Gangguan Beban Lebih Ry

http://sistem-tenaga-listrik.blogspot.com/2011/05/gangguan-pada-sistem-tenaga-listrik.html

http://sobatkreatif.wordpress.com/2012/05/21/gangguan-gangguan-pada-sistem-kelistrikan-download-bse-smk-distribusi-tenaga-listrik-sobat-kreatif/

http://goo.gl/GhDw8

. Gangguan Beban Lebih

Beban lebih mungkin tidak tepat disebut sebagai gangguan. Namun karena beban lebih adalah suatu keadaan abnormal yang apabila dibiarkan terus berlangsung dapat membahayakan peralatan, jadi harus diamankan, maka beban lebih harus ikut ditinjau.

Beban lebih dapat terjadi pada trafo atau pada saluran karena beban yang dipasoknya terus meningkat, atau karena adanya maneuver atau perubahan aliran beban di jaringan setelah adanya gangguan. Beban lebih dapat mengakibatkan pemanasan yang berlebihan yang selanjutnya panas yang berlebihan itu dapat mempercepat proses penuaan atau memperpendek umur peralatan listrik.

II. Gangguan Hubung Singkat (Short Circuit)

Gangguan hubung singkat dapat terjadi antara fasa (3 fasa atau 2 fasa) atau antara 1 fasa ke tanah, dan dapat bersifat temporair (non persistant) atau permanent (persistant). Gangguan yang permanent misalnya hubung singkat yang terjadi pada kabel, belitan trafo atau belitan generator karena tembusnya (break downnya) isolasi padat. Gangguan temporair misalnya akibat flashover karena sambaran petir, pohon, atau tertiup angin.

Gangguan hubung singkat dapat merusak peralatan secara termis dan mekanis. Kerusakan termis tergantung besar dan lama arus gangguan, sedangkan kerusakan mekanis terjadi akibat gaya tarik-menarik atau tolak-menolak.

Keterangan pada gambar di atas :

1. Hubung singkat 1 fasa ke tanah

2. Hubung singkat 2 fasa (antar fasa)

3. Hubung singkat 2 fasa ke tanah

4. Hubung singkat 3 fasa

5. Hubung singkat 3 fasa ke tanah III. Gangguan Tegangan Lebih

Tegangan lebih dapat dibedakan sebagai berikut :

 Tegangan lebih dengan power frequency  Tegangan lebih transient

Tegangan lebih transient dapat dibedakan :

 Surja Petir (Lightning surge)  Surja Hubung (Switching surge)

Timbulnya tegangan lebih dengan power frequency, dapat terjadi karena :

 Kehilangan beban atau penurunan beban di jaringan akibat switching, karena gangguan atau karena maneuver.

 Gangguan pada AVR (Automatic Voltage Regulator) pada generator atau pada on load tap changer dari trafo.

 Over speed pada generator karena kehilangan beban.

IV. Gangguan Kurangnya Daya

Kekurangan daya dapat terjadi karena tripnya unit pembangkit (akibat gangguan di prime movernya atau di generator) atau gangguan hubung singkat di jaringan yang menyebabkan kerjanya relay dan circuit breakernya yang berakibat terlepasnya suatu pusat pembangkit dari sistem. Jika kemampuan atau tingkat pembebanan pusat atau unit pembangkit yang hilang atau terlepas tersebut melampaui spinning reverse system, maka pusat-pusat pembangkit yang masih ada akan mengalami pembebanan yang berkelebihan sehingga frequency akan merosot terus, yang bila tidak

diamankan akan mengakibatkan tripnya unit pembangkit lain (cascading) yang selanjutnya dapat berakibat runtuhnya (collapse) sistem (pemadaman total).

V. Gangguan Ketidakstabilan (Instability)

Gangguan hubung singkat atau kehilangan pembangkit dapat menimbulkan ayunan daya (power swing) atau yang lebih hebat dapat menyebabkan unit-unit pembangkit lepas sinkron (out of synchronism). Power swing dapat menyebabkan relay pengaman salah kerja yang selanjutnya menyebabkan gangguan yang lebih luas. Lepas sinkron dapat mengakibatkan berkurangnya pembangkit karena tripnya unit pembangkit tersebut atau terpisahnya sistem, yang selanjutnya dapat menyebabkan gangguan yang lebih luas bahkan runtuh (collapse).

