ANALISIS SISTEM PENGAMAN ARUS LEBIH PADA PENYULANG ABANG DENGAN BEROPERASINYA PLTS PADA SALURAN DISTRIBUSI TEGANGAN LISTRIK 20 KV DI KARANGASEM.

(1)

SKRIPSI

ANALISIS SISTEM PENGAMAN ARUS LEBIH PADA

PENYULANG ABANG DENGAN BEROPERASINYA PLTS

PADA SALURAN DISTRIBUSI TEGANGAN LISTRIK 20 KV

DI KARANGASEM

MADE BENNY NURCAHYADI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

(2)

SKRIPSI

ANALISIS SISTEM PENGAMAN ARUS LEBIH PADA

PENYULANG ABANG DENGAN BEROPERASINYA PLTS

PADA SALURAN DISTRIBUSI TEGANGAN LISTRIK 20 KV

DI KARANGASEM

MADE BENNY NURCAHYADI NIM.1104405031

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

(3)

ANALISIS SISTEM PENGAMAN ARUS LEBIH PADA

PENYULANG ABANG DENGAN BEROPERASINYA PLTS PADA

SALURAN DISTRIBUSI TEGANGAN LISTRIK 20 KV DI

KARANGASEM

Skripsi Ini Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Starata1) Pada Jurusan Teknik Elektro Dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana

MADE BENNY NURCAHYADI NIM 1104405031

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

(4)

(5)

(6)

UCAPAN TERIMAKASIH

Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya/kurnia- Nya, tugas akhir ini dapat diselesaikan.

Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Ir. I Wayan Rinas, MT., pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan, dan saran selama penulis mengikuti program sarjana. Terima kasih sebesar-besarnya pula penulis sampaikan kepada Ir. A.A.Gede Maharta Pemayun, MT., Pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.

Ucapan terima kasih ini ditujukan kepada Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa pada Fakultas Teknik Universitas Udayana. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada Wayan Gede Ariastina, ST.,M.EngSc.,Ph.D, Ketua Jurusan Teknik Elektro atas fasilitas dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti serta menyelesaikan pendidikan di PS Teknik Elektro.

Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tugas akhir, yaitu Ir. I Wayan Arta Wijaya, MErg.,MT., Ir. Antonius Ibi Weking, MT., Made Suartika, ST., yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan, dan koreksi sehingga tugas akhir ini dapat terwujud seperti ini.

(7)

(8)

ABSTRAK

Pembangkit listrik tenaga surya merupakan salah satu alternatif sistem pembangkit tenaga listrik yang diharapkan dapat menjadi solusi untuk menyediakan kebutuhan energi listrik. Penyambungan unit pembangkit listrik yang baru ke jaringan distribusi dapat mempengaruhi arus hubung singkat, karena jika terjadi gangguan hubung singkat pada saluran maka arus hubung singkat yang ditimbulkan akan meningkat. Perubahan nilai arus hubung singkat ini memerlukan perubahan pengaturan waktu kerja rele arus lebih pada penyulang Abang.

Metode yang digunakan adalah dengan melakukan simulasi gangguan hubung singkat pada program ETAP. Lokasi gangguan hubung singkat berada di lima titik terdekat dengan PLTS dimana adanya beban lebih disekitar area PLTS. Analisis gangguan hubung singkat dilakukan dengan dua simulasi yaitu simulasi gangguan hubung singkat tanpa beroperasinya PLTS dan setelah beroperasinya PLTS.

Hasil analisis gangguan hubung singkat tanpa beroperasinya PLTS didapat arus hubung singkat terbesar berada pada titik 1 yaitu bus B217 sebesar 1026 A dengan jarak 5053 m dari PLTS dan arus hubung singkat terkecil berada pada titik 5 yaitu pada bus B366 sebesar 882 A dengan jarak 28361 m dari PLTS. Hasil analisis gangguan hubung singkat dengan beroperasinya PLTS didapat arus hubung singkat terbesar berada pada titik 1 yaitu bus B217 sebesar 1224 A dengan jarak 5053 m dari PLTS dan arus hubung singkat terkecil berada pada titik 5 yaitu bus B366 sebesar 882 A dengan jarak 28361 m dari PLTS. Peningkatan arus hubung singkat mengakibatkan perubahan waktu kerja dari rele di lima titik gangguan sebesar 0,123 - 0,131 detik dengan kondisi tanpa PLTS, sedangkan dengan beroperasinya PLTS perubahan waktu kerja rele yaitu 0,117 – 0,127 detik.

(9)

ABSTRACT

Solar power generation is one of alternative power generation systems are expected to be a solution for providing electrical energy needs. Connection of new power generation units to the distribution network can affect the short-circuit current, because in case of short circuit on the line, the short-circuit current generated will increase. Changes in the value of short circuit current entails a shift working time arrangements overcurrent relays on the feeder Abang.

The method used is to simulate short circuit at the ETAP program. Short circuit fault location is in a five-point nearest to the solar power generation where loads more around there. Analysis of short circuit simulation is performed with two simulated short circuit without any operation and after the operation of solar power generation.

The results of the analysis of short circuit without the operation of the solar power generation obtained short-circuit current biggest is at point 1 which bus B217 at 1026 A with a distance of 5053 m of solar power and short-circuit current smallest is at a point 5 which is on the bus B366 at 882 A with a distance of 28.361 m from solar power. The results of the analysis of short circuit the operation of the solar power generation obtained short-circuit current biggest is at point 1 which bus B217 at 1224 A with a distance of 5053 m of solar power and short-circuit current smallest is at a point 5 which bus B366 at 882 A with a distance of 28.361 m from solar power. Increased short circuit resulted in changes in working time of relays at five points by interference from 0.123 to 0.131 seconds without the operation of solar power, while the operation of the solar power generation working time changes into 0.117 to 0.127 seconds.

