Penggunaan Recloser
Penggunaan recloser adalah sebagai peralatan pelepasan dan pemasukan kembali PMT secara otomatis. Recloser biasanya di8gunakan pada jaringan tegangan menengah yang menggunakan system radial.
Penggunaan Secara Umum
Penempatan recloser secara umum biasanya pada :
a. Gardu Induk, misalnya pada peralatan proteksi saluran primer.
b. Line dengan jarak tertentu dari gardu induk sampai sejauh saluran pemisah otomatis ( sectionalizer ), sehingga recloser disamping sebagai pengaman gangguan temporer, juga untuk membatasi luas daerah yang padam karena adanya gangguan.
c. Cabang-cabang penting dari saluran-saluran utama dengan tujuan untuk mengamankan saluran utama dari pemutusan dan pemadaman yang disebabkan oleh gangguan pada cabang-cabang.
Kriteria Penggunaan Recloser
Untuk penggunaan rangkaian recloser otomatis, harus dipertimbangkan enam kriteria, yaitu :
1. Tegangan system
2. Arus gangguan maksimum pada peletakan recloser 3. Arus beban maksimum
4. Daerah arus gangguan minimum yang dapat diproteksi oleh recloser
5. Koordinasi dengan peralatan proteksi lain pada sisi sumber dan sisi beban dari recloser
6. Kepekaan terhadap gangguan tanah
Tegangan system recloser harus memenuhi suatu standar tegangan yang sama atau lebih besar daripada tegangan system. Sedangkan arus gangguan maksimum akan diketahui atau dapat dihitung. Standar pemutusan recloser harus sama atau lebih besar daripada arus gangguan maksimum yang terjadi. Besar arus gangguan maksimum yang terjadi pada akhir dari line seksi harus diperhatikan agar supaya recloser peka terhadap gangguan yang terjadi.
Koordinasi dengan alat proteksi lain ( sisi sumber dan beban ) menjadi penting setelah empat kriteria utama diketahui. Pemilihan penundaan waktu dan rangkaian yang tepat dan benar adalah penting untuk menjamin bahwa pemutusan sesaat atau lama yang disebabkan oleh gangguan-gangguan dibatasi sehingga line seksi menjadi kecil terhadap system secara keseluruhan. Karakteristik waktu arus
dan operasi rangkaian dari recloser dipilih untuk koordinasi dengan peralatan-peralatan di sisi sumber. Setelah ukuran recloser dan rangkaian ditentukan, dilakukan pemilihan perlengkapan proteksi line. Selain itu pula perlu dilakukan penentuan tempat pemasangan recloser kedua dan ketiga untuk membatasi luas daerah yang padam karena gangguan.
Koordinasi Recloser
Koordinasi yang pada pokoknya adalah memilih alat pengaman dan menetapkan stelan waktu guna menentukan daerah pengaman terhadap gangguan sementara dan mengkoordinasi alat-alat pengaman. Untuk itu secara umum dalam perencanaan harus dipersiapkan data-data sebagai berikut.
a. Peta jaringan dengan skala
b. Penentuan tempat-tempat yang telah dipasang alat pengaman c. Kurva karakteristik waktu arus dari alat-alat pengaman d. Arus beban ( keadaan normal dan darurat )
e. Arus gangguan pada setiap titik dimana alaty pengaman tersebut ditempatkan.
Data-data tersebut diambil dari bebrapa sumber, misalnya kurva waktu arus dapat diperoleh dari pabrik, nilai-nilai arus beban dan gangguan biasanya didapat dari komputer melalui studi aliran beban dan gangguan.
