Koordinasi Rele Berdasarkan Derajat Arus dan Waktu

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.4 Koordinasi Rele

2.4.3 Koordinasi Rele Berdasarkan Derajat Arus dan Waktu

Koordinasi rele berdasarkan derajat arus dan waktu yaitu, setelan proteksi dicapai dengan bantuan rele yang memiliki karakteristik waktu operasi kerja rele berbanding terbalik dengan tingkat arus gangguan yang terjadi (rele invers). Oleh karena itu, ada pengaturan dasar yang dapat diatur pada rele invers berupa CTS (Current Transformers Setting) dan TMS (Time Multiplier Setting). Untuk setelan arus ditentukan dengan menyesuaikan CTS sedangkan dalam menentukan pengaturan TMS, arus hubung singkat 3 fasa di setiap lokasi rele pada sistem kelistrikan harus dihitung.

Dengan demikian untuk memiliki koordinasi yang tepat antara rele arus lebih pada sistem radial, rele yang terjauh dari sumber harus diatur untuk beroperasi dalam waktu sesingkat mungkin. Pengaturan waktu meningkat untuk rele berikutnya menuju sumber. Interval waktu yang diperlukan antara dua rele yang berdekatan disebut Coordination Delay Time (CDT). Ini adalah interval minimum yang memungkinkan rele dan CB untuk menghapus gangguan di zona proteksinya.

Dengan CB modern dimungkinkan untuk menggunakan CDT kurang dari 0,4 s. Hal tersebut tergantung pada beberapa aspek berikut ini:

a. Waktu pemutusan gangguan oleh CB, dimulai sejak CB menerima perintah dari rele hingga kontak CB tebuka (berkisar 0,1 detik atau lebih kecil. Informasi ini dapat diperoleh dari spesifikasi CB).

b. Overtravel rele (ketika rele de-energized, rele masih bekerja untuk waktu yang singkat hingga energi yang tersimpan dibuang).

c. Toleransi karena adanya kesalahan (error) pada CT dan rele (kesalahan karena adanya perbedaan antara waktu operasi rele sebenarnya dengan karakteristik yang diterbitkan oleh pabrik pembuat rele dan juga karena pendekatan perhitungan).

d. safety margin, jumlah waktu yang diperlukan dari b ke d adalah 0.3 s dan disebut sebagai margin error.

Sehingga setelan waktu kerja rele setelah rele yang dekat dengan gangguan bekerja adalah sebagai berikut:

𝑡₂ = 𝑡₁+ 𝐶𝐷𝑇 (2.3)

Dimana;

t1 = tundaan waktu kerja rele 1 (detik) t2 = tundaan waktu kerja rele 2 (detik) CDT = coordination delay time (detik)

Interval total yang diperlukan untuk mengatasi margin error sistem proteksi berupa interrupting time CB, relay time error, overshoot rele dan CT error, bergantung pada kecepatan operasi pemutus tenaga (CB) dan sensitivitas rele.

Secara umum coordination delay time dengan tundaan waktu 0.5 s masih dikatakan

normal. Menurut standard IEC 60255 yang ditunjukkan pada Tabel 2.2 dengan kemajuan sistem proteksi saat ini tundaan waktu (CDT) dapat diminimalisir menjadi 0.4s [8]. jika menggunakan rele digital atau numerik sangat memungkinkan melakukan koordinasi rele menjadi 0.3 s.. Oleh karena itu tundaan waktu merupakan parameter yang paling dimungkinkan untuk dilakukan optimasi [9].

Tabel 2.2 Typcal Relay Timming Error

2.5 Rele Utama dan Rele Backup

Sistem proteksi meliputi trafo instrumen, rele proteksi dan pemutus tenaga.

Rele harus cukup sensitif untuk beroperasi pada kondisi gangguan minimum untuk kesalahan yang ada di zonanya dan tetap stabil selama beban maksimum. Oleh karena itu, rele harus dapat membedakan arus gangguan dan arus beban lebih.

