Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan :
Manjelaskan sistem dan pelatan proteksi pada jaringan distribusi tenaga kerja. Manjelaskan fungsi dan kegunaan dari pengaman pada sistem jaringan distribusi.
3.1 Tinjauan Umum
Tujuan proteksi pada sistem jaringan distrbusi terutama adalah untuk mencegah terjadinya gangguan atau memadamkan gangguan yang terjadi, serta melokalisirnya dan membatasi pengaruh-pengaruhnya, dengan cara mengisolir bagian-bagian yang terganggu tanpa mempengaruhi bagian lain yang tidak mengalami gangguan. Selain itu tujuan proteksi adalah untuk mencegah atau membatasi kerusakan pada jaringan beserta peralatannya, guna meningkatkan pelayanan kepada konsumen, serta menciptakan semaksimal mungkin faktor perlindungan bagi keselamatan umum bila terjadi gangguan maupun dalam keadaan tidak terjadi gangguan.
Adapun fungsi dari system proteksi jaringan distribusi tersebut adalah :
Melakukan koordinasi dengan gardu induk
Mengamankan peralatan dari kerusakan
Membatasi kemungkinan terjadinya kecelakaan
Membatasi daerah yang mengalami pemadaman
Secepatnya membebaskan pemadaman karena gangguan
Mengurangi frekuensi pemutusan tetap akibat gangguan
Penerapan system proteksi tegantung pada system jaringan, system pentanahan, system peralatan dan karakteristik beban. Untuk daerah beban yang padat, seperti perkotaan, seharusnya membutuhkan jaringan disteribusidengan kabel tanah dengan sistem tertutup. Dengan demikian membutuhkan peralatan proteksi yang lebih andal tingkatnya, sehingga tentunya memerlukan
biaya yang mahal sedangkan pada daerah yang mempunyai kepadatan beban rendah seperti pedesaan, jaringan yang di perlukan cukup dengan saluran udara dengan peralatan proteksi yang lebih sederhana dan biaya yang murah serta tingkat keandalannya masih bisa diterima pemakainya.
Pada sistem jaringan distribusi saluran udara dan beberapa peralatan proteksi yang biasanya digunakan, yaitu ntara lain seperti pemutus tenaga (PMT), pemutus beban ( air break switch), saklar pemisah (disconnecting switch), penutup balik otomatis (recloser ), pemutus seksi otomatis (sectionalizer ), sekering pemutus ( fuse cut out)dan penangkap petir (arester ).
3.2 Pemutus Tenaga
Peralatan Pemutus Tenaga (PMT) merupakan saklar utama dalam sistem penyaluran daya digunakan untuk menghubungkan atau memutuskn daya listrik sesuai rating-nya.
Pada sistem jaringan distribusi PMT dipasang pada awal feeder . Pemutus tenaga funsinya seperti Circuit Breaker (CB), hanyan saja dalam pengoperasiannya di lengkapi dengan rele pengaman. PMT berfungsi sebagai pengaman arus lebih dan pengaman arus hubung singkat.
Untuk dapat menjalnkan fungsinya, pemutus tenaga harus mampu menutup dan mengalirkan arus beban penuh dalam waktu yang lama, serta harus mempunyai kemampuan menginterupsi gangguan secara cepat yang berkoordiansi dengan rele pengaman. Pemutus tenaga juga harus mampu menahan gangguan dan menahan panas yang timbul dari bunga api pada saat
pemutusan. Ada beberapa jenis dari pemutus tenaga yang digunakan, yaitu sebagai berikut : a. Pemutus Tenaga Minyak Volume Besar
b. Pemutus Tenaga Minyak Volume Sedikit c. Pemutus Tenaga Semburan Udara
d. Pemutus Tenaga SF6 (sulfur hexafluoride) e. Pemutus Tenaga Hampa Udara
Gambar 3.1 berikut memperlihatkan suatu bentuk Pemutus Tenaga (PMT) dari jenis minyak.
Gambar 3.1 Pemutus Tenaga Jenis Minyak 3.3 Air Break Switch
Air Break Switch (ABSW) merupakan peralatan untuk membuka dan menutup rangkaian dalam keadaan berbeban maupun tak berbeban.Adapun Konstruksi dari ABSW berbentuk seperti pisau – pisau yang terbuat dari metal.
Pada jaringan distribusi, ABSW ditempatkan diatas tiang , alat ini doperasikan untuk joint feeder , untuk memisahkan rangkaian jaringan distribusi bila ada perbiakan jaringan .
Gambar 3.2 Sistem pemasangan ABSW
3.4 Disconnecting Switch
Disconnecting Switch (DS) merupakan peralatan yang berfungsi untuk memisahkan atau menghubungkan rangkaian tanpa beban dalam keadaan bertegangan ataupun tidak bertegangan . peralatan pengaman ini dibedakan menjadi dua macam , yaitu sebagai berikut :
Pemisah peralatan
Berfungsi untuk mengisolasi peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi yang bertegangan . pemasukan atau pelepasan disconnecting switch ini harus dalam keadaan tanpa beban
Pemisah tanah
Berfungsi untuk mengamankan peralatan dari sisa tegangan yang timbul , setelah jaringan dibebaskan , atau induksi tegangan penghantar atau kabel lain . hal demikian perlu bagi keamanan pekerja yang bekerja pada peralatan instalasi .
Pada sistem distribusi , disconnecting switch dipasang pada tiang dan pada cubicle in coming dan out going.
3.5 Recloser
Recloser (R) adalah suatu peralatan listrik yang fungsinya terhadap gangguan permanen adalah memisahakan jaringan yang terganggu dari system secara cepat serta mengatasi daerah pemadaman kecil mungkin . sedangkan fungsinya terhadap gangguan temporer adalah memisahkan daerah terganggu secara sesaat, serta apabila masuk kembali (reclose),dengan interval waktu reclose tergantung dari setting-nya. Sehingga jaringan akan menyala / aktif kembali secara otomatis .
Peralatan ini terditi dari PMT recloser dan electronic control box recloser , PMT recloser adalah peralatan recloser yang berhubungan langsung dengan tegangan menengah , dimana peralatan inilah yang mengadakan interrupter ,yaitu pemasukan / pelepasan beban sebagaimana PMT pada umumnya. Sedangkan electronic control box recloser daalah suatu peralatan elektronik sebagai kelengkapan recloser , dimna peralatan ini berhubungan secara langsung dengan tegangan menengah,dan dari peralatan inilah PMT dikendalikan , baik cara pemasukan maupun cara pelepasannya , dari dalam peralatan ini pula setting recloser ditentukan , misalnya pada saat arus berapa ampere, recloser harus membuka / lepas , dan berapa detik kemudian recloser harus masuk kembali (reclose),serta berapa kali recloseyang dikehendaki .
Kerja sebuah recloser terhadap gangguan permanen dan gangguan temporer diperlihatkan pada gambar 3.3 dan gambar 3.4, dengan setting recloser adalah sebagai berikut:
Interval : ke 1, 5 detik Ke 2, 10 detik Lock out : ke 3, (reclose 2 x) Reset Delay : 60 detik
Reset delay 60 detik
Gambar 3.3 kerja sebuah Recloser Terhadap gangguan permanen
Reset delay 60 detik
Counter recloser akan bertambah satu angka setiap kali PMT recloser membuka, baik di lepas karena pengoprasian ataupun karena gangguan.
a. Automatic circuit recloser terkontrol secara elektronik.
Gambar 3.5 Recloser
3.6. Sectionalizer
Sectionalizer (s) adalah peralatan pemisah saluran yang secara otomatis akan bekerja sendiri untuk membuka jaringan setelah melakukan deteksi arus dan melakukan perhitungan oprasi pemutusan dari peralatan pengaman di sisi sumbernya. Pembukaan sumbernya di lakukan pada saat peralatan pada sisi sumber sedaang dalam posisi terbuka.
Sectionalizer pada perinsipnya hanya akan dapat berfungsi sebagai pengaman apabila di pasang pada Jaringan Tegangan Menengah setelah recloser , seperti di lihatkan pada gambar berikut:
Ada dua hal yang sangat penting dalam penentuan setting sectionalizer , yaitu : 1. Count to open
Count to open adalah cara kerja secara elektronis yang mencatat jumlah padamnya tegangan menengah,yang terjadi akibat kerjanya recloser yang terpasang sebelum sectionalizer. Satu keharusan jumlah count to open setting sectionalizer selalu n-1, dimana “n” adalah jumlah log out dari roecloser sebelum sectionalizer .
2. Actuating current
Actuating current adalah besarnya setting arus primer yang melalui sectionalizer , artinya apabila sectionalizer di lalui arus sebesar setting actuating current-nya,maka secara elektronis sectionalizer akan mencatat dan bekerja sebagaimana mestinya.
Apabila count to open dan Actuating current sudah terpenuhi sesuai setting yang di terapkan , maka sectionalizer akan membuka pada saat peralatan pengaman di sisi sumber sudah membuka.
b. Diagaram Rangkaian Proteksi yang Dilengkapi dengan Proteksi Surya
Gambar 3.6 Sectionalizer
3.7 Fuse Cut Out
Fuse Cut Out (FCO)atau sekering pemutus adalah peralatan proteksi terhadap arus lebih. Alat ini akan memutuskan rangkaian listrik yang satu dengan yang lain, apabila dilalui arus yang melebihi kapasitas kerjanya.
Fungsi peralatan pelindung arus lebih pada suatu sistem jaringan adalah mendeteksi ganguan dalam rangkaian dan memutus arus lebih pada harga rating pemutusnya, serta dapat membantu bilamana peralatan pelindung yang lain yang berdekatan tidak bekerja dengan baik.
Peralatan Fuse Cut Out digunakan sebagai pengaman dan sebagai pemisah daerah yang terkena gangguan, agar daerah pemadaman tidak terlalu luas. Pada sistem jaringan distribusi fuse cut out dipasang sebagai pengaman pada peralatan transformator, kapasitor, pengatur tegangan (voltage regulator)dan jaringan pencabangan 1 fasa
Pengaman tersebut digunakan karena murah harganya dan mudah pemasangan maupun pengoperasiannya. Namun ada kelemahan dari pengaman jenis ini, yaitu penggunaanya terbatas pada penyaluran daya yang kecil, serta fuse cut out tidak dilengkapi dengan alat peredam busur api yang timbul pada saat terjadi gangguan hubung singkat.
Fuse Cut Out dalam sistem jaringan distribusi yang dioperasikan untuk tegangan di atas 600 volt, digolongkan sebagai disrtibutioan cut out atau power fuse, seperti diperlihatkan pada
Gambar 3.7 Penggunaan Fuse Cut Out pada jaringan distribusi.
3.8 Arester
Arester (A)atau sering juga disebut penangkap petir adalah alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap surja petir.
Peratalatan arester berfungsi sebagai jalan pintas (by pass) sekitar islolasi. Arester membentuk jalan yang mudah dilalaui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan, dan jalan pintas ini tidak boleh mengganggu sistem aliran daya 50 Hz.
Pada kerja normal, arester berlaku sebagai isolator, sedang bila timbul tegangan surja, Arester berlaku sebagai konduktor untuk menyalurkan arus yang lebih tinggi. Setelah surja hilang, arester harus dengan cepat kembali sebagai isolator, sehingga pemutus tenaga tidak sempat membuka. fungsi lain dari arester adalah dapat memutuskan arus susulan tanpa menimbulkan gangguan. pada sistem jaringan distribusi, arrester digunakan untuk melindungi alat-alat listrik, seperti transformator ditribusi, recloser , dan kapasitor. Pada gambar 3.8 berikut
memperlihatkan penggunaan arester untuk melindungi peralatan recloser .
Gambar 3.8 Penggunaan arester pada peralatan Recloser Soal-soal :
1. Jelaskan pengertian dari sistem proteksi !
2. Jelaskan sistem dan peralatan proteksi pada jaringan distribusi !
3. Sebutkan nama-nama peralatan pengaman yang digunakan pada sistem jaringan distribusi !
4. Jelaskan fungsi dan kegunaan peralatan pengaman pada jaringan distribusi ! 5. Jelaskan maksud dan penerapaan koordinasi proteksi pada sistem distribusi !