Upaya Mengatasi Gangguan

Dalam sistem tenaga listrik, upaya untuk mengatasi gangguan dapat dilakukan dengan cara :

I. Mengurangi Terjadinya Gangguan

Gangguan tidak dapat dicegah sama sekali, tapi dapat dikurangi kemungkinan terjadinya sebagai berikut :

 Peralatan yang dapat diandalkan adalah peralatan yang minimum memenuhi persyaratan standart yang dibuktikan dengan type test, dan yang telah terbukti keandalannya dari pengalaman. Penggunaan peralatan di bawah mutu standart akan merupakan sumber gangguan.  Penentuan spesifikasi yang tepat dan design yang baik sehingga

semua peralatan tahan terhadap kondisi kerja normal maupun dalam keadaan gangguan, baik secara elektris, thermis maupun mekanis.  Pemasangan yang benar sesuai dengan design, spesifikasi dan

petunjuk dari pabrik.

 Penggunaan kawat tanah pada SUTT/SUTET dengan tahanan

pentanahan kaki tiang yang rendah. Untuk pemeriksaan dan pemeliharaan, maka konduktor pentanahannya harus dapat dilepas dari kaki tiangnya.

 Penebangan atau pemangkasan pohon-pohon yang berdekatan dengan kawat fasa SUTM dan SUTT harus dilakukan secara periodik. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan tidak hanya jaraknya dalam keadaan tidak ada angin, melainkan juga dalam keadaan pohon-pohon tersebut ketika ditiup angin.

 Penggunaan kawat atau kabel udara berisolasi untuk SUTM harus dipilih dan digunakan secara selektif.

 Operasi dan pemeliharaan yang baik.

 Menghilangkan atau mengurangi penyebab gangguan atau kerusakan melalui penyelidikan.

II. Mengurangi Akibat Gangguan

Menghilangkan gangguan sama sekali dalam suatu sistem tenaga listrik merupakan usaha yang tidak mungkin dapat dilakukan. Oleh karena itu maka usaha yang dapat dilakukan adalah mengurangi akibat kerusakan yang ditimbulkannya. Usaha-usaha yang dapat dilakukan adalah :

 Mengurangi besarnya arus gangguan. Untuk mengurangi arus gangguan dapat dilakukan dengan cara : menghindari konsentrasi pembangkitan (mengurangi short circuit level) menggunakan reaktor dan menggunakan tahanan untuk pentanahan netralnya.

 Penggunaan lighting arrester dan penentuan tingkat dasar isolasi (BIL) dengan koordinasi isolasi yang tepat.

 Melepaskan bagian sistem yang terganggu dengan menggunakan circuit breaker dan relay pengaman.

 Mengurangi akibat pelepasan bagian sistem yang terganggu dengan cara :

1. Penggunaan jenis relay yang tepat dan penyetelan relay yang selektif agar bagian yang terlepas sekecil mungkin.

2. Penggunaan saluran double. 3. Penggunaan automatic reclosing. 4. Penggunaan sectionalizer pada JTM.

5. Penggunaan spindle pada JTM atau setidak-tidaknya ada titik pertemuan antar saluran sehingga ketika ada kerusakan atau pemeliharaan tersedia alternative supply untuk maneuver.

6. Penggunaan peralatan cadangan.

 Penggunaan pola load shedding dan sistem splitting untuk mengurangi akibat kehilangan pembangkit.

 Penggunaan relay dan circuit breaker yang cepat dan AVR dengan response yang cepat pula untuk menghindari atau mengurangi kemungkinan gangguan instability (lepas sinkron).

 Gangguan Sistem Distribusi

 Jenis gangguan hubung singkat yang sering terjadi :  a. Hubung singkat satu fasa ke tanah

 Hubung singkat satu fasa ke tanah adalah gangguan hubung singkat yang terjadi karena flashover antara penghantar fasa dan tanah

 (tiang travers atau kawat tanah pada SUTM). Gangguan ini bersifat temporer, tidak ada kerusakan yang permanen di titik gangguan. Pada gangguan yang tembusnya (breakdown) adalah isolasi udaranya, oleh karena itu tidak ada kerusakan yang permanen. Setelah arus gangguannya terputus, misalnya karena terbukanya circuit breaker oleh relay pengamannya, peralatan atau saluran yang terganggu tersebut siap dioperasikan kembali. Jika terjadi gangguan satu fasa ke tanah, arus

gangguannya hampir selalu lebih kecil daripada arus hubung singkat tiga fasa. Adapun formula perhitungan arus hubung singkatnya adalah :

 I = 3 . E / ( Z1 + Z2 + Z0 + 3 Zf )  b. Hubung singkat dua fasa

 Hubung singkat dua fasa adalah gangguan hubung singkat yang terjadi karena bersentuhannya antara penghantar fasa yang satu dengan satu penghantar fasa yang lainnya sehingga terjadi arus lebih (over current). Gangguan ini dapat diakibatkan oleh flashover dengan pohon- pohon yang tertiup oleh angin. Jika terjadi gangguan hubung singkat dua fasa, arus hubung singkatnya biasanya lebih kecil daripada arus hubung singkat tiga fasa. Adapun formula perhitungan arus hubung singkatnya adalah :

 I = E . √3 / ( Z1 + Z2 + Zf )  c. Hubung singkat tiga fasa

 Hubung singkat tiga fasa adalah gangguan hubung singkat yang terjadi karena bersatunya semua ketiga penghantar fasa. Gangguan ini dapat diakibatkan oleh tumbangnya pohon kemudian menimpa kabel jaringan. Adapun formula perhitungan arus hubung singkatnya adalah :

 I = E / ( Z1 + Zf )  Keterangan :

 E = Tegangan fasa = Tegangan fasa-fasa / √3 dalam Volt  Z1 = Impedansi urutan positip rangkaian dalam Ohm  Z2 = Impedansi urutan Negatip rangkaian dalam Ohm  Z0 = Impedansi urutan Nol rangkaian dalam Ohm  Zf = Impedansi Gangguan dalam Ohm

Gangguan – Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik

Gangguan yang terjadi pada system tenaga listri sangat beragam besaran dan jenisnya. Gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah keadaan tidak normal dimana keadaan ini dapat mengakibatkan terganggunya kontinuitas pelayanan tenaga listrik. Secara umum klasifikasi gangguan pada system tenaga listrik disebabkan oleh 2 faktor, yaitu:

1. Gangguan yang berasal dari system 2. Gangguan yang berasal dari luar system

Penyebab gangguan yang berasal dari dalam sistem antara lain : 1.Tegangan dan arus abnormal.

2.Pemasangan yang kurang baik.

3.Kesalahan mekanis karena proses penuaan 4.Beban lebih.

5.Kerusakan material seperti isolator pecah, kawat putus, atau kabel cacat isolasinya.

Sedangkan untuk gangguan yang berasal dari luar sistem antara lain[13]:

1.Gangguan-gangguan mekanis karena pekerjaan galian saluran lain. Gangguan ini terjadi untuk sistem kelistrikan bawah tanah.

2. Pengaruh cuaca seperti hujan, angin, serta surja petir. Pada gangguan surja petir dapat mengakibatkan gangguan tegangan lebih dan dapat menyebabkan gangguan hubung singkat karena tembus isolasi peralatan ( breakdown ).

3.Pengaruh lingkungan seperti pohon, binatang dan benda-benda asing serta akibat kecerobohan manusia.

Bila ditinaju dari segi lamanya waktu gangguan, maka dapat dikelompokkan menjadi :

1. Gangguan yang bersifat temporer, yang dapat hilang dengan sendirinya atau dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangannya. Gangguan sementara jika tidak dapat hilang dengan segera, baik hilang dengan sendirinya maupun karena bekerjanya alat pengaman dapat berubah menjadi gangguan permanen.

2. Gangguan yang bersifat permanen, dimana untuk membebaskannya diperlukan tindakan perbaikan dan/atau menyingkirkan penyebab gangguan tersebut.

Untuk gangguan yang bersifat sementara setelah arus gangguannya terputus misalnya karena terbukanya circuit breaker oleh rele pengamannya, peralatan atau saluran yang terganggu tersebut siap dioperasikan kembali. Sedangkan pada gangguan permanen terjadi kerusakan yang bersifat permanen sehingga baru bisa dioperasikan kembali setelah bagian yang rusak diperbaiki atau diganti.

Pada saat terjadi gangguan akan mengalir arus yang sangat besar pada fasa yang terganggu menuju titik gangguan, dimana arus gangguan tersebut mempunyai harga yang jauh lebih besar dari rating arus maksimum yang diijinkan, sehingga terjadi kenaikan temperatur yang dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan listrik yang digunakan.