Sebagai contoh jika transformator terlindungi, rele seharusnya tidak beroperasi untuk arus masuk magnetisasi (dikenal sebagai inrush current), dimana nilainya bisa mencapai lima sampai tujuh kali arus beban penuh. Demikian pula, kemungkinan adanya ayunan daya yang terjadi dalam sistem, juga harus diabaikan oleh rele.

Untuk mengatasi adanya kegagalan kerja dari sistem pengaman, maka pengamanan sistem tenaga listrik dibuat berlapis menjadi dua kelompok, yaitu

pengaman utama dan pengaman cadangan. Pengaman utama (berupa rele utama) dapat didefinisikan sebagai sistem proteksi yang beroperasi lebih awal terhadap gangguan yang terjadi di zona yang dilindunginya.

Untuk kemungkinan terjadinya kegagalan operasi perlindungan utama, misalnya karena tidak berfungsinya rele utama atau kegagalan CB untuk membuka saat dibutuhkan, perlindungan cadangan (backup) harus diberikan untuk mengisolasi sisi yang mengalami gangguan dari sistem. Oleh karena itu, proteksi cadangan (rele backup) dapat didefinisikan sebagai sistem proteksi yang dimaksudkan untuk melengkapi proteksi utama, dimana jika rele utama tidak bekerja dengan baik dalam mengisolasi gangguan maka rele backup dapat bekerja sebagai proteksi cadangan terhadap gangguan yang terjadi pada sistem.

Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6 dimana R1 bekerja sebagai rele utama yang lokasinya terdekat dengan gangguan. Sedangkan R2 adala rele backup jika rele R1 gagal dalam mengisolasi gangguan.

Gambar 2.6 Sistem Kelistrikan yang Mengalami Gangguan di Titik X

Secara umum, proteksi cadangan dioperasikan sebagai backup untuk kemungkinan kegagalan kerja rele utama dan CB. Penyebab gagalnya rele bekerja dapat mencakup kegagalan rele itu sendiri, kegagalan perangkat tambahan, kehilangan suplai dc, dan kegagalan pada trafo instrumen dan sirkuitnya. Di sisi

lain, penyebab kegagalan CB dapat mencakup kontak utama mengalami gangguan, kegagalan mekanis dalam proses tripping, kumparan trip terbuka, dan hilangnya suplai dc.

2.6 Honey Bee Algoritm

Metode optimasi yang digunakan untuk menentukan optimasi koordinasi rele arus lebih adalah metode berbasis kawanan lebah yaitu Artificial Bee Colony (ABC). ABC adalah sebuah metode optimasi yang terinspirasi oleh perilaku mencari makanan lebah madu yang diperkenalkan oleh Karaboga tahun 2005.

ABC adalah suatu metode pencarian nilai optimal yang terinspiasi oleh kegiatan/pola dari kawanan lebah dalam mencari makanan. Dalam metode ini, perilaku cerdas tertentu dari sekawanan lebah madu berupa perilaku mencari makanan ditinjau, dan sebuah algoritma baru dari koloni lebah buatan (Artificial Bee Colony) yang mensimulasikan perilaku lebah madu tersebut dijelaskan untuk memecahkan permasalahan optimasi multimensi dan multional. Dalam model ABC algoritm, koloni lebah buatan terdiri dari tiga kelompok lebah, yaitu :lebah pekerja, lebah onlooker dan lebah scout. Lebah yang menunggu di dance area untuk membuat keputusan dan memilih sumber makanan disebut lebah onlooker dan lebah yang pergi ke sumber makanan yang pernah dikunjungi sebelumnya disebeut lebah pekerja. Sedangkan lebah yang melakukan pencarian acak disebut scout . Untuk setiap sumber makanan, hanya ada satu lebah pekerja. Lebah pekerja yang sumber makanannya telah habis akan menjadi lebah scout.

Langkah-langkah utama proses optmasi algoritma ABC dapat diuraikan sebagai berikut,

1. Inisiasi posisi sumber makanan.

2. Gerakkan lebah pekerja menuju sumber-sumber makanan dan tentukan jumlah nectar.

3. Gerakkan lebah onlooker menuju sumber-sumber makanan dan tentukan jumlah nektarnya, pada langkah ini, lebah onlooker memilih sebuah sumber makanan dengan menggunakan perhitungan probabilitas dan mendapatkan sebuah sumber makanan baru diarea sumber makanan yang telah di pilih.

