Laporan Praktikum Analisis Sistem Tenaga Listrik Modul VI – VI – Koordinasi Koordinasi Proteksi Muhammad Bhayu Bramantyo / 15524046 Asisten: Hasyim Abdullah Tanggal praktikum: 5 Desember 2017
[email protected] Teknik Elektro – Elektro – Fakultas Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia
Dalam merancang suatu sistem tenaga listrik, Abstrak Abstrak — Dalam diperlukan perencanaan yang baik. Salah satunya adalah keamanan bagi manusia di di lingkungan sekitar atau Teknisi. Grounding atau sistem pentanahan pada jaringan listrik berfungsi sebagai pengaman bagi perlatan listrik dan manusia bila terjadi gangguan atau kebocoran arus yang diakibatkan oleh kegagalan isolasi dan overvoltage. Dalam mendesain sistem pentanahan diperlukan parameter parameter yang sesuai. Dengan bantuan software ETAP, untuk menganalisa dan mendesain sistem pentanahan dapat dilakukan dengan mudah. Pada praktikum ini percobaan dilakukan dengan 2 metode yang ada dalam ETAP. Pertama menggunakan metode IEEE dan metode FEM.
K ata ata kumci — gro gr oundi undi ng ; Overvo Overvolt lta age ; E TA P
I. PENDAHULUAN I. PENDAHULUAN Suatu sistem tenaga listrik yang handal dan aman merupakan sistem yang baik. Dalam merancang atau mendesain sistem tenaga listrik, tentunya memperhatikan tingkat keamananya bagi kondisi disekitarnya dan bagi sistem itu sendiri. Sistem pengetanahan merupakan sistem yang terdiri dari semua hubungan konduksi diantara peralatan-peralatan listrik dengan tanah yang digunakan sebagai proteksi atau pengaman dengan makhluk hidup terhadap kebocoran arus akibat kegagalan isolasi yang ditimbulkan oleh tegangan lebih (over voltage) voltage) dengan cara mengalirkan arus gangguan ke dalam tanah. Hal tersebut dapat menyebabkan gradien tegangan antara peralatan dengan peralatan, peralatan dengan tanah dan gradien peralatan dengan permukaan tanah yang dapat membahyakan bagi makhluk hidup dan peralatan yang berada pada area generator tersebut. Berdasarkan hal tersebut diperlukan sistem pentanahan yang baik dan efektif untuk meratakan gradien tegangan. Pada percobaan praktikum kali ini adalah dengan mendesain sistem proteksi .Dengan bantuan software ETAP hal tersebut dapat dilakukan lebih mudah dan cepat.
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Konsep dasar sistem pengetanahan Sistem pengetanahan ( grounding system) system) adalah sistem yang terdiri dari semua hubungan konduksi, baik sengaja maupun tidak sengaja antara jaringan atau peralatan-peralatan listrik dengan tanah yang digunakan sebagai proteksi peralatan listrik dan makhluk hidup terhadap gangguan fasa ke tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi yang ditimbulkan oleh tegangan lebih (over (over voltage) voltage ) dengan cara mengalirkan arus gangguan ke dalam tanah. Penyebab terjadinya gangguan tegangan lebih adalah fenomena switching jaringan, gangguan hubung singkat terhadap jaringan dan sambaran petir. Sistem pentanahan harus mampu membatasi kenaikan tegangan antara bagian-bagian peralatan listrik sehingga menghasilkan potensial yang merata (equipotential ) dan memperoleh tahanan pentanahan serendah mungkin sebagai jalan balik arus gangguan ke tanah. Bila arus gangguan ke tanah dipaksakan mengalir melalui tanah dengan tahanan pentanahan yang tinggi akan menimbukan gradien tegangan yang besar dan berbahaya. B. Sistem Pengetanahan grid-rod Pada awalnya disain sistem pengetanahan peralatan Gardu Induk adalah pengetanahan multiple rods dengan cara menanamkan batang-batang konduktor tegak lurus dengan permukaan tanah. Kemudian digunakan sistem grid pada GI karena dianalisis bahwa disain tipe ini lebih memiliki banyak keuntungan dibanding sistem p engetanahan multiple rods. Keuntungan tersebut antara lain yaitu area distribusi arus gangguan ke tanah lebih luas, gradien tegangan pada permukaan tanah akan lebih rata dan penanamannya lebih mudah pada kondisi daerah berbatu.
III. LANGKAH PRAKTIKUM Untuk percoban Pertama,buat sistem pengetanahan grid dengan klik icon Ground Grid pilih model IEEE Method Layar utama Ground Grid akan muncul kemudian klik salah satu bentuk grid yang tersedia. Pilihlah salah satu bentuk grid bentuk grid yang yang tersedia pada design
toolbar . Percobaan kali ini pilih bentuk persegi panjang (rectangular). Selanjunya masukkan nilai parameter ukuran, dimensi grid, dan batang pentanahan ( rod ) nya, double klik pada gambar grid yang dibuat. Maka akan muncul kotak dialog IEEE Group Editor. Isiliah nilainilai pada setiap parameter sama dengan gambar di bawah.
