PENGHANTAR 150 KV BERBASIS SIEMENS S7-1200 PLC
6. Ketika alat sudah bekerja maka indikator akan menyala sesuai setting
yang telah dibuat dan akan ditampilkan pada HMI. Penyusun disini menggunakan Ignition SCADA yang digunakan sebagai tampilan HMI, dimana indikator pada panel dapat dimonitor dan arus yang mengalir pada alat simulasi akan termonitor juga pada Ignition SCADA.
Sumber 220 V AC masuk ke
rangkaian SMPS untuk diubah menjadi tegangan keluaran 24 V DC. Tegangan 24 V DC nantinya akan digunakan untuk mensupply Siemens S7-1200 PLC sebagai pusat pengendali dari keseluruhan rangkaian alat simulasi yang penyusun buat.
Tujuan mengapa penyusun menggunakan modul SMPS 24 V DC ini adalah agar PLC yang penyusun pakai mendapat tegangan keluaran 24 V DC yang stabil terhadap perubahan-perubahan seperti, tegangan, arus beban, atau temperatur yang tidak konstan.
Gambar. 8. SMPS 24 VDC Rangkaian gangguan ini juga disupply oleh tegangan 12 VAC. Berdasarkan rumus nilai arus setting OCR, maka untuk rangkaian normalnya penyusun menggunakan resistor sebesar 10 Watt 27 Ohm. Untuk gangguan 1 penyusun menggunakan resistor 20 Watt 12 Ohm agar nantinya terbaca arus gangguan sebesar 1 Ampere. Untuk gangguan 2 penyusun menggunakan resistor 20 Watt 7,8 Ohm (5,6 Ohm diseri dengan 2,2 Ohm) agar nantinya terbaca arus gangguan sebesar 1,5 Ampere. Untuk gangguan 3 penyusun menggunakan resistor 20 Watt 6,6 Ohm (5,6 Ohm diseri dengan 1 Ohm) agar nantinya terbaca arus gangguan sebesar 1,8 Ampere. Untuk gangguan 4 penyusun menggunakan resistor 20 Watt 5,6 Ohm agar nantinya terbaca arus gangguan sebesar 2,1 Ampere. Pada rangkaian gangguan ini penulis menerapkan hukum Ohm dalam pembuatannya yaitu pada rangkaian
gangguan jadi ketika saklar gangguan 1 di tekan maka tegangan yang mengalir adalah sekitar 12 VAC dan tegangan tersebut akan mengalir ke resistor 12 Ohm sehingga arus akan terbaca sekita 0,98 Ampere,lalau ketika gangguan 2 ditekan dengan sumber yang sama dan tahanan sebesar 7,8 ohm maka arus yang mengalir akan sebsesar 1,5 Ampere sehingga akan membuat PLC bekerja karena arus yang lewat diatas settingnya sehingga menyebabkan PMT trip. Begitu juga ddengan gangguan 3 dan gangguan 4 dengan besar arus yang terbaca sekitar 1,8 Ampere dan 2,1 Ampere sehingga akan menyebabkan indikator PMT trip karena arus yang lewat melebihi settingnya.
Gambar. 9. Rangkaian Switching Beban &
Gangguan
Prinsip rangkaian Pembagi Tegangan adalah ,tegangan asli dapat dikalibrasikan sehingga dihasilkan tegangan yang lebih rendah dengan memutar potensio yang dirangkai pada output Pembagi tegangan.
Dalam aplikasinya pada alat ini menggunakan transformator step down, dioda bridge, kapasitor dan potensiometer.
Prinsip kerjanya adalah perbandingan tegangan input dan output yang telah disearahkan dari rangkaian converter.
Keluaran dari rangkaian Pembagi Tegangan ini disesuaikan dengan batas maksimal pembacaan analog input PLC yaitu 10 V DC untuk membaca tegangan dan arus dengan memanfaatkan transformator, penyearah gelombang penuh dan filter yang nantinya dapat dibaca dan diproses oleh analog input Siemens S7-1200 PLC.
Gambar. 10. Rangkaian Pembagi Tegangan
Gambar. 11. Digram Alir Alat Simulasi Pengujian alat secara keseluruhan dilakukan untuk mengetahui apakah kinerja alat sudah berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Percobaan yang dilakukan adalah dengan melakukan pengujian dengan menekan saklar yang telah terhubung pada rangkaian resistor untuk memberikan besaran arus yang berbeda-beda pada alat simulasi sehingga akan membuat PLC bekerja dan memerintahkan indikator lampu PMT untuk mati sesuai tunda waktu yang telah ditentukan.
Berikut langkah-langkah dalam pengujian alat simulasi :
1. Setelah menyambungkan alat simulasi dengan tegangan PLN sebesar 219 VAC dan program PLC telah dijalankan.
Selanjutnya menekan saklar untuk mode OCR untuk mengaktifkannya. Ketika saklar ditekan kondisi awal indikator PMT akan menyala dan arus normal akan terbaca pada HMI.
Gambar. 12. Menekan Mode Proteksi OCR Setelah itu tekan saklar gangguan 1 untuk memberi arus yang lebih besar dari keadaan normal, ketika saklar ditekan arus yang mengalir terbaca pada HMI sebesar 0,9 Ampere, ketika ini PLC tidak mendeteksi adanya gangguan karena arus yang mengalir masih dibawah setting yaitu dibawah 1,2 A.
Lalu tekan saklar gangguan ke 2, ketika saklar ditekan maka arus yang mengalir akan terbaca sekitar 1,57 Ampere dimana arus sudah melebihi setting dan PLC akan membacanya lalu memerintahkan indikator PMT untuk mati, indikator PMT tidak langsung mati karena ketika terjadi kenaikan arus diatas setting maka indikator akan mati sesui tunda waktu OCR. Ketika waktu tunda telah terpenuhi maka indikator PMT akan mati dan buzzer akan menyala.
Gambar. 13. Keadaan Indikator PMT mati dan Waktu Tunda PMT
Ketika mendeteksi adanya arus yang melebihi setting indikator PMT start akan menyala dan setelah lampu PMT mati maka indikator OCR trip akan menyala.
Untuk melakukan penormalan ke kondisi awal, tekan silent terlebih dahulu untuk mematikan buzzer lalu tekan aknowladge untuk menghentikan lampu anounciator yang berkedip.
Gambar. 16. Tombol Silent,Aknowladge, &
Reset
Ketika semua sudah dilakukan, selanjutnya lepas gangguan dengan mengoffkan gangguan 2 baru setelah itu dilakukan reset untuk memulihkan ke kondisi normal.
Apabila saklar gangguan masih dalam keadaan on, maka tombol reset tidak akan bisa bekerja karena masih menganggap ada gangguan dan akan menyalakan buzzer kembali serta lampu anounciator.
Saklar gangguan 3 dan 4 prinsip kerjanya sama, tetapi memiliki tunda waktu kerja yang lebih cepat, karena memiliki arus yang lebih besar, sesuai dengan waktu tunda standar inverse yaitu semakin besar arus
gangguan maka akan semakin cepat pula waktu kerja relay.
Tabel 1. Pengukuran Arus No. BesaranTerukur
Hasil Penguk
uran
Tampilan LCD Multimeter &
Scada
1.
Rangkaian Resistor 1
(27 Ohm) 0,44 A
2.
Rangkaian Resistor 2
(12 Ohm) 0,902 A
3. Rangkaian Resistor 3
(7,8 Ohm) 1,57 A
4. Rangkaian Resistor 4
(6,6 Ohm) 1,815 A
5. Rangkaian Resistor 5
(5,6 Ohm) 2,163A
Sesuai dengan prinsip kerja OCR dengan menggunakan Standar Invers , untuk menghitung waktu kerja relay digunakan rumus sebagai berikut :
T= :o x TMS
T(SI) = Waktu Kerja Relay Ihps = Arus gangguan Is = Arus Setting
Tms = Time Multiple Settin (0,4)
Dengan rumus diatas dapat diperoleh rumus untuk mendapatkan waktu kerja relay sesuai dengan Standar Invers.
Perhitungan waktu kerja dengan nilai arus gangguan 1,54 Ampere
T= : x 0,4
= 11,2 detik
Perhitungan waktu kerja dengan nilai arus gangguan 1,82 Ampere
T= : x 0,4
= 6,74 detik
Perhitungan waktu kerja dengan nilai arus gangguan 2,14 Ampere
T= : x 0,4
= 4,91 detik
KESIMPULAN
1. Alat simulasi ini menggunakan satu buah transformator step down. Yang digunakan untuk supply beban dan gangguan dengan tegangan 12 VAC.
2. Pada alat simulasi ini, mensimulasikan prinsip kerja Over Current Relay karakteristik standard imverse dengan arus setting yang digunakan adalah 1,2A dan TMS sebesar 0,4 detik. OCR mampu memproteksi saluran transmisi ketika terjadi gangguan arus lebih dengan cara memerintahkan PMT untuk trip sesuai dengan waktu tundanya tetapi hanya mensimulasikan 1 fasa saja.
3. Penulis jiga menggunakan Siemens S7-1200 PLC untuk mengontrol rangkaian alat tugas akhir serta memonitor menggunakan HMI Ignition Scada.
4. Berdasarkan pengujian dan pengukuran yang telah dilakukan, didapatkan data bahwa semakin besar arus gangguan maka semakin cepat waktu kerja relai. Hal ini sesuai dengan karakteristik yang digunkan pada PLN yaitu karakteristik standard inverse yang digunakan pada alat simulasi ini.5. Indikator PMT pada alat ini menggunakan pilot lamp ketika PMT dalam keadaan close maka lampu akan menyala dan ketika PMT dalam keadaan trip maka lampu indikator akan mati.
PUSTAKA ACUAN
Karyana. 2013. Pedoman dan Petunjuk Sistem Proteksi Transmisi dan Gardu Induk Jawa Bali. Jakarta: PT. PLN (Persero).
Anonimus. 2014. Buku Pedoman Pemeliharaan Proteksi dan Kontrol Penghantar. Jakarta Selatan: PT. PLN (Persero).
Cahyani ,Lisa Nur. 2018. Simulasi Over Current Relay Menggunakan Karakteristik Standard Inverse Sebagai Proteksi Bay Transformator Pada Gardu Induk 150 KV Dengan KonfigurasI Double Busbar Berbasis Arduino MEGA 2560.Jurnal Tugas Akhir Semarang:
Universitas diakses pada Mei 2020 pukul 19.30 WIB.
Mustain.Net. (3 Februari 2020). Tutorial PLC Siemens S7-1200 (TIA Portal).
Diakses pada 22 Maret 2020, dari https://mustain.net/tutorial-plc-siemens-s7-1200/.