Ismail Yasyid, Maun Budiyanto, Y. Wahyo S.
Program Studi Diploma Teknologi Listrik, Departemen Teknik Elekto Dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada
Email: [email protected], [email protected], [email protected]
ABSTRAK: Sistem proteksi pada Jaringan Tegangan Menengah (JTM) memiliki beberapa perangkat salah satunya adalah recloser. Pada penyulang jajar 4 terdapat recloser yang belum bekerja secara optimal. Oleh karena itu perlu pengaturan atau setting recloser agar berfungsi dengan baik. Untuk melakukan setting recloser terlebih dahulu melakukan perhitungan terhadap arus setting OCR dan GFR menggunakan hitungan manual dan simulasi Ms. Excel. Hasil dari perhitungan digunakan sebagai acuan untuk melakukan setting pada recloser menggunakan aplikasi WSOS 5. Hasil dari setting recloser jajar 4 menggunakan WSOS diperoleh besar arus setting OCR 400A, arus setting OCR 120 A, setting OCR instan 2508 A (5,7 x) dan setting GFR instan 1410 A (9,4x). Dengan hasil setting tersebut recloser dapat bekerja dengan baik dan dapat mengurangi section padam saat terjadi gangguan.
Kata kunci: Ms.Excel, proteksi, recloser, selection, setting, WSOS 5.
ABSTRACT: Protection system on Medium Voltage Network has several devices one of which is recloser. In Penyulang Jajar 4 there is a recloser that has not worked optimally. Therefore need setting or setting recloser to function properly. To perform the recloser setting first do the calculation of current settings OCR and GFR using manual count and simulation Ms. Excel. The result of the calculation is used as a reference for setting the recloser using WSOS 5. The result of the recloser setting of row 4 using WSOS is obtained by OCR 400A setting current, OCR 120 A setting, OCR instant 2508 A (5.7 x) and setting instant GFR 1410 A (9.4x). With the results of these settings the recloser can work properly and can reduce the section off during interruption.
Keywords: Ms.Excel, proteksi, recloser, selection, setting, WSOS 5.
PENDAHULUAN
Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem ketenagalistrikan yang
paling dekat dengan
beban/pelanggan, yang menyalurkan tenaga listrik melalui kabel konduktor dengan menggunakan tegangan 20 kV
pada Jaringan Tegangan Menengah (JTM) serta tegangan 220 / 380 V pada jaringan Tegangan Rendah (JTR). Sebagian besar jaringan distribusi 20 kV di Indonesia menggunakan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) yang melintasi udara terbuka.
Dengan digunakannya sistem saluran tebuka menyebabkan kemungkinan gangguan hubung singkat semakin besar, yang disebabkan oleh pepohonan ataupun hewan yang berkeliaran pada jaringan.
Mengatasi kemungkinan gangguan tersebut maka dibuat sistem proteksi untuk menghindari gangguan 3 fasa, 2 fasa, maupun gangguan fasa dengan tanah.
Peralatan proteksi yang digunakan untuk mengamankan gangguan 3 fasa dan 2 fasa adalah relai arus lebih (OCR), sedangkan untuk mengamankan gangguan fasa tanah menggunakan relai gangguan tanah (GFR). Kedua relai tersebut dipasang sedemikian rupa pada peralatan yang disebut recloser. Peralatan proteksi ini akan membantu menghilangkan gangguan dan mempersempit area gangguan, sehingga tercipta sistem tenaga listrik yang handal.
Secara garis besar Sistem Tenaga Listrik dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu Sistem Pembangkitan, Sistem Penyaluran (Transmisi & Gardu Induk), dan Sistem Distribusi. Sistem Distribusi merupakan bagian akhir dari rangkaian komponen pada sistem tenaga listrik yang disajikan pada gambar 1.
Gambar 1. Sistem Tenaga Listrik
Sistem distribusi tenaga listrik merupakan rangkaian bagian-bagian komponen listrik yang tergabung satu sama lain mulai dari sisi sekunder (tegangan menengah) di Gardu Induk hingga sisi tegangan rendah. Sistem ini berfungsi mendistribusikan atau menyalurkan tenaga listrik ke pelanggan. Sistem distribusi dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Sistem distribusi tegangan menengah mempunyai tegangan kerja di atas 1 kV dan setinggi-tingginya 35 kV. Jaringan distribusi tegangan menengah berawal dari Gardu Induk / Pusat Listrik pada sistem terpisah/isolated. Pada beberapa tempat berawal dari pembangkit listrik. Bentuk jaringan dapat berbentuk radial atau tertutup (radial open loop).
2. Gardu distribusi tenaga listrik adalah suatu bangunan gardu listrik yang berisi atau terdiri dari instalasi.
Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah (PHB- TM), transformator tegangan rendah (PHB-TR), untuk memasok kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah (TM 20 kV) maupun tegangan rendah (TR 220/380V).
3. Jaringan distribusi tegangan rendah adalah bagian hilir dari suatu sistem tenaga listrik. Melalui jaringan distribusi ini disalurkan tenaga listrik kepada para pelanggan listrik.
