JTM

Perhitungan dan Pemilihan Trafo Pabrik 1. Perhitungan Trafo 

Jumlah kebutuhan beban: S total = 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA = 7,5 MVA



Perhitungan beban maksimum : Daya Total = FK x S total FK = 0,7 – 0,9 (dipilih 0,8)



Daya Total = 0,8 x 7,5 MVA = 6 MVA



Daya Terpakai = Daya total + 20% Daya total (20% merupakan daya cadangan yang digunakan untuk mengantisipasi adanya beban tambahan mendatang)



Daya Terpakai = 6 MVA + (20% x 6 MVA) = 6 MVA + 1,2 MVA = 7,2 MVA



Daya Kontrak PLN yang digunakan adalah 7,1MVA

2. Pemilihan Trafo Berdasarkan hasil perhitungan kapasitas daya terpasang diperoleh kapasitas daya terpasang sebesar 7200 kVA. , maka sesuai standar nilai daya trafo yang tersedia di pasaran dipilih 3 trafo dengan daya sebesar 2500 kVA kerja paralel sehingga menghasilkan daya sebesar 7500 kVA dengan mempertimbangkan syarat paralel trafo yaitu : 1.

Tegangan kedua trafo harus sama.

2.

Ratio belitan N1/N2 kedua trafo sama.

3.

Impedansi kedua usahakan sama, trafo dengan kapasitas daya lebih kecil impedansinya harus lebih besar.

4.

Ratio daya trafo besar dan kecil tidak melebihi 3 : 1. Karena daya yang tersambung diatas 200 kVA, maka trafo tidak memakai GTT

(Gardu Trafo Tiang), melainkan Gardu Distribusi. Penyediaan trafo ditanggung pelanggan dan rugi-rugi (kVARh) pada jaringan di tanggung pula oleh pelanggan. Berikut ini adalah hal-hal terpenting yang perlu diperhatikan dalam pemesanan transformator distribusi yang mempunyai tegangan tertinggi (untuk peralatan) 24 kV atau kurang, baik melalui impor maupun pembelian dalam negeri.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemesanan transformator antara lain : 

Daya Nominal



Tegangan Input



Sistem Tegangan ( satu phasa / tiga phasa)



Rugi – rugi Nol – Load dan Load Losses



Selengkapnya. dalam SPLN 8A: 1978 (Publikasi IEC 76-1 (1976).

Berikut data spesifikasi beberapa trafo yang ada di pasaran : Trafo 1 :

TRAFINDO Standar

: SPLN 50/97

Rated primary voltage

: 20000V (20 kV)

Secondary Voltage

: 400 V

Kapasitas

: 2500 kVA

Tegangan Impedansi

: 7%

No Load losses

: 4000 W

Load Losses

: 25000 W

Total Losses

: 29000 W

Effciency at 75% load

: 99,05 W

Noise Level

: 62 dB

Keterangan lengkap lihat catalog

Trafo 2 :

Scneider Electric Minera Standar

: EN 60076-1/10

Rated primary voltage

: 15 dan/atau 20 kV

Secondary Voltage

: 400 to 433 V Fasa-fasa, 231-250 V fasa-N

Kapasitas

: 2500 kVA

Tegangan Impedansi

: 6%

No Load losses

: 2150 W

Load Losses

: 22000 W

Total Losses

: 24150 W

Effciency at 75% load

: 99,23 W

Noise Level

: 66 dB

Keterangan lengkap lihat katalog Dari perbandingan trafo di atas maka dipilih trafo yang memiliki losses yang rendah maka dalam perencanaan ini dipilih 3 Trafo Merk “Schneider Electric Minera” dengan kapasitas daya sebesar 2500 kVA dan spesifikasi lengkap terdapat pada lampiran Katalog.

PENENTUAN ARUS NOMINAL UTAMA DAN ARUS NOMINAL CABANG Dalam perhitungan pengaman sekunder kita harus memperhatikan arus nominal untuk masing-masing kelompok. Arus Nominal Primer setiap trafo IN =

2500000 VA = 72,16 A 3 x 20 KV

KHA = 1,25 x 72,16 = 90,2 A

Untuk 2 trafo maka 90,2 x 2= 180,4 Menggunakan kabel merk Supreme N2XSEbY 3x35 mm 2 dengan KHA 173 A di udara pada suhu keliling 30°C, standart IEC

HV TERMINAL

HV

LV

Gambar I.1. Posisi HV  Keterangan lebih lengkap lihat katalog

a) Arus nominal sisi sekunder

In =

KHA =1,25 x

√

= 4510,5 A

√

Menggunakan kabel NYY rm 8 x (1x185 mm2) dipasang di udara dengan KHA terus menerus 511 A tiap kabel pada suhu keliling 30⁰c. Jika dipasang 8 kabel maka KHAnya menjadi 4088 A, dianggap mencukupi karena dengan pertimbangan bebab tidak menyala 100%. Karena di parallel maka untuk busbar pada MDP = 4510 x 2 = 9020 A Menggunakan busbar telanjang dengan 1(100x5mm) dengan KHA tiap busbar sebesar 1310A, sehingga jika menggunakan 7 batang KHAnya menjadi 9170 A.

Gambar I.2 Detail Pemasangan Di Tray Kabel

kabel NYY185 mm single core Vinyl clap Sepatu kabel 18

Setiap bushing sekunder Trafo Terdapa 8 kabel NYY rm 185 mm2

Gambar I.3 Detail Pemasangan Kabel Sekunder

b) Arus cabang

Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 5

√ √ √ √ √

PENENTUAN PENGHANTAR UTAMA DAN PENGHANTAR CABANG -

Kelompok 1 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 8(1x185mm2) dengan KHA @ sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada suhu keliling 30⁰c,jika 8 kabel berarti 2783 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2, berat 7,12 kg/m

-

Kelompok 2 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm2) dengan KHA @ sebesar 490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti 2234,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%. Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah, KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2, berat 7,12 kg/m

-


-


-


Perhitungan Arus Hubung Singkat (Breaking Capacity) ⁰ (ralat)

Psc = 500 MVA R (Ω) a.

Jaringan Sisi Atas

X (Ω)

Sin  0,98

V 2 400 2 Z1    320 P 500

X 1  Z1 .Sin.10 3

Cos  0,15

X 1  320 .0,98 .10 3  0,3136 

R1  Z 1 .Cos .10 3

R1  320 . 0,15 .10 3  0,048  b.

R2 

Transformator

c.V .10 2 0

3

S2

Z2 

Vsc V0 x 100 S

2

=1,49  = 0,01 

X 2  Z 22  R22 √ 1,49 

c.

Kabel



Untuk 1 phasa



d. Busbar Kelompok I

RK 1  

Kelompok I

X K 1  0,045  2  0,09 

L 1  22,5  0,028 A 80  10

Kelompok 2 Kelompok 2

RK 2  

X K 2  0,045  2  0,09 

L 1  22,5  0,028 A 80  10 Kelompok 3

Kelompok 3

RK 3  

Kelompok 4

RK 4  

X K 3  0,045  2  0,09 

L 1  22,5  0,028 A 80  10

Kelompok 4

L 1  22,5  0,028 A 80  10

X K 4  0,045  2  0,09 

Kelompok 5

RK 5  

L 1  22,5  0,028 A 80  10

Kelompok 5

Arus hubung singkat pengaman utama a.

Rt

= R1 + R2 + R3 = 0,048 + 0,01 + 0,16 = 0,218 Ω

Xt = X1 + X2 + X3 = 0,313 + 1,49 + 0,21 = 2,013 Ω

X K 5  0,045  2  0,09 

I SC 



V0 3. R  X 2

2

kA

400 3. 0,2182  2,0132



400  114,19kA 3,5

Arus hubung singkat pengaman cabang a.

Kelompok 1 Rt1 = Rt + R3 + Rk1 = 0,218 + 0,16 + 0,028 = 0,406 Ω Xt1

= Xt + X3 + Xk1 = 2,013 + 0,09 + 0,21 = 2,313 Ω

I SC 



V0 3. R  X 2

2

kA

400 3. 0,406 2  2,313 2

= 98,45 kA

kA

b.


= Xt + X3 + Xk2 = 2,013 + 0,09 + 0,21 = 2,313 Ω

I SC 



V0 3. R 2  X 2

kA

400 3. 0,406  2,313 2

= 98,45 kA

2

kA

c.


= Xt + X3 + Xk3 = 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC 



V0 3. R  X 2

2

kA

400 3. 0,406 2  2,313 2 = 98,45 kA

kA

d.


= Xt + X3 + Xk4 = 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC 



V0 3. R  X 2

2

kA

400 3. 0,406 2  2,313 2

= 98,45 kA

kA

e.


= Xt + X3 + Xk5 = 2,013 + 0,09 + 0,21 = 2,313 Ω

I SC 



V0 3. R 2  X 2

kA

400 3. 0,406  2,313 2

= 98,45 kA

2

kA

PEMILIHAN GENSET

1. PEMILIHAN GENSET A. Daya Yang Digunakan Genset Kapasitas Daya = FK x Beban total terpasang x 125 % = 0,8 x 7500 kVA x 125 % = 7500 kVA Berdasarkan besarnya daya genset yang digunakan dari hasil perhitungan maka rating kinerja genset yang diambil sesuai katalog CUMMINS POWER GENERATOR adalah 3 x 2750 kVA,karena daya kVA tersebut sudah termasuk daya cadangan beban yang digunakan. B. Rating Pengaman Keluaran Genset  IN 

2500 kVA 3 x400 V

= 3608,43 A

 KHA = 1,25 x 3608,43 A = 4510,5 A Menuju panel genset menggunakan kabel NYY merk Supreme 8 x ( 1 x 300 mm2 ) berinti tunggal tiap fasa dengan KHA = 680 A. dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada suhu keliling 30⁰c,jika 8 kabel berarti 3862 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.  Busbar ukuran 80 x 10 mm,dengan KHA 4600 jumlah 4 batang  Stelan maksimum Pengaman Genset = 250% x In = 250% x 3862A = 9655 A

 Menggunakan Pengaman

Untuk memindahkan dari sumber PLN ke Genset digunakan ATS 2. AUTOMATIC TRANSFER SWITCH Jika sumber dari PLN mati maka genset harus segera menyala untuk menggantikan sumber PLN. Dan demikian juga sebaliknya apabila tiba-tiba sumber PLN kembali masuk maka Genset harus segera OFF, karena genset dan PLN tidak boleh bekerja secara bersamaan, jika sumber PLN dan Genset masuk secara bersamaan maka akan terjadi kerusakan. Oleh karena itu diperlukan sistem interlocking antara PLN dan Genset. Dalam perencanaan ini alat yang digunakan adalah ATS (automatic transfer switch). ATS merupakan alat yang dapat mentransfer/memindah secara otomatis antara PLN dan Genset, sehingga lebih memudahkan dalam pengoperasian karena lebih cepat dan menghindarkan terjadinya kerusakan karena PLN dan Genset bekerja bersama-sama.

PERHITUNGAN SANGKAR FARADAY Medan listrik berpengaruh dan berbahaya bagi pekerja yang bekerja pada atau dekat sekali dengan bagian dari jaringan yang bertegangan. Pekerja dapat mempergunakan perlindungan untuk hal tersebut seperti sangkar faraday. Dalam perhitungan ini yang perlu diperhatikan adalah system pengaman dari sisi TR maupun TT pada trafo. Sesuai dengan catalog yang ada jarak aman sisi tegangan tinggi adalah = 500 mm dengan perkiraan panjang tangan manusia sekitar kurang lebih 500 mm.sehingga dapat terhitung sangkar faraday sesuai dengan dimensi trafo yang digunakan. Dimensi trafo yang digunakan dengan data sebagai berikut : Panjang (A) :

2250 mm

Lebar (B) :

1335 mm

Tinggi (C)

:

2025 mm

Sehingga diperoleh dimensi sangkar faraday terpasang sebagai berikut : Panjang :

Lebar

Tinggi

(jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x 2 + panjang trafo

:

( 500 + 500 ) x 2 + 2250 mm

:

4250 mm.

:

(jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x 2 + lebar trafo

:

( 500 + 500 ) x 2 +1335 mm

:

3335 mm

:

(jarak aman trafo dengan atap) + tinggi trafo

:

1000 mm + 2025 mm

:

3025 mm

3025 mm

165 0 mm

2200 mm 4250 mm

Gambar IV.1 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak depa  Gambar sangkar faraday tampak atas

1000 mm

1000 mm

1000 mm

2250 mm

4250 mm

1335 mm

3335 mm

Gambar IV.2 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak atas

3025 mm

2025 mm

4250 mm Gambar IV.3 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak samping

PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DAN DESAIN CELAH UDARA PADA GARDU INDUK Dalam kerjanya transformator tidak lepas dari kerugian salah satunya adalah panas, panas yang berlebihan pada trafo dapat mengakibatkan hal-hal yang tidak diinginkan antara lain : 1) Drop tegangan. 2) Pemanasan pada minyak trafo yang berlebihan, sehingga menyebabkan turunnya kualitas minyak trafo yang dapat mengakibatkan tegangan tembus minyak trafo turun. Sehingga dalam kerjanya trafo menuntut sistem pendinginan yang baik, oleh karena itu sistem pendinginannya harus mempunyai kinerja yang baik, dari berbagai macam faktor yang mempengaruhi pendinginan salah satunya adalah sirkulasi udara, karena dalam perencanaan ini trafo yang digunakan diletakkan dalam ruangan (indoor). Untuk itu kita harus menghitung seberapa besar celah ventilasi yang dibutuhkan agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik. Celah ventilasi pada trafo dihitung pada saat load losses pada suhu 75oC dengan losses sebesar 6500 Watt = 1,5 kW hal tersebut dapat dilihat pada data trafo. Data lain yang diketahui adalah sebagai berikut: 1) Temperatur udara masuk(t1) 20oC 2) Temperatur udara keluar (t2) 35oC 3) Koefisiensi muai udara ( ) 

1 273

4) Tinggi ruangan = 4 meter. Dengan data diatas dapat dicari volume udara yang dibutuhkan untuk mensirkulasi panas adalah sebagai berikut:

V 

860 Pv x(1   t1 ) 1116 (t 2  t1 )

dimana: Pv = rugi trafo (Kw) / no load losses + load losses = 4 + 25 = 29 kW t1 = temperatur udara masuk (oC) t2 = temperatur udara keluar (oC) α = koefisien muai udara

H = ketinggian ruangan (m)

sehingga:

V 

860 .29 1 x(1  .20 ) 1116 (35  20 ) 273

V  1,38 m 3 s Kemampuan pemanasan udara yang mengalir disepanjang tangki trafo adalah

v

H



dimana: H=ketinggian (m) ζ = koefisien tahanan aliran udara Koefisien tahanan aliran udara berbeda-beda tergantung pada kondisi daripada tempat diletakkannya trafo itu sendiri. ζ

Kondisi tempat Sederhana

4.....6

Sedang

7.....9

Baik

9.....10 (jaringan konsen)>20

Apabila kondisi tempat dimisalkan adalah baik maka ζ = 9. Sehingga:

v

4 9

v  0,444 Maka dapat kita hitung celah ventilasi sebagai berikut:

qc (penampang celah udara yang masuk) :

qc

V v

1,38 m 3 s : : 3,11 m 2 0,444

Karena udara yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi daripada udara yang masuk yang diakibatkan proses pendinginan trafo dalam ruangan sehingga terjadi pemuaian maka ventilasi udara keluar yang dibutuhkan harus lebih besar daripada celah ventilasi udara masuk, dengan kata lain:

q A  qC Sehingga:

q A 1,1. qC q A 1,1. 3,11

q A  3,42 m 2 Nilai perhitungan diatas adalah nilai minimum, sehingga pemakaian ventilasi udara bisa memakai ukuran yang lebih besar dari ukuran perhitungan diatas. Menurut PUIL 2000, celah udara ventilasi yang diijinkan pada Gardu Induk adalah sebesar 20 cm2/kVA. Maka dari itu, perhitungan luas celah udara untuk ventilasi pada GI adalah sebagai berikut : Daya trafo

= 2500 kVA

Celah udara total

= 2500 x 20 = 50000 cm2

Ruangan yang digunakan sebagai tempat peletakkan transformator, mempunyai dimensi panjang x lebar x tinggi, 7m x 5m x 4m. Celah udara ini dirancang pada dinding sisi 5m. Celah udara seluas 50000 cm2 ini dibagi 4 celah ventilasi, 2 celah ventilasi terdapat di dinding sisi bawah sebagai tempat masuknya udara, dan 2 celah ventilasi terdapat sisi atas dinding sebagai tempat keluarnya udara.



Celah udara sisi bawah :  Ventilasi udara sisi bawah adalah qc =3,11 m 2 /3000000 cm2.  Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = 1500000 cm2. 2 = 3000000 cm2  Perancangan celah ventilasi sisi bawah ini didisain agak miring dan dipasang kassa yang terbuat dari bahan stainless steel agar benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.



Celah udara sisi atas : 2  Ventilasi udara sisi atas adalah q A  3,42 m /3000000 cm2.

 Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = 1500000 cm2. 2 = 3000000 cm2  Perancangan celah ventilasi sisi atas ini didisain lebih luas dari ventilasi sisi bawah karena udara yang memuai akibat pemanasan trafo memiliki volume yang lebih besar daripada udara yang masuk. Selain itu, dipasang besi-besi teralis agar benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator. Luas total ventilasi sebesar 6000000 cm2. Celah ventilasi pada perancangan ini sudah memenuhi persyaratan PUIL 2000 karena luas ventilasi minimum untuk transformator 2500 kVA sudah terpenuhi.  Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran gambar

PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DESAIN TIANG TM, CUT OUT, DAN ARRESTER

A. ARESTER Arrester dipakai sebagai alat proteksi utama dari tegangan lebih.. Karena kepekaan arrester terhadap tegangan, maka pemakainya harus disesuikan dengan tegangan sistem. Pemilihan lightning arrester dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat isolasi dasar yang sesuai dengan Basic Insulation Level (BIL) peralatan yang dilindungi, sehingga didapatkan perlindungan yang baik. Pada pemilihan arrester ini dimisalkan tegangan impuls petir yang datang berkekuatan 100 KV dalam waktu 0,1μs, jarak titik penyambaran dengan transformator 5 Km. 

Tegangan dasar arrester Pada jaringan tegangan menengah arrester ditempatkan pada sisi tegangan tinggi (primer) yaitu 20 KV. Tegangan dasar yang dipakai adalah 20 KV sama seperti tegangan pada sistem. Hal ini dimaksudkan agar pada tegangan 20 KV arrester tersebut masih tetap mampu memutuskan arus ikutan dari sistem yang effektif.



Tegangan sistem tertinggi umumnya diambil harga 110% dari harga tegangan nominal sistem. Pada arrester yang dipakai PLN adalah : Vmaks

= 110% x 20 KV = 22 KV, dipilih arrester dengan tegangan teraan 28 KV.



Koefisien Pentanahan Didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan rms fasa ke tanah dalam keadaan gangguan pada tempat dimana penangkal petir. Untuk menetukan tegangan puncak (Vrms) antar fasa dengan ground digunakan persamaan :

Vrms =

=

Vm 2 22 2

= 15,5 KV Dari persamaan di atas maka diperoleh persamaan untuk tegangan phasa dengan ground pada sistem 3 phasa didapatkan persamaan :

Vm(L - G) =

=

Vrms  2 3

15,5  2 3

= 12,6 KV

Koefisien pentanahan =

12 ,6 KV 15 ,5 KV = 0,82

Keterangan : Vm = Tegangan puncak antara phasa dengan ground (KV) Vrms 

= Tegangan nominal sistem (KV)

Tegangan pelepasan arrester Tegangan kerja penangkap petir akan naik dengan naiknya arus pelepasan, tetapi kenaikan ini sangat dibatasi oleh tahanan linier dari penangkap petir. Tegangan yang sampai pada arrester :

E

=

e K .e.x

E

=

400 KV 0,0006  5Km

= 133,3 KV Keterangan : I

= arus pelepasan arrester (A)

e

= tegangan surja yang datang (KV)

Eo

= tegangan pelepasan arrester (KV)

Z

= impedansi surja saluran (Ω)

R

= tahanan arrester (Ω)

Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flashover dan probabilitas tembus isolator, maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga e adalah :

e =1,2 BIL saluran Keterangan : e

= tegangan surja yang datang (KV)

BIL = tingkat isolasi dasar transformator (KV)



Arus pelepasan nominal (Nominal Discharge Current) 2e – Eo

I =

Z+R

Z adalah impedansi saluran yang dianggap diabaikan karena jarak perambatan sambaran tidak melebihi 10 Km dalam arti jarak antara GTT yang satu dengan yang GTT yang lain berjarak antara 8 KM sampai 10 KM. ( SPLN 52-3,1983 : 11 )

R =

=

tegangan kejut impuls 100 % arus pemuat

105 KV 2,5 KA

= 42 Ω

I =

2 x 400KV  133,3 0  42

= 15,8 kA Keterangan : E

= tegangan pelepasan arester (KV) e

= puncak tegangan surja yang datang

K

= konsatanta redaman (0,0006)

x

= jarak perambatan

Jatuh tegangan pada arrester dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : V =IxR Sehingga tegangan pelepasan arrester didapatkan sesuai persamaan : ea = Eo + (I x R) Keterangan : I

= arus pelepasan arrester (KA)

Eo = tegangan arrester pada saat arus nol (KV) Eo = tegangan pelepasan arrester (KV) Z

= impedansi surja (Ω)

R = tahanan arrester (Ω) 

Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL) “Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,5 x 40 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut.



Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL) Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flasover dan probabilitas tembus isolator, maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga E adalah : e =1,2 BIL saluran e = 1,2 x 125 KV e = 150 KV Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,2/50 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut. Sehingga dipilih BIL arrester yang sama dengan BIL transformator yaitu 125 KV



Margin Perlindungan Arrester Untuk mengitung dari margin perlindungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : MP

= (BIL / KIA-1) x 100%

MP

= (125 KV/ 133,3 – 1) x 100% = 94,5 %

Keterangan : MP

= margin perlindungan (%)

KIA

= tegangan pelepasan arrester (KV)

BIL

= tingkat isolasi dasar (KV)

Berdasarkan rumus di atas ditentukan tingkat perlindungan untuk tafo daya. Kriteria yang berlaku untuk MP > 20% dianggap cukup untuk melindungi transformator . 

Jarak penempatan Arrester dengan Peralatan Penempatan arrester yang baik adalah menempatkan arrester sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan Yang dilindungi digunakan persamaan sebagai berikut :

Ep

= ea +

2 A x v

= 133,3 KV+

8,3 x

2  4000 KV / s  x 300 m / s

= 26,6x = 0,31 m

jadi jarak arrester sejauh 31 cm dari transformator yang dilindungi. Perhitungan jarak penempatan arrester di atas digunakan untuk transformator tiang. Namun di wilayah Malang juga terdapat penempatan transformator di permukaan tanah dengan menggunakan kabel tanah. Transformator diletakkan di atas tanah dan terhubung dengan arrester yang tetap diletakkan di atas tiang melalui kabel tanah.

Tabel VI.1 Batas Aman Arrester



Pemilihan Arrester Dalam hal ini pemilihan arrester yang digunakan untuk sistem tegangan menengah yaitu arrester katup. Arrester ini terdiri dari atas beberapa sela percik yang dihubungkan seri dengan resistor tak-linier. Resistor tak linier mempunyai tahanan yang rendah bila dialiri arus besar dan mempunyai tahanan yang besar saat dialiri arus kecil. Resistor tak-linier umumnya digunakan untuk arrester yang terbuat dari bahan silikon karbid. Kerja arrester ini tidak dipengaruhi keadaan udara sekitar karena sela percik dan resistor tak-linier keduanya ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup.

B. CUT OUT Cut – Out berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus lebih. Cut – out dipasang pada sisi primer transformator, dalam menentukan cut-out hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah: 

Arus nominal beban untuk pemilihan rating arus kontinyu cut-out



Tegangan sistem untuk pemilihan rating tegangan



Penggunaan CO tergantung pada arus beban, tegangan sistem, type sistem, dan arus gangguan yang mungkin terjadi.

Dalam pemilihan Cut Out, teragantung dari pemakaian trafo apakah memakai minyak atau trafo kering. Di dalam PUIL 2000 hal 190, apabila menggunakan trafo kering, In Co dikalikan 125 % (maksimal).

In CO

= 130 % X

2500 kVA 3 X 20 kV

= 93,81 A Dari data diatas dapat dipilih CO dengan spesifikasi sebagai berikut: Rating arus

: 93,81 A

Rating tegangan

: 20 kV



Untuk Jelasnya Lihat Lampiran...................

PENTANAHAN BODY TRAFO, SANGKAR FARADAY, BODY CUBICLE Pada pentanahan body trafo, sangkar faraday,body cubicle harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal dengan catatan:  Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m  Luas penampang elektroda adalah 120 mm2

L   .r 2

120  3,14 .r 2 r

120 3,14

r  6,18mm  Menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal  Panjang elektroda ( l ) = 35 meter  Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda R pentanahan =

  4L  1  ln 2. .  a 



100  435   1  ln 2. .35  0,00618 

= 4,06  

Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan sistem pentanahan elektroda batang tunggal adalah sebesar 4,06 Ω. Sehingga memenuhi syarat PUIL. Permukaan tanah

p L

2a

Supaya batang elektroda tidak terlalu panjang maka dalam perencanaan pentanahan ini metode yang digunakan adalah metodeTriangle tersebut diketahui data-data sebagai berikut:

untuk merencanakan metode pentanahan

Diketahui  r (jari-jari elektroda)

: 6,18 mm (6,18 x 10-3 m)

 l (panjang elektroda)

: 2 meter

 L (jarak antar elektroda) : 4 meter ( 2 x panjang elektroda)  Tahanan jenis tanah

: 100  /meter (tanah Ladang)

Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu :

k=

1  1m . Factor pengali untuk konfigurasi triangle. 3

Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang dibutuhkan yaitu :

x=

m=

k=

1 L 1 2 = = 1,5 L 2

ln x ln 1,5 = =0,079 l 1 ln ln r 6,18 x10 3 1  2m 1  1(0,079) = = 0,36 3 3

setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: o Rpt =

  k 100  0,36 = 2L 2 2

o Rpt = 2,87  Dengan menggunakan metode triangle maka tidak membutuhkan elektrode yang terlalu panjang.  Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran

PENTANAHAN ARESTER DAN KABEL NA2XSGBY Dalam perencanaan pentanahan ini metode yang digunakan adalah metodeTriangle untuk merencanakan metode pentanahan tersebut diketahui data-data sebagai berikut: Diketahui  r (jari-jari elektroda)

: 6,18 mm (6,18 x 10-3 m)


: 2 meter




k=



x=

m=

k=

1 L 1 2 = = 1,5 L 2

ln x ln 1,5 = =0,079 l 1 ln ln r 6,18 x10 3 1  2m 1  1(0,079) = = 0,36 3 3


  k 100  0,36 = 2L 2 2

o Rpt = 2,87   Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO, PANEL MDP BODY GENSET PANEL GENSET Pada pentanahan titik netral trafo, panel MDP, body Genset, dan panel genset harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan pentanahan system Triangle. Diketahui  r (jari-jari elektroda)

: 6,18 mm (6,18 x 10-3 m)


: 2 meter




k=



x=

m=

k=

1 L 1 2 = = 1,5 L 2

ln x ln 1,5 = =0,079 l 1 ln ln r 6,18 x10 3 1  2m 1  1(0,079) = = 0,36 3 3


  k 100  0,36 = 2L 2 2

o Rpt = 2,87   Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

Pipa besi Kabel pentanahan (BC) Lubang kabel masuk

Lubang baut untuk sepatu kabel

Kabel dipatri pada sepatu kabel

Panjang pipa sesuai dengan panjang elektroda yaitu 35 meter dan ditanam sedalam panjang elektroda

Gambar IX.1 Detail pemasangan elektroda pada pipa batu

PEMILIHAN KOMPONEN KUBIKEL

A. Single Line Diagram Kubikel

FEEDER INCOMING IMC Cut Out

OUTGOING DM1A

Busbar 20 kV LBS (SF6)

Arester

METERING CM

Earth switch (SF6)

Earth switch (SF6)

Mof ujung

CT double sekunder Coupling capacitor

Mof ujung

Fuse PT PT

CB (SF6) CT double sekunder Coupling capacitor

Mof ujung

Ke incoming kubikel pelanggan

Kubikel 20 kV adalah komponen peralatan untuk memutuskan dan menghubungkan, pengukuran, tegangan, arus maupun daya, peralatan proteksi dan control. Didalam perencanaan ini, pelanggan memesan daya kepada PLN sebesar 630 kVA, pelanggan ini termasuk pelanggan TM / TM / TR sehinga trafo milik pelanggan, rugi-rugi di tanggung pelanggan, pengukuran di sisi TT dan trafo ditempatkan di gardu distribusi. Kubikel terdiri dari dua unit. Pertama adalah milik PLN (yang bersegel) dan kubikel milik pelanggan (hak pelanggan sepenuhnya). Setiap kubikel terdiri dari incoming, metering dan outgoing. Pada perencanaan ini, kubikel pelanggan dan PLN disamakan spesifikasinya, karena selain PLN, pelanggan juga perlu memonitoring metering milik pelanggan itu sendiri. Spesifikasi kubikel ialah: 1. Incoming : IMC 2. Metering : CM 3. Outgoing : DM1-A

1. INCOMING (IMC) Komponen pada IMC : *LBS (load break switch), *coupling kapasitor dan *CT - LBS Ialah pemutus dan penyambung tegangan dalam keadaan berbeban, komponen berbeban terdiri atas beberapa fungsi yaitu: 1. Earth Switch 2. Disconnect Switch 3. Load Break Switch Untuk meng-energized, proses harus berurutan (1-2-3) dan memutus beban harus dengan urutan kebalikan (3-2-1). -

Coupling Capasitor Dalam penandaan kubikel membutuhkan lampu tanda dengan tegangan kerja 400 kV. Karena pada kubikel mempunyai tegangan kerja 20 kV, maka tegangan tersebut harus diturunkan hingga 400 V menggunakan coupling capasitor dengan 5 cincin

yang

menghasilkan output tegangan = 20 kV/5 = 400 V -

Current Transformator (CT) Trafo yang digunakan adalah trafo dengan daya 630 kVA. Sehingga arus nominalnya ialah:

IN =

2500000 VA 3 x 20 KV

= 72,16 A

dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : 1. CT ARM / N2F 2. Single Primary Winding 3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating

: 50 A / 5 A

5. Ith

: 12,5 kA

6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA , Class : 0,5 7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 10P30 Lihat katalog kubikel  Dimensi dan berat IMC :  Panjang

: 375 mm

 Lebar(kedalaman) : 500 mm  Tinggi

: 1600 mm

 Berat

: 200k g (hanya panel)

 Accessories:  Motor untuk mengoperasikan saklar mekanik  Kontak Bantu  Pengunci interlock  Pemanas dengan daya elemen 150W  Enclosure atau hubungan enclosure untuk pengawatan  Phase comparator  Indicator kesalahan  Surge arrestors (hanya untuk kubikal 500 mm)

2. METERING (CM)

Terdiri atas Disconnector dan earthing switch, busbar 3 phasa, operating mecanism cs, LV circuit isolation switch, LV fuse, 3 fuse type UTE atau DIN 6.3 A, Voltage transformer heater 150 W (karena daerah degan tingkat kelembaban tinggi). -

Load Break Switch type CS Dioperasikan dengan pengungkit yang terdiri atas :

1. Earth switch 2. Disconnect switch Auxiliary kontak untuk CM yaitu 10 + 2c 

lihat katalog kubikel halaman 44

-



-

Voltage transformer



Transformer VRQ2-n / S1 phase to earth 50 Hz



Rated voltege

: 24 kV



Primary voltage

: 20 √ kV



Secondary voltage

: 100√ V



Thermal power : 250 VA



Kelas akurasi

: 0,5

Lihat katalog kubikel halaman 50

Heater 150 W Heater digunakan sebagai pemanas dalm kubikel. Sumber listrik heater ini berdiri sendiri 220 V-AC. Difungsikan untuk menghindari flash over akibat embun yang ditimbulkan oleh kelembaban di sekitar kubikel.

3. OUTGOING (DM1-A) Terdiri atas: 

SF1 atau SF set circuit breaker (CB with SFG gas)



Pemutus dari earth switch



Three phase busbar



Circuit breaker operating mechanism



Dissconector operating mechanism CS



Voltage indicator



Three ct for SF1 CB



Aux- contact on CB



Connections pads for ary-type cables



Downstream earhting switch.

Dengan aksesori tambahan: 

Aux contact pada disconnector



Additional enclosure or connection enclosure for cabling from above



Proteksi menggunakan stafimax relay atau sepam progamable electronic unit for SF1 – CB.



Key type interlock



150 W heating element



Stands footing



Surge arrester



CB dioperasikan dengan motor mekanis.

 Lihat katalog kubikel

Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : 1. CT ARJP2 / N2F 2. Single Primary Winding 3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating

: 50 A / 5 A

5. Ith

: 25 kA

6. Untuk metering 5 A, Burden : 720 VA , Class : 0,5 7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 5P20



Pemilihan Disconnecting Switch (DS). Disconnecting switch merupakan peralatan pemutus yang dalam kerjanya (menutup dan membuka) dilakukan dalam keadaan tidak berbeban, karena alat ini hanya difungsikan sebagai pemisah bukan pemutus. Jika DS dioperasikan pada saat keadaan berbeban maka akan terjadi flash over atau percikan-percikan api yang dapat merusak alat itu sendiri. Fungsi lain dari disconnecting switch adalah difungsikan sebagai pemisah tegangan pada waktu pemeliharaan dan perbaikan, sehingga dperlukan saklar pembumian agar tidak ada muatan sisa. Karena DS dioperasikan sebagai saklar maka perhitungannya adalah :

I 

KVA(trafo )

I 

2500 kVA

3  20 kV

3  20 kV

 1,15

 1,15

= 82, 98 A Sehingga dipilih DS dengan type SF 6 with earthing switch. 

Pemilihan Load Break Switch. Kemampuan pemutus ini harus disesuaikan dengan rating nominal dari tegangan kerja, namun LBS juga harus mampu beroperasi saat arus besar ( Ics ) tanpa mengalami kerusakan. Cara pengoperasian LBS bisa secara manual yaitu digerakkan melalui penggerak mekanis yang dibantu oleh sisitem pegas dan pneumatic.pemilihan LBS ditentukan berdasarkan dengan Rating arus nominal dan tegangan kerjannya :

I 

KVA(trafo )

I 

2500 kVA

3  20 kV

3  20 kV

= 82,98 A

 1,15

 1,15



Pemilihan Current Transformer. Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat dipilih CT dengan perhitungan sebagai berikut : a) Untuk incoming (IMC) Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah : 1.

CT ARM / N2F

2. Single Primary Winding 3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating

: 50 A / 5 A

5. Ith

: 12,5 kA

6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA , Class : 0,5 7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 10P30 b) Untuk outgoing (DM1A) Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :





Transformer VRQ2-n / S1 phase to earth 50 Hz



Rated voltege



Primary voltage : 20 √ kV



Secondary voltage






Kelas akurasi

: 24 kV

: 100√ V

: 0,5

Pemilihan Potential Transformer Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat dipilih PT dengan perhitungan sebagai berikut : 

Transformer VRC2 / S1 phase to phase 50 Hz



Rated voltege



Primary voltage : 20 kV



Secondary voltage






Kelas akurasi

: 24 kV

: 100 V

: 0,5



Pemilihan CB CB = 250% x Ip = 250% x 72,16 A = 180,4 A

PERENCANAAN THREE CORE TERMINATION

JTM

Recommend Documents