icon Optimize conductor
atau Optimize
conductor and Rods untuk mengetahui jumlah konduktor paling optimal dalam sistem pengetanahan Hasil perhitungan sistem pengetanahan dapat dilihat dengan klik ikon Report Manager. Pada percobaan 2,buat Ground Grid baru sama seperti poin 1 Percobaan 1 namun pilihlah metode FEM ( Finite Element Method )uatlah grid bentuk T, kemudian tambahkan beberapa batang pentanahan (rod ) Setelah itu isi nilai parameter konduktor grid, batang pentanahan rod dan parameter tanah dengan nilainilai sesuai gambar
Gambar 1. Parameter IEEE group editor Selanjutnya, untuk mengedit nilai parameter tanah di sekitar sistem pengetanahan maka double klik pada area soil Maka akan muncul kotak dialog Soil Editor. Klik icon Grounding Grid Study pada sisi atas layar untuk studi sistem pengetanahan. Kemudian klik icon Edit Study Case dan isi beberapa parameter studi kasus sistem pengetanahan klik icon Ground Grid Calc untuk melihat hasil perhitungan dari sistem pengetanahan yang dibuat Perbaiki profil sistem pengetanahan dengan mengubah beberapa parameter seperti jumlah grid dan batang pentanahan rod nya Klik
Gambar 1.1.Parameter Rod,Soil editor dan FEM group editor
Berikutnya, edit study case sistem pengetanahan Hasil dari alert view akan muncul Untuk melihat plot 3D dari tegangan absolut, tegangan sentuh, tegangan langkah sistem pengetanahan maka klik icon 3D Plot. Hasil 3D Plot akan terlihat di layar.
IV.
HASIL DAN A NALISIS
Pada percoban grounding ini menggunakan metode IEEE dan FEM yang ada didalam ETAP
Gambar 2. Metode IEEE Pada percobaan pertama ini adalah settingan menggunakan metode IEEE dengan bentuk Rectangular
Gambar 2.2. GRD Analysis Alert View Dari gambar tersebut bisa kita lihat bahwa tegangan maksimum dari tegangan sentuh melebihi batas yang ditoleransi dimana tegnagan sentuh yg terukur sebesar 7699 dan tegangan sentuh yang ditoleransi 650 . tegangan langkah melebihi batas yang ditoleransi dengan nilai 9134.1dan tegangan langkah yang ditoleransi 2108,7.
Percobaan selanjutnya adalah dengan merubah sumbu x dan y nya dimana sumbu x menjadi 8 dan y menjadi 10
Gambar 2.1. Grid Rectangular Pada tampilan ini kita dapat mengetahui bahwa kedalaman dari sistem pengetanahan adalah 10m dengan bentuk persegi dimana sumbu x=2 dan y=2,selanjutnya kita akan mengamati alert view dari grid Gambar 2.3. Metode IEEE Percobaan selanjutnya adalah dengan merubah sumbu x dan y nya dimana sumbu x menjadi 8 dan y menjadi 10 . dan hasil dapat dilihat pada gambar diatas
Gambar 2.4. grid 3D Rectangular Pada tampilan 3D diatas dapat dilihat bahwa berbeda dengan gambar 3D sebelumnya, terdapat persegi didalamnya dengan sumbu X=8 dan sumbu Y=10.
Gambar 2.6. Ground Grid Summary Report Pada gambar diatas menampilkan data tegangan langkah dan sentuh terhadap sistem Ground grid,
Gambar 3. Metode FEM T-shaped Selanjutnya adalah dengan metode FEM bentuknya seperti huruf “T”. hasil gambar dapat dil ihat diatas.
Gambar 2.5. GRD Anlaysis Alert View Dimana seperti yg bisa kita lihat tegangan sentuh menjadi menurun dan tegangan langkah pada grid yg terukur juga menurun . Begitu juga pada tegangan langkahnya.
Gambar 3.1. Grid 3D T-shape Sistem pengetanahan grid pada gambar diaatas yaitu berada 0.5 meter dibawah permukaan tanah dan bentuknya menyerupai huruf T
Gambar 4.1. Plot 3D profil tegangan langkah Gambar diatas menunjukkan tegangan sentuh pada grid bernilai tinggi apabila semakin dekat pada titik terluar grid dengan tegangan maksimal sebesar 750volt. Gambar 3.2 Pada hasil summary diatas, dapat dilihat bahwa tegangan langkah dan tegangan sentuh berada dibawah tegangan toleransinya dengan GPR sebesar 382.4volts dan Rg sebesar 1.91 Ohm Selanjutnya adalah percobaan ketiga, dengan mengana;isis profil tegangan langkah,sentuh dan absolut
Gambar 4.2. Plot 3D profil tegangan absolut
Tegangan absolut pada grid bernilai tingi dengan di tegangan tengahnya yaitu pada saat sumbu x bernilai 20-50m dengan nilai tegangan maksimal 3750 volts
Gambar 4. Plot 3D profil tegangan langkah Hasil gambar 3D diatas adalah potensi tegangan langkah bisa kita lihat bahwa tegangan langkah bernilai tinggi pada jarak maksimal di sumbu x dan y dengan besar 600volts..
Berdasarkan pada seluruh gambar plot 3D profil tegangang diatas, dapat diketahui bahwa jarak atau nilai X nya mempengaruhi nilai tegangannya yaitu tegangan sentuh, absolut dan langkah.
V.
KESIMPULAN
Sistem pengetanahan ( grounding system) adalah sistem yang terdiri dari semua hubungan konduksi, baik sengaja maupun tidak sengaja antara jaringan atau peralatan peralatan listrik dengan tanah yang digunakan sebagai proteksi peralatan listrik dan makhluk hidup terhadap gangguan fasa ke tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi yang ditimbulkan oleh tegangan lebih ( over voltage)
dengan cara mengalirkan arus gangguan ke dalam tanah. Selanjutnya, Area yang diperluas jauh lebih efektif dari pada menambahkan konduktor untuk mengurangi hambatan pada grid atau jaringan.
VI.
TUGAS
Gambar 5.3. GRD Analysis Alert View Gambar 5. SDL dari sistem
VII.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Wami, Yusreni., “ Analisa Sistem Tenaga” [2] Modul Praktikum Analisis Sistem Tenaga Listrik Teknik Elektro UII
Gambar 5.1. metode IEEE r ectangular
Gambar 5.2. Grid 3D rectangular