Recloser artinya menutup kembali, digunakan untuk mengamankan peralatan listrik/jaringan saluran udara tegangan menengah (SUTM) bila terjadi gangguan hubung singkat temporer/sementara atau permanen (Wahyudi, 2012:206).
Dalam sistem tenaga listrik jaringan distribusi recloser disebut sebagai penutup balik otomatis yang pada dasarnya merupakan pemutus
tenaga yang dilengkapi dengan peralatan kontrol. Peralatan ini dapat merasakan ketika jaringan terdapat gangguan dan memerintah pemutus tenaga untuk membuka kemudian menutup kembali atau membuka seterusnya tergantung pada jenis gangguan yang diterima sistem. Fungsi dari recloser atau PBO adalah untuk menormalkan dan mengurangi waktu padam saat terjadi gangguan. Dapat mengurangi waktu padam karena sesuai cara kerja recloser yang dapat menutup kembali saat terjadi gangguan temporer. Sistem tenaga listrik tegangan menengah yang tidak memiliki recloser akan mengalami pemadaman tetap saat terjadi gangguan meskipun gangguan bersifat temporer.
Aplikasi WSOS 5 (Windows Swithchgear Operating System 5) adalah paket perangkat lunak yang diterbitkan oleh Schneider.
Perangkat lunak ini memungkinkan kendali jarak jauh dan pemantauan recloser dan saklar pemecah beban/sectionalisers. Dengan perangkat lunak WSOS para operator dapat melakukan tugas-tugas seperti menganalisa sejarah peristiwa dari masing-masing perangkat untuk mengembangkan strategi pemeliharaan yang akan datang, memperoleh informasi untuk pengoptimalan sistem dan
mengubah pengaturan
perlindungan dan memeriksa status perangkat saat ini dilapangan dari PC.
METODE
Penyulang Jajar 4 disuplai dari gardu induk jajar. Penyulang ini dikelola oleh Rayon Kota Surakarta, daerah penyulang ini dimulai dari PMT T4 hingga LBS NO 8/B4-N.
Dalam single line diagram seperti gambar 2 :
Gambar 2. Single line diagram Penyulang jajar 4 hanya memilikiJJR4 satu buah recloser karena kondisi panjang jaringan yang pendek yaitu 6,4 kms. Dengan panjang jaringan 6,4 kms kondisi ini tidak memenuhi syarat untuk sistem proteksi dengan jumlah recloser lebih dari satu. Syarat jarak ideal untuk letak recloser kedua adalah 7 kms dari recloser pertama. Letak recloser pertama yang dipasang pada penyulang jajar 4 adalah 2,4 kms, jarak ini merupakan jarak ideal untuk backup proteksi PMT pada gardu induk. Sedangkan untuk backup recloser dan mengurangi daerah padam saat terjadi gangguan dipasang sebuah LBS NC yang dipasang pada jarak 4,8 kms pada jaringan. Recloser akan disesuaikan dengan karakteristik jaringan seperti besar beban, jarak penyulang, dan data yang lain.
Dalam pengaturan atau setting recloser menggunakan aplikasi pendukung yaitu WSOS dan Ms.
Excel. WSOS merupakan aplikasi yang akan terhubung dengan bagian port USB pada panel kontrol recloser yang berfungsi untuk mengatur nilai OCR, GFR, waktu trip, dll. Sedangkan Ms. Excel digunakan untuk perhitungan nilai yang diperlukan dalam aplikasi WSOS.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan menggunakan Ms.
Excel yang dapat mempermudah operator dalam menghitung dan melakukan setting recloser. Pada Gambar 3 merupakan hasil perhitungan menggunakan Ms.
Excel dan gambar kurva relai OCR dan GFR pada sistem proteksi Penyulang Jajar 4:
Gambar 3. Kurva Hubungan OCR PMT dengan OCR Reclose
Gambar 5. Hasil perhitungan Ms.
Excel
Berdasarkan hasil perhitungan manual dan perhitungan menggunakan excel hasilnya tidak berbeda jauh. Selain simulasi perhitungan didalam excel dibuat kurva koordinasi proteksi relai OCR dan GFR yang hasilnya sebagai berikut :
Ga mb ar
4 . Kurva Hubungan GFR PMT dengan GFR Recloser
Kurva diatas menunjukan koordinasi yang baik dan dapat diterapkan pada sistem proteksi Penyulang Jajar 4. Karena antara kurva PMT dengan recloser tidak terjadi perpotongan. Ketika terjadi perpotongan antara garis kurva maka akan terjadi kegagalan proteksi karena peralatan bekerja tidak sesuai urutan yang diinginkan.
Hasil perhitungan yang didapatkan tidak menjadi nilai mutlak untuk dimasukan dalam setting. Karena harus disesuaikan dengan keadaan jaringan dilapangan.
Gambar 6. Global setting Angka 400 pada kolom setting current phase merupakan arus beban saat terjadi pelimpahan pada jaringan. Arus beban maksimal yang dimasukan karena meghindari setting ulang saat terjadi pelimpahan beban. Sehingga ketika memasukkan arus beban maksimal cukup sekali pengaturan yang dilakukan.
Sequence reset time merupakan waktu yang diperlukan untuk reset yang berlangsung secara berurutan, reset time ini dapat dikatakan sebagai waktu reset untuk recloser.
Sedangkan trip to loguot merupakan jumlah reclose yang dapat dilakukan oleh recloser.
Gambar 7. Setting Trip 1
Gambar 8. Setting Trip 2
Pada setting trip 1 dan trip 2 komponen yang diatur adalah sama, yaitu TMS OCR, TMS GFR, Iset inst OCR, dan Iset inst GFR. Nilai dari setting diatas mengacu pada perhitungan sebelumnya. Pada trip 1 terdapat kolom reclose time yang memiliki nilai 10,00 detik yang berarti ketika ada gangguan temporer pertama yang melebihi Iset maka dibutuhkan waktu 10 detik untuk menutup balik (reclose). Ketika gangguan pertama dapat dinetralisir namun disusul gangguan kedua, maka yang bekerja adalah pada setting trip 2.
Gambar 9. High Current Logout Cara kerja dari single shot adalah ketika trip 1 bekerja dan
reclose time habis namun saat fault reset time belum selesai menghitung terjadi gangguan kedua maka yang bekerja bukan trip 2 tetapi single shot. Ketika single shot bekerja maka recloser akan trip dan tidak dapat reclose (logout).
Gambar 10. Setting High Current Logout
Gambar diatas menunjukan bahwa pada saat terjadi gangguan dengan arus minimal 2700 A maka recloser akan trip. Untuk nilai arus logout diatur besarnya tidak melebihi besar arus setting outgoing PMT dan diatas arus OCR instan. Gambar 4.1 merupakan gambar sistem koordinasi pada penyulang jajar 4. Recloser terletak pada tiang JJR04-0047 yang berjarak 2,4 kms dari gardu induk.
Proteksi pada PMT gardu induk dibackup oleh recloser, tugas dari recloser ini adalah menetralisir atau menghilangkan gangguan agar tidak sampai hingga PMT. Selain itu untuk mengurangi section padam pada penyulang.
Recloser jajar 4 memiliki daerah kerja dari tiang JJR04-0047 hingga ujung. Ketika terjadi gangguan pada wilayah tersebut maka recloser akan bekerja dan mengamankan zona pertama dari gangguan. Dengan tidak padamnya zona pertama atau dari PMT hingga recloser maka section padam pada penyulang dapat berkurang.
KESIMPULAN
1. Dari hasil perhitungan manual
dan hasil simulasi
menggunakan Ms. Excel diperoleh Tset OCR adalah 0,14 detik, Tset GFR adalah 0,2 detik, dan besar Iset inst OCR adalah 7,4x dan Iset inst GFR adalah 8,09x.
2. Kurva OCR dan kurva GFR berdasarkan simulasi menggunakan Ms. Excel, proteksi yang diusulkan bekerja dengan baik, karena kurva PMT dengan recloser tidak bersentuhan.
3. Pengaturan atau setting recloser menggunakan WSOS
mengacu pada hasil
perhitungan dengan
disesuaikan pada kondisi jaringan, dengan hasil penyesuaian setting OCR instat 2508 A (5,7 x) dan setting GFR instan 1410 A (9,4x).
4. Recloser dapat bekerja dengan baik sehingga ketika ada gangguan dari PMT hingga recloser atau tiang JJR04-0047 tidak padam, sehingga dapat mengurangi section padam.
5. Pengoptimalan kerja recloser disetiap penyulang dengan pemeriksaan secara rutin baik setting maupun keadaan fisik dari recloser agar berfungsi dengan baik dan dapat menekan nilai SAIDI/SAIFI.
6. Saat melakukan penyetingan recloser harus disesuaikan dengan keadaan lapangan dan tidak langsung menjadikan hasil hitungan sebagai setting, hal tersebut berujuan agar recloser dapat bekerja dengan baik.
PUSTAKA ACUAN
Sarimun, Wahyudi, 2012, Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Depok : Garamond.
Schenieder, ADVC N-Series Installation Manual R03 Press, Schneider PT PLN (Persero). 2010. Buku 5 : Standar Konstruksi Jaringan Tegangan
Menengah Tenaga Listrik. Jakarta : PT
PLN (Persero).
PT PLN (Persero). 1983. SPLN No.
52 - 3 : 1983 tentang Pola Pengaman Sistem
bagian tiga : Sistem Distribusi 6 kV dan 20 kV Jakarta : PT PLN (Persero).
PT PLN (Persero). 2013. Sistem Tenaga Listrik. Semarang : PLN Corporate
University.
PT PLN (Persero). 2013. Perangkat Sistem Proteksi Distribusi.
Semarang : PLN
Corporate University.
PT PLN (Persero). 2013. Recloser dan Sectionalizer. Semarang : PLN Corporate