MAKALAH PROTEKSI DISTRIBUSI

(1)

DISTRIBUSI SISTEM TENAGA LISTRIK

SISTEM PROTEKSI DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

D D II S S U U S S U U N N OLEH : OLEH :

KELOMPOK 12

DANIEL

DANIEL SETIAWAN SETIAWAN LIMBONG LIMBONG 51531310045153131004 RICO

RICO FAUL FAUL YOHANNES YOHANNES SINAGA SINAGA 51531310265153131026 ROY

ROY KARLI KARLI L. L. OMPUSUNGGU OMPUSUNGGU 51531310295153131029 SILVI

SILVI HARYANI HARYANI MENDROFA MENDROFA 51531310305153131030

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2017

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan Kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada saya sehingga saya berhasil menyelesaikan Tugas Persentase Distribusi Tenaga Listrik ini tepat pada waktunya yang berorientasi pada Sistem Proteksi Distribusi Tenaga Listrik.

Diharapkan Tugas Persentase Distribusi Tenaga Listrik ini dapat memberikan informasi kepada kita semua tentang Sistem Proteksi Distri busi Tenaga Listrik Saya menyadari bahwa Tugas Persentase ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan Tugas Persentase Distribusi Tenaga Listrik ini

Akhir kata, Saya sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan Tugas Persentase Distribusi Tenaga Listrik ini dari awal sampai akhir. Semoga Tuhan yang Maha Esa senantiasa memberkati segala usaha kita. Amin.

(3)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i DAFTAR ISI ... ii BAB I ... 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan masalah ... 1 BAB II ... 2 PEMBAHASAN ... 2 2.1 Pendahuluan ... 2

2.2 Macam-Macam Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik ... 3

2.3 Gangguan Hubung Singkat pada Jaringan Distribusi ... 3

2.4 Sistem Proteksi Jaringan Distribusi ... 4

1. Fuse Cut Out (FCO) ... 6

2. Relai ... 6

3. PBO ( Pemutus Balik Otomatis) ... 9

4. Arrester ... 10

5. SSO (Saklar Seksi Otomatis) ... 11

BAB III ... 12

PENUTUP... 12

3.1 Kesimpulan... 12

(4)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proteksi Distribusi tenaga listrik sangat penting dalam proses penyaluran daya dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip dalam Distribusi tenaga listrik yang baik salah satunya adalah aman selain andal dan ekonomis. Proteksi tenaga l istrik merupakan bagian yang menjamin bahwa dalam Distribusi tenaga lisrik dapat dikatakan aman. Dapat dikatakan aman karena dalam Distribusi tenaga listrik akan diberikan suatu alat yang berfungsi untuk mengamankan Distribusi dari gangguan bahkan mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh pemindahan daya

listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain.

Proteksi Distribusi tenaga listrik sangat diperlukan dalam Distribusi tenaga listrik. Dengan proteksi yang bagus, maka Distribusi tidak akan rusak ket ika ada sebuah gangguan yang bersifat sementara. Jika proteksi Distribusi t enaga listrik baik, maka nilai ekonomis dapat diperoleh karena jika dalam suatu Distribusi terjadi gangguan, maka kerusakan peralatan tidak dapat menyebar keperalatan yang lain dikarenakan ada sebuah proteksi Distribusi. Nilai ekonomis dan aman dapat dipadukan menjadi nilai andal. Andal yang dimaksud disini adalah tidak membahayakan manusia yang berada disekitar Distribusi tenaga listrik sehingga manusia yang berada disekitar Distribusi ini tidak mengalami gangguan kesehatan maupun gangguan material.

Pembuatan karya tulis ini berdasarkan tugas mata kuliah yaitu Distribusi Tenaga Listrik. Selain untuk memenuhi tugas mata kuliah tersebut.

1.2 Rumusan masalah

Dalam karya tulis ini saya akan membahas beberapa permasalasahan. Diantaranya adalah :

1. Apakah Pengertian Proteksi Distribusi Tenaga Listrik?

2. Apa saja yang gangguan yang terjadi pada Distribusi Tenaga Listrik? 3. Bagaimana proteksi Distribusi tenaga listrik itu bekerja?

(5)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pendahuluan

Proteksi Sistem Tenaga Listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada Peralatan peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain.

Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk :

1. menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada

kemungkinan kerusakan alat.

2. cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin. 3. dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen

dan juga mutu listrik yang baik.

4. mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit-circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual.

(6)

2.2 Macam-Macam Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik a. Gangguan beban lebih

Sebenarnya bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan te rus-menerus berlangsung dapat merusak peralatan.

b. Gangguan hubung singkat

Gangguan hubung singkat dapat terjadi antar fase (3 fase atau 2 fase) atau 1 fase ketanah dan sifatnya bisa temporer atau permanen

Gangg. Permanen :

- Hubung singkat pada Kabel,belitan trafo, generator.(tembusnya isolasi)

Gangg. Temporer :

- Flashover karena sambaran petir, flashover dengan pohon, tertiup angin Pada SUTM

Gangguan hubung singkat dapat merusak peralatan secara : - Termis (tergantung besar dan lama arus gangguan) - Mekanis (terjadi gaya tarik menarik/tolak-menolak) c. Gangguan Tegangan Lebih.

Tegangan lebih dibedakan atas :

- Tegangan lebih dengan power frekwensi (mis : pembangkit kehilangan beban, overspeed pada generator,

- Tegangan lebih Transient :

(mis : Surja petir atau surja hubung )

2.3 Gangguan Hubung Singkat pada Jaringan Distribusi 1. GANGGUAN 3 FASA:

bisa terjadi pada fasa R , S dan T terhubung singkat 2. GANGGUAN 2 FASA :

bisa terjadi antara fasa R & S, fasa T & S atau R & T terhubung singkat 3. GANGGUAN 2 FASA-KETANAH :

(7)

Koordinasi Sistem Proteksi

Gambar 2. Koordinasi Sistem Proteksi Keterangan :

1. Differensial Relay : Pengaman Utama Trafo.

2. Over Current Relay Trafo sisi 150 kV : Pengaman Cadangan Lokal Trafo, Pengaman Cadangan Jauh Bus B.

3. OCR dan GFR trafo sisi 20 kV : Pengaman Utama Bus B1, Pengaman Cadangan Jauh saluran BC.

4. OCR dan GFR di B2 : Pengaman Utama Saluran BC, Pengaman Cadangan Jauh saluran CD.

5. OCR dan GFR di C : Pengaman Utama saluran CD pengaman Cadangan Jauh seksi berikutnya.

2.4 Sistem Proteksi Jaringan Distribusi

Dalam penyaluran energi listrik yang sangaat jauh dari pembangkit tenaga listrik terdapat jaringan transmisi dan distribusi yang rentan akan terkena gangguan yang bersifat permanen atau sementara. Jaringan distribusi merupakan jaringan yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari gardu induk ke gardu induk lain maupun

dari gardu induk ke pelanggan/beban.

Jaringan distribusi terdiri dari transformator distribusi, kawat jaringan, serta memiliki proteksi-proteksi.

(8)

Gambar 3. 1. Sistem proteksi dan komponen pada saluran distribusi sekunder Sumber: Suhadi (2008:26)

Ada tiga fungsi proteksi, yaitu untuk:

1. Mencegah atau membatasi kerusakan pada jaringan beserta peralatannya. 2. Menjaga keselamatan umum akibat gangguan listrik.

3. Meningkatkan kelangsungan atau kontinyuitas pelayanan kepada pelanggan.

Sedangkan proteksi yang baik harus mampu:

1. Melakukan koordinasi dengan sistem TT (GI/transmisi/pembangkit). 2. Mengamankan peralatan dari kerusakan dan gangguan.

3. Membatasi kemungkinan terjadinya kecelakaan.

4. Secepatnya dapat membebaskan pemadaman karena gangguan. 5. Membatasi daerah yang mengalami pemadaman.

6. Mengurangi frekuensi pemutusan tetap (permanen) karena gangguan.

Di samping itu, setiap proteksi atau alat pengaman harus mempunyai kepekaan, kecermatan dan kecepatan bereaksi yang baik. Pada dasarnya semua sistem proteksi berfungsi sebagai pelindung dan pengaman dari gangguangangguan yang terjadi pada sistem distribusi. contoh gangguan: Sambaran Petir, Arus lebih, Over Load , dll. untuk itulah dibutuhkan sistem proteksi yang handal untuk meminimalisirkan gangguan yang terjadi, Sistem proteksi yang terdapat pada jaringan distribusi antara lain :

(9)

1. Fuse Cut Out (FCO)

Fuse Cut Out adalah adalah suatu alat pengaman yang melindungi jaringan terhadap arus beban lebih (over load current ) yang mengalir melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan karena hubung singkat ( short circuit ) atau beban lebih (over load ). Fuse cut out ini hanya dapat memutuskan satu saluran kawat jaringan di dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga fasa maka dibutuhkan fuse cut out sebanyak tiga buah.

Gambar 3. 2. Penempatan FCO pada tiang penyangga Sumber: Daman suswanto (2009:132)

2. Relai

Relai merupakan alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan. Relai yang digunakan pada jaringan distribusi, yaitu : Relai gangguan tanah, (Ground Fault Relay), Relai gangguan tanah berarah ( Directional Ground Fault Relay), dan Relai arus lebih (Over Current Relay).

Gambar 3. 3. Penempatan Relai Pada Jaringan Radial Sumber: Suhadi (2009:353)

(10)

1) Relai Gangguan Tanah

Relai gangguan tanah adalah suatu relai yang akan bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai setting pengaman tertentu dan dalam jangka waktu tertentu bekerja apabila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Relai arus gangguan tanah ( ground fault relai) merupakan pengaman utama terhadap gangguan hubung singkat fasa ke tanah untuk sistem yang ditanahkan langsung atau melalui tahanan rendah.