Ada beberapa faktor tambahan yang perlu dipertimbangkan dalam koordinasi alat pengaman ( pelebur, recloser dan relai ), mengingat bahwa faktor-faktor ini mempunyai efek tertentu terhadap selektivitas pada kondisi yang tidak menguntungkan, yaitu :
a. Perbedaan kurva waktu arus dan toleransi yang diperkenankan oleh pabrik pembuat
b. Kondisi peralatan sebelum pembebanan c. Suhu sekitar
d. Efek dari siklis menutup kembali
Koordinasi Recloser dengan Recloser
Koordinasi antara recloser diperlukan bila situasi dalam suatu jaringan distribusi telah dipasang :
a. Dua buah recloser phasa tiga
b. Dua buah recloser phasa tunggal, dan
c. Dan recloser phasa tiga di GI dan recloser phasa tunggal pada penyulang cabang
Koordinasi antara recloser-recloser tersebut dapat diberikan contoh sebagai berikut ; Recloser kedua pada sisi hilir dipasang, bila recloser pertama tidak lagi dapat menjangkau ujung terhilir jaringan dan untuk membatasi bagian yang padam bila ada gangguan. Koordinasi dilakukan oleh perbedaan waktu tutup buka dari lengkung lambat. Hal ini terlihat pada gambar 4.1.a, dimana terdapat
dua buah recloser ( PBO = pemutus beban otomatis ) dengan ukuran kumparan kerja berbeda, dimana urutan kerja masing-masing deprogram 2A2B. Karakteristik waktu arus dari kedua recloser tersebut terlihat pada gambar 4.1.b.
PBO 1
PBO 2
2000
Gambar.4.1.a. Koordinasi Antar Recloser dimana seleksi interval buka tutup harus diperhitungkan sebagai tambahan thd ukuran kumparan dan urutan kerja
810 400 7200/2470 V 140 A 2A2U 70 A 2A2B 135 A 230 70 A
Gambar 4.1.b Kurva Waktu Arus yang memperlihatkan koordinasi antar Recloser Phasa Tiga
Dari gambar kurva diatas dapat dilihat lengkung A dan B adalah Recloser R1, dimana pada R1 bekerja terlebih dahulu sebelum Recloser R2 (C dan D) bekerja. Pada kurva A dan B untuk tutup bukanya dipercepat namun pada kurva A lebih cepat dari kurva B. recloser R2 bekerja dengan setting waktu diperlambat, tetapi untuk kurva D lebih lambat dari kurva C.
Bila ditinjau dari urutan buka tutupnya, kerja recloser dengan koordinasi urutan pada recloser cadangan dapat diperlihatkan pada gambar 4.2 ( a, b, dan c ).
Gambar 4.2.c Kerja recloser dengan koordinasi yang salah
Koordinasi Recloser dengan Pengaman Lebur
Koordinasi recloser dengan pengaman lebur di sisi hilir, dilakukan dengan cara memberi waktu kepada pengaman lebur untuk bekerja ( lebur ) diantara waktu tutup dan buka lambat pertama dari recloser. Dengan demikian dalam hal gangguan permanent berada pada sisi hilir dari pengaman lebur, pengaman lebur akan putus ( lebur ) lebih dahulu sebelum recloser sampai pada tutup buak lambat dan terkunci ( lock out ). Pada gambar 4.3.a terlihat situasi system yang khas yang memerlukan koordinasi antara recloser dan kawat-kawat lebur sebesar 40 T dan 65 T. Dimana T = jarak perlambatan waktu.
Gambar 4.3.a Koordinasi antara Recloser dan Pengaman Lebur F1 dan F2
Pada gambar 4.3.b terlihat lengkung-lengkung waktu arus untuk koordinasi pada sisi beban antara kawat-kawat lebur 30 T dengan recloser yang ada pada gambar 4.3.a. Lengkung-lengkung lebur minimum kawat lebur terlukis dengan garis tidak terputus, sedangkan lengkung-lengkung pembebasan maksimum terlukis secara terputus-putus. Lengkung-lengkung waktu arus untuk koordinasi pada sisi beban antara kawat-kawat lebur 40 T dengan recloser pada gambar 4.3.a diperlihatkan pada gambar 4.3.c.
65T 1500 500 1190 435 805 340 815 345 ACR 1 ABC/31 B 40 Ampere 46000 V 7200/12470 V ABC/27 ABC/29 135 Ampere 140A 2A2C 40T C
Gambar 4.3.b Kurva Waktu Arus Koordinasi pada sisi beban antara pengaman lebur 30 T dengan Recloser
Gambar 4.3.c Kurva Waktu Arus Koordinasi pada sisi beban antara pengaman lebur 40 T Recloser
Kurva diatas menunjukkan koordinasi antara Recloser dengan pengaman lebur 30T. Recloser bekerja terlebih dahulu sebelum pengaman lebur bekerja, pengaman lebur ini diberikan jarak waktu 30 T sebelum melebur. Kemudian pada gambar 4.3.c pada pengaaman lebur diberikan jarak waktu 40T.
Recloser bertindak sebagai pengaman utama pada seksi yang diamankannya, sedang circuit breaker minyak ( OCB ) sebagai pengaman cadangan bagi seluruh saluran di GI. Untuk koordinasi yang baik, reclosing relai yang mengontrol OCB harus memiliki karakteristik waktu arus yang sama dengan recloser ( maupun pengaman yang lain seperti sekring ), yaitu karakteristik inverse. Gambar 4.4 memperlihatkan lengkung-lengkung koordinasi antara recloser dan OCB.
Koordinasi dilakukan dengan cara mengatur sehingga recloser harus bekerja terlebih dahulu ( sampai lock out ) sebelum OCB membuka. Hal ini dilakukan dengan menghitung persentase waktu reset dan waktu perputaran relai ( relai travel ) terhadap bekerjanya recloser. Sebagai referensi diambil perputaran relai 100 %, sebelum ini tercapai recloser telah selesai bekerja ( sampai lock out ). Jika persentase tersebut terlampaui, maka berarti pada waktu recloser belum sampai lock out OCB telah membuka.
Gambar 4.4 Kurva Koordinasi Recloser dengan Circuit Breaker
Pada kurva koordinasi Recloser dengan CB diatas, Recloser bekerja dengan setting waktu lebih cepat sehingga bekerja lebih dulu dari OCB sampai lock out sebelum OCB membuka.
Koordinasi Recloser dengan Sectionalizer
Prinsip-prinsip koordinasi dalam penggunaan recloser di sisi beban adalah sebagai berikut :
b. Sectionalizer harus diatur berada pada posisi terbuka terus dalam jumlah hitungan operasi = jumlah operasi dari recloser sampai pada posisi terbuka terus, dikurangi satu hitungan. Misalnya, recloser bekerja pada urutan 2 kali buka cepat dan 2 kali buka lambat. Jadi pada saat recloser-recloser bekerja pada buka lambat yang pertama, sectionalizer harus mengunci pada posisi terbuka, seperti terlihat pada gambar 4.7.
c. Waktu untuk membuka dan menutup kembali recloser harus dikoordinasikan dengan waktu hitungan dari sectionalzer. Waktu ini harus lebih kecil dari waktu mengingat dari sectionalizer, sehingga sectionalizer tidak akan mengingat sebagian dari jumlah operasi kerja recloser.
d. Arus kerja minimum dari sectinalzer harus lebih besar dari arus beban.
Oleh karena sectionalizer tidak mempunyai karakteristik waktu arus, maka pada waktu melakukan koordinasi dengan recloser harus diperhatikan bahwa sectionalizer itu mempunyai karakteristik mengingat hitungan pemutusan yang dilakukan recloser di sisi sumber. Hal ini diperhatikan pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Koordinasi Dasar Recloser-Sectionalizer
• Waktu Melihat Sectionalizer
A Gardu induk 3 hitungan
kumparan 50 A menggerakkan minimum 80 A PSO PBO kumparan 50 A menggerakkan minimum 100 A
Untuk sectionalizer mengunci terbuka pada hitungan ke-3, maka waktu mengingat sectionalizer > Ri + F2. apabila diinginkan sectionalizer mengunci terbuka pada ke-2, maka waktu mengingat sectionalizer > Ri + F2.
Recloser sebagai back up diset mengunci terbuka pada operasi kerja ke-4-nya. Operasi ini dapat merupakan gabungan dari kerja cepat yang diikuti kerja lambat. Sectionalizer harus diset pada hitungan yang lebih kecil dari operasi reclosernya, dalam hal ini dipilih tiga hitungan. Bila gangguan permanent terjadi sesudah sectionalizer ke arah hilir, sectionalizer akan membuka dengan demikian seksi yang terganggu dipisahkan ( ini berlangsung selama operasi ke-3 dari sectionalizer ). Kemudian recloser menutup kembali sehingga bagian yang tidak terganggu dapat berfungsi kembali. Bila terdapat lagi sectionalizer yang terhubung seri, ia dapat diset pada hitungan yang lebih kecil lagi sampai mengunci seperti yang terlihat pada gambar 4.6.
Bila terjadi gangguan, ini akan menyebabkan recloser bekerja dank e-3 sectionalizer akan menghitung pemutusan arusnya. Sectionalizer akan mengunci terbuka dan mengisolasi bagian feeder yang mengalami gangguan. Kemudian recloser masuk kembali sehingga bagian saluran yang tidak terganggu dapat berfungsi kembali, kemudian sectionalizer 1 dan 2 meriset kembali.
Gambar 4.6 Koordinasi Dasar Recloser-Sectionalizer dengan tambahan sectionalizer pada feeder cabang
Gambar 4.7 Waktu hitungan, tiga hitungan mengunci
Rating Recloser
Pemakaian recloser dipilih berdasarkan pada ratingnya yang mempunyai parameter-parameter sebagai berikut :
kumparan 50 A penjatuhan minimum 100 A A Gardu induk 3 hitungan PBO PSO 50 A Coil menggerakkan minimum 80 A B C 2 hitungan R1 R2 1 2 3
Hitungan PSO pertama Hitun
Waktu cadangan Waktu rekaman PSO Hitungan kedua gan ketiga PSO membuka Arus gangguan Waktu
1. Rating tegangan maksimum, yaitu tegangan design maksimum dari recloser 2. Rating frekuensi system, yaitu frekuensi yang digunakan
3. Rating arus kontinyu, yaitu arus kontinyu maksimum yang dapat dialirkan pada recloser dengan temperature pada berbagai bagiannya tidak melampaui batas tertentu.
4. Rating arus trip minimum, pada recloser dengan kumparan seri, arus trip minimumnya = 2 kali arus kontinyu. Sedangkan pada recloser bukan kumparan seri, rating arus trip minimumnya tidak berhubungan dengan kemampuan membawa arus kontinyu.
5. Rating arus pemutus simetris, yaitu arus pemutus simetris maksimum dari recloser.
6. Rating arus simetris, adalah arus pemutusan asimetris yang mungkin terjadi. 7. Rating tegangan impulse withstand ( BIL ), menunjukan kekuatan isolasi yang
mampu menahan tegangan impulse 1,2 x 50 mikro detik.
Studi Kasus Pada Sistem Distribusi
Untuk mengetahui pemanfaatan recloser, maka dilakukan peninjauan ke Sistem Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang AJ Kebayoran. Dimana terdapat feeder 20 kV yang reclosernya difungsikan.
Jaringan Tegangan Menengah
Jaringan tegangan menengah di cabang AJ Kebayoran terdiri dari jaringan utama phasa tiga dengan jaringan percabangan phasa tunggal. Pada umumnya
panjang jaringan percabangan phasa tunggal jauh melebihi panjang jaringan utama phasa tiga dan sebagian besar terdiri dari saluran udara.
Pengaman Jaringan Tegangan Menengah
System pengamanan jaringan tegangan menengah terdiri dari pemutus beban ( PMT ) yang berkecepatan tinggi, recloser ( penutupan kembali otomatis / PBO ), sectionalizer, dan pengaman lebur. Jenis recloser yang digunakan adalah tipe GN3VE. Pemutus beban ( PMT ) yang dipergunakan adalah jenis hidrolik.
Koordinasi Proteksi Pada Jaringan 20 kV
Koordinasi proteksi merupakan urutan kerja suatu system pengaman pada suatu jaringan agar didapat suatu unjuk kerja yang optimal dari masing-masing pengaman sesuai dengan setting dan letak gangguan.
Salah satu koordinasi proteksi pada jaringan 20 kV dapat diperlihatkan pada gambar 4.8 sebagai berikut :
Gambar 4.8 Koordinasi proteksi jaringan 20 kV
Setting Sistem Pengaman
Setting dari sistem pengaman JTM dapat diperlihatkan sebagai berikut
No Pengaman Phasa Pentanahan Keteragan
01 PMT out going 480 A Td 1 240 A Td 3 menutup 1x 02 R1 300 A IA 2D 150 A I.I 2.5 menutup 2x 03 R2 280 A IA 2P 140 A I.I 2.5 menutup 2x 04 R3 200 A IA 2P 100 A I.I 2.5 menutup 2x
05 S1 120 A 60 A membuka 2x
Setting dari pengaman lebur adalah sebagai berikut :
• Pengaman Lebur Daerah 1 < 40 A • Pengaman Lebur Daerah 2 < 30 A • Pengaman Lebur Daerah 3 < 20 A
PMT PMT Rel 150 kV Rel 20 kV Trafo 150/22 kV R1 R2 R3 PMT S GI R=Recloser 3 phasa R=Sectionalizer 3 phasa pelebur
Interval waktu yang digunakan :
• R1 adalah 5”, 10” • R2 adalah 10”, 15” • R3 adalah 15”, 30”
a. Koordinasi Antara Recloser
Penentuan urutan operasi dilakukan sebagai berikut :
• Recloser di sisi beban dikoordinasikan dengan recloser di sisi sumber bila operasi cepatnya sama.
• Operasi lambat digunakan agar recloser di sisi beban bekerja sampai terkunci terbuka untuk setiap gangguan permanent yang timbul, tanpa recloser di sisi sumber trip setelah melakukan operasi cepatnya.
b. Koordinasi Dengan Sectionalizer
Recloser akan bekerja pada operasi cepatnya untuk menjatuhkan PMT, beberapa saat kemudian PMT menutup kembali. Apabila gangguan masih ada, maka sebelum recloser bekerja pada operasi lambat, sectionalizer akan bekerja mengisolir gangguan.
Sebagai contoh penggunaan recloser, sectionalizer, pengaman lebur, dan trafo distribusi diperlihatkan pada gambar 4.9
Gambar 4.9 Contoh feeder yang dilengkapi dengan recloser, sectionalizer, pengaman , dan trafo distribusi
Keterangan gambar :
Apabila terjadi gangguan di F1, maka Recloser R1 akan bekerja membebaskan saluran setelah Recloser R1, sedangkan Recloser R2 tidak bekerja. Hal ini dikarenakan adanya pergeseran R2 yang lebih lambat dari Recloser R1. Jika gangguan yang terjadi bersifat sementara, maka Recloser R1 akan menutup kembali segera setelah gangguan hilang, sedangkan bila gangguan terjadi lagi maka Recloser akan bekerja kembali. Recloser akan tetap membuka setelah bekerja menurut hitungan keempat.
Apabila gangguan terjadi di F2, maka Recloser R1 tidak bekerja, sedangkan Recloser R2 akan bekerja. Dengan demikian saluran sesudah Recloser R2 akan dibebaskan. Jika gangguan masih terjadi, Recloser R2 akan tetap membuka pada hitungan keempat dan saluran setelah R2 akan dibebaskan.
Apabila gangguan terjadi di F3, maka Recloser R2 akan bekerja dan akan menutup kembali pada saat hilangnya gangguan. Jika gangguan terjadi lagi maka Recloser R2 akan bekerja kembali. Pada hitungan ketiga, Recloser akan berkoordinasi dengan sectionalizer dan memerintahkan sectionalizer untuk membuka. Dengan demikian bagian saluran sesudah sectionalizer yang terkena gangguan akan dibebaskan dari system sehingga tidak mengganggu saluran lainnya.
BAB V