(10)

`

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... 4

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir ... 5

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ... 6

2.3 Gambaran Umum Saluran Tegangan Menengah (STM)... 8

2.3.1 Salura Udara Tegangan Menengah (SUTM)... 8

2.4 Gangguan Pada Jaringan Distribusi... 9

2.4.1 Gangguan Hubung Singkat... 9

2.4.2 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa ... 11

2.4.3 Prinsip Dasar Perhitungan Arus Hubung Singkat 20 KV... 13

(11)

`

2.5.1 Menghitung Impedansi Penyulang ... 14

2.5.2 Menghitung Impedansi Ekivalen Jaringan... 15

2.6 Sistem Proteksi... 16

2.6.1 Relay Arus Lebih... 16

2.6.2 Prinsip Kerja Relay Arus Lebih... 19

2.6.3SettingRelay Arus Lebih... 21

2.6.4 Prinsip Dasar PerhitunganSettingKoordinasi Rele ... 22

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 25

3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian ... 25

3.2.1 Sumber data ... 25 4.1 Gambaran Umum Sistem Kelistrikan Penyulang Abang ... 28

4.2 Data Jaringan Penyulang Abang... 31

4.2.1 Data Penghantar Jaringan Distribusi Penyulang Abang ... 31

4.2.2 Data Gardu Distribusi Penyulang Abang... 31

4.2.3 Data Rele Penyulang Abang ... 32

4.3 Titik Lokasi Gangguan Hubung Singkat ... 32

4.4 Arus Hubung Singkat Pada Lima Titik Gangguan Hubung Singkat 33 4.4.1 Arus Hubung Singkat Pada Titik 1 Tanpa PLTS ... 33

4.4.2 Arus Hubung Singkat Pada Titik 1 Dengan PLTS ... 35

4.4.3 Arus Hubung Singkat Pada Titik 2 Tanpa PLTS ... 36

4.4.4 Arus Hubung Singkat Pada Titik 2 Dengan PLTS... 37

(12)

`

4.4.11 Hasil Simulasi Gangguan Hubung Singkat Pada Lima Titik Gangguan ... 45

4.5 Arus Hubung Singkat Pada PLTS Sebelum Tersambung ke Penyulang... 46

4.5.1 Arus Hubung Singkat Pada PLTS Setelah Tersambung ke Penyulang... 48

4.6 PerhitunganSettingRele Arus Lebih ... 49

4.6.1 PerhitunganSettingWaktu Tunda Rele Arus Lebih Di Lima Titik Gangguan Hubung Singkat ... 50

4.6.1.1SettingWaktu Tunda Rele Arus Lebih Pada Kondisi Tanpa Beroperasinya PLTS ... 50

4.6.1.2SettingWaktu Tunda Rele Arus Lebih Pada Kondisi Dengan Beroperasinya PLTS ... 52

4.6.2 PerhitunganSettingRele Arus Lebih Di Lima Titik Gangguan Hubung Singkat... 53

4.6.2.1SettingRele Arus Lebih Pada Kondisi Tanpa Beroperasinya PLTS ... 53

4.6.2.2SettingRele Arus Lebih Pada Kondisi Dengan Beroperasinya PLTS ... 53

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh penggunaan DG berupa pembangkit listrik tenaga surya... 8

Gambar 2.2 Rangkaian gangguan tiga fasa ...12

Gambar 2.3 Diagram blok rele proteksi ...18

Gambar 2.4 Sistem pengaman sederhana...19

Gambar 2.5 Rangkaian sederhana rele arus lebih seketika dan karakteristiknya 20 Gambar 2.6 Rangkaian sederhana rele arus lebih waktu tertentu dan karakteristiknya ...21

Gambar 2.7 Rangkaian sederhana rele arus lebih waktu terbalik dan karakteristiknya ...21

Gambar 3.1 Alur analisis...27

Gambar 4.1 Diagram satu garis penyulang Abang ...30

Gambar 4.2 Simulasi hubung singkat pada titik 1 tanpa PLTS ...34

Gambar 4.3 Simulasi hubung singkat pada titik 1 dengan PLTS ...35

Gambar 4.12 Grafik perbandingan arus gangguan hubung singkat penyulang Abang tanpa beroperasinya PLTS dan dengan beroperasinya PLTS ...46

(14)

Gambar 4.14 Simulasi hubung singkat pada PLTS setelah tersambung

ke penyulang Abang...43 Gambar 4.15 Grafik waktu kerja rele arus lebih tanpa beroperasinya PLTS

pada lima titik gangguan ...55 Gambar 4.16 Grafik waktu kerja rele arus lebih dengan beroperasinya PLTS

pada lima titik gangguan ...57 Gambar 4.17 Grafik perbandingan waktu kerja rele arus lebih tanpa

(15)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisieninvers time dialrele arus lebih ... 24

Tabel 4.1 Data gardu distribusi penyulang Abang ... 31

Tabel 4.2 Data rele penyulang Abang ... 32

Tabel 4.3 Titik lokasi gangguan hubung singkat ... 33

Tabel 4.4 Hasil simulasi hubung singkat pada titik 1 tanpa PLTS ... 34

Tabel 4.5 Hasil simulasi hubung singkat pada titik 1 dengan PLTS ... 35

Tabel 4.14 Hasil simulasi hubung singkat penyulang Abang ... 45

Tabel 4.15 Hasil simulasi hubung singkat pada PLTS sebelum tersambung ke penyulang ... 47

Tabel 4.16 Hasil simulasi hubung singkat pada PLTS setelah tersambung ke penyulang ... 48

Tabel 4.17Settingwaktu tunda rele arus lebih pada lima titik gangguan dengan kondisi tanpa beroperasinya PLTS... 51

Tabel 4.18Settingwaktu tunda rele arus lebih pada lima titik gangguan dengan kondisi beroperasinya PLTS ... 53

Tabel 4.19Settingrele arus lebih pada lima titik gangguan dengan kondisi tanpa beroperasinya PLTS ... 55

Tabel 4.20Settingrele arus lebih pada lima titik gangguan dengan kondisi beroperasinya PLTS ... 57

(16)

DAFTAR SINGKATAN

CB =Circuit Breaker

DC =Direct Current

DG =Distributed Generation

ETAP =Electrical Transient Analyzer Programme

eq =equivalen

GFR =ground fault relay

IEEE =Institute of Electrical and Electronics Engineers

KM = Kilo Meter

KV = Kilo Volt

KW = Kilo Watt

KWH = Kilo Watt Hour

KV = Kilo Volt

MW = Mega Watt

NGR =Neutral Grounding Resistor

OCR =Over Current Relay

PLN = Perusahaan Listrik Negara

PLTS = Pembangkit Listrik Tenaga Listrik

PMT = Pemutus Tenaga

W = Watt

STM = Saluran Tegangan Menengah SUTM = Saluran Udara Tegangan Menengah

(17)

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagian besar pembangkit listrik dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) masih menggunakan bahan bakar fosil sebagai energi utama untuk pengoperasiannya. Sistem energi dunia sedang beralih dari sistem energi berbasis fosil ke sistem energi berbasis sumber energi terbarukan (renewable energy).