2) Relai Arus Lebih

Relai arus lebih adalah relai yang bekerja terhadap arus lebih, ia akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai yang telah ditentukan atau settingnya. Pada dasarnya relai arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. besaran arus yang boleh melewatinya disebut dengan setting. Macam-macam karakteristik relay arus lebih:

a) Relai waktu seketika (Instantaneous relay)

Relai yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda atau tanpa jeda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, maka otomatis relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10

_–

20 ms). Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini

Gambar 3.4. Karakteristik Relay Waktu seketika Sumber :

(11)

b) Relai arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)

Relai ini akan memberikan perintah pada pemutus tenaga (PMT) pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relai mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relai, lihat gambar dibawah ini.

Gambar 3.5. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu tertentu Sumber: http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/07/relay-arus-lebih.html c) Relai arus lebih waktu terbalik

Relai ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya.Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbedabeda, karakteristik

waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :

Standar inverse, Very inverse, Extreemely inverse

Gambar 3.6. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Terbalik Sumber: http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/07/relay-arus-lebih.html

(12)

3. PBO ( Pemutus Balik Otomatis)

PBO Penutup balik otomatis (automatic circuit recloser ) digunakan sebagai pelengkap untuk pengaman terhadap gangguan temporer dan membatasi luas daerah yang padam akibat gangguan. PBO akan memisahkan daerah gangguan sesaat sampai gangguan tersebut akan dianggap hilang,dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuai settingannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis. Penutup balik otomatis (PBO, automatic circuit recloser) digunakan sebagai pelengkap untuk pengaman terhadap gangguan temporer dan membatasi luas daerah yang padam akibat gangguan. PBO menurut media peredam busur apinya dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu: Media minyak, vacuum, SF6.

Gambar 3.7. PBO (Pemutus Balik Otomatis)

Sumber: http://berangkasmurhy.blogspot.com/2011/12/penutup-balik-otomatis-pbo-automatic.htm l

Gambar 3.8. Koordinasi PBO, SSO dan FCO. Sumber: Suhadi (2009:355)

(13)

4. Arrester

Arrester atau Lightning Arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap surja atau petir dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Sesuai dengan fungsinya itu maka arrester harus dapat menahan tegangansistem pada frekuensi 50 Hz untuk waktu yang terbatas dan harus dapat melewatkan surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan pada arrester itu sendiri.

Pada prinsipnya arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Pada kondisi normal arrester berlaku sebagai isolasi tetapi bila timbul surja arrester berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatkan aliran arus yang tinggi ke tanah. Setelah arus hilang, arrester harus

dengan cepat kembali menjadi isolator.

Gambar 3. 9. Arrester

(14)

Gambar 3. 10. Skema sambaran petir yang dialihkan Arrest er ke tanah Sumber: Suhadi (2009:368)

5. SSO (Saklar Seksi Otomatis)

SSO (Saklar Seksi Otomatis) atau Auto Seksionalizer adalah saklar yang dilengkapi dengan kontrol elektronik/ mekanik yang digunakan sebagai pengaman seksi Jaringan Tegangan Menengah. SSO sebagai alat pemutus

rangkaian/beban untuk mengurangi luas daerah yang padam karena gangguan. Apabila SSO tidak dikoordinasikan dengan PBO, SSO hanya akan berfungsi sebagai saklar biasa. Ada dua jenis SSO yaitu : dengan pengindera arus yang disebut Automatic Sectionalizer dan pengindera tegangan yang disebut Automatic Vacum Switch (AVS).

(15)

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari Hasil Diskusi kami dapat kami simpulkan bahwa :

1. Proteksi Sistem Tenaga Listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada Peralatan peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi siste m itu sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain.

2. Dalam penyaluran energi listrik yang sangaat jauh dari pembangkit tenaga listrik terdapat jaringan transmisi dan distribusi yang rentan akan terkena gangguan yang bersifat permanen atau sementara. Jaringan distribusi merupakan jaringan yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari gardu induk ke gardu induk lain

maupun dari gardu induk ke pelanggan/beban. Jaringan distribusi terdiri dari transformator distribusi, kawat jaringan, serta memiliki proteksi-proteksi.

3. Macam-macam Gangguan pada Jaringan Distribusi - Gangguan Beban Lebih

- Gangguan Hubung Singkat - Gangguan Tegangan Lebih

(16)

DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar, A dan Kuwahara, S. 1972. Teknik Tenaga Listrik, jilid III gardu induk.Jakarta: PT. Pradnya Paramita

2. Agung Hari Setiawan 2014. Media Pembelajaran Sistem Proteksi Distribusi Tenaga Listrik. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta