Studi Koordinasi Proteksi pada PT. Petrokimia Gresik Akibat
Penambahan Pabrik Baru (Phosporit Acid dan Amonia Urea) serta Pembangkit Baru (20 dan 30 MW)
Hendra Rahman, Ontoseno Penangsang, Adi SoeprijantoJurusan Teknik Elektro - FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih - Sukolilo Surabaya – 60111 Abstrak: Kontinuitas dan keandalan merupakan faktor yang sangat
dibutuhkan dalam sistem kelistrikan industri. Salah satu cara untuk meningkatkan kontinuitas dan keandalan adalah sistem koordinasi proteksi. Sistem ini sangat berperan penting untuk menjamin kontinuitas dan keandalan sistem penyaluran tenaga listrik. Dalam rangka meningkatkan pelayanan ke masyarakat, PT. Petrokimia akan mengembangkan produksinya dengan penambahan pabrik Phosporit Acid(PA) dan Amonia Urea yang masing-masing membutuhkan daya 15 MW dan 18 MW. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut akan dibangun pembangkit dengan daya sebesar 20 dan 30 MW. Dengan penambahan pembangkit dan beban pada PT. Petrokimia Gresik akan berpengaruh pada arus hubung singkat (Short Circuit Current) pada setiap bus khususnya bus yang menjadi bus integrasi 20 kV. Untuk itu perlu dilakukan analisis ulang setting koordinasi rele yang ada seperti rele pengaman arus lebih (Over Current Relay) dan rele pengaman gangguan tanah (Ground Fault Relay) serta menggambarkan kurva karakteristiknya. Dengan menganalisis kurva proteksi dan koordinasi peralatan pengaman (proteksi) sepanjang saluran diharapkan akan mencegah atau membatasi kerusakan jaringan beserta peralatannya. Untuk membantu proses studi analisis koordinasi rele-rele pengaman pada sistem tenaga listrik di PT. Petrokimia Gresik digunakan software pendukung yaitu ETAP STAR 7.00.
Kata Kunci: Kontinuitas, Keandalan, Koordinasi, Short Circuit Current I. PENDAHULUAN
alam upaya melayani kegiatan operasional di PT. Petrokimia Gresik mengoperasikan Gas Turbine Generator (GTG Plant-I) 1x33 MW, Steam Turbine Generator (STG Plant-III) 1x11.5 MW dan 1x8.5 MW serta Daya dari PLN dengan kontrak 20 MVA. Pada tahun 2010 Petrokimia akan meningkatkan keandalan dengan menambahkan satu unit pembangkit Steam Turbine Generator (STG KEBB Plant) sebesar 1x32 MW, dan pada tahun 2011 direncanakan ada penambahan STG AMONIAK-UREA 1x30MW, dan STG PA-JVC 1x17.5MW. Untuk meningkatkan keandalan dan spining reserve, Unit-unit pembangkit tersebut akan diintegrasikan langsung ke sistem tegangan 20 KV. Dengan adanya integrasi tersebut akan mengakibatkan perubahan level short circuit pada sistem semula. Hal ni akan mengakibatkan perubahan setting pengaman pada sistem eksisting
Salah satu metoda yang dilakukan untuk memperoleh keandalan sistem adalah koordinasi rele pengaman dengan memfungsikan rele sebagai pengaman utama dan pengaman cadangan. Proteksi cadangan ini umumnya mempunyai perlambatan waktu (time delay), hal ini untuk memberikan kesempatan kepada poteksi utama beroperasi terlebih dahulu, dan jika proteksi utama gagal baru proteksi cadangan yang akan beroperasi[1]. Dengan koordinasi rele yang baik dan relevan, mengisolir gangguan, keandalan dan kontinuitas supplaí daya tetap terjaga optimal.
II. TEORI PENUNJANGG A. Gangguan Hubung Singkat
Pada sistem tenaga listrik tidak terlepas dari terjadinya berbagai macam ganguan. Pada sistem tenaga listrik, gangguan (fault) yang terjadi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Gangguan listrik
Jenis gangguan ini adalah gangguan listrik yang timbul dan terjadi pada bagian – bagian listrik.
2. Gangguan mekanis
Jenis gangguan ini terjadi dikarenakan adanya kerusakan secara fisik dari peralatan.
3. Gangguan sistem
Jenis gangguan ini terjadi berhubungan dengan kondisi parameter pada sistem.
Bila ditinjau dari segi lamanya gangguan, jenis gangguan dapat dikelompokkan menjadi dua macam yaitu[2]:
a. Gangguan temporer. b. Gangguan permanen.
B. Rele Arus Lebih (Overcurrent Relay)
Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur (Ip) maka rele arus lebih bekerja. Dimana Ip merupakan arus kerja yang dinyatakan menurut gulungan sekunder dari trafo arus (CT). Bila suatu gangguan terjadi di dalam daerah perlindungan rele, besarnya arus gangguan If yang juga dinyatakan terhadap gulungan sekunder CT juga. Rele akan bekerja apabila memenuhi keadaan sebagai berikut [2]:
If > Ip rele bekerja (trip) If < Ip tidak bekerja (blok) C. Setting Rele Pengaman
a. Setting Arus
Pada dasarnya batas penyetelan rele arus lebih adalah rele tidak boleh bekerja pada saat beban maksimum. Arus settingnya harus lebih besar dari arus beban maksimumnya. Arus penyetelan pun harus memperhatikan kesalahan pick up sesuai dengan British Standard Pick Up = 1.05 s/d 1.3 Iset [3].
b. Setting Waktu
Penyetelan waktu kerja rele terutama dipertimbangkan terhadap kecepatan dan selektivitas kerja dari rele, sehingga rele tidak salah operasi, yang dapat menyebabkan tujuan pengaman tidak berarti. Untuk setting waktu sesuai standard IEEE 242.
D. Rele Gangguan ke Tanah (Ground Fault Relay)
Gangguan satu fasa ke tanah dan dua fasa ke tanah dapat diamankan dengan rele gangguan tanah. Rele ini merupakan pengaman arus lebih yang dilengkapi zero sequence current filter. Prinsip kerja rele ini dapat dilihat pada gambar 1. Pengaman ini akan aktif jika arus sisa Ires = Ia+Ib+Ic yang mengalir naik melebihi setting threshold [4]. Gabungan metode untuk membedakan lokasi dan tipe gangguan pada aplikasi dilapangan sangat bermanfaat.
Gambar 1. (a) Rele zero sequence,(b) Kombinasi rele arus lebihdan rele gangguan tanah.
E. Koordinasi Pengaman 1. Metode Pentanahan Netral
Pentanahan netral adalah mengetanahkan bagian dari sistem yang pada keadaan kerja normal dialiri arus listrik. Tujuan dari pentanahan netral ini adalah untuk menjaga keandalan dari sistem kelistrikan.
2. Sistem Pentanahan melalui Reaktansi
Metode ini menggunakan reaktansi induktif antara netral generator dan tanah.
3
1
2
3. Sistem Pentanahan melalui Tahanan a. Grounding Transformer b. Low Impedance Grounding c. High Impedance Grounding 4. Sistem Pentanahan tanpa Impedansi
Pada sistem-sistem yang diketanahkan tanpa impedansi, bila terjadi gangguan ke tanah selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitu gangguan itu harus diisolir dengan membuka pemutus daya.
III. SISTEM KELISTRIKAN PT. PETROKIMIA GRESIK
Pada sistem kelistrikan PT. Petrokimia gresik terdapat lima rating tegangan yang digunakan, yaitu :
1. Tegangan 150 KV
Tegangan 150 KV berada pada daerah bus PLN Utility. Tegangan ini yang masuk pada Trafo PLN dan menyulang bus HVS-00/GI150a.
2. Tegangan 20 KV
Tegangan ini berada di area composite network pabrik dua. Tegangan ini menyulang composite network EP 02-01 dan EP reformer.
3. Tegangan 11.5 KV
Tegangan ini berada didaerah outgoing dari GTG 100. Rating tegangan ini hanya ada pada Pabrik I
4. Tegangan 6 KV 5. Tegangan 0.38 KV
Gambar 2.Single line diagram typical 1 dan typical 2
Gambar 3. Analisa Kurva Koordinasi Proteksi Pabrik Baru
IV. KOORDINASI RELE PENGAMAN PT. PETROKIMIA GRESIK
A. Analisis Gangguan Arus Hubung Singkat
Untuk perhitungan analisa hubung singkat ini digunakan dua konfigurasi yang mewakili hubung singkat minimum dan maksimum yaitu:
Hubung singkat minimum : Pada saat semua generator beroperasi (on) dan pembangkit baru dalam keadaan tidak beroperasi (off).
Hubung singkat maksimum : pada saat semua generator beroperasi (on) dan pembangkit baru sudah dalam keadaan terintegrasi.
TABEL I
ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
Bus Isc max 4
Cycle Isc max 30 cycle Isc min 30 cycle ID kV KA KA KA 22HVS-29 20 21.186 14.778 10.260 B 400 20 22.353 15.46 10.613 B-GEN 01 6 38.877 28.814 27.500 HV AU-2 11.5 28.762 19.394 10.096 HV PA-JVC 6 29.777 19.343 8.756 HVS02A-1 2 22.845 15.694 10.700 HVS02A-2 2 22.845 15.694 10.700 HVS 65 6 33.669 19.484 18.925 HVS-00/GI150a 2 21.769 15.342 10.938 HVS-00/GI150b 2 21.769 15.342 10.938 HVS-01 2 22.822 15.68 10.694 HVS-1a/TSP-1 6 9.43 6.927 6.525 HVS-1b/TSP-1 6 8.345 5.913 5.618
Untuk menghitung arus hubung singkat digunakan software ETAP 7.0.0. Hubung singkat minimum adalah hubung singkat 2 fasa pada 30 cycle. Sedangkan hubung singkat maksimum adalah hubung singkat 3 fasa, pada 4 cycle dan 30 cycle.
B. Analisis Setting Rele
a. Setting Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a (Typical 1)
Gambar 4.Setting Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a
Gambar 5. Kurva Koordinasi Line Proteksi Existing Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a
1 2
3
4
Pada kondisi eksisting kondisi yang terjadi adalah:
1. Pengaturan arus beban penuh rele UT-09 dan GI-06 kurang dari arus beban penuh bus HVS02A-1. Pengaturan arus beban penuh rele UT-10 kurang dari arus beban penuh yang melewati rele tersebut. Berdasarkan standard BS 142-1983 batas penyetelan antara 1,05 – 1,3 Iset.
2. Pengaturan rele UT-09 dan GI-06 adalah back up dari rele UT-10. Pada kondisi eksisting pengaturan definite tidak ada koordinasi waktu antara rele utama dan rele back up. Jika terjadi gangguan maka akan trip bersamaan.
3. Pengaturan time delay untuk rele difinite (50) pada semua rele kurang dari 0.2s sehingga pengaturannya dapat dikatakan instan atau tidak berarti.
Perhitungan ulang pengaturan eksisting rele adalah sebagai berikut:
Rele UT-10
Jenis Rele UT-10 = MG Sepam 1000
Kurva = Standard Inverse
Isc max 4 cycle Bus HVS02A-1, 20 kV = 22845 A Isc min 30 cycle Bus HVS02A-1, 20 kV = 10700 A
CT = 1200/5
Arus beban penuh yang melewati Rele UT-10 adalah:
FLA = 650 A
Current setting IDMT ( I> )
1,05 x FLA
Ipp
0,8 x Isc min 30 cycle-HVS02A-1; 20 kV 1,05 x650 A
Ipp
0,8 x 10700 A 672 A
Ipp
8560 A dipilih Ipp = 700 A Arus setting = nCT Ipp =5
/
1200
700
= 2.91 ASehingga setting arus pickup =
In Iset = 5
2.91
= 0.582 Dipilih Tap = 0.6 InNilai aktual Iset = 5x 0.55 x
5
1200= 720 A
Time Setting IDMT ( Time Dial ) Waktu operasi yang diinginkan = t = 0.3 t>= Time Dial Iset 20kV 1; -HVS02A bus cycle 4 max Isc = 720 22845= 31.72 t = = t> = 0.4
Current setting High Set (I>>) Iset ≥ 0.8 x nCT 20kV 1; -HVS02A bus cycle 30 min Isc Iset ≥ 0.8 x 1200/5 10700 ; didapatkan Iset ≥ 35.67 Dipilih Iset = 35.67
Sehingga pickup setting definite =
In
Iset
=5
67
.
35
= 7.13 Dipilih pickup setting definite (I>>) = 7.2 InSetting waktu (t>>) = 0.1 s
Dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan rele UT-10 dilakukan perhitungan untuk rele-rele yang lain agar diperoleh setting rele yang tepat sehingga rele-rele tersebut dapat
terkoordinasi dengan baik. Dari hasil perhitungan didapatkan setting rele typical 1 sebagai berikut:
TABEL II
SETTING RELE TYPICAL 1
Relay ID UT-10 UT-09 GI-06
Jenis Rele MG Sepam
1000 MG Sepam 1000 MG Sepam 1000 Type Standard Inverse Standard Inverse Standard Inverse CT rasio 1200/5 600/5 600/5 Pick-up (I>) 0.6 In 1.4 In 1.4 In Time Dial 0.4 0.6 0.6 Instant (I>>) 7.2 14.3 14.3 Time Delay 0.1 0.4 0.4
Gambar 6. Kurva Koordinasi Line Proteksi Resetting Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a
b. Setting Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-1 bus B400 (Typical 2)
Gambar 7. Setting Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-2 Pada gambar 8, kondisi eksisting yang terjadi adalah:
1. Pengaturan arus beban penuh rele UT-11 dan rele CB405 kurang dari arus beban penuh bus HVS02A-2. Pengaturan arus beban penuh rele UT-10 kurang dari arus beban penuh yang melewati rele tersebut. 97 . 2 1 02 . 0 0.14 Iset Iscmax t X
97 . 2 1 02 . 0 0.14 t 72 . 31 X1
3
2
Berdasarkan standard BS 142-1983 batas penyetelan antara 1,05 – 1,3 Iset.
2. Pengaturan rele UT-11 dan rele CB405 adalah back up dari rele UT-10. Pada kondisi eksisting pengaturan definite tidak ada koordinasi waktu antara rele utama dan rele back up. Jika terjadi gangguan maka akan trip bersamaan.
3. Pengaturan time delay untuk rele difinite (50) pada semua rele kurang dari 0.2s sehingga pengaturannya dapat dikatakan instan atau tidak berarti.
Gambar 8. Kurva Koordinasi Line Proteksi Existing Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-2 dan bus B400
Dari kesalahan eksisting rele yg tidak terkoordinasi, maka diperlukan pengaturan ulang untuk mencapai koordinasi yang handal. Berikut adalah setting rele-rele pada typical 2 menggunakan perhitungan yang sama seperti pada setting rele typical 1 (setting rele UT-10):
TABEL III
SETTING RELE TYPICAL 2
Relay ID UT-10 UT-11 CB 405
Jenis Rele MG Sepam
1000 MG Sepam 1000 MG Sepam 1000 Type Standard Inverse Standard Inverse Standard Inverse CT rasio 1200/5 1200/5 1200/5 Pick-up (I>) 0.6 In 1.05 In 1.05 In Time Dial 0.4 0.7 0.7 Instant (I>>) 7.2 7.2 7.2 Time Delay 0.1 0.4 0.4
Berdasarkan setting rele-rele pengaman pada tabel 3 didapatkan kurva koordinasi sebagai berikut:
Gambar 9. Kurva Koordinasi Line Proteksi Existing Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-1 dan bus B400
C. Analisa Kurva Koordinasi Proteksi Pabrik Baru
a. Setting Rele mulai Bus HV AU-2; 11.5 kV hingga Bus HVS02A-2; 20 kV
Rele CB 3126
Jenis Rele CB 3126 = MG Sepam 1000 Kurva = Standard Inverse Isc max 4 cycle Bus HV AU-2; 11.5 kV = 28762 A Isc min 30 cycle Bus HV AU; 11.5 kV = 10096 A
CT = 2500/5
FLA Trafo Amo_Urea-2 sisi 20 kV = kV * 3 MVA = 5 . 11 * 3 35 =1757.15A Current setting IDMT ( I> )
1,05 x FLA
Ipp
0,8 x Isc min 30 cycle-HV AU; 11.5 kV 1,05 x1757.15 A
Ipp
0,8 x 10096A 1845 A
Ipp
8076.8 A dipilih Ipp = 1845 A Arus setting = nCT Ipp =5
/
2500
1845
= 3.69 ASehingga setting arus pickup =
In Iset = 5
3.69
= 0.738 Dipilih Tap = 0.75 InNilai aktual Iset = 5x 0.75 x
5
2500= 1875 A
Time Setting IDMT ( Time Dial )
Rele CB 3126 berfungsi sebagai rele utama bus HV AU-2 untuk itu dipilih waktu operasi yang diinginkan= t = 0.3
t> = Time Dial Iset kV 20 to conv kV 11.5 2; -AU HV bus cycle 4 max Isc = 1875 16538.15= 8.82 t = = t> = 0.2 97 . 2 1 02 . 0 0.14 Iset Iscmax t X
8.820.02 1 2.97 0.14 t X 1 2 3 4Current setting High Set (I>>) Iset ≥ 0.8 x nCT kV 20 conv 11.5kV, 2, -AU HV bus cycle 30 min Isc Iset ≥ 0.8 x 2500/5 5805.2 Iset ≥ 9.29 Dipilih Iset = 13A
Sehingga pickup setting definite =
In
Iset
=5
13
= 2.6 Dipilih pickup setting definite (I>>) = 2.6 In Setting waktu (t>>) = 0.1 sTABEL IV
SETTING RELE MULAI BUS HV AU-2; 11.5 KV HINGGA BUS HVS02A-2; 20 KV
Relay ID CB 3126 CB 3127 CB 3122
Jenis Rele MG Sepam
1000 MG Sepam 1000 MG Sepam 1000 Type Standard Inverse Standard Inverse Standard Inverse CT rasio 2500/5 1200/5 1200/5 Pick-up (I>) 0.75 In 1.05 In 1.05 In Time Dial 0.4 0.7 0.7 Instant (I>>) 7.2 7.2 7.2 Time Delay 0.1 0.4 0.4
Berdasarkan setting rele-rele pengaman pada tabel 4 didapatkan kurva koordinasi sebagai berikut:
Gambar 10. Setting Rele mulai Bus HV AU-2; 11.5 kV hingga Bus HVS02A-2; 20 kV
Dari analisa gambar terlihat bahwa:
1. Rele CB 3126 adalah pengaman utama trafo AMO_UREA-2 dengan arus beban penuh pada trafo AMO_UREA-2; 11.5 kV. Setting rele definite CB 3126 diatur 0.1s.
2. Rele CB 3122 adalah rele back up trafo AMO_UREA-2 dengan settingan low set arus beban penuh pada trafo
AMO_UREA-2; 20 kV. Selain bertindak sebagai back up rele CB 3126, rele ini juga sebagai pengaman hubung singkat bus HVS02A-2. Jadi kedua rele ini memiliki setting definite di set 0.1s, namun dengan konsep pengamanan terhadap arus hubung singkat berbeda
3. Setting rele CB 3127 adalah pengaman utama generator STG AM_UR-2 dengan low set arus beban penuhnya pada generator STG AM_UR-2. Setting rele definite CB 3127 adalah 0.4s sehingga saat terjadi gangguan pada bus HV AU-2 rele CB 3127 akan mengamankan generator STG AM_UR-2.
b. Setting Rele mulai Bus HV PA-JVC; 6 kV hingga Bus B400; 20kV
Dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan rele pada typical sebelumnya dilakukan perhitungan untuk rele-rele yang lain untuk mendapatkan setting yang tepat. Sehingga rele-rele tersebut bisa terkoordinasi dengan baik. Dari hasil perhitungan didapatkan setting rele sebagai berikut:
TABEL V
SETTING RELE MULAI BUS HV PA-JVC; 6 KV HINGGA BUS B400; 20KV
Relay ID CB 3128 CB 3129 CB Future
Jenis Rele MG Sepam
1000 MG Sepam 1000 MG Sepam 1000 Type Standard Inverse Standard Inverse Standard Inverse CT rasio 2500/5 2500/5 1250/5 Pick-up (I>) 0.3 In 0.85 In 0.35 In Time Dial 0.25 0.6 0.4 Instant (I>>) 2.6 7 8 Time Delay 0.1 0.4 0.1
Berdasarkan setting rele-rele pengaman pada tabel 5 didapatkan kurva koordinasi sebagai berikut:
Gambar 11.Setting Rele mulai Bus HV PA-JVC; 6 kV hingga Bus B400; 20kV 1 3 1 2 2 1 3
2
3 1
Dari analisa gambar terlihat bahwa:
1. Rele CB 3128 adalah pengaman utama trafo PA-JVC dengan arus beban penuh pada trafo PA-JVC; 6 kV. Setting rele definite CB 3128 diatur 0.1s. Sebagai back up adalah rele CB Future.
2. Rele CB Future adalah rele back up trafo PA-JVC dengan settingan low set arus beban penuh nya pada trafo PA-JVC; 20 kV. Selain bertindak sebagai back up rele CB 3128, rele ini juga sebagai pengaman hubung singkat bus B400. Jadi kedua rele ini memiliki setting definite di set 0.1s, namun dengan konsep pengamanan terhadap arus hubung singkat berbeda.
3. Setting rele CB 3129 adalah pengaman utama generator STG PA-JVC dengan low set arus beban penuhnya pada generator STG PA-JVC. Setting rele definite CB 3129 adalah 0.4s sehingga saat terjadi gangguan pada bus HV PA-JVC rele CB 3129 akan mengamankan generator STG PA-JVC. D. Koordinasi Rele Gangguan ke Tanah (Ground Fault
Relay)
Gambar 12. Kurva Koordinasi Eksisting Ground Fault Relay feeder 20 kV sisi integrasi
Pada sistem kelistrikan eksisting PT. Petrokimia Gresik konfigurasi sistem dibedakan pada beberapa level tegangan, hal ini mengakibatkan koordinasi peralatan pengaman arus gangguan ke tanah dipisahkan pada tiap level tegangan, jika tejadi gangguan pada satu level tegangan tertentu , pengaman yang berada pada satu feeder dengan tegangan yang berbeda tidak akan merasakan gangguan. Hal ini tentu saja akan berbahaya jika sistem sudah terintegrasi pada feeder 20 kV karena jika terjadi gangguan ke tanah maka akan dikhawatirkan rele gangguan ke tanah tidak dapat mengisolir terjadinya gangguan. Dari gambar kurva di atas dapat dilihat bahwa:
1. Pada sisi low set ini perlu dikaji ulang, karena jika terjadi gangguan satu fasa ke tanah pada feeder 20 kV , rele GI-02 sebagai incoming bus HVS-00/GII150a tidak akan berfungsi mengamankan sistem.
2. Tejadi overlapping, hal ini terlihat pada kurva pengaman dan harus di sempurnakan untuk menghindari kesalahan terjadinya trip rele.
3. Setting definite perlu dikoordinasikan, supaya didapatkan selektivitas yang baik antara rele utama dan rele back up. Dari kesalahan eksisting rele yg tidak terkoordinasi, maka diperlukan pengaturan ulang untuk mencapai koordinasi yang handal. Untuk itu perlu dilakukan beberapa perbaikan dengan rekomendasi sebagai berikut:
1. Perubahan sistem petanahan, dengan menambah sebuah Zig-Zag transformator dengan NGR 200 Amp di bus HVS02A-2; 20 kV.
2. Pengadaan DS/kontaktor untuk setiap NGR generator dan trafo.
3. Pada saat Pabrik terinterkoneksi pada bus 20kV, operasi DS/kontaktor NGR transformator terbuka (open), kontaktor NGR transformator zig-zag tertutup.
4. Pada saat generator beroperasi sendiri (tidak terinterkoneksi pada Bus 20 kV), DS/Kontaktor NGR transformator tertutup (terhubung).
Sedangkan untuk mendapatkan setting ground fault relay yang tepat maka dilakukan analisa perhitungan ulang (resetting) terhadap kondisi eksisting rele yang sudah ada sebagai berikut: Rele GI-02
Device Type = Merlin Gerin Sepam 1000
Kurva = Definite
CT = 600/5
5-10% x Iset fasa < IPP < 50% x Iset fasa 10% x 244 < IPP < 50% x 244 24.4 < IPP < 122 Tap =
inCT
Ipp
=600
4
.
24
= 0,04Karena pada option pengaturan Tap untuk settingan ground fault rele Merlin Gerin Sepam 1000 terendah di 0,05. Maka Tap dipilih 0,05.
Td = 0,1 s
Dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan rele pada GI-02, dilakukan perhitungan untuk rele-rele gangguan ke tanah yang lain untuk mendapatkan setting yang tepat. Sehingga rele-rele tersebut bisa terkoordinasi dengan baik. Dari hasil perhitungan didapatkan setting rele sebagai berikut:
TABEL VI
SETTING GROUND FAULT RELAY FEEDER 20 KV SISI INTEGRASI
Jenis Rele Kurva Type CT
Rasio Tap
Time Dial Rele GI-02 MG Sepam
1000
Definite
Time 600/5 0.05 0.1
Rele GI-08 MG Sepam 1000
Definite
Time 600/5 0.05 0.1
Rele GI-07 MG Sepam 1000
Definite
Time 1000/5 0.05 0.4
Rele UT-09 MG Sepam 1000
Definite
Time 600/5 0.05 0.7
Rele GI-06 MG Sepam 1000 Definite Time 600/6 0.05 0.7 Rele UT-08 MG Sepam
1000
Definite
Time 1200/5 0.05 0.4
Rele UT05 MG Sepam
1000
Definite
Time 1200/6 0.05 0.4
Rele UT-11 MG Sepam 1000
Definite
Time 1200/5 0.05 0.4
Rele UT-10 MG Sepam 1000
Definite
Time 1200/6 0.05 1
Berikut adalah kurva Setting Ground Fault Relay pada 20 kV sisi integrasi:
Gambar 13. Kurva Koordinasi Resetting Ground Fault Relay feeder 20 kV sisi integrasi dengan perubahan sistem
E. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan untuk koordinasi setting pengaman rele pada pabrik baru Amonia Urea dan pabrik Phosporit Acid dengan sisi integrasi bus 20 kV, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Pengintegrasian yang dilakukan antara pabrik baru Amonia Urea dan pabrik Phosporit Acid dengan sisi integrasi bus 20 kV PT. Petrokimia Gresik menyebabkan terjadinya kenaikan arus hubung singkat di PT. Petrokimia Gresik.
2. Setelah dilakukan analisis ulang koordinasi untuk rele arus lebih, maka diperoleh didapatkan bahwa data eksisting rele-rele pengaman yang digunakan pada sisi integrasi tidak terkoordinasi dengan baik. Pengaturan low set terlihat tidak mengikuti standard BS 142-1983. Pengaturan waktu juga dibuat instan tidak sesuai dengan standar IEEE 242. Maka perlu dilakukan analisa ulang (resetting).
3. Untuk pengaturan rele-rele pengaman arus lebih pada pabrik baru dengan sisi integrasi bus 20 kV perlu dianalisa sebaik mungkin untuk mendapatkan koordinasi yang benar.
4. Pengintegrasian yang dilakukan antara pabrik baru Amonia Urea dan pabrik Phosporit Acid dengan sisi integrasi bus 20 kV PT. Petrokimia Gresik juga menyebabkan terjadinya kenaikan arus hubung singkat ke tanah. Analisa yang dilakukan pada tugas akhir ini yaitu pada sisi integrasi utama 20 kV.
5. Dari kesalahan eksisting rele Ground Fault yang tidak terkoordinasi dengan baik. Maka perlu dilakukan beberapa perbaikan dan rekomendasi untuk mendapatkan analisa pengaturan rele yang benar dan terkoordinasi dengan baik.
F. DAFTAR PUSTAKA
1. P.M Anderson , Power System Protection, McGraw-Hill, 1998
2. Gonen,Turan, ”Modern Power System Analysis”, USA, 1988.
3. Hewitson, L.G., Brown, Mark, Balakrishnan, Ramesh, “Practical Power System Protection”, IDC Technologies, Netherland, 2004.
4. Preve, Cristophe, “Protection of Electrical Network”, ISTE Ltd, Great Britain and the United States, 2006. 5. Penangsang, Ontoeseno, “Diktat Kuliah Analisa Sistem
Tenaga 2”, Teknik Elektro-ITS, Surabaya, 2006.
BIODATA PENULIS
Hendra Rahman, lahir di Agam, Sumatera Barat pada tanggal 18 Juli 1987. Lahir dengan jenis kelamim laki-laki dan sehat. Menempuh pendidikan pertama di Sekolah Dasar Negeri 014 Batam di tahun 1997. Kemudian melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama 009 Batam. Setelah menempuh pendidikan selama 3 tahun, lulus dan langsung melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Batam . Setelah lulus memuaskan dengan waktu 3 tahun kemudian penulis melanjutkan jenjang pendidikan ke tingkat Perguruan Tinggi di Politeknik Negeri Padang Sumatera Barat pada Jurusan Elektro program Studi Elektronika. Penulis menempuh pendidikan ini selama 3 tahun, setelah lulus penulis sempat bekerja di salah satu perusahaan swasta di bidang Oil and Gas Service di Riau. Pada tahun 2009 penulis melanjutkan pendidikannya di Teknik Elektro ITS melalui program Lintas Jalur dengan program Studi Sistem Tenaga Listrik hingga sekarang. Penulis dapat dihubungi di email address: instinct_029@yahoo.co.id