Sebab – Sebab Timbulnya Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik

Dalam sistem tenaga listrik tiga fasa, gangguan–gangguan arus lebih yang mungkin terjadi adalah sebagai berikut yaitu :

a. Gangguan beban lebih (overload)

Gangguan ini sebenarnya bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan terus menerus berlangsung dapat merusak peralatan listrik yang dialiri arus tersebut. Pada saat gangguan ini terjadi arus yang mengalir melebihi dari kapasitas peralatan listrik dan pengaman yang terpasang.

b. Gangguan hubung singkat

Gangguan hubung singkat dapat terjadi dua fasa, tiga fasa, satu fasa ke tanah, dua fasa ke tanah, atau 3 fasa ke tanah. Gangguan hubung singkat ini sendiri dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu gangguan hubung singkat simetri dan gangguan hubung singkat tak simetri

(asimetri). Gangguan yang termasuk dalam hubung singkat simetri yaitu gangguan hubung singkat tiga fasa, sedangkan gangguan yang lainnya merupakan gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Gangguan ini akan mengakibatkan arus lebih pada fasa yang terganggu dan juga akan dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu.

Hampir semua gangguan yang terjadi pada sistem tenaga listrik adalah gangguan tidak simetri. Gangguan tidak simetri ini terjadi sebagai akibat gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, gangguan hubung singkat dua fasa, atau gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah.

Gangguan-gangguan tidak simetri akan menyebabkan mengalirnya arus tak seimbang dalam sistem sehingga untuk analisa gangguan digunakan metode komponen simetri untuk menentukan arus maupun tegangan di semua bagian sistem setelah terjadi gangguan. Gangguan ini akan mengakibatkan arus lebh pada fasa yang terganggu dan juga akan dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu. Gangguan dapat diperkecil dengan cara pemeliharaannya.

Adapun akibat-akibat yang ditimbulkan dengan adanya gangguan hubung singkat tersebut antara lain:

1. Rusaknya peralatan listrik yang berada dekat dengan gangguan yang disebabkan arus-arus yang besar, arus-arus tak seimbang maupun tegangan-tegangan rendah.

2. Berkurangnya stabilitas daya system tersebut.

3. Terhentinya kontinuitas pelayanan listrik kepada konsumen apabila gangguan hubung singkat tersebut sampai mengakibatkan bekerjanya CB yang biasa disebut dengan pemadaman litrik.

c. Gangguan tegangan lebih

Gangguan tegangan lebih diakibatkan karena adanya kelainan pada sistem. Gangguan tegangan lebih dapat terjadi antara lain karena :

-gangguan petir

-gangguan surja hubung, di antaranya adalah penutupan saluran tak serempak pada pemutus tiga fasa, penutupan kembali saluran dengan cepat, pelepasan beban akibat gangguan, penutupan saluran yang semula tidak masuk sistem menjadi masuk sistem, dan sebagainya.

A. Gangguan Hubung Singkat

Gangguan hubung singkat pada jaringan listrik, dapat terjadi antara phasa dengan phasa (2 phasa atau 3 phasa) dan gangguan antara phasa ke tanah. Timbulnya gangguan bisa bersifat temporer (non persistant) dan gangguan yang bersifat permanent (persistant). Gangguan yang bersifat temporer, timbulnya gangguan bersifat sementara, sehingga tidak memerlukan tindakan. Gangguan tersebut akan hilang dengan sendirinya dan jaringan listrik akan bekerja normal kembali. Jenis gangguan ini ialah : timbulnya flashover antar penghantar dan tanah (tiang, traverse atau kawat tanah) karena sambaran petir, flashover dengan pohon-pohon, dan lain sebagainya. Gangguan yang bersifat permanen (persistant), yaitu gangguan yang bersifat tetap. Agar jaringan dapat berfungsi kembali, maka perlu dilaksanakan perbaikan dengan cara

tetap pada jaringan listrik dan pada titik gangguan akan terjadi kerusakan yang permanen. Contoh: menurunnya kemampuan isolasi padat atau minyak trafo. Di sini akan menyebabkan kerusakan permanen pada trafo, sehingga untuk dapat beroperasi kembali harus dilakukan perbaikan. Beberapa, penyebab yang mengakibatkan terjadinya, gangguan hubung singkat, antara lain:

1. Terjadinya angin kencang, sehingga menimbulkan gesekan pohon dengan jaringan listrik. 2. Kesadaran masyarakat yang kurang, misalnya bermain layang-layang dengan

menggunakan benang yang bisa dilalui aliran listrik. Ini sangat berbahaya jika benang tersebut mengenai jaringan listrik.

3. Kualitas peralatan atau material yang kurang baik, misaInya: pada JTR yang memakai Twested Cable dengan mutu yang kurang baik, sehingga isolasinya mempunyai tegangan tembus yang rendah, mudah mengelupas dan tidak tahan panas. Hal ini juga akan

menyebabkan hubung singkat antar phasa.