4. Tentukan sumber makanan yang harus ditinggalakan dan alokasikan lebah pekerjanya sebagai scout untuk mencari sumber kanan baru berdasarkan pencarian secara acak.

5. Catat sumber makanan terbaik yang telah ditentukan sejauh ini.

6. Ulangi langkah 2-5 hingga kriteria yang diinginkan terpenuhi.

Metode diatas tersebut akan digunakan dalam tugas akhir ini sebagai metode yang digunakan untuk melakukan optimasi koordinasi rele arus lebih.

Penggunaan metode Artificial Bee Colony dalam optimasi koordinasi rele arus lebih dapat direpresentasikan dalam table 2.3

Tabel 2.3 Representasi Penggunaan Metode ABC

Algoritma ABC Optimasi Koordinasi Rele Posisi Sumber Makanan Kandidat rele yang akan

dikoordinasikan

Jumlah Sumber Makanan Jumlah rele yang akan dikoordinasikan Fungsi Objektif Waktu, Tms dan Iset

Pada table diatas, dijelaskan bahwa posisi sumber makanan direpresentasikan sebagai kandidat rele yang akan dikoordinasikan. Kandidat sumber makanan yaitu seluruh rele arus lebih yang akan dikoordinasikan. Jumlah sumber makanan direpresentasikan sebagai jumlah rele yang akan dikoordinasikan dan fungsi objektif direpresentasikan sebagai waktu, tms dan Iset.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian Skripsi ini dilakukan di Pabrik Peleburan Aluminium PT.

INALUM (Persero) Kuala Tanjung, Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan selama 3 (tiga) bulan.

3.2 Bahan dan Peralatan

Bahan yang digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah data dari PT.

INALUM (persero) Kuala Tanjung berupa:

1. Single Line Diagran Sistem Kelistrikan PT. INALUM (persero) 2. Data Pembangkitan Energi Listrik

3. Data Spesifikasi Trafo 4. Data Beban

5. Data Konduktor

6. Data Setelan Rele Arus Lebih Eksisting 7. Data CT (current transformer)

Peralatan yang digunakan untuk simulasi sistem proteksi PT. INALUM (persero) Kuala Tanjung adalah sebagai berikut:

1. Software ETAP 12.6.0 2. Software MATLAB.

3.3 Pelaksanaan Penelitian

Penelitian dimulai dengan pengambilan data yang dibutuhkan terlebih dahulu. Kemudian data tersebut diolah dan disimulasikan menggunakan software ETAP 12.6.0 dan optimasi koordinasi rele arus lebih menggunakan software MATLAB.

3.4 Variabel yang Diamati dan Disimulasikan

Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah:

- Besar tegangan pada sistem jaringan transmisi dan distribusi di PT.

INALUM (persero) Kuala Tanjung, Sumatera Utara.

- Sistem Proteksi rele arus lebih dan pemutus tenaga di PT. INALUM (persero).

Variabel yang disimulasikan dalam penelitian ini adalah:

- Gangguan hubung singkat 3 fasa.

3.5 Prosedur Penelitian

Penentuan koordinasi optimum rele arus lebih dapat dilihat pada diagram alir Gambar 3.1 berikut ini. Dimana tahapan pertama yang dilakukan adalah studi literatur tentang koordinasi rele arus lebih, selanjutnya pengambilan data pada lokasi kerja di PT. INALUM (persero). Data-data yang diperoleh dibuatkan simulasinya di ETAP 12.6.0 dan kemudian koordinasi rele arus lebih dioptimasikan menggunakan software MATLAB.

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

3.5.1 Prosedur Kerja

1. Pengumpulan Data

Data yang dibutuhkan diambil dari PT. INALUM (pesero) Kuala Tanjung, Sumatera Utara.

