ANALISA GANGGUAN PETIR TERHADAP KINERJA ARRESTER SEBAGAI PENGAMAN TRANSFORMATOR
DI PT. PLN DISTRIBUSI LUMAJANG
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
Ahmad Kelana Syifa’ Anwar 201610130311078
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS
TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
MALANG 2021
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala, atas segala rahmat serta Hidayah-Nya. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada Rasulullah Muhammad Shalallaahu 'Alayhi Wasallam. Atas kehendak dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul:
“ANALISA GANGGUAN PETIR TERHADAP KINERJA ARRESTER SEBAGAI PENGAMAN TRANSFORMATOR DI PT. PLN DISTRIBUSI
LUMAJANG”
Penulisan Tugas Akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana teknik di Teknik Elektro Universitas Muhammdiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa isi dari tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna.
Untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi perbaikan di masa mendatang. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan peneliti selanjutnya.
Malang, 28 Juni 2021
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR PERNYATAAN ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Batasan Masalah... 4
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 5
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Jaringan Distribusi ... 7
2.1.1 Sistem Operasi Jaringan Distribusi ….………...7
2.1.2 Sistem Distribusi Radial ……….8.
2.1.3 Gangguan Pada Jaringan Distribusi Tenaga Listri ………….………10
xi
2.1.4 Gangguan Hubung Singkat ……….11
2.2 Arrester ………..11
2.2.1 Pengertian Arrester ………...11
2.2.2 Bagian-bagian Arrester………..11
2.2.3 Cara Kerja Arrester………...12
2.2.4 Karakteristik Lightning Arrester………12
2.2.5 Jenis-jenis Arrester……….14
2.3 Transformator ... 15
2.4 Gangguan Petir Pada Gardu Induk ... 16
2.4.1 Gelombang Berjalan Saluran Transmisi ... 17
2.4.2 Gelombang Sambaran Petir ... 17
2.4.3 Tegangan Abnormal Dengan Frekuensi Rendah ... 19
2.4.4 Perhitungan Tegangan Arrester ………20
2.5 Matlab ... 21
2.6 Gardu Induk ……….. 22
2.6.1 Pengertian Dan Fungsi Gardu Induk……….22
2.6.2 Gangguan Pada Gardu Induk………22
2.7 Data Pengenal Arrester ... 27
2.7.1 Tegangan Pengenal ………..27
2.7.2 Arus Peluahan Nominal ………..28
xii
2.8 Peristiwa Tembus Pada Bahan Isolator………28
2.8.1 Karakteristik Isolasi Peralatan Listrik………..29
2.8.2 Tingkat Isolasi Dasar (TID) ………...30
2.9 Penentuan Tingkat Isolasi Dasar ………...31
2.9.1 Menentukan Besar Perkiraan Tegangan Arrester ... 32
2.9.2 Menentukan Arus Pelepasan Impuls Dari Arrester ... 32
2.9.3 Menentukan Tegangan Pelepasan Arrester………..32
2.9.4 Faktor Perlindungan Dari Arrester………...33
BAB III METODOLOGI ... 34
3.1 Diagram Alir Penelitian ... 34
3.2 Analisis Permasalahan ... 35
3.3 Pengambilan Data ... 35
3.4 Data Arrester Yang Terpasang ………..39
3.5 Analisis Lightning Arrester Yang Terpasang ………40
3.5.1 Penentuan Tingkat Isolasi Dasar ………..40
3.5.2 Perkiraan Besarnya Tegangan Pengenal Arrester ……….41
3.5.3 Pemilihan Arus Pelepasan Impuls Dari Lightning Arrester………..41
3.6 Pelepasan (Tegangan Kerja) Lightning Arrester ………42
3.7 Faktor perlindungan (Protection Margin) ………..42
BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN ... 44
4.1 Hasil Perhitungan Rating Arrester ... 44
xiii
4.1.1 Arus Pelepasan………..44
4.2.2 Faktor Perlindungan………..44
4.2 Model Dan Hasil Simulasi ... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
5.1 Kesimpulan ... 51
5.2 Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53
LAMPIRAN ……….55
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Penyaluran Sistem Tenaga Listrik ... 7
Gambar 2.2 Sistem Tenaga Listrik... 8
Gambar 2.3 Sistem Distribusi Radial Catu daya ... 9
Gambar 2.4 Penampang Arrester ... 11
Gambar 2.5 Arrester dengan celah udara ... 14
Gambar 2.6 Arrester tanpa celah udara ... 15
Gambar 2.7 Gardu Tiang Trafo ... 16
Gambar 2.8 Sambaran Petir Dari Awan Ke Bumi ... 16
Gambar 2.9 Simulasi Aplikasi Matlab ... 21
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Data Yang Diperlukan ... 34
Gambar 3.2 Single Line Diagram Penyulang Gardu Induk Lumajang ... 36
Gambar 4.1 Gambar Pemodelan Arrester di saluran udara tegangan menengah (SUTM) sebelum diberi gangguan ... 45
Gambar 4.2 Gambar Pemodelan Arrester di saluran udara tegangan menengah (SUTM) setelah diberi gangguan ... 46
Gambar 4.3 Gambar Hasil Tegangan Dan Arus Petir Setelah Diberi Nilai Gangguan ………47
Gambar 4.4 Gambar Tegangan dan Arus Arrester sebelum diberi gangguan ... 48
Gambar 4.5 Gambar Tegangan dan Arus Arrester setelah diberi gangguan... 48
Gambar 4.6 Gambar Tegangan dan Arus pada trafo... 49
Gambar 4.7 Gambar energi yang dihasilkan arrester ... 50
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Gangguan Akibat Petir ... 36 Tabel 3.2 Data Arrester Jaringan Distribusi ... 37 Tabel 3.3 Tabel Data Transformator Jaringan Distribusi ... 38 Tabel 1 Lampiran Penetapan Tingkat Isolasi Transformator dan Penangkal
Petir ... 55 Tabel 2 Lampiran Maksimum Residual Voltages (Tegangan Sisa Maksimum) . 56 Tebel 3 Lampiran FOV (Flash Over Voltages) Standart Discs ... 57
53 DAFTAR PUSTAKA
[1] Paraisu, M. S. et al. (2017) ‘Analisa Rating Lightning Arrester Pada Jaringan Transmisi 70 Kv Tomohon-Teling’, Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, 2(1).
[2] Syakur, A., Warsito, A. and Nilawati, L. (2016) ‘Kinerja Arrester Akibat Induksi Sambaran Petir Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 kV’, Transmisi, 11, pp. 09–14.
[3] Harrij Mukti, K. (2017) ‘Arrester Sebagai Pengaman Transformator Distribusi 20 kV’, Eltek, 10(02), pp. 26–36.
[4] Barasa, M. C. M. et al. (2017) ‘Analisis Kinerja Lightning Arester Pada Jaringan Transmisi 150 Kv Sistem Minahasa Khususnya Pada Penyulang Kawangkoan - Lopana’, Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, 6(1), pp. 7– 14.
[5] Yudha Prawira, D. P., Dyana Arjana, I. G. and Indra Partha, C. G.
(2018) ‘ANALISA LIGHTNING ARRESTER AKIBAT UPRATING TRANSFORMATOR 150/20 kV DARI 30 MVA KE 60 MVA DI GARDU INDUK SANUR’, Jurnal
SPEKTRUM, 5(2), p. 207. doi:
10.24843/spektrum.2018.v05.i02.p26.
[6] Madjid, A. R. and Suprianto, B. (2019) ‘PROTOTYPE MONITORING ARUS
, DAN SUHU PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI BERBASIS
INTERNET OF THINGS ( IoT )’, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya, pp. 111–119.
[7] Ali, M., Ajiatmo, D. and Djalal, M. R. (2017) ‘Aplikasi Modified- Imperialist- Competitive-Algorithm (MICA) Untuk Merekonfigurasi Jaringan Radial Tenaga Listrik Pada Penyulang Mojoagung’, JEEE-U (Journal of Electrical and Electronic Engineering-UMSIDA), 1(2), p. 17. doi:
10.21070/jeee- u.v1i2.1020.
[8] Cahyono, A. et al. (2017) ‘Rekonfigurasi Jaringan Distribusi Radial Untuk Mengurangi Rugi Daya Pada Penyulang Jatirejo Rayon Mojoagung Menggunakan Metode Binary Particle Swarm Optimization (BPSO)’, SAINTEK II-2017, UB, Malang, (September), pp. 103–106. Available at:
http://saintek.ub.ac.id/prosiding/e20.pdf.
[9] Agustian, R. and Wibowo, B. H. S. R. (2018) ‘Analisa Penempatan Jarak Arrester Sebagai Proteksi Transformator Terhadap Tegangan Lebih Surja Petir’, EPSILON, pp. 5–8.
54 [10] Hajar ibnu, R. eko (2018) ‘Kajian Pemasangan Lightning
Arrester Pada Sisi Hv Transformator Daya Unit Satu Gardu Induk Teluk Betung’, Energi & Kelistrikan, 9(2), pp. 168–179.
doi: 10.33322/energi.v9i2.42.
[11] Al qoyyimi, T. A., Penangsang, O. and Aryani, N. K. (2017)
‘Penentuan Lokasi Gangguan Hubung Singkat pada Jaringan Distribusi 20 kV Penyulang Tegalsari Surabaya dengan Metode Impedansi Berbasis GIS (Geographic Information System)’, Jurnal Teknik ITS, 6(1). doi:
10.12962/j23373539.v6i1.21297.
[12] Stevanny cecillia, murdiya fri (2017) ‘Analisa Sambaran Petir Terhadap Kinerja Arrester pada Transformator Daya 150 kV Menggunakan Program ATP Cecillia Stevanny *, Fri Murdiya
** * Teknik Elektro Universitas Riau
** Jurusan Teknik Elektro Universitas Riau Kampus Binawidya Km 12 , 5 Simpang Bar’, FTEKNIK, 4(1), pp. 1–9.
[13] SETIAWAN, E. et al. (2019) ‘Monitoring Keseimbangan Distribusi Beban Transformator untuk Meminimalisasi Terjadinya Rugi Energi’, ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, 7(2), p. 297. doi: 10.26760/elkomika.v7i2.297.
[14] Saragih, R. and Nasution, R. (2020) ‘Studi Peralatan Proteksi Sambaran Petir Lightning Arrester Pada Jaringan Distribusi 20 KV’, Journal of Electrical Technology, 5(1).
[15] Nasution, R. (2019) ‘Analisa Penempatan Lightning Arrester Sebagai Pengaman Gangguan Petir Di Gardu Induk Langsa’, Buletin Utama Teknik, 14(3), pp. 205–209.
[16] Sya’roni Zainal and Rijanto, T. (2019) ‘Analisis Ketidakseimbangan Beban Transformator Distribusi 20 kV Dan Solusinya Pada Jaringan Tegangan Rendah’, Teknik Elektro, 8(1), pp. 173–180.
[17] Apriandi, D. and Setyansah, R. K. (2017) ‘Penerapan Media Simulasi Matlab Berbasis Interactive Conceptual Untuk Meningkatan Pemahaman Konsep Mahasiswa’, AKSIOMA:
Jurnal Program Studi Pendidikan Matematika, 6(2), p. 189.
doi: 10.24127/ajpm.v6i2.968.
[18] Supriyanto1 , Hari Purnama2 , Heribudi Utomo3 , Rahmat Frasetio4. (2019) ‘RANCANG BANGUN SIMULATOR PROTEKSI JARINGAN DISTRIBUSI TERHADAP GANGGUAN ARUS LEBIH PADA GARDU INDUK’
[19] SAIFUL AMRI, WAHYUDDIN.K . (2018) ‘ANALISIS ARRESTER PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV DI PT.
PLN RAYON SOPPENG’