4. Pemasangan jaringan yang kurang baik misalnya: pemasangan konektor pada JTR yang memakai TC, apabila pemasangannya kurang baik akan menyebabkan timbulnya bunga api dan akan menyebabkan kerusakan phasa yang lainnya. Akibatnya akan terjadi hubung singkat.

5. Terjadinya hujan, adanya sambaran petir, karena terkena galian (kabel tanah), umur jaringan (kabeI tanah) sudah tua yang mengakibatkan pengelupasan isolasi dan menyebabkan hubung singkat dan sebagainya.

B. Gangguan Tegangan Lebih

Yang dimaksud gangguan tegangan lebih ialah, besarnya tegangan yang ada pada jaringan listrik melebihi tegangan nominal, yang diakibatkan oleh beberapa hal sebagai berikut:

1. Adanya penurunan beban atau hilangnya beban pada jaringan, yang disebabkan oleh switching karena gangguan atau disebabkan karena manuver.

2. Terjadinya gangguan pada pengatur tegangan otomatis/automatic voltage regulator (AVR) pada generator atau pada on load tap chenger transformer.

3. Putaran yang sangat cepat (over speed) pada generator yang diakibatkan karena kehilangan beban.

4. Terjadinya sambaran petir atau surja petir (lightning surge), yang mengakibatkan hubung singkat dan tegangan lebih.

5. Terjadinya surja hubung (switch surge), yaitu berupa hubung singkat akibat bekerjanya circuit breaker, sehingga menimbulkan tegangan transient yang tinggi. Hal ini sering terjadi pada sistem jaringan tegangan ekstra tinggi.

Gangguan tegangan lebih akan merusak isolasi, dan akibatnya akan merusak peralatan karena insulation break down (hubung singkat) atau setidak-tidaknya akan mempercepat proses penuaan peralatan dan memperpendek umur peralatan. Sebenarnya kondisi abnormal ini kurang tepat jika disebut sebagai gangguan. Akan tetapi kondisi abnormal ini jika berlangsung terus menerus akan menyebabkan peralatan cepat rusak, umur peralatan pendek dan membahayakan

sistem. Sebenamya timbulnya gangguan beban lebih ini, khususnya terhadap pasok daya ke pelanggan, bisa dieliminir oleh pihak PLN dengan cara: pembebanan pada tiap-tiap trafo harus

diinventarisir dan dimonitor dengan seksama, sehingga pembebanannya tidak melebihi kapasitas trafo. Beberapa penyebab yang mengakibatkan timbulnya gangguan beban lebih ialah:

1. Semakin meningkatnya permintaan energi listrik dari pelangggan, sehingga memaksa trafo dan saluran dengan beban maksimum, bahkan mungkin lebih besar dari

kemampuannya. Hal ini disebabkan:

o a. Jumlah volume jaringan listrik yang terbatas dan kurang bisa mengimbangi jumlah pelanggan.

o b. Kurangnya pengertian dan ketidaktahuan masyarakat pelanggan listrik terhadap masaIah kelistrikan. Contoh: pada suatu daerah tertentu terdapat sambungan listrik ke pelanggan dengan kondisi beban trafo dan jaringan yang telah

maksimum. Ada calon pelanggan lain yang berdekatan dengan pelanggan PLN tersebut, ngotot untuk bisa disambungkan aliran listrik ke rumahnya. Akhirnya dengan

o sangat terpaksa PLN melayani, sehingga beban trafo dan jaringan di daerah tersebut menjadi lebih (over load).

o c. Terjadinya loses daya pada jaringan dan trafo, yang diakibatkan oleh berbagai hal, sehingga trafo beserta jaringannya tidak bisa bekerja pada beban penuh. 2. Adanya manuver atau perubahan aliran beban di jaringan, setelah timbulnya gangguan. 3. Adanya pemakaian energi listrik yang di luar kontrol dan catatan PLN atau tanpa

sepengetahuan PLN, sehingga PLN sulit mendeteksi beban trafo dan jaringan yang ada. Hal ini akan menyebabkan timbulnya gangguan beban lebih.

C. Gangguan Instabilitas

Yang dimaksud gangguan instabilitas adalah gangguan ketidakstabilan pada sistem (jaringan) listrik. Gangguan ini diakibatkan adanya hubung singkat dan kehilangan pembangkit, yang selanjutnya akan menimbulkan ayunan daya (power swing). Efek yang lebih besar akibat adanya ayunan daya ini adalah, mengganggu sistem interkoneksi jaringan dan menyebabkan

unit-unit pembangkit lepas sinkron (out of synchronism), sehingga relai pengamansalah kerