mengamankan trafo dari tekanan lebih bagi trafo tanpa konser&ator dipasang relay tekanan mendadak yang dipasang pada tangki dan beker5a dengan pertolongan membrane.
Gambar +.%/ !engaman nternal Trafo I S;$$*' !*S;* . PR#TEKSI BUSBAR 7 REL ;ntuk mengamankan busbar terhadap gangguan yang ter5adi digunakan rele differential .
.0 PR#TEKSI PENG&ANTAR DAN :UNGSIN;A *. RELA; ARAK
"erfungsi mengamankan S;TT dari gangguan antar fasa maupun gangguan hubung tanah.
. RELA; DI::ERENSIAL PIL#T KABEL
"erfungsi mengamankan SKTT dan 5uga S;TT yang pendek, dari gangguan antar fasa maupun gangguan hubung singkat.
Gambar +.%@ ele differensial pilot kabel.
%/ 0. RELA; ARUS LEBI& BERARA&
"erfungsi mengamankan S;TT dari gangguan antar fasa, dan hanya beker5a pada satu arah, rele ini dapat membedakan arah arus gangguan.
1. RELA; ARUS LEBI&
"erfungsi mengamankan sutt dari gangguan antar fasa maupun gangguan hubung tanah.
2. RELA; TEGANGAN LEBI&
"erfungsi memproteksi S;TT atau SKTT terhadap tegangan lebih.
3. RELA; GANGGUAN TANA&
"erfungsi memproteksi S;TT terhadap gangguan hubung tanah.
5. RELA; PENUTUP BALIK
"erfungsi menormalkan kembali S;TT akibat gangguan hubung singkat temporer.
.1 PR#TEKSI DI PEN;ULANG < KV
1. *LE ;S L*" %. *LE ;S L*" "* +. *LE ;";'G T'
Gambar +.+) !MT e3lose dengan ele e3loser dan #ontroll ;ntuk men5aga mutu dan keandalannya, maka harus dilaksanakan pemeliharaan, adapun 5enis pemeliharaan Gardu nduk: 1. !emeliharaan 3reventive :
%@ !emeliharaan yang dilaksanakan untuk men3egah ter5adinya kerusakan peralatan se3ara tiba4tiba dan untuk mempertahankan un5uk ker5a peralatan yang optimum sesuai umur teknisnya. %. !emeliharaan 3redictive : !emeliharaan yang dilakukan dengan 3ara memprediksi kondisi suatu peralatan, apakah dan kapan kemungkinannya peralatan listrik tersebut menu5u kegagalan. $engan memprediksi kondisi tersebut dapat diketahui ge5ala kerusakan sedini mungkin. +. !emeliharaan /orrective : !emeliharaan yang dilakukan dengan beren3ana pada 2aktu42aktu tertentu ketika peralatan listrik mengalami kalainan atau un5uk ker5a yang rendah
pada
saat
men5alankan
fungsinya,
dengan
tu5uan
untuk
mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikan dan penyempurnaan instalasi. -. Breakdown 4aintenance !emeliharaan yang dilakukan setelah ter5adi kerusakan mendadak yang 2aktunya tidak tertentu dan sifatnya darurat.
+)
BAB IV SISTEM DISTRIBUSI DAN GARDU DISTRIBUSI
Saluran distribusi berfungsi untuk mendistribusikan energi listrik dari gardu distribusi ke konsumen dengan menggunakan tegangan rendah. Sistem distribusi di kelompokkan dalam dua tingkat yaitu: 1. ?aringan $istribusi !rimer 7?aringan $istribusi Tegangan Menengah0?$TM8 %. ?aringan $istribusi Sekunder 7?aringan $istribusi Tegangan endah0?$T8 ?aringan $istribusi !rimer 7?$TM8 merupakan suatu 5aringan yang letaknya sebelum gardu distribusi dan berfungsi menyalurkan tenaga listrik tegangan menengah 7 k6 atau %) k68. antaran dapat berupa listrik bertegangan rendah 7%%) 60+/) 68. antara berupa kabel tanah atau ka2at udara dari gardu distribusi 7sisi sekunder trafo distribusi8 ke konsumen atau pemakai 7industri atau rumah tinggal8. Sedangkan gardu distribusi sendiri adalah suatu tempat0sarana, dimana terdapat transformator step down yaitu transformator yang menurunkan tegangan dari tegangan menengah men5adi tegangan rendah 7sesuai kebutuhan konsumen8. ?aringan $istribusi !rimer atau ?TM dapat berupa fasa4tiga9 fasa4tunggal atau Single 5ire Earth Return 7S*8. ?aringan $istribusi Sekunder atau ?aringan Tegangan endah 7?T8 dapat berupa fasa4tunggal 9 fasa4tiga dengan empat ka2at atau fasa4tunggal tiga ka2at dari sistem ?TM S*.
+1 A.
S!"em D!"r!+u!
Merupakan sistem listrik tenaga yang dia2ali dari sisi tegangan menengah pada G 7G 4 sisi sekunder8 sampai dengan tiang akhir 5aringan distribusi tegangan rendah yang berfungsi untuk mendistribusikan tenaga listrik pada pemanfaat tenaga listrik.
BB6GI PMT
GD TM
GD TM
GD TM
TM
PB# TR
TR
TR
GI 6 SISI SEKUNDER
Keterangan : ""4G !"< !MT ?TM G$ ?T
: "us "ar Tegangan Menengah pada Gardu nduk : !emutus "alik
B. Tegangan D!"r!+u! Tegangan distribusi yang digunakan di ndonesia :
4
%) K6
: tegangan antar fasa pada ?TM
4
+/) 6
: tegangan antar fasa pada ?T
4
%%) 6
: tegangan antar fasa ke 'ol pada ?T
'. ar!ngan D!"r!+u!
?aringan distribusi diklasifikiasikan atas : 1.
?aringan $istribusi Tegangan Menengah 4 Sistem Saluran ;dara 7S;TM8 4 Sistem Kabel 7SKTM8
%. ?aringan $istribusi Tegangan endah 4 !ada umumnya digunakan sistem saluran udara 7S;T8 D. Pengaman D!"r!+u!
a. !engaman Lebur : 4
!engaman Tegangan endah 7 '4 Duse 8
4
!engaman Tegangan Menengah 7 Duse #ut
+% b. !engaman Tegangan Lebih : 4
Lightning resster
3. !engaman Trafo 7Gardu nduk8 : 4
elay "u3hol>
E. Gangguan Paa S!"em D!"r!+u!
Ma3am4ma3am gangguan 7Dault8 pada sistem distribusi S;TM adalah sebagai berikut : 1. Gangguan 4ang +er !/a" "emporer dimana dapat hilang dengan sendirinya atau dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangannya.
%. Gangguan 4ang +er!/a" permanen" dimana untuk membebaskannya diperlukan tindakan perbaikan dan atau menyingkirkan penyebab gangguan tersebut.
)A sampai dengan @)A dari seluruh gangguan yang mengenai S;TM adalah bersifat temporer 7sementara8. $itin5au se3ara umum 5enis gangguan dibagi dua yaitu : a. Gangguan hubung singkat 7Short /ircuit 8 meliputi hubung singkat antar fasa. b. Gangguan fasa ke tanah 7&round Fault 8 meliputi gangguan satu fasa ke tanah, gangguan dua fasa ke tanah dan gangguan tiga fasa ke tanah.
:. Keanalan S!"em D!"r!+u!
;ntuk men5amin keandalan sistem kelistrikan digunakan Sistem !roteksi yaitu: a. Sistem !roteksi pada G4sisi sekunder : 4 #" 7/ircuit Break 8 0 !MT 4 $S 7 )isconection Switch8 4 !"< 0 Recloser : 4 ## 7/losing /oil 8 4 #T 7/urrent 0ranformator 8 : 4 $G
++ 4 <# 72ver /urrent Relay8 4 D 7 Freuensi Relay8 4 T# 70riping /oil 8 4 Storage Batery
SISTEM PR#TEKSI PADA GI 6 SISI SEKUNDER ""4G #T !MT
<6 $G D
T'
6 ? S"orage Ba"er4
!"< ''
7<#L
b. Sistem !roteksi pada ?aringan Tegangan Menengah 7?TM8 : 4 6S 7utomati3 6a3um S2i3th8 4 LS 7utomati3 Line S2i3th8 4 6 7utomati3 6oltage elay8 4 L"S 7Load "reak S2i3th8 4 D#< 7Duse #ut ALS PLN
TM
+D!"r!+u! a@a T!mur 'a+ang Ban4u@ang!
6utomatic 7acuum Switch (AVS) atau disebut 5uga sectionalizer merupakan sakelar seksi otomatis (SS#) yang berfungsi sebagai alat pemutus se3ara otomatis untuk membebaskan seksi4seksi yang terganggu dari suatu sistem distribusi atau dengan kata lain dapat melokalisir gangguan pada seksi yang terganggu sehingga seksi yang sehat tetap mendapatkan 3atu daya listrik. 6S atau SS< di pasang di !L' distribusi ?a2a Timur merupakan 6S dengan prinsip deteksi tegangan. 6S 5uga dilengkapi dengan pengaturan 2aktu 7Timer8 dengan seting t41 = ),( detik, t4% = ( detik dan t4+ = 1) detik. 6S terdiri dari dari dua 5enis yaitu 6S tree type dan 6S loop type.
!emasangan 6S !ada ?aringan Menggunakan Sistem adial Murni :
BB6GI PMT
AVS * Sek! A
A
PEN;ULANG PB#
AVS Sek! B
T
B
Sek! '
T
AVS 0
'
T
t41 = 1) detik t4% = ( detik t4 + = ),( detik
#ara Ker5a : Titik " kita anggap ter5adi gangguan, sehingga !MT trip dan seksi , seksi ", seksi #, seksi $ tidak bertegangan. 6S 1, 6S %, 6S + akan membuka setelah selang 2aktu t4+ = ),( detik. !"< 1 beker5a dan setelah men3apai 2aktu ) detik, !MT !enyulang masuk kembali 7e3lose 18, kemudian selang 2aktu t41 = 1) detik setelah 6S 1 merasakan tegangan maka 6S 1 akan menutup. Karena di seksi " masih ada gangguan maka !MT !enyulang trip lagi. 6S 1 F 6S % langsung mengun3i karena 2aktu merasakan tegangan 3epat sekali 7lebih ke3il dari 2aktu t4% = ( detik8. !"< % beker5a dan setelah men3apai 2aktu 1/) detik , !MT !enyulang masuk kembali 7e3lose %8 dan seksi bertegangan. Seksi ", seksi # dan seksi $ tidak bertegangan 0 padam. liran daya dari !enyulang hanya pada seksi sa5a.
Sek! D
D
+( Selain dipasang 6S yang dioperasikan se3ara otomatis
5uga banyak
digunakan L"S yang dioperasikan se3ara manual dan mempunyai fungsi yang sama yaitu sebagai alat pemutus yang dapat melokalisir seksi 5aringan yang terganggu sehingga tidak mempengaruhi seksi 5aringan yang lain.
&. D!agram L!ne Tra/o an Komponen U"ama
+
?TM %) K6 #< Duse
*ST*
#ara !emasangan !embumian rrester
TD<
LV Panel
M#"
' Duse Kabel DleNible Line 1
Line %
!embumian Titik 'etral Sekunder Trafo
!embumian rrester F "adan L6 !anel
:ung! ma!ng6ma!ng komponen -
a. Trafo $istribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan %) K6 men5adi tegangan rendah yaitu +/)0%%) 6olt sesuai tegangan ?T. b. Fuse /ut 2ut berfungsi sebagai pengaman utama trafo dan merupakan pengaman 3adangan bila ter5adi beban berlebihan atau gangguan hubung singkat pada L6 dan ?T. 3. ' Duse berfungsi sebagai pengaman utama bila ter5adi beban lebih atau ter5adi hubung singkat antar fasa atau fasa kebumi pada ?T.
+ d. rrester berfungsi sebagai pengaman tegangan sur5a0petir atau tegangan s2it3hing. e. !embumian rrester berfungsi untuk menyalurkan arus ke bumi akibat tegangan sur5a atau s2it3hing. f. !embumian titik netral trafo berfungsi membatasi kenaikan tegangan fasa yang tidak terganggu saat ter5adi gangguan satu fasa ke bumi akibat beban tidak seimbang. g. !embumian badan trafo dan L6 !anel berfungsi :
;ntuk membatasi tegangan antara bagian peralatan yang dialiri arus dengan peralatan ke bumi pada suatu harga yang aman 7tidak membahayakan8 pada kondisi operasi normal dan gangguan.
;ntuk memperoleh impedansi yang ke3il dari 5alan balik arus hubung singkat ke bumi sehingga bila ter5adi satu fasa ke badan peralatan, arus yang ter5adi mengikuti sifat pada pembumian netral.
Pem+um!an T!ang TM
+/
BOOM Tanpa Pem+um!an T!ang TM
Pem+um!an T!ang TM
Pem+um!an empurna (Pem+uangan aru ke +um!). Keun"ungann4a mengurang! flash o$er $oltage paa arre"er
T!ak "er,a! pem+uangan aru ke +um!. Ak!+a"n4a ke"a9anan !ola! !ola"or menurun. Ta9anan +uur "er,a! an men!m+ulkan aru 9u+ung !ngka" an"ar /aa.
I. Komponen6Komponen S!"em D!"r!+u!
!ada sistem distribusi terdapat beberapa komponen pendukung dalam sistem operasionalnya. Komponen4komponen tersebut merupakan satu kesatuan dalam sistem distribusi. *. Circuit Breaer !CB"
!eralatan untuk memutuskan atau menghubungkan rangkaian dalam keadaan normal atau ter5adi gangguan, disebut /ircuit Breaker . Dungsi utama yang harus dipenuhi /ircuit Breaker adalah: a. Memutuskan dan menghubungkan sistem dalam masa pemeliharaan, untuk operasinya dilakukan se3ara manual. b. Memutuskan atau menghubungkan kembali sistem dalam keadaan ter5adi gangguan, yang operasinya dilakukan se3ara otomatis. gar dapat beroperasi se3ara otomatis, maka circuit breaker dikontrol oleh se5umlah rele pengaman sebagai pendeteksi terhadap berbagai gangguan. !engoperasian circuit breaker dilakukan oleh kumparan pemutus 8tripping coil yang mendapat supply0sinyal dari rele pengaman. . #$erhead %ines
2verhead Lines adalah penghantar ka2at yang dipakai untuk menyalurkan daya listrik yang mele2ati saluran udara dari pembangkit ke gardu induk, dari gardu induk
+@ ke gardu induk atau dari gardu induk ke beban. Ka2at ini ditarik antara to2er ke to2er tanpa pelindung, sehingga overhead lines terbuka se3ara langsung, baik terhadap lingkungan maupun 3ua3a. !ada overhead lines ini konduktor yang biasa dipakai umumnya adalah 6llumunium /onductor Steel Reinforced 7#S8, tetapi karena mahalnya harga ba5a, sekarang dipakai 6ll 6llumunium 6lloy /onductor 7#8. 0. Sectionalizer&'ey(oint
Sakelar seksi otomatis0Sectionali9er 0 Keypoint berfungsi untuk memisahkan saluran utama men5adi beberapa seksi4seksi, sehingga apabila ter5adi gangguan pada salah satu seksi, luas daerah gangguan hanya ter5adi pada seksi yang terganggu. !engoperasian dari keypoint selalu bersama4sama dengan penutup balik otomatis recloser . Keypoint selalu melakukan deteksi tegangan pada seksi ker5anya. Ketika tidak ada tegangan maka keypoint akan membuka, dan 5ika mendeteksi adanya tegangan, maka keypoint akan menutup. Keypoint mempunyai tiga ma3am 2aktu yaitu : 2aktu pembukaan ,opening time8, 2aktu penutupan 7closing time8 dan 2aktu pendeteksian 7detecting time8. ?ika keypoint mendeteksi adanya tegangan dalam 5angka 2aktu yang lebih ke3il daripada 2aktu pendeteksiannya 7detecting time8, maka keypoint akan mengun3i se3ara otomatis. 1. Recloser
!enutup balik 7recloser 8 adalah alat pengaman arus lebih yang diatur 2aktu memutus dan menutup kembali se3ara otomatis, terutama untuk membebaskan dari gangguan yang bersifat temporer 7sementara8. Recloser dilengkapi dengan sarana indikasi arus lebih, pengatur 2aktu operasi, serta penutupan kembali se3ara otomatis. $esain dari re3loser memungkinkan untuk dapat membuka kontak4kontaknya se3ara tetap dan terkun3i0lock out , sesuai pemrogramannya setelah melalui beberapa kali operasi buka4tutup. !ada gangguan yang bersifat sementara, recloser akan membuka dan menutup kembali bila gangguan telah hilang. ?ika gangguannya bersifat tetap0 permanen, maka recloser akan membuka kontak4kontaknya se3ara tetap dan terkun3i 8lock out . pabila gangguan telah dihilangkan, maka recloser dapat ditutup kembali Recloser dioperasikan pada pangkal penyulang di Gardu nduk yang akan melakukan penutupan sebanyak dua kali dimana recloser akan beroperasi bersamaan dengan beker5anya /ircuit Breaker dalam memutus beban se3ara otomatis 7trip ke 8 yang disebabkan oleh gangguan hubung tanah atau hubung singkat. 2 . )ault Section *ndicator
-) Fault Section :ndicator 7DS8 ini dalam pengoperasiannya ditempatkan pada pangkal penyulang pada Gardu nduk yang dikoordinasikan dengan 2aktu operasi 6utomatic 7accum Switch 0 Saklar Seksi
. Gangguan S!"em D!"r!+u!
Gangguan pada sistem distribusi adalah terganggunya sistem tenaga listrik yang menyebabkan beker5anya rele pengaman penyulang untuk membuka circuit breaker di gardu induk yang menyebabkan terputusnya suplai tenaga listrik. al ini untuk mengamankan peralatan yang dilalui arus gangguan tersebut dari kerusakan. Sehingga fungsi dari peralatan pengaman adalah untuk men3egah kerusakan peralatan dan tidak menghilangkan gangguan. Sumber gangguan pada 5aringan distribusi dapat berasal dari dalam sistem maupun dari luar sistem distribusi. Gangguan dari dalam sistem antara lain: a8 Tegangan lebih atau arus lebih b8 !emasangan yang kurang rapat 38 ;sia pemakaian d8 "eban lebih Sedangkan gangguan yang sering ter5adi dari luar sistem antara lain: a8 $ahan0ranting pepohonan yang mengenai S;TM terutama pohon bambu b8 Sur5a petir 38 u5an atau 3ua3a d8 Kerusakan pada peralatan e8 "inatang ataupun benang layang4layang
-1 "erdasarkan sifat gangguan pada S;TM dibagi men5adi: a. Gangguan temporer , yaitu gangguan yang bersifat sementara karena dapat hilang dengan sendirinya dengan 3ara memutuskan bagian yang terganggu sesaat, kemudian menutup balik kembali 7 Recloser 8. "ila ter5adi berulang4ulang dapat menyebabkan gangguan permanen. b. Gangguan permanen, yaitu gangguan yang bersifat tetap, sehingga untuk membebaskannya perlu tindakan perbaikan atau penghilangan penyebab gangguan. Gangguan yang sering ter5adi pada sistem distribusi dapat dibagi men5adi tiga kategori, antara lain: 1. Gangguan shunt, karena hubung singkat ataupun beban shunt tidak simetris %. Gangguan seri, karena ka2at putus atau fuse putus +. Gangguan tegangan sur5a.
*. Gangguan S9un"
Gangguan shunt bila ditin5au dari fasa yang terganggu dapat dibedakan men5adi - 7empat8 kategori, yaitu: 1. Gangguan satu fasa ke tanah, antara lain disebabkan oleh: a8 Satu isolator pe3ah b8 Satu ka2at fasa terkena ranting0dahan pohon 38 Terkena benang layang4layang %. Gangguan dua fasa ke tanah, antara lain disebabkan oleh: a8 Sambaran petir pada kedua ka2at fasa b8 $ua ka2at fasa terkena ranting0dahan pohon +. Gangguan antar fasa, antara lain disebabkan oleh: a8 Sambaran petir pada kedua ka2at fasa b8 Kedua ka2at fasa terkena ranting0dahan pohon -. Gangguan tiga fasa simetri, antara lain disebabkan loeh: a8 Sambaran petir pada ketiga ka2at b8 Ketiga ka2at fasa terkena ranting0dahan pohon
. Gangguan Ser!
Gangguan seri yang dapat ter5adi antara lain:
-% 1. Satu fasa terbuka karena satu ka2at0 fuse terputus %. $ua fasa terbuka karena dua ka2at0 fuse terputus
0. Gangguan Tegangan Le+!9 Sur,a
Gangguan ter5adi karena tembusnya tingkat ketahanan isolasi yang menyebabkan isolator tembus arus 7 breakdown 8. !enyebab gangguan tegangan lebih sur5a antara lain: 1. !roses transient switching %. Sambaran petir pada saluran
1. Kegagalan Koor!na! Rela! Pro"ek! D!"r!+u!
!ada sistem di !L', ada 5aringan distribusi %) k6 dipasok dari Gardu nduk 1() k60%) k6 dan ada yang lain dipasok dari !LT$. Tiap penyulang di Gardu nduk atau di !LT$ telah disiapkan 2ver /urrent Relay 7<#8 dan &round Fault Relay 7GD8 yang berfungsi sebagai pengaman gangguan hubung singkat dan gangguan tanah di 5aringan. ?aringan distribusi %) k6 bisa ditarik pan5ang melampaui batas ketentuan teknis 7%) Km8 dan ber3abang43abang. !er3abangan bisa dilakukan di Gardu ubung 7G8 atau di tiang distribusi. !er3abangan di tiang pada umumnya menggunakan Duse 7istilah yang biasa dikenal di lingkungan distribusi dengan Fuse /ut 2ut 8. #abang 5aringan distribusi !L' yang pan5ang bisa men5adi salah satu penyumbang kemungkinan ter5adinya gangguan hubung singkat. $engan adanya pengaman Duse ini, diharapkan hanya 3abang 5aringan yang mengalami gangguan hubung singkat sa5a yang mengalami pemadaman, sementara saluran utama distribusi %) k6 dan per3abangan lainnya tetap teraliri listrik. Tetapi dalam praktek di lapangan, sering ter5adi relai pengaman 7<#8 di Gardu nduk 5uga ikut beker5a men4 trip4kan !MT, 2alaupun fuse di 5aringan 5uga putus, sehingga seluruh beban yang terdapat di penyulang itu mengalami pemadaman. !ada kondisi ini terkesan koordinasi antara fuse di 5aringan dan relai proteksi di Gardu nduk tidak betul. $engan 3ara sederhana, berikut ini di3oba menelaah penyebab kegagalan koordinasi pengaman yang berdampak pemadaman luas.
2. Kegagalan Koor!na! #'R an )use
!emadaman yang luas tidaklah diinginkan, mengingat kesempatan penyaluran k4h men5adi berkurang dan !L' berusaha untuk mengurangi kemungkinannya.
-+ ndikasi pengaman yang beker5a adalah <# atau GD di pangkal penyulang pada Gardu nduk dan f use di 5aringan. !erhitungan koordinasi pengaman <#0GD dan pilihan rating fuse yang die&aluasi selektif men5adi terkesan tidak selektif lagi. nformasi dari lapangan diketahui bah2a fuse yang terpasang adalah fuse yang tidak berisi pasir peredam arc" ata4rata fuse yang terpasang memang tidak berisi pasir peredam arc. !ada 5aringan dengan fuse yang berisi pasir peredam arc se5ak a2alnya, masalah ketidakselektifan akibat gangguan hubung singkat di per3abangan tidak ter5adi, tetapi setelah penggantian fuse masalah ini baru mun3ul. !an5ang tabung fuse yang dipakai di instalasi %) k6 biasanya berkisar antara %) s0d %( #m. Fuse yang putus0lebur karena arus listrik selalu terbentuk api arc mulai dari titik yang lebur kemudian dengan 3epat sekali men5alar sampai ke u5ung4u5ung terminalnya. !asir yang ada di dalam tabung fuse %) k6 sepan5ang %)4%( #m dianggap 3ukup efektif memadamkan api arc yang ter5adi dan selan5utnya memutuskan arus yang mengalir di antara terminal fuse itu. Kalau arus yang mengalir itu adalah arus gangguan hubung singkat, maka titik gangguan di per3abangan 5aringan distribusi dapat dipisahkan dengan baik oleh fuse terhadap 5aringan utamanya yang masih sehat, sehingga pemadaman hanya ter5adi di per3abangan yang terganggu sa5a. Tetapi bila pasir peredam arc itu tidak ada, artinya hanya berisi udara, maka api arc akan terus bertahan didalam tabung diantara terminal fuse, sampai 5aringan utama distribusi 7penyulang8 dibebaskan dari tegangan di Gardu nduk.
3. Kon"ruk! )use
;ntuk memahami maksud dari uraian dalam masalah kegagalan koordinasi <# dan fuse yang disebabkan oleh pemakaian fuse tanpa peredam arc1 berikut diambil 3ontoh tipikal satu penyulang distribusi %) k6 !L' dipasok dari suatu Gardu nduk yang 5aringan distribusinya mempunyai banyak 3abang dan tiap 3abang diamankan dengan fuse.
-men4trip4kan !MT, akibatnya seluruh per3abangan penyulang distribusi %) k6 ini terpaksa mengalami pemutusan pasokan listrik 7seluruh konsumen di penyulang itu padam8.
K. Kanalan S!"em D!"r!+u!
!ada suatu sistem distribusi tenaga listrik, tingkat keandalan adalah hal yang sangat penting dalam menentukan kiner5a sistem tersebut. al ini dapat dilihat dari se5auh mana suplai tenaga listrik dilaksanakan se3ara kontinyu dalam satu tahun ke konsumen. $engan tumbuhnya daerah ka2asan yaitu: industri, bisnis dan pemukiman berakibat makin tingginya permintaan. Suplai tenaga listrik yang kontinyu dan andal. Tingkat keandalan pelayanan antara lain tergantung dari lamanya pemadaman atau S6:): ,Sistem 6verage :nterruption )uration :nde;. dan kerapnya0frekuensi pemadaman atau S6:F: ,Sistem 6verage :nterruption Freuency :nde;. yang ter5adi setiap tahun. :ak"or6/ak"or 4ang mempengaru9! !nek keanalan
"eberapa definisi ini diberikan untuk memahami faktor4faktor yang mempengaruhi indeks keandalan dalam suatu sistem distribusi sesuai antara lain : O Gangguan02utage . Keadaan dimana suatu komponen tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya, diakibatkan karena ter5adi sesuatu yang berhubungan langsung dengan komponen tersebut. Suatu outage dapat atau tidak dapat mengakibatkankan pemadaman, hal ini masih tergantung pada konfigurasi sistem. O Kegagalan0 Failure. Keadaan dimana suatu komponen tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya, diakibatkan karena ter5adi malfunction pada komponen tersebut. Failure pada suatu komponen mengakibatkan outage pada komponen tersebut, tetapi outage pada suatu komponen dapat ter5adi tanpa ter5adinya failure pada komponen tersebut. O ata4rata Gangguan02utage Rate. ata4rata 5umlah outage per komponen selama periode tertentu, untuk klasifikasi outage dan 5enis komponen tertentu. O Lama Gangguan02utage )uration. !eriode dari saat suatu komponen mulai mengalami outage sampai saat dapat dioperasikan kembali sesuai dengan fungsinya. O Switching 0ime. !eriode dari saat suatu operasi switching diperlukan akibat forced outage sampai saat operasi switching tersebut dilakukan.
-( O !emadaman0 :nterruption of Supply. Terhentinya pelayanan pada satu atau lebih konsumen, akibat dari satu atau lebih komponen mendapat gangguan. O Lama pemadaman0 :nterruption )uration. aktu dari saat ter5adinya pemadaman sampai saat menyala kembali. !emadaman diklasifikasikan berdasarkan lamanya pemadaman: 4omentary :nterruption. !emadaman yang lamanya dibatasi oleh periode yang dibutuhkan untuk menyalakan kembali se3ara otomatis, atau melalui operasi switching se3ara supervisory controlled 0manual yang dilakukan oleh operator dengan batas 2aktu tertentu misalnya ( menit. Sustained :nterruption. !emadaman diluar kriteria 4omentary :nterruption O ?umlah total komsumen terlayani00otal +umber of /ustomer Served . ?umlah total dari konsumen yang terlayani sesuai dengan periode laporan terakhir . O !eriode laporan. !eriode laporan diasumsikan sebagai satu tahun.
L. De/!n!! !nek keanalan
;ntuk mengukur tingkat keandalan dari tiap4tiap titik beban0load point digunakan indeks4indeks keandalan dasar antara lain : O P = Drekuensi kegagalan tahunan rata4rata 7 fault8year 8 O r = Lama terputusnya pasokan listrik rata4rata 7hours8fault 8 O ; = Lama0durasi terputusnya pasokan listrik tahunan rata4rata 7 hours8year 8 O *'S = Energy +ot Supplied 7k5h8year 8.
"erdasarkan indeks4indeks keandalan dasar ini, bisa diperoleh indeks keandalan untuk se5umlah titik beban0load point , yang selan5utnya digunakan untuk menentukan indeks keandalan sistem se3ara keseluruhan. ndeks4indeks keandalan sistem yang penting antara lain: *. SAI:I ( Sistem +$erage *nterru(tion )re,uency *nde- )
dalah
ndeks
Drekuensi
Gangguan
Sistem
ata4rata
tiap
tahun,
menginformasikan tentang frekuensi gangguan permanen rata4rata tiap konsumen dalam suatu area yang die&aluasi. . SAIDI ( Sistem +$erage *nterru(tion uration *nde- )
dalah ndeks $urasi Gangguan Sistem ata4rata tiap tahun, menginformasikan tentang lamanya gangguan rata4rata tiap konsumen dalam suatu area yang die&aluasi.
- 0. 'AIDI (Customer +$erage *nterru(tion uration *nde- )
dalah
ndeks
$urasi
Gangguan
Konsumen
ata4rata
tiap
tahun,
menginformasikan tentang 2aktu rata4rata untuk penormalan kembali gangguan tiap4 tiap konsumen dalam satu tahun. 1. AENS ( +$erage /nergy Not Su((lied )
dalah 5umlah rata4rata energi listrik yang tidak tersalurkan dalam suatu sistem distribusi tiap tahun, menginformasikan tentang banyaknya energi yang hilang karena gangguan pada sistem .
M. #"oma! S!"em D!"r!+u!
da dua 3ara untuk memperbaiki keandalan sistem distribusi tenaga listrik. #ara pertama adalah mengurangi frekuensi ter5adinya gangguan, dan kedua adalah dengan mengurangi durasi gangguan. ;ntuk mengurangi durasi gangguan disadari pentingnya otomasi sistem distribusi untuk memastikan pemulihan pasokan tenaga listrik se3ara 3epat pada konsumen yang akan memperbaiki keandalan sistem se3ara signifikan. ;ntuk menun5ang program peningkatan pelayanan pada pelanggan, mutu dan keandalan yang tinggi dalam pendistribusian tenaga listrik, maka !T.!L' 7!ersero8 $istribusi telah mengin&estasikan se5umlah peralatan keypoint untuk otomasi 5aringan distribusi. al ini dimaksudkan untuk meningkatkan pelayanan pada konsumen dengan 3ara melokalisir lokasi gangguan dan memper3epat pen3arian gangguan, terutama daerah pelanggan 6!, ndustri dan "isnis. *. Teor! Daar 'ey(oint
Keypoint atau Saklar Seksi
Keypoint berfungsi untuk melokalisir area yang terganggu oleh hubung singkat atau hubung tanah yang bersifat permanen0tetap. !eralatan tersebut beker5a berdasarkan sensor tegangan dengan tu5uan untuk melokalisir0memisahkan daerah terputusnya aliran listrik0padam karena gangguan. *.. en! Ke4po!n"
- Keypoint yang dipasang oleh !T.!L' 7!ersero8 $istribusi umumnya terdiri dari 6S 7 6utomatic 7accum Switch8 dan GS 7 6utomatic &as Switch8. ;ntuk memudahkan pen5elasan, diambil 3ontoh dari 6S dengan 3ara ker5a yang sama dengan GS. $itin5au dari ma3amnya adalah : O 6S 0ree 0ype 7dengan 1 trafo dan % trafo8 O 6S Loop 0ype *.0. 'ara Ker,a
Dungsi keypoint untuk melokalisir gangguan baik pada penyulang Radial maupun 2pen Loop adalah berbeda baik setting 2aktu maupun area yang dilokalisir. ;ntuk men5amin keandalan sistem kelistrikan digunakan sistem proteksi pada G4sisi sekunder, yaitu: 4 #" 7/ircuit Break 8 0 !MT 4 $S 7 )isconection Switch8 4 !"< 0 e3loser : ## 7/losing /oil 8
4 #T 7#urrent Tranformator8 : $G <# 72ver /urrent Relay8 D 7 Freuensi Relay8
4 T# 70riping /oil 8 4 Storage Batery 4 D#< 7 Fuse /ut 2ut 8 4 6rrester
-/
BAB V SISTEM PR#TEKSI DAN PENTANA&AN
A. :ung! S!"em Pro"ek! an Pen"ana9an
!ada dasarnya semua konstruksi 5aringan distribusi tidak ada yang benar4benar aman dari gangguan yang datangnya dari dalam sistem itu sendiri maupun dari dari luar sistem. Gangguan tersebut merupakan potensi yang merugikan ditin5au dari beberapa hal, maka perlunya dipasang sistem proteksi yang berfungsi sebagai berikut: •
Men3egah atau membatasi kerusakan pada 5aringan beserta peralatannya
•
Men5aga keselamatan umum
•
Meningkatkan kontinuitas pelayanan !ada sistem distribusi %) k6 hal yang terpenting pada sistem proteksi selain alat
proteksi itu sendiri, sistem pentanahan 5uga merupakan bagian yang tidak terpisahkan dalam sistem proteksi itu sendiri. Misalnya ada gangguan fasa yang bo3or ke tanah, maka bila sistem pentanahan tidak sesuai dengan sistem distribusi yang diproteksi, maka alat proteksi tidak akan beker5a dengan benar, sehingga dapat merusak peralatan 5aringan maupun membahayakan keselamatan manusia.
-@ Sistem pentanahan pada kenyataan di !L' terdapat beberapa pola, sehingga sistem proteksinya 5uga berbeda4beda.!ada peren3anaan konstruksi 5aringan distribusi untuk menentukan komponen 5aringan, misalnya penghantar, harus dipertimbangkan besarnya arus gangguan hubung singkat ke tanah dan selan5utnya sistem proteksi yang sesuai, sehingga tu5uan membangun konstruksi 5aringan distribusi yang aman dan menguntungkan dapat ter3apai. A.* Pr!n!p Ker,a S!"em Pro"ek!
Se3ara umum, prinsip ker5a dari sistem proteksi adalah: 4 Melakukan koordinasi dengan tegangan sistem tegangan tinggi 7G, Transmisi, !embangkitan8 4 Mengamankan peralatan dari kerusakan dan gangguan 4 Menghindari kemungkinan ter5adinya ke3elakaan 4 Melokalisir gangguan 4 Se3epatnya membebaskan pemadaman karena gangguan 7manu&er8 4 Mengurangi frek2ensi pemutusan A. S4ara"6S4ara" S!"em Pro"ek!
Sistem proteksi sebagai sistem yang berfungsi melindungi dan mengamankan sistem instalasi, harus memenuhi bebberapa syarat antara lain: •
!eka 7sensitif8
•
#ermat 7selekti&itas8
•
ndal 7reliability8
•
#epat
B. Pen4e+a+ T!m+uln4a Gangguan Paa ar!ngan Tegangan Menenga9 B.* Paa SKTM (Saluran Konuk"or Tegangan Menenga9)
!ada SKTM, 5enis gangguan yang dapat ter5adi antara lain: •
Gangguan dari dalam: pemasangan kurang baik, beban lebih
•
Gangguan dari luar: peker5aan galian, kendaraan yang le2at diatasnya, deformasi tanah, binatang
•
Sifat gangguan pada umumnya permanen
B. Paa SUTM (Saluran U"ama Tegangan Menenga9)
() !ada S;TM 7Saluran ;tama Tegangan Menengah8, 5enis gangguan yang ter5adi antara lain: Sebagian besar dari luar: angin dan pohon, kegagalan pengaman, peralatan
•
rusak, hu5an dan 3ua3a, manusia, binatang benda4benda asing 7benang layang4 layang8, sambaran petir Sifat gangguan: gangguan sementara dan permanen
•
B.0 Ma8am6Ma8am Gangguan Paa TM (ar!ngan Tegangan Menenga9)
Ma3am4ma3am gangguan yang dapat ter5adi pada 5aringan tegangan menengah antara lain: •
Gangguan hubung singkat + fasa
•
Gangguan hubung singkat % fasa
•
Gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah
•
Gangguan simpatik
•
Gangguan tegangan lebih sambaran petir ,lightning surge.
•
Gangguan tegangan lebih pemutusan ,switching surge.
'. Ma8am6Ma8am Ala" Pro"ek! paa Saluran D!"r!+u! Tegangan Menenga9
1.
!roteksi arus lebih: o
!engaman: D#< 7 Fuse /ut 2ut 8 1 arc fuse 7!eredam "unga pi8
o
elai arus lebih dipasang pada !MT 7!emutus8, !"< 7!emutus "alik
o
elai hubung tanah
o
elai arus lebih terarah
%.
!roteksi tegangan lebih: o
Ka2at tanah
o
Sela batang
o
Rod gap
o
6rrester
'.* Pro"ek! Ter9aap Gangguan Aru Le+!9
rus lebih ter5adi disebabkan ter5adinya hubung singkat antara konduktor fasa dengan fasa, atau antara fasa dengan tanah. Daktor yang mempengaruhi besar arus lebih adalah:
(1
•
Tegangan
•
mpedansi
•
?enis gangguan
•
Tahanan pentanahan
•
Saat mulai gangguan
•
Daktor daya
'. &u+ungan !"em pen"ana9an an pola pro"ek! aru le+!9
Eang dimaksud dengan hubungan sistem pentanahan di atas adalah hubungan antara titik netral sisi skunder trafo 7%) k68 terhadap pentanahan. !ada saat ini di !L' hubungan sistem pentanahan ada + 7tiga8 ma3am, yaitu: 18 Sistem pentanahan tahanan rendah, %8 Sistem pentanahan tahanan tinggi, dan +8 Sistem pentanahan langsung, dimana masing4masing mempunyai karakteristik yang berbeda terhadap besarnya arus gangguan hubung tanah, sehingga pola pengamanan yang dilakukan berbeda 5uga.
'..*. S!"em pen"ana9an "a9anan rena9
Sistem ini terdapat pada sistem distribusi yang ada di banyak tempat di ndonesia ke3uali ?atim dan ?ateng. "esar tahanan yang dihubungkan seri dengan pentanahan adalah -) Q untuk S;TM dan 1% Q untuk SKTM atau gabungan S;TM dan SKTM. !engaruh dari sistem ini terhadap pola pengamanan arus lebih adalah sebagai berikut: 4
rus gangguan hubung singkat antara fasa dan tanah 3ukup besar 7maN :1))) untuk S;TM dan +)) untuk SKTM8
4
Karakteristik relai arus yang digunakan pada !MT utama adalah 5enis 2aktu tetap ,definite time.
4
!MT saluran utama dilengkapi dengan relai gangguan tanah dan penutup balik bagi saluran udara
4 !elebur boleh dipasang sebagai pengaman saluran per3abangan atau pengamanan trafo distribusi.
'... S!"em pen"ana9an "a9anan "!ngg!
(% Sistem seperti ini terdapat pada sistem distribusi di ?atim. "esar tahanan yang dihubungkan seri dengan pentanahan adalah ()) Q untuk S;TM maupun SKTM. !engaruh dari sistem ini terhadap pola pengamanan arus lebih adalah sebagai berikut: 4
Lebih kebal terhadap gangguan fasa dengan tanah yang sifatnya sementara, karena arus gangguan ke3il 7R %( 8
4
!engaman arus lebih pada !MT harus dilengkapi relai gangguan tanah terarah
4 !elebur dapat dipasang pada titik per3abangan saluran utama, saluran 3abang tanpa SS< 7Selektor S2it3h
'..0. S!"em pen"ana9an langung
Sistem seperti ini terdapat pada sistem distribusi di ?ateng. !entanahan dihubungkan langsung tanpa melalui tahanan. !ada 5aringan terdapat hantaran netral yang sekaligus merupakan hantaran netral sistem tegangan rendah 7disebut multi grounded 8. !engaruh dari sistem ini terhadap pola pengamanan arus lebih adalah sebagai berikut: 4
rus gangguan hubung tanah relatif sangat besar, sehingga dapat digunakan !MT H relai 7berpengamanan sendiri yang beker5a 3epat8
4
!ada saluran kabel tanah, !MT tidak dilengkapi penutup balik
4
Karakteristik relai arus yang digunakan adalah 5enis 2aktu terbalik ,inverse time.
4
$apat dilakukan koordinasi proteksi antara !MT H relai atau !"< dengan fuse
4
!engaman gangguan tanah dengan menggunakan !"<, SS< dan fuse
4
!"< dipasang pada saluran utama sebagai pengaman utama 5aringan, maupun sebagai alat memutus tetap atau sesaat
4
SS< dapat dipasang sepan5ang saluran utama atau per3abangan
4 !elebur dipakai sebagai pengaman saluran per3abangan dan trafo '..1. Koor!na! Pro"ek!
Eang dimaksud dengan koordinasi pengamanan adalah mengatur0menyetel agar alat pengaman yang dipasang dengan tu5uan mengamankan peralatan dapat
(+ beker5a memutus arus gangguan sebelum peralatan yang diamankan mengalami kerusakan 7per3epatan penuaan8.
Kondisi yang aman, adalah bila selisih 2aktu antara beker5anya alat pengaman dengan alat yang diamankan adalah %( A. "atas ketahanan penghantar, menurut SPLN 31 - *2: •
"atas
ketahanan
penghantar
telan5ang:
Kur&a pelunakan untuk penghantar # 7 6ll 6luminium /onductor 8 dan # 7 6ll 6luminium 6lloy /onductor. dengan persamaan: 7 untuk penghantar # 8 7 untuk penghantar #8 Kur&a saat leleh untuk penghantar #S 7 6luminium /onductor Steel Reinforced 8
dimana: = luas penampang penghantar = arus hubung singkat 7k8 T = lamanya hubung singkat 7detik8 •
"atas ketahanan penghantar berisolasi 7kabel8:
(-
•
"atas ketahanan trafo distribusi:
'..2. Pem!l!9an ala" pro"ek! a.
Pele+ur e+aga! pro"ek! aluran 8a+ang
Daktor untuk pemilihannya, antara lain: o
Kemampuan pelebur terhadap arus beban maksimum, arus beban normal, beban lebih dan perkiraan pertumbuhan beban
o
Koordinasi dengan alat pengaman yang lain
o
Kemampuan pemutusan
((
o
"atas ketahanan penghantar terhadap hubung singkat
o
K pelebur arus beban terus4menerus
o
rus beban terus4menerus maksimum R K penghantar
o
K pelebur
o
Tipe
T
dan
K:
1,(
N
n
7untuk
pelebur
,+
s0d
1))
8
1,+
N
n
7untuk
pelebur
1%(
s0d
1)
8
1,) N n 7untuk pelebur %)) 8 o
Tipe : 1,) N n 7rus nominal8
o
Tipe pembatasan arus 1,) N n 7rus nominal8
Syarat pemilihan pelebur sebagai pengaman penghantar adalah: 4
kur&a pelebur harus berada di ba2ah kur&a ketahanan penghantar telan5ang dan kabel maNimum ( A skala 2aktu8.
+.
Pele+ur +ag! pro"ek! "ra/o !"r!+u!
Garis batas ketahanan ditentukan oleh titik4titik sbb.: o
% N n 7selama 1)) detik 4 beban lebih8
o
+ N n 7selama 1) detik8
o
N n 7selama 1 detik8
o
%( N n 7selama ),% detik8
'..3. Kegagalan pro"ek! gangguan aru le+!9 an pen4e+a+n4a
Kegagalan yang ter5adi pada sistem proteksi gangguan arus lebih, disebabkan oleh: a.
Kur&a arus 2aktu ketahanan peralatan 5araknya kurang dari %( A dari kur&a pengaman
b.
Kur&a ketahanan peralatan tidak sesuai standar0data dari pabrik
3.
Ter5adi perubahan kur&a peralatan atau pengaman: o
elai: terlalu banyak beroperasi, tua, kotor atau rusak
o
!elebur: tua, kotor atau rusak
o
!MT: banyak beroperasi, tua, tahanan isolasi turun
o
Trafo: pendinginan kurang baik, sambungan kumparan kurang baik
( Sambungan terminal bushing kurang ken3ang, sering kena sur5a petir,
o
beban lebih, mutu inti0kumparan 5elek, kotor !enghantar: kotor karena polusi, perubahan penampang, sering kena
o
sur5a petir, arus lebih0hubung singkat, mutu penghantar kurang baik. D. Pro"ek! "er9aap Gangguan Tegangan Le+!9 D.*. T!m+uln4a "egangan le+!9
$itin5au dari asal gangguan terhadap sistem: $ari dalam sistem, dengan 5enis gangguan surya hubung ,switching surge.
a.
ter5adi karena: Transient: mempunyai frek2ensi yang tidak ada hubungannya dengan
o
frek2ensi sistem9 penyebabnya: 4 operasi !MT dengan beban induktif0kapasitif 4 hubung singkat satu fasa 4 bumi pada sistem 4 pentanahan mengambang $inamis: mempunyai frek2ensi yang sama dengan frek2ensi sistem
o
berlangsung beberapa detik9 penyebabnya: pelepasan0penambahan tiba4tiba generator hingga ter5adi putaran lebih Statis: mempunyai frek2ensi yang sama dengan frek2ensi sistem
o
berlangsung sampai 2aktu yang lama dengan penyebabnya hubung singkat satu fasa bumi.
Tegangan lebih hubung dapat ter5adi karena: !enutupan 0 penutupan kembali saklar pada hantaran pan5ang yang
o
terbuka o
!enutupan saklar pada saluran dengan trafo hantaran dengan beban atau tidak
o
!elepasan beban tiba4tiba pada u5ung hantaran yang diikuti dengan pelepasan beban pada u5ung pengirim
o
!elepasan trafo tanpa beban
o
!elepasan beban induktip trafo gangguan tersier
o
!elepasan gardu antara
o
Gangguan satu fasa ke bumi.
(
$ari luar sistem dengan 5enis gangguan surya petir ,lightning surge.:
+.
Ter5adi karena adanya pelepasan muatan4muatan di atmosfer, 3ontohnya adalah sambaran petir ke konduktor S;TM.
D.. Ak!+a" ar! "er,a!4a "egangan le+!9
!eninggian tegangan yang melebihi tingkat ketahanan isolasi peralatan, menyebabkan rusaknya isolasi dan akhirnya mengakibatkan ter5adinya hubung singkat.
D.0. Ala" pro"ek! "er9aap gangguan "egangan le+!9
lat4alat yang digunakan sebagai alat proteksi terhadap gangguan tegangan lebih, antara lain: Ka2at tanah ,over head statics.: 3ara ini banyak digunakan pada saluran
•
transmisi dan sebagian di S;TM, tu5uannya menghindari sambaran petir se3ara langsung, dipasang diatas ka2at fasa. Sela batang ,spark gap. atau 6rcing
•
tegangan menengah dan isolator gantung. Lightning arrester : 3ara ini paling banyak digunakan baik saluran transmisi
•
dan S;TM yang dipasang seluruh fasa.
D.1. Pemaangan pengaman "egangan le+!9
!ada sistem 5aringan distribusi, pemasangan pengaman tegangan lebih antara lain: •
6rrester pada trafo G sisi %) k6
•
6rrester pada trafo Gardu $istribusi sisi %) k6
•
6rrester pada kapasitor distribusi
•
6rrester pada S;TM pada titik per3abangan S;TM
•
6rrester pada u5ung saluran yang pan5ang
•
6rrester pada SKTM yang digabung dengan S;TM
D.2. Kegagalan pro"ek! "egangan le+!9 an pen4e+a+6pen4e+a+n4a