2. Pemodelan Single Line Diagram

Dengan bantuan software ETAP 12.6.0 sistem proteksi rele arus lebih dari GI Kuala Tanjung hingga ke Pabrik Peleburan Aluminium akan dirangkai.

3. Memasukkan Data dan Menjalankan Simulasi

Data yang dikumpulkan diinput ke dalam sistem untuk disimulasikan menggunakan software ETAP 12.6.0 sehingga diperoleh nilai arus yang mengalir di setiap bus beban. Berikut ini adalah data-data yang akan dimasukan ke dalam sistem.

a. Grid 275 kV

Energi yang dibangkitkan dari PLTA Sigurgura dan Tangga direferensikan sebagai Power Grid dengan spesifikasi ditunjukkan pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Power Grid

b. Transformator

Transformator adalah komponen listrik yang dapat mengubah energi listrik bolak-balik dari suatu level tegangan ke level tegangan tertentu berdasarkan prinsip elektromagnet. Adapun data spesifikasi trafo di Gardu Induk Kuala Tanjung ditunjukkan pada Tabel 3.2 berikut.

Tabel 3.2 Transformator

c. Beban

Data beban di Pabrik Peleburan Aluminium PT. INALUM (persero) Kuala tanjung direferensi sebagai beban lump load dan static load yang ditunjukkan pada Tabel 3.3 berikut.

Tabel 3.3 Data Beban

d. Konduktor

Berikut spesifikasi konduktor yang digunakan di PT. INALUM (persero) yang diperlihatkan pada Tabel 3.4 berikut.

Tabel 3.4 Data Konduktor

e. Rele dan CT

Rele arus lebih yang digunakan di Pabrik Peleburan Aluminium PT.

INALUM (persero) adalah Fuji Elektri dan Toshiba, dengan spesifikasi yang diperlihatkan pada Tabel 3.5 sebagai berikut.

Tabel 3.5 Setelan Rele Eksisting

4. Menghitung Koordinasi Rele Arus Lebih

Dengan referensi arus beban, akan dihitung setelan arus untuk dilakukan koordinasi rele arus lebih yang sesuai agar tidak terjadi kesalahan kerja pada sistem kelistrikan di PT. INALUM (persero) Kuala Tanjung, Sumatera Utara.

5. Menampilkan Kurva Koordinasi Rele Arus Lebih

Setelah diperoleh koordinasi yang baik, akan diperlihatkan kurva karakteristik dari koordinasi rele arus lebih melalui star view simulator pada software ETAP 12.6.0.

6. Menentukan Koordinasi Optimum Rele Arus Lebih

Jika setelan arus dan TMS rele sudah diperoleh, maka referensi ini akan di input ke dalam sistem bee algorithm untuk disimulasi menggunakan software MATLAB. Dimana sistem optimasi ini berisi aturan-aturan yang menjadi syarat dalam pengambilan keputusan.

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pemodelan Sistem Proteksi di PT. INALUM (persero)

Pemodelan sistem proteksi di PT. INALUM (persero) Kuala Tanjung dilakukan dengan cara membuat single line diagram pada software ETAP 12.6.0 (Lampiran A) dengan memperhatikan data-data peralatan listrik yang meliputi transformator, konduktor, bus, rele eksisting, CB dan beban.

Pemodelan single line diagram tersebut bertujuan untuk melihat kondisi eksisting sistem proteksi di PT. INALUM (persero), Kuala Tanjung. Setelah melakukan pemodelan sistem proteksi, akan dilakukan perhitungan dan setelan koordinasi rele arus lebih pada masing-masing tipikal pembebanan yang telah ditentukan.

4.2 Pemilihan Tipikal Koordinasi pada PT. INALUM (persero)

Dalam menganalisis setelan koordinasi rele arus lebih studi kasus di PT.

INALUM (persero) Kuala Tanjung, akan dipilih 3 tipikal koordinasi rele arus lebih yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Adapun tipikal pembebanan yang akan dibahas dalam skripsi ini dibagi menjadi 3 tipikal. Berikut adalah tipikal-tipikal sistem yang akan dianalisis:

1. Tipikal 1: Koordinasi rele arus lebih dari bus KT-1, Transformator No.1 MTR 230 MVA, Transformator No.1 LVR 182 MVA, hingga ke bus peleburan aluminium Port 1.

2. Tipikal 2: Koordinasi rele arus lebih dari bus 2, Transformator No.1 PPTR 48 MVA, bus 39, hingga ke beban Lump 7.

3. Tipikal 3: Koordinasi rele arus lebih dari bus KT-2, Transformator No.1 MTR 182 MVA, Transformator No.3 LVR 182 MVA, hingga ke bus peleburan alumnium Port 3.

Tipikal 1 Tipikal 2 Tipikal 3

Gambar 4.1 Single Line Diagram PT. INALUM (persero) Kuala Tanjung

4.3 Analisis Arus Gangguan Hubung Singkat

Dalam menentukan setelan arus rele dalam skripsi ini, dilakukan simulasi arus gangguan hubung singkat menggunakan software ETAP 12.6.0 pada setiap bus atau peralatan yang dilindungi oleh rele proteksi arus lebih. Untuk keperluan analisis arus gangguan hubung singkat diperlukan arus gangguan hubung singkat maksimum.

4.4 Analisis Koordinasi Rele Eksisting

4.4.1 Analisa Koordinasi Rele Eksisting Tipikal 1 dengan Setelan Default

Tipikal 1 terdiri dari 4 rele arus lebih yaitu Rele A, Rele 36, Rele 1 dan Rele 7. Tipikal koordinasi rele ini ditunjukkan pada Gambar 4.2 dimana kondisi sistem kelistrikan disalurkan dari bus KT-1 menuju bus 17, bus 2, bus 19 hingga akhirnya sampai ke peleburan aluminium atau beban yang disebut sebagai bus Port-1. Rele 7 merupaka rele pengaman pada sisi primer transformator No.1 MTR 230 MVA. Rele 1 digunakan sebagai pengaman sisi primer transformator No.1 LVR 182 MVA dan Rele 36 sebagai pengaman sisi sekundernya. Adapun pada sisi peleburan aluminium bus port-1 diamankan oleh Rele-A.

Gambar 4.2 Koordinasi Rele Tipikal 1

Kurva koordinasi rele arus lebih tipikal 1 ditunjukkan pada Gambar 4.3 terlihat bahwasanya sistem masih mengalami kesalahan operasi kerja untuk Rele 7 yang seharusnya tidak beroperasi mendahuluai Rele 1 dan Rele 36. Selain itu operasi kerja instantaneous Rele 7 memiliki setelan yang terlalu dini untuk dioperasikan pada transformator No.1 MTR 230 MVA saat keadaan inrush current.

Gambar 4.3 Kurva Karakteristik Koordinasi Eksisting Tipikal 1

Dari kurva koordinasi di atas bisa disimpulkan bahwa jika terjadi gangguan pada sisi sekunder transformator No. 1 LVR 182 MVA (Lampiran B. 1), maka Rele 7 akan bekerja lebih dahulu dibandingkan rele pengaman utama yaitu Rele 36.

Gambar 4.4 akan menjelaskan operasi kerja sistem proteksi rele arus lebih saat diberi gangguan pada Port 1 menggunakan software ETAP 12.6.0.

Gambar 4.4 Sequence of Operating Eksisting Tipikal 1

4.4.2 Analisa Koordinasi Rele Eksisting Tipikal 2 dengan Setelan Default

Tipikal 2 terdiri dari 3 rele arus lebih yaitu, Rele 6, Rele 55 dan Rele 71.

Rele-rele ini tersusun secara seri yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Koordinasi Rele Tipikal 2

Rele 6 pada gambar di atas difungsikan sebagai proteksi arus lebih sisi primer transformator No.1 PPTR 48 MVA, untuk sisi sekundernya diproteksi oleh Rele 55. Adapun pada sisi beban Lump 7 diproteksi oleh Rele 71 sebagai pengaman sistem dari kemungkinan gangguan arus lebih yang terjadi.

Jika diperhatikan kurva karakteristiknya pada Gambar 4.6 berikut ini. Kita akan mendapati kesalahan kerja rele dengan karakteristik instantaneous Rele 6 yang berkerja terlalu dini dibandingkan Rele 55 dan Rele 71 (Lampiran B. 2). Pada Gambar 4.7 akan memperlihatkan operasi kerja koordinasi rele arus lebih saat diberi gangguan pada sisi beban Lump 7.

Gambar 4.6 Kurva Karakteristik Koordinasi Eksisting Tipikal 2

Gambar 4.7 Sequence of Operating Eksisting Tipikal 2

4.4.3 Analisa Koordinasi Rele Eksisting Tipikal 3 dengan Setelan Default

Koordinasi rele tipikal 3 ini terdiri dari 4 rele yang terletak pada penyulang yang sama yaitu Rele 34, Rele 32, Rele 39 dan Rele B. Rele-rele ini tersusun secara seri sperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8. Rele 34 digunakan sebagai proteksi arus lebih sisi primer transformator No.4 MTR 182 MVA. Rele 32 difungsikan sebagai proteksi arus lebih sisi primer transformator No.3 LVR 182 MVA, dan sisi sekundernya diamankan oleh Rele 39. Adapun pada Bus Port-3 diproteksi oleh Rele B yang digunanakan sebagai proteksi arus lebih pada sisi beban.

Gambar 4.8 Koordinasi Rele Tipikal 3

Terlihat pada kurva karakteristik koordinasi proteksi yang ditunjukkan pada Gambar 4.9 berikut, Rele 34 mengalami kesalahan operasi kerja. Dimana operasi kerja rele ini terlalu cepat dari Rele 32 dan Rele 39, serta proteksi rele instantaneous Rele 34 lebih cepat dibandingkan Rele 32 dan Rele 39 (Lampiran B. 3).

Gambar 4.9 Kurva Karakteristik Koordinasi Eksisting Tipikal 3

Pada Gambar 4.10 akan menjelaskan opersi kerja koordinasi rele proteksi arus lebih Tipikal 3 saat sistem diberi gangguan pada Port 3.

Gambar 4.10 Sequence of Operating Eksisting Tipikal 3

4.5 Evaluasi Koordinasi dan Rekomendasi Rele

Evaluasi koordinasi bermaksud untuk memperbaiki beberapa kesalahan kerja rele pada analisis kondisi eksisting yang telah dibahas sebelumnya. Settingan koordinasi rele arus lebih dirujuk dari IEEE std 242-2001.

4.5.1 Evaluasi Koordinasi Rele dan Rekomendasi Tipikal 1

Rele arus lebih yang beroperasi pada tipikal 1 adalah Rele A 1-6, Rele 36 pada sisi sekunder transformator No. 1 LVR 182 MVA dan Rele 1 pada sisi primernya, serta Rele 7 pada sisi primer transformator No. 1 MTR 230 MVA.

Berikut adalah analisis evaluasi koordinasi rele pada tipikal 1.

 Rele A 1-6

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Curve : Very Inverse Rasio CT : 1000/5

FLA : 437.9 A

Setelan Arus

Iset(prim) = 1.2 x 437.9

= 525.48 ≈ 526 A

Iset(sek) = Iset(prim) 𝑥 _{𝑅𝑎!𝑖𝑜 𝐶𝑇}¹

= 526 𝑥 ₁₀₀₀⁵

= 2.63 A

Time Multiple Setting (TMS)

t = 0.1

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Time Multiple Setting (TMS)

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Iset(sek) = Iset(prim) 𝑥 _{𝑅𝑎!𝑖𝑜 𝐶𝑇}¹

= 3820.8 𝑥 ₅₀₀₀⁵

= 3.820 A

Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.5 = 0.9 detik

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Curve : Very Inverse Rasio CT : 600/1