Pembangkit listrik tenaga surya merupakan salah satu alternatif sistem pembangkitan tenaga listrik yang diharapkan dapat menjadi solusi untuk menyediakan kebutuhan energi listrik. Lokasi penempatan pembangkit berada dekat dengan beberapa titik dimana adanya beban lebih, sehingga memungkinkan pembangkit dapat mem-backup suplai kebutuhan listrik pada jaringan tersebut. Penyambungan unit pembangkit listrik yang baru ke jaringan distribusi dapat mempengaruhi arus hubung singkat, karena jika terjadi gangguan pada saluran maka arus hubung singkat yang ditimbulkan akan meningkat. Keadaan ini secara tidak langsung berimbas pada sistem proteksi jaringan yaitu berupa rele arus lebih yang terpasang. Pengaturan kerja rele harus disesuaikan dengan besarnya arus hubung singkat yang dihasilkan akibat penyambungan pembangkit listrik ke jaringan distribusi (Mardensyah, 2008).

(18)

2

Saat ini di Kabupaten Karangasem terdapat sebuah PLTS 1 MW yang terhubung pada jaringan distribusi 20 KV. Luas tanah yang digunakan untuk pemasangan panel surya tersebut adalah 1,2 Hektar dan menghasilkan 1 MW. PLTS 1 MW yang telah terinterkoneksi dengan jaringan PLN tersebut akan menghasilkan listrik sebesar 2.880.080,00 KWh dengan masa operasi 20 tahun (Inspektorat Jendral Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2013,http://www.itjen.esdm.go.id , diakses pada tanggal 5 Maret 2015).

Gangguan hubung singkat dapat dikatakan suatu gangguan yang terjadi akibat adanya kesalahan antara bagian-bagian yang bertegangan. Gangguan hubung singkat dapat terjadi akibat adanya isolasi yang tembus atau rusak karena tidak tahan terhadap tegangan lebih, baik yang berasal dari dalam maupun yang berasal dari luar (akibat sambaran petir). Berdasarkan pemaparan tersebut gangguan hubung singkat dapat diartikan sebagai suatu keadaan pada sistem dimana penghantar yang berarus terhubung dengan penghantar lain atau dengan tanah sehingga menimbulkan arus hubung singkat ( Zamzami, 2010 ).

Pada penelitian ini dilakukan analisis sistem pengaman arus lebih dengan menganalisa terlebih dahulu gangguan hubung singkat yang terjadi pada penyulang Abang dengan beroperasinya PLTS Karangasem. Jenis gangguan hubung singkat tiga fasa digunakan karena memiliki nilai arus gangguan yang tertinggi. Masuknya energi listrik dari PLTS pada jaringan distribusi PLN mengakibatkan peningkatan nilai arus hubung singkat apabila terjadi gangguan arus hubung singkat, sehingga diperlukan sistem proteksi untuk mengamankan jaringan tersebut. Peneliti menggunakan lima titik lokasi gangguan arus hubung singkat pada saluran terdekat disekitar penempatan PLTS.

(19)

3

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dapat diangkat berdasarkan latar belakang, yaitu: 1. Berapakah besar arus hubung singkat beserta nilai setting rele arus lebih pada

penyulang Abang dengan kondisi sebelum beroperasinya PLTS?

2. Berapakah besar arus hubung singkat beserta nilai setting rele arus lebih pada PLTS Karangasem?

3. Berapakah besar arus hubung singkat beserta nilai setting rele arus lebih pada penyulang Abang dengan kondisi setelah beroperasinya PLTS?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besar nilai arus hubung singkat dan menentukan pengaturan waktu kerja rele arus lebih pada kondisi sebelum beroperasinya PLTS dan setelah beroperasinya PLTS di lima titik lokasi gangguan arus hubung singkat beserta pada penyulang Abang.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk memberikan informasi mengenai peningkatan nilai gangguan arus hubung singkat yang terjadi setelah beroperasinya PLTS apabila terjadi gangguan hubung singkat pada saluran, beserta pengaturan waktu kerja rele arus lebih untuk dapat melindungi jaringan distribusi Penyulang Abang.

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Mengingat begitu luasnya permasalahan yang ada, maka dalam Tugas Akhir ini akan dibuat pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Analisis arus hubung singkat pada PLTS menggunakan program ETAP

powerstation.

2. Pada saat penelitian, beban setiap fasa diasumsikan dalam keadaan seimbang.

(20)

4

4. Menentukan waktu kerja rele arus lebih dilakukan dengan perhitungan manual, tidak menggunakan program ETAP.

5. Analisis gangguan hubung singkat pada penyulang Abang seteleah beroperasinya PLTS hanya dilakukan pada siang hari, karena PLTS tidak menyuplai energy listrik pada malam hari.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan penelitian ini sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN

Menjelaskan mengenai latar belakang permasalahan, rumusan masalah, tujuan, manfaat, ruang lingkup dan batasan masalah serta sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Menjelaskan tinjauan mutakhir, dan teori-teori pendukung dalam melaksanakan penelitian.

BAB III : METODE PENELITIAN

Membahas mengenai, waktu pelaksanaan penelitian, jenis dan sumber data yang digunakan, tahapan penelitian, serta alur analisis. BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini membahas mengenai analisis sistem pengaman arus lebih pada penyulang Abang dalam kondisi sebelum beroperasinya PLTS dan setelah beroperasinya PLTS, dengan menganalisis terlebih dahulu nilai arus hubung singkat di lima titik gangguan pada simulasi program ETAP.

BAB V : PENUTUP

(21)

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir

Penelitian ini merupakan pengembangan dari beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, yaitu mengenai Analisis Hubung Singkat Pada Penyulang Bangli Dengan Beroperasinya PLTS Kayubihi. Referensi yang dipilih dan digunakan sebagai acuan dari penelitian ini merupakan penelitian yang membahas tentang analisis hubung singkat pada penyulang Abang serta pengaturan waktu kerja rele arus lebih untuk memproteksi jaringan distribusi.

Referensi yang digunakan dalam penelitian ini merupakan penelitian serupa dan penelitian terkait. Adapun beberapa tinjuan mutakhir dari referensi tersebut yakni : penelitian yang dilakukan oleh I Nyoman Endy Triatmaja dengan judul Analisis Hubung Singkat Pada Penyulang Bangli Dengan Beroperasinya PLTS Kayubihi. Penelitian ini menggunakan metode yang digunakan yaitu dengan simulasi sistem menggunakan software ETAP (Electrical Transient Analyzer Programme). Didapatkan hasil Dengan melakukan simulasi, didapatkan selisih hubung singkat dan waktu kerja rele tanpa PLTS dan dengan PLTS.

Penelitian lain yang dilakukan oleh ZamZami dengan judul Studi Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah Akibat Masuknya Distributed Generation Pada Sistem Distribusi Tenaga Listrik 20KV. Menggunakan metode yang digunakan yaitu dengan simulasi sistem menggunakan software EDSA (Electrical Distribution and Transmission System Analysis). Didapat hasil besar arus hubung singkat satu fasa ke tanah yang dihasilkan dari sebelum dan sesudah masuknya

distributed generation berbeda yang dimana nilai dari besar arus hubung singkat setelah masuknya distributed generation lebih besar dari sebelumnya.

(22)

6

besar arus gangguan hubung singkat dipengaruhi oleh jarak titik gangguan, semakin jauh jarak titik gangguan maka semakin kecil arus hubung singkat, begitu pula sebaliknya. Didapatkan selisih waktu kerja relai di penyulang dengan waktu kerja relai di incoming. Dapat disimpulkan bahwa setting OCR-GFR yang ada dilapangan dalam kondisi baik. Didapat hasil Besar arus hubung singkat satu fasa ke tanah yang dihasilkan dari sebelum dan sesudah masuknya distributed generation berbeda yang dimana nilai dari besar arus hubung singkat setelah masuknya distributed generation lebih besar dari sebelumnya.

Pada tugas akhir ini dilakukan analisa gangguan hubung singkat pada penyulang Abang dengan beroperasinya PLTS Karangasem. Jenis gangguan hubung singkat yang akan digunakan adalah gangguan hubung singkat 3 fasa karena memiliki nilai arus gangguan yang tertinggi. Di desa Kubu, Karangasem terdapat PLTS berkapasitas 1 MW yang terhubung pada jaringan distribusi PLN. Tersambungnya energi listrik dari PLTS menuju jaringan distribusi mengakibatkan peningkatan nilai arus hubung singkat, sehingga diperlukan pengaturan ulang sistem proteksi untuk mengamankan jaringan tersebut. Rele arus lebih digunakan untuk memproteksi jaringan dari arus hubung singkat yang melebihi nilai setting arusnya.

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya atau yang lebih dikenal dengan sebutan

(23)

7

Pada umumnya DG cenderung mengarah kepada

teknologi energi terbarukan seperti pembangkit listrik tenaga angin, tenaga panas bumi, sel surya dan pembangkit dari energi terbarukan lainnya. Di sisi lain teknologi ini cenderung digunakan sebagai sistem back-up (cadangan) dari jaringan listrik normal. Teknologi ini juga dapat digunakan sebagai sumber energi utama di pulau yang terisolasi. DG mempunyai kelebihan dan juga kekurangan. Adapun kelebihan menggunakan sistem DG:

1. Terhindar dari kerugian pada jaringan transmisi dan distribusi. 2. Sumber energi yang digunakan menggunakan energi terbarukan 3. Memungkinkan untuk penggunaan 1 fasa dan 3 fasa.

4. Memperbaiki kualitas daya pada sistem distribusi

Adapun kerugian menggunakan sistem DG adalah sebagai berikut (Mohmoud, 2010):

1. Sistem distribusi konvensional membutuhkan perlindungan yang memadai untuk mengakomodasi pertukaran daya.

2. Sinyal untuk pengiriman sumber daya menjadi sangat rumit 3. Biaya investasi yang dikeluarkan terlalu mahal.

4. Meningkatkan nilai arus hubung singkat pada sistem

Terdapat berbagai versi tentang penjelasan DG diantaranya Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), mendefinisikan Distributed Generation sebagai pembangkitan energi listrik yang dilakukan oleh peralatan

Gambar 2.1 Contoh penggunaan DG berupa pembangkit listrik tenaga surya

(24)

8

yang lebih kecil dari pembangkit listrik pusat sehingga memungkinkan terjadi interkoneksi di hampir semua titik pada sistem tenaga listrik. Sedangkan

International Energy Agency (IEA), mendefinisikan Distributed Generation

sebagai unit pembangkit daya listrik pada sisi konsumen dan menyuplai daya listrik langsung ke jaringan distribusi lokal.

Perkembangan teknologi DG terus berkembang dengan memfaatkan pembangkit listrik skala kecil (mikrohidro) yang dikelola oleh pihak PLN atau swasta (Independent Power Producer). Sejak tahun 2002, teknologi DG di Indonesia dikenal sebagai “Pembangkit Listrik Skala Kecil Tersebar” seperti yang tertuang dalam Peraturan Pemerintah Nomor 30 tahun 2002.

2.3 Gambaran Umum Saluran Tegangan Menengah (STM)

Berdasarkan UU ketenagalistrikan No 30 tahun 2009 dikatakan bahwa Saluran Tegangan Menengah (STM) merupakan jaringan utama sebagai upaya untuk menghindarkan rugi-rugi penyaluran (losses) dimana persyaratan tegangan sesuai dengan UU harus dipenuhi oleh PT PLN Persero selaku pemegang Kuasa Usaha Utama tersebut.

Dalam pembangunan dari Saluran Tegangan Menengah, terdapat beberapa hal yang wajib dipenuhi untuk keamanan ketenagalistrikan, termasuk di dalamnya adalah jarak aman minimal antara fasa dengan lingkungan, dan antara fasa dengan tanah. Jaringan tegangan menengah biasanya menggunakan penghantar saluran udara tanpa isolasi, kabel udara pilin (twisted) tegangan menengah, atau kabel bawah tanah tegangan menengah (Sulasno, 1993).

2.3.1 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)

(25)

9

jarak aman minimum yang harus dipenuhi penghantar bertegangan 20 KV tersebut antar fasa, dengan bangunan, dengan tanaman, dengan jangkauan manusia ( Bawan, 2012 ). Pada umumnya kawat penghantar yang digunakan adalah penghantar berisolasi setengah AAAC-S (half insulated single core). Penggunaan penghantar ini tidak menjamin keamanan terhadap tegangan sentuh yang dipersyaratkan akan tetapi untuk mengurangi resiko gangguan sementara khususnya akibat sentuhan tanaman ( Sulasno, 1993 ).

2.4 Gangguan Pada Jaringan Distribusi

Gangguan adalah suatu ketidaknormalan (interferes) dalam sistem tenaga listrik yang mengakibatkan mengalirnya arus yang tidak seimbang dalam sistem tiga fasa. Gangguan dapat juga didefinisikan sebagai semua kecacatan yang mengganggu aliran normal arus ke beban (Mardensyah, 2008).

Berikut merupakan definisi gangguan hubung singkat dan gangguan hubung singkat 3 fasa.

2.4.1 Gangguan Hubung Singkat

Dalam proteksi sistem tenaga listrik, sangat penting untuk mengetahui distribusi arus dan tegangan di berbagai tempat sebagai akibat timbulnya gangguan. Karakteristik kerja rele proteksi dipengaruhi oleh besaran energi yang dimonitor oleh rele sewperti arus dan tegangan. Dengan mengetahui distribusi arus dan tegangan di berbagai tempat maka seseorang insinyur proteksi dapat menentukan setelan (setting) untuk rele proteksi dan rating dari pemutus tenaga /circuitbreaker (CB) yang akan digunakan (Mardensyah, 2008).

(26)

10

sistem dimana penghantar yang berarus terhubung dengan penghantar lain atau dengan tanah sehingga menimbulkan arus hubung singkat( Zamzami, 2010 ).

Gangguan yang mengakibatkan hubung singkat dapat menimbulkan arus yang jauh lebih besar dari pada arus normal. Bila gangguan hubung singkat dibiarkan berlangsung dalam kurun waktu panjang maka banyak pengaruh-pengaruh yang tidak diinginkan yang dapat terjadi misalnya (Stevenson, 1982) :

a. Berkurangnya batas-batas kestabilan untuk sistem daya.

b. Rusaknya perlengkapan yang berada dekat dengan gangguan yang disebabkan oleh arus tak seimbang, atau tegangan rendah yang ditimbulkan oleh hubung singkat.

c. Ledakan-ledakan yang mungkin terjadi pada peralatan yang mengandung minyak isolasi sewaktu terjadinya suatu hubung singkat

d. Timbulnya kebakaran membahayakan orang yang menanganinya dan merusak peralatan–peralatan yang lain.

e. Terpecah-pecahnya keseluruhan daerah pelayanan sistem daya itu oleh suatu rentetan tindakan pengamanan yang diambil oleh sitem–sistem pengamanan yang berbeda–beda, kejadian ini di kenal sebagai

“cascading”.

Perhitungan hubung singkat adalah suatu analisa kelakuan suatu sistem tenaga listrik pada keadaan gangguan hubung singkat, dimana dengan cara ini diperoleh nilai besaran-besaran listrik yang dihasilkan sebagai akibat gangguan hubung singkat tersebut. Analisa gangguan hubung singkat diperlukan untuk mempelajari sistem tenaga listrik baik waktu perencanaan maupun setelah beroperasi kelak. Analisa hubung singkat digunakan untuk menentukan pengaturan rele proteksi yang digunakan untuk melindungi sistem tersebut dari kemungkinan adanya gangguan tersebut.

(27)

11

rancangan pengaman, rele dan pemutus yang tepat bisa dipilih untuk melindungi sistem dari kondisi yang tidak normal dalam waktu yang singkat ( Cekdin, 2012 ). Kegunaan dari analisis gangguan hubung singkat antara lain adalah (Weedy, 1998 ):

a. Menentukan arus maksimum dan minimum hubung singkat tiga-fasa. b. Untuk menentukan arus gangguan.

c. Penyelidikan operasi rele-rele proteksi. d. Menentukan kapasitas pemutus daya.

e. Untuk menentukan distribusi arus gangguan dan tingkat tegangan busbar selama gangguan.

2.4.2 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa

Gangguan tiga fasa disebabkan oleh putusnya salah satu kawat fasa yang letaknya paling atas pada transmisi atau distribusi dengan konfigurasi kawat antar fasanya disusun secara vertikal. Kemungkinan lain adalah akibat pohon yang cukup tinggi berayun sewaktu tertiup angin kencang sehingga menyentuh ketiga kawat fasa transmisi atau distribusi. Arus gangguan hubung singkat harus diamankan dengan cepat setelah gangguan terjadi, untuk itu dibutuhkan alat pengaman yaitu PMT yang kapasitasnya ditentukan berdasarkan ata gangguan hubung singkat tiga fasa pada lokasi gangguan (Masykur,2005).

Gambar 2.2 menunjukkan rangkaian ekivalen hubung singkat tiga fasa.

Gambar 2.2 Rangkaian gangguan tiga fasa ( Sumber : Sulasno, 1993 )

Dari gambar 2.2, dapat dilihat bahwa arus maupun tegangan dalam keadaan gangguan tidak mengandung unsur urutan nol atau impedansi netral.

Zn

Z

(28)

12

Oleh sebab itu, pada hubung singkat tiga fasa sistem pentanahan netral tidak berpengaruh terhadap besarnya arus hubung singkat.

Dengan demikian:

Ia = Ib = Ic = 0 ... (2.1)

Va– Vb =0 ; Va– Vc = 0 dan Vb– Vc = 0

Dengan kata lain, Va = Vb = Vc ... (2.2)

Persamaan urutan tegangan pada gangguan hubung singkat tiga fasa dapat ditentukan dengan persamaan:

Va0 = (Va + Vb + Vc) = Va ... (2.3)

Va1 = (Va+ αVb+ α2Vc) ... (2.4)

Va2 = (Va + α2Vb+ αVc) ... (2.5)

Persamaan arus yang tidak seimbang memiliki bentuk yang sama dengan persamaan tegangan. Arus pada setiap fasa dapat dipresentasikan sebagai:

Ia = Ia1 + Ia2 + Ia0 ... (2.6)

Ib = Ib1 + Ib2 + Ib0 ... (2.7)

Ic = Ic1 + Ic2 + Ic0 ... (2.8)

Substitusi hubungan antar fasa dengan komponen positf, negatif, dan nol menghasilkan

Ia = Ia1 + Ia2 + Ia0 ... (2.9)

Ib = a2Ia1 + aIa2 + Ia0 ... (2.10)

Ic = aIa1 + a2Ia2 + Ia0 ... (2.11)

Sehingga komponen simetris dapat dipresentasikan sebagai fungsi dari setiap arus masing-masing fasa, yaitu:

Ia0 = (Ia + Ib + Ic) ... (2.12)

Ia1 = (Ia + aIb + a2Ic) ... (2.13)

Ia2 = (Ia + a2Ib + aIc) ... (2.14)

Dimana :

(29)

13

Ia1, Ia2,Ia0 = komponen urutan positif, negatif dan nol dari Ia

Va1,Va2,Va0 = komponen urutan positif, negatif dan nol dari Va

a = bilangan kompleks yang besarnya 1 dan sudutnya 120o

2.4.3 Prinsip dasar Perhitungan Arus hubung Singkat 20 KV

Gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi di dalam jaringan (system kelistrikan) ada 3, yaitu:

1. Gangguan hubung singkat 3 fasa 2. Gangguan hubung singkat 2 fasa, dan 3. Gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah

Dari ketiga macam gangguan hubung singkat, hanya dibahas gangguan hubung singkat 3 fasa. Arus gangguannya dihitung dengan rumus :

1. Gangguan Hubung Singkat 3 fasa a. Gangguan hubung singkat 150 KV

...(2.15) b. Gangguan hubung singkat 20 KV

...(2.16)

Keterangan :

I3Ø(150) : Arus hubung singkat tiga fasa di sisi 150 kV I3Ø(20) : Arus hubung singkat tiga fasa di sisi 20 kV Vp : Tegangan pada sisi primer

Vs : Tegangan pada sisi sekunder Zhs : Impedansi sumber

Ztr : Impedansi trafo

2.5 Impedansi (Z)

Dalam menghitung impdansi dikenal tiga macam urutan yaitu :

a.Impedansi urutan positif (Z1), yaitu impedansi yang hanya dirasakan oleh

(30)

14

b. Impedansi urutan negatif (Z2), yaitu impedansi yang hanya dirasakan

oleh arus negatif.

c.Impedansi urutan nol (Z0), yaitu impedansi yang hanya dirasakan oleh

arus urutan nol.

Sebelum melakukan perhitungan arus hubung singkat, maka kita harus memulai perhitungan pada rel daya tegangan primer di gardu induk untuk berbagai jenis gangguan, kemudian menghitung pada titik – titik lainnya yang letaknya semakin jauh dari gardu induk tersebut. Untuk itu diperlukan pengetahuan mengenai dasar impedansi urutan rel daya tegangan tinggi atau bisa juga disebut sebagai impedansi sumber, impedansi transformator, dan impedansi penyulang.

Namun pada tugas akhir ini yang di bahas hanya impedansi penyulang karena berdasarkan ruang lingkup pembahasan diatas yang dibahas hanya pada penyulangnya saja.

2.5.1 Menghitung Impedansi Penyulang

Untuk perhitungan impedansi penyulang, perhitungannya tergantung dari besarnya impedansi per km dari penyulang yang akan dihitung, dimana besar nilainya tergantung pada jenis penghantarnya, yaitu dari bahan apa penghantar tersebut dibuat dan juga tergantung dari besar kecilnya penampang dan panjang penghantarnya (Budi Utomo, 2004).

Besar nilai impedansi Penyulang bergantung pada besar nilai impedansi per meter Penyulang. Nilai impedansi didapat berdasarkan konfigurasi tiang pada jaringan SUTM atau dari jenis kabel tanah untuk jaringan SKTM. Nilai impedansi Penyulang dapat diperoleh dengan persamaan 2.15:

Z = (R + jX) ... (2.17) Dimana :

Z = Impedansi

R = reaktansi / hambatan ( Ω )

(31)

15

2.5.2 Menghitung Impedansi Ekivalen Jaringan

Perhitungan yang dilakukan merupakan perhitungan besar nilai impedansi positif ( Z1 eq ), negatif ( Z2 eq ), dan nol ( Z0 eq ) dari titik gangguan sampai ke

sumber sesuai dengan urutan. Pada sumber ke titik gangguan impedansi yang terbentuk adalah tersambung seri, maka perhitungan Z1 eq dan Z2 eq diperoleh

langsung dengan menjumlahkan impedansi-impedansi tersebut. Sedangkan untuk perhitungan Z0 eq dimulai dari titik gangguan sampai ke trafo tenaga yang

netralnya ditanahkan Sehingga untuk impedansi ekivalen jaringan dapat dihitung dengan

menggunakan rumus

a.Urutan positif dan urutan negatif (Z1 eq = Z2 eq)

Z1 eq = Z2 eq = Zs1 + Zt1 + Z1 Penyulang ………….……..…….( 2.18) Dimana :

Z1eq = Impedansi ekivalen jaringan urutan positif (ohm)

Z2eq = Impedansi ekivalen jaringan urutan negatif (ohm)

Zs1 = Impedansi sumber sisi 20 KV (ohm)

Zt1 = Impedansi trafo tenaga urutan dan negatif (ohm)

Z1 = Impedansi urutan positif dan negatif (ohm)

b. Urutan nol

Z0eq = Zt0 + 3RN + Z0 Penyulang ………..…( 2.19) Dimana :

Z0eq = Impedansi ekivalen jaringan nol (ohm)

Zt0 = Impedansi trafo tenaga urutan nol (ohm)

RN = Tambahan tanah trafo tenaga (ohm)

Z0 = Impedansi urutan nol (ohm)

(32)

16

2.6 Sistem Proteksi

Sistem proteksi merupakan suatu komponen yang dipasang pada suatu sistem tenaga listrik untuk kondisi abnormal. Kondisi abnormal dapat berupa tegangan lebih, hubung singkat, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain. Pada sistem proteksi terdapat peralatan yang disebut rele yang berguna sebagai pendeteksi serta pemberi perintah kepada circuit breaker untuk memutuskan rangkaian jika sistem mengalami suatu gangguan ( Putra, 2012 ).

Sistem proteksi pada umumnya terdiri dari beberapa komponen yang dirancang untuk mengidentifikasi kondisi sistem dan bekerja berdasarkan informasi yang diperoleh dari sistem yaitu arus, tegangan, atau sudut fasa antara keduanya. Informasi diperoleh untuk membandingkan besarannya dengan besaran ambang batas pada peralatan proteksi. Jika besaran melebihi pengaturan ambang batas peralatan proteksi maka sistem proteksi akan bekerja dan mengamankan kondisi tersebut (Nugroho,2008).

Waktu pemutusan gangguan merupakan waktu total yang dibutuhkan peralatan proteksi sampai terbukanya pemutus tenaga atau disebut fault clearing time ( Mardensyah, 2008 ).

Ta = action time, including circuit breaker operating time

Waktu pemutus gangguan merupakan salah satu faktor yang sangat penting karena peralatan proteksi harus dikoordinasikan waktunya dengan peralatan proteksi lain agar hanya peralatan proteksi yang paling dekat dengan gangguan saja yang bekerja.

2.6.1 Rele Arus Lebih (Over Current Relay)

(33)

17

perubahan kenaikan arus pada sistem yang melebihi nilai pengaman pada jangka waktu tertentu. Fungsi utama dari rele arus lebih yaitu untuk mendeteksi adanya arus lebih pada suatu sistem kemudian dari rele akan memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) untuk membuka sistem tersebut. Jenis rele dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

1) Rele Primer: besaran yang dideteksi misalnya arus, dideteksi secara langsung.

2) Rele Sekunder: besaran yang dideteksi, melalui alat-alat bantu misalnya trafo arus/trafo tegangan.

Rele Arus Lebih merupakan salah satu rele proteksi yang digunakan untuk mengamankan trafo daya, Neutral Grounding Resistor (NGR), dan Penyulang 20 KV. Rele ini akan bekerja bila besaran penggerak atau arus yang mengalir dalam belitannya (Ir) melebihi arus yang telah ditentukan (Ip) atau dapat dinyatakan berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat antar fasa di dalam maupun di luar daerah pengaman transformator.

Berikut adalah diagram blok dari rele proteksi :

(34)

18

Masing-masing elemen/bagian mempunyai fungsi sebagai berikut :

1. Elemen pengindra, elemen ini berfungsi untuk merasakan besaran-besaran listrik, seperti arus, tegangan, frekuensi, dan sebagainya tergantung rele yang dipergunakan. Pada bagian ini besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya, apakah keadaan yang diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan normal, untuk selanjutnya besaran tersebut dikirim ke elemen pembanding.

2. Elemen Pembanding, elemen ini berfungsi menerima besaran setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh elemen pengindera untuk membandingkan besaran listrik pada saat keadaan normal dengan besaran arus kerja rele.

3. Elemen pengukur, elemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan secara cepat pada besaran ukurnya dan akan segera memberikan isyarat untuk membuka PMT atau kmemberikan sinyal.

Sistem pengaman pada sistem tenaga listrik umumnya dapat dibagi menjadi tiga subsistem, yaitu : (Titarenko and Dukelsky,1977).

a. Rele

b. Transduser (current transformer dan voltage transformer)

c. Pemutus tenaga (circuit breaker)

Konfigurasi suatu sistem pengaman yang sederhana ditunjukkan oleh gambar 2.4.

(35)

19

2.6.2 Prinsip Kerja Rele Arus Lebih

Rele arus lebih bekerja dengan membaca input berupa besaran arus kemudian membandingankan dengan nilai setting, apabila nilai arus yang terbaca oleh rele melebihi nilai setting, maka rele akan mengirim perintah trip (lepas) kepada Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) setelah waktu tunda yang diterapkan pada setting. Rele arus lebih – OCR memproteksi instalasi listrik terhadap gangguan antar fasa. Sedangkan untuk memproteki terhadap gangguan fasa tanah digunakan rele arus gangguan tanah atau ground fault relay (GFR). Prinsip kerja GFR sama dengan OCR, yang membedakan hanyalah pada fungsi dan elemen sensor arus. OCR biasanya memiliki 2 atau 3 sensor arus (untuk 2 atau 3 fasa) sedangkan GFR arahnya memiliki satu sensor arus (satu fasa) (Rasidin,2005).

Bedasarkan waktu dan cara kerja, rele arus lebih dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu rele arus lebih waktu tertentu (Definite Time Relay), rele arus lebih waktu terbalik (Inverse Time Relay), rele arus lebih waktu seketika (Instantaneous Relay), rele arus lebih seketika (instanstaneous over current relay)

a. Rele Arus Lebih Seketika (Definite Time Relay)

Pada saat rele beroprasi, Waktu kerja rele mulai pick up sampai selesai terjadi sangat singkat sekitar 20–40ms tanpa adanya penundaan waktu. Rele ini akan memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) pada saat terjadi gangguan bila besar arus gangguannya melampaui penyetelannya (Im) dan jangka waktu kerjanya singkat.

(36)

20

Dimana :

CB = Circuit Breaker (Pemutus = PMT) TC = Tripping Coil (kumparan pemutus) R = Rele arus lebih

CT = Current Transformator (transformator arus) I = Arus beban

Ir = Arus yang mengalir pada kumparan sekunder transformator arus + = Polaritas positif sumber DC

- = Polaritas negatif sumber DC T = Besaran Waktu

I op = Operating current (arus operasi rele mulai bekerja)

b. Rele arus lebih dengan karakteristik waktu tertentu (Definite time over current relay)

Pada saat terjadi gangguan, arus yang mengalir pada sistem dan melampaui pengaturan dari rele maka rele akan memberikan perintah kepada pemutus beban (PMT) untuk bekerja ke kondisi pick up (kondisi rele terbuka). Waktu kerja rele dapat diatur pada waktu tertentu untuk pengaturan yang sama dan lebih besar dari nilai pick up sehingga waktu operasinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan koordinasi.

(37)

21

c. Rele arus lebih dengan karakteristik waktu terbalik (Inverse time over current relay)

Rele memberikan perintah kepada PMT saat terjadi gangguan. Jika arus gangguan melebihi arus yang telah diatur maka rele akan berada pada posisi pick up. Rele arus lebih waktu terbalik memiliki waktu operasi yang lebih singkat untuk arus gangguan yang semakin besar dan waktu operasi yang semakin lama untuk arus gangguan yang semakin kecil.

Gambar 2.7 Rangkaian sederhana rele arus lebih waktu terbalik dan karakteristiknya (Sumber : Ramadon,dkk,2000)

2.6.3 Setting Rele Arus Lebih

Sebagai dasar dalam pengaturan arus pada rele arus lebih tersebut digunakan rumus P.S.M (Plug Setting Multiplier), sebagai berikut:

ting dihitung berdasarkan arus beban maksimum yang mengalir di Penyulang tersebut.

 Untuk Over Current Relay (OCR) yang terpasang di incoming trafo dihitung berdasarkan arus nominal trafo tersebut.

(38)

22

bahwa pengaturan waktu minimum dari rele arus lebih (terutama di Penyulang) tidak lebih kecil atau diatas dari 0,3 detik. Pertimbangan ini diambil agar rele tidak sampai trip lagi akibat arus inrush dari trafo – trafo distribusi ketika PMT Penyulang tersebut dialiri listrik (Sumanto, 1996).

Rele arus lebih tidak boleh bekerja pada keadaan beban maksimum. Dalam beberapa hal, nominal transformator arus ( CT ) merupakan arus maksimumnya, sehingga penyetelan arusnya :

... (2.23)

Dimana :

Iset = Setelan Arus

Inom = Arus nominal

CT = rasio transformator arus

Waktu kerja rele ditentukan dengan cara sebagai berikut : Untuk daya tiga fasa

S = √3 × V × I ×Cosφ... (2.24)

Selanjutnya untuk mencari nilai kuat arus nominal salurannya, yaitu:

Inom = ... (2.25)

Dimana:

S = Daya Semu (KVA) V = Tegangan saluran (Volt) I = Arus nominal (A)

2.6.4 Prinsip Dasar Perhitungan Setting Koordinasi Rele Pengaman

(39)

23

beberapa seksi berikutnya, rele arus akan bekerja. Untuk mendapatkan pengamanan yang selektif, maka setting waktunya dibuat secara bertingkat.

Syarat untuk setting waktu tunda (td) dari rele, harus diketahui data sebagai

berikut : (PT.PLN (Persero), 2013)

a. Besaran arus hubung singkat (I). b. Penyetelan / setting arusnya ( Iset).

c. Kurva karakteristik rele yang dipakai.

Maka waktu waktu tunda ( td ) dapat dicari dengan persamaan :

...……....……… (2.26) Keterangan :

td = waktu tunda

If = arus gangguan hubung singkat

t = waktu kerja rele yang dikehendaki

Untuk menentukan waktu tunda pada rele pengaman saluran, nilai t ditetapkan dengan nilai 1 detik.

Waktu koordinasi rele pengaman baik itu pengaman utama dan backup

pada busbar terhadap gangguan maksimum dapat dicari dengan persamaan : ...(2.27) Keterangan : t = setting koordinasi rele pengaman

If = arus gangguan hubung singkat tiga phase.

td = waktu tunda.

Pada waktu kerja Over Current Relay (OCR) di incoming trafo 20 KV harus lebih besar dari 0.3 detik yaitu sebesar 0,4 – 0,5 detik dari waktu kerja rele di Penyulang 20 KV (dari relai yang di sisi hilirnya). Selisih waktu kerja rele di

incoming 20 KV (sisi hulu) lebih lama 0,4 detik dari waktu kerja rele di Penyulang (sisi hilir) di sebut grading time, yang maksudnya agar rele di

(40)

24

Waktu kerja rele terhadap gangguan maksimum dapat dihitung dengan persamanaan :

... (2.28) dengan: If = arus gangguan

Nilai TMS (Time Multiple Setting), standar waktu setting rele sebesar 0,08 detik (APD BALI).

Waktu kerja dari rele arus lebih juga berdasarkan dari tipe kurva alat tersebut. Perbedaan pemilihan kurva mengakibatkan perubahan dari pengaturan waktu kerja alat tersebut. Untuk tabel kurva waktu kerja dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 koefisien invers time dialrelay arus lebih

Tipe Kurva Ǻ ǻ

IEC Standard Inverse 0,14 0,02

IEC Very Inverse 13,50 1,0

IEC Extremely Inverse 80,00 2.0