KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI PRIMER 20 kV DENGAN CARA PENYETELAN OCR DAN GFR PADA INCOMING, OUTGOING FEEDER MEMPERGUNAKAN PROGRAM SEDERHANA EXCEL
OLEH PRIBADI KADARISMAN DAN WAHYUDI SARIMUN.N
PT PLN (PERSERO) JASA PENDIDIKAN DAN PELATIHAN APRIL 2003 wyd sn - pri.k
KEANDALAN SISTEM TENAGA LISTRIK
Sebagai syarat utama didalam penyaluran Tenaga listrik mulai dari Pusat Listrik s/d beban (konsumen) Penyampaian Tenaga listrik pada sistem Distribusi 1. Kawat udara 2. Melalui kabel Tanah GANGGUAN-GANGGUAN YANG TERJADI DISEBABKAN
1. Jika mempergunakan kabel tanah : beban lebih atau terpacul 2. Jika mempergunakan kawat udara: Petir, Binatang dan pohon GANGGUAN INI BISA MENYEBABKAN
1. Gangguan 3 fasa 2. Gangguan 2 fasa 3. Gangguan 1 fasa - ketanah wyd sn - pri.k
GANGGUAN-GANGGUAN YANG TERJADI PADA SISTEM DISTRIBUSI DAPAT MENYEBABKAN
1. Pemadaman Individual 2. Pemadaman kolektif yang terdiri dari - Pemadaman per feeder - Pemadaman per Gardu Induk Sesuai TDL tahun 2003 bahwa: Gangguan yang menyebabkan pemadaman, melebihi dari lama dan kali padam yang telah di umumkan oleh PLN kepada konsumen Maka PLN harus membayar pengurangan 10% biaya beban ke pelanggan /konsumen
wyd sn - pri.k
Penyebab gangguan pada Jaringan Distribusi Primer A. SUTM TERKENA PETIR, BINATANG DAN POHON PETIR
RANTING POHON
I (DARI SUMBER)
wyd sn - pri.k
B. SKTM TERPACUL
SEBAGIAN ARUS LEWAT BADAN KE TANAH
I DARI SUMBER
SHORT ANTARA KONDUKTOR DAN SHIELD
SKTM wyd sn - pri.k
Akibat
SUTM terkena petir
BAGAIMANA CARA MENJAGA KEADALAN SISTEM DISTRIBUSI ?
Sumber
Akibat SKTM terpacul
isolasi
Conductor cable
Arus dari sumber menuju
Sumber
titik gangguan
shielding wyd sn - pri.k
Penghantar
Terjadi kebocoran isolasi
PENGAMAN JARINGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI A. DI JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER B. DI JARINGAN DISTRIBUSI SEKUNDER SUTM SKTM
GI
GD
Jaringan Distribusi primer
GH TR Sambungan Rumah
Jaringan Distribusi sekunder TR wyd sn - pri.k
Rumah konsumen
SUPAYA GANGGUAN INI TIDAK MENYEBABKAN PEMADAMAN BESAR (BLACK OUT), PADA SISTEM TENAGA LISTRIK DIBUAT PENGAMANAN (PROTEKSI) BERTINGKAT
1. Sistem Distribusi : a. Distribusi Sekunder - MCB (di rumah konsumen) - NH fuse di LV switch board - Pengaman Beban di Gardu Distribusi b. Distribusi Primer OCR, GFR dan PMT di Incoming dan Outgoing feeder 2. Gardu InduK : OCR, GFR, Differential Relay Karena adanya tingkatan Pengaman (Proteksi) perlu penyetelan rele : Waktu dan Arus KHUSUSNYA DI INCOMING DAN OUTGOING FEEDER 20 kV Banyak cara untuk menyetel Rele: 1. Dengan mempergunakan: Calculator, Program Qbasic, program Visual Basic 6.0, program Pascal, Program Cobol dls 2. Dengan mempergunakan program EXCEL wyd sn - pri.k
CONTOH
SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI
B
A
1
1
C
2
3
2
D
4
5
1. Differential Relay Pengaman Utama Trafo 2. Over Current Relay Trafo sisi 150 kV Pengaman Cadangan Lokal Trafo Pengaman Cadangan Jauh Bus B 3. OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman Utama Bus B1 Pengaman Cadangan Jauh saluran BC 4. OCR dan GFR di B2 Pengaman Utama saluran BC Pengaman Cadangan Jauh saluran CD 5. OCR dan GFR di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman Cadangan Jauh seksi berikut wyd sn - pri.k
SYARAT PENTING UNTUK PENGAMAN A. KEPEKAAN (Sensitivity) HARUS PEKA THD GANGGUAN DALAM RANGSANGAN MINIMUM B. KEANDALAN (Reliability) Dependability : TIDAK BOLEH GAGAL Security
: TIDAK BOLEH SALAH KERJA
C. SELEKTIFITAS (Selectivity) ISOLIR DAERAH TERGANGGU SEKECIL MUNGKIN D. KECEPATAN (Speed) MEMISAHKAN DAERAH TERGANGGU SECEPAT MUNGKIN wyd sn - pri.k
CARA MENGHITUNG ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 1. BISA DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM HUBUNG SINGKAT MASUKKAN DATANYA, RUN PROGRAMNYA DAPAT HASIL CARA INI MUDAH PELAKSANAANNYA, TAPI ADA KERUGIANNYA : KITA TIDAK TAHU CARA HITUNGNYA AGAR CARA HITUNG DAPAT KITA KUASAI 2. BISA DIHITUNG DENGAN CARA SEDERHANA MUDAH MENGGUNAKAN PAKET PROGRAM EXCEL KARENA
PAKET PROGRAM YANG BANYAK DIKENAL STAF PLN BISA DIPAKAI UNTUK MENGHITUNG KOORDINASI BISA DILACAK RUMUS YANG DIGUNAKAN
UNTUK ITU PERLU BEKAL ILMU CARA MENGHITUNG wyd sn - pri.k
PERHITUNGAN ARUS HUBUNG SINGKAT UNTUK : •
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA
•
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA
•
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH
RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAH HUKUM OHM I=
V
I = ARUS GANGGUAN H.S
Z
V = TEGANGAN SUMBER Z = IMPEDANSI DARI SUMBER KETITIK GANGGUAN, IMPEDANSI EKIVALENT
wyd sn - pri.k
BENTUK JARINGAN PERLU DIKETAHUI UNTUK MENGHITUNG ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT UNTUK DISTRIBUSI YANG DIPASOK DARI GARDU INDUK / KIT : AMBIL DATA Z POS. NEG, Z NOL
PENYULANG 20 KV
BUS 150 KV SUMBER KIT ATAU TEG. KIT DARI SISTEM 150 KV, AMBIL DATA S C LEVEL
DARI KIT AMBIL DATA -Xd” -MVA -kV
HITUNG Z SUMBER
TRAFO DAYA
BUS 20 KV
AMBIL DATA IMPEDANSI MVA, KV dll
wyd sn - pri.k
HITUNG 25% Z
HITUNG 50 % Z
HITUNG 75 % Z HITUNG 100 % Z
UNTUK SIMULASI LOKASI GANG.
Data : MVA Short Circuit di Bus 150 kV
Reaktan Sumber =
500 MVA
(0+j
0,8 ) Ohm
TRAFO TENAGA Kapasitas Impedansi Trafo Tegangan Primer Tegangan Sekunder Belitan Delta Kapasitas Delta Arus Nominal 20 kV Ratio C.T ( 20 kV ) Pentanahan 20 kV
10 10 15 0 20 0 7 288,6751 300 40
MVA % = kV kV Xo = MVA Amper 5 Ohm
4 Ohm
PENYULANG 40 Ohm
Z1 / km Z0 / km Panjang Saluran Z1 Saluran Z0 Saluran
R
0,12 0,23 0,180 0,530 10 km 1,2 2,3 1,800 5,300
PERHITUNGAN ARUS HUBUNG SINGKAT Lokasi Gangguan
3 Fasa 2 fasa 1 fasa
25 % Panjang Saluran 50 % Panjang Saluran 75 % Panjang Saluran 100 % Panjang Saluran
2144,94 1930,88 1753,06 1603,6
wyd sn - pri.k
1857,6 1672,2 1518,2 1388,8
jX
262,878 259,034 255,254 251,538
SETELAN OVER CURRENT RELAY & GROUND FAULT RELAY PERHITUNGAN SETELAN RELAY O.C / G.F
Pengaman In Trafo
O.C G.F
288,68
Relay OC/GF Incoming Karakteristik Relay C.T Definite Inverse Ratio I set t set I set tms 60
5,77
0,7
5,05
0,20
0,5
0,7
0,5
0,22
Re lay O.C/ G.F di Penyulang Karakteristik Relay I Beban C.T Definite Inverse (A) Ratio I set t set I set tms 100
300
5
2,00 0,5
PEMERIKSAAN WAKTU KERJA RELAY INVERSE Relay di Incoming Relay di Outgoing tms O.C= 0,20 tms O.C 0,13 Lokasi Gangguan tms G.F= 0,22 tms G.F 0,10 3 fasa 2 fasa 1 fasa 3 fasa 2 fasa 1 fasa 25 % Panjang Sal. 50 % Panjang Sal. 75 % Panjang Sal. 100 % Panjang Sal.
0,70 0,74 0,78 0,82
0,76 0,80 0,85 0,90
0,70 0,70 0,71 0,71
wyd sn - pri.k
0,30 0,31 0,32 0,33
0,32 0,33 0,34 0,35
0,30 0,30 0,30 0,31
0,3 1,75 0,3
0,13
0,5 0,10
GRAFIK SETELAN RELAY ANTARA INCOMING DAN OUTGOING FEEDER setting OCR & GFR 0,80 0,70 ) 0,60 k i t e 0,50 d ( 0,40 u t k 0,30 a W0,20
Incoming Outgoing
0,10 0,00 25%
50%
75%
Lokasi gangguan
wyd sn - pri.k
100%
KESIMPULAN
1. Penyetelan pengaman jaringan distribusi seperti OCR dan GFR perlu ketelitian, jika terjadi gangguan 3 fasa, 2 fasa atau 1 fasa ketanah tidak mengakibatkan salah kerja antara Rele yang terpasang di Incoming feeder dan outgoing feeder 2. Dengan mempergunakan program excel dapat mempermudah perhitungan arus gangguan hubung singkat dan koordinasi relenya, serta si penyetel (bagian operasi) dengan mudah dapat menghitung sendiri koordinasi rele tersebut 3. Membeli program penyetelan rele dari vendor mahal biayanya, tetapi si penyetel rele tidak dapat mengetahui proses didalam program tersebut (black box), Program excel adalah jawaban dari kemahalan tersebut.
wyd sn - pri.k
TERIMA KASIH BANYAK ATAS PERHATIAN BAPAK-IBU SEKALIAN
wyd sn - pri.k