FLA : 461.9 A Setelan Arus

Iset(prim) = 1.2 x 461.9

= 554.28 A

Iset(sek) = Iset(prim) 𝑥 _{𝑅𝑎!𝑖𝑜 𝐶𝑇}¹

= 554.28 𝑥 ₆₀₀¹

= 0.9238 ≈ 0.924 Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.9 = 1.3 detik

𝑡 = ( ^13.5

(^𝐼𝑓 𝐼𝑠𝑒𝑡)¹−1

) 𝑥 𝑇𝑚𝑠

𝑇𝑚𝑠 =

𝑡 (( 𝐼_𝑓 𝐼_𝑠𝑒𝑡)

1

− 1)

13.5

𝑇𝑚𝑠 = 1.3 (( 1401 554.28)

1− 1)

13.5

𝑇𝑚𝑠 = 0.147049 ≈ 0.147

Dari anailsis koordinasi rele tipikal 1, setelan rele disimpulkan pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Setelan Koordinasi Rele Tipikal 1

4.5.2 Evaluasi Koordinasi Rele dan Rekomendasi Tipikal 2

Rele arus lebih yang beroperasi pada tipikal 2 adalah Rele 71, Rele 55 pada sisi sekunder transformator No. 1 PPTR 48 MVA dan Rele 6 pada sisi primernya.

Berikut adalah analisis evaluasi koordinasi rele pada tipikal 2.

 Rele 71

Manufakture : ALSTOM Model : P120 Time Multiple Setting (TMS)

Dipilih waktu operasi = 0.3 detik karena bebannya lumped.

𝑡 = ( ^13.5

𝑇𝑚𝑠 =

Manufakture : ALSTOM Model : P120 Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.3 = 0.7 detik

𝑇𝑚𝑠 =

0.7 ((15860 2074.8)

1− 1) 13.5

𝑇𝑚𝑠 = 0.34428 ≈ 0.344

 Rele 6

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Curve : Very Inverse Type Rasio CT : 1000/5

FLA : 839.8 A

Setelan Arus

Iset(prim) = 1.2 x 839.8

= 1007.76 ≈ 1010 A Iset(sek) = Iset(prim) 𝑥 _{𝑅𝑎!𝑖𝑜 𝐶𝑇}¹

= 1010 𝑥 ₁₀₀₀⁵

= 5.05 𝐴

Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.7 = 1.1 detik

𝑡 = ( ^13.5

(^𝐼𝑓 𝐼𝑠𝑒𝑡)¹−1

) 𝑥 (𝑇𝑚𝑠)

𝑇𝑚𝑠 =

Dari anailsis koordinasi rele tipikal 2, setelan rele disimpulkan pada Tabel 4.2

Tabel 4.2 Setelan Koordinasi Rele Tipikal 2

4.5.3 Evaluasi Koordinasi Rele dan Rekomendasi Tipikal 3

Rele arus lebih yang beroperasi pada tipikal 3 adalah Rele B 1-6, Rele 39 pada sisi sekunder transformator No. 3 LVR 182 MVA dan Rele 32 pada sisi primernya, serta Rele 34 pada sisi primer transformator No. 3 MTR 230 MVA.

Berikut adalah analisis evaluasi koordinasi rele pada tipikal 1.

 Rele B 1-6

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Curve : Very Inverse Rasio CT : 1000/5

FLA : 365.5 A

Setelan Arus

Time Multiple Setting (TMS)

𝑡 = ( ^13.5

Manufakture : ALSTOM Model : P120

= 3820.8 A Iset(sek) = Iset(prim) 𝑥 _{𝑅𝑎!𝑖𝑜 𝐶𝑇}¹

= 3820.8 𝑥 ₅₀₀₀⁵

= 3.8208 𝐴

Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.1 = 0.5 detik

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Curve : Very Inverse Type Rasio CT : 5000/5

FLA : 3184 A

Setelan Arus

Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.5 = 0.9 detik

Manufakture : ALSTOM Model : P120

Curve : Very Inverse Rasio CT : 600/1

FLA : 461.9 A

Setelan Arus Time Multiple Setting (TMS) t = 0.4 + 0.9 = 1.3 detik

Dari anailsis koordinasi rele tipikal 3, setelan rele disimpulkan pada Tabel 4.3

Tabel 4.3 Setelan Koordinasi Rele Tipikal 3

4.6 Optimasi Koodinasi Rele

4.6.1 Optimasi Koordinasi Rele Tipikal 1

Dalam menetukan nilai optimasi koordinasi rele tipikal 1, digunakan nilai Iset dan TMS sebagai referensi variabel inputan dalam Artificial Bee Colony.

Adapun datanya ditunjukkan pada Tabel 4.4

Tabel 4.4 Variabel Iset dan TMS Tipikal 1

Dari tabel di atas TMS akan diinput ke dalam sistem ABC dengan bantuan software MATLAB dan hasilnya diperlihatkan pada Gambar 4.11

Gambar 4.11 Inputan TMS Sistem Optimasi Tipikal 1

Setelah semua nilai diinput ke dalam sistem, maka sistem akan membuat keputusan nilai TMS yang paling optimum yang ditunjukkan pada Gambar 4.12 berikut.

Gambar 4.12 Nilai optimum TMS rele tipikal 1

Berikut adalah hasil simulasi sitem optimasi menggunakan Artificial Bee Colony dengan menggunakan software MATLAB disimpulkan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5 Data Hasil Optimasi Koordinasi Rele Tipikal 1

RELAY

Setelan

Rekomendasi Optimasi ABC TMS Waktu(s) TMS Waktu(s) Rele 7 0.147 1.3 0.1356 1.1900

Rele 1 0.15 0.9 0.1417 0.7900

Rele 36 0.09 0.5 0.0700 0.3900

Rele A 0.177 0.1 0.1767 0.1

Selanjutnya hasil optimasi artificial bee colony akan dibandingkan dengan hasil penelitian sebelumnya yang menggunakan metode fuzzy logic. Adapun hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.6

Tabel 4.6 Perbandingan Hasil Optimasi ABC dan Optimasi Fuzzy pada Rele Tipikal 1

RELAY

Setelan

Rekomendasi Optimasi ABC Optimasi Fuzzy TMS Waktu(s) TMS Waktu(s) TMS Waktu(s) Rele 7 0.147 1.3 0.1356 1.1900 0.0162 0.143 Rele 1 0.15 0.9 0.1417 0.7900 0.1481 0.747 Rele 36 0.09 0.5 0.0700 0.3900 0.0924 0.515

Rele A 0.177 0.1 0.1767 0.1 0.2526 0.143

Dari tabel 4.6 dapat dilihat bahwa nilai optimasi ABC baik nilai TMS maupun setelan waktu lebih cepat dibandingkan nilai setelan rekomendasi dan optimasi Fuzzy. Pada rele 7 dan rele A nilai setelan waktu rele tersebut relatif sama persis satu sama lain hasil ini tidak memenuhi standard koordinasi rele yang baik.

4.6.2 Optimasi Koordinasi Rele Tipikal 2

Dalam menetukan nilai optimasi koordinasi rele tipikal 2, digunakan nilai Iset dan TMS sebagai referensi variabel inputan dalam Artificial Bee Colony.

Adapun datanya ditunjukkan pada Tabel 4.7

Tabel 4.7 Variabel Iset dan TMS Tipikal 2

Dari table 4.7 setelan arus dan TMS akan diinput ke dalam sistem ABC dengan bantuan software MATLAB dan hasilnya diperlihatkan pada Gambar 4.13

Gambar 4.13 Inputan TMS sistem Optimasi Tipikal 2

Setelah semua nilai diinput ke dalam sistem, maka sistem akan membuat keputusan nilai TMS yang paling optimum yang ditunjukkan pada Gambar 4.14

Gambar 4.14 Nilai optimum TMS rele tipikal 2

Berikut adalah hasil simulasi sitem optimasi menggunakan Artificial Bee Colony dengan menggunakan software MATLAB disimpulkan pada Tabel 4.8

Tabel 4.8 Data Hasil Optimasi Koordinasi Rele Tipikal 2

Tabel 4.8 Data Hasil Optimasi Koordinasi Rele Tipikal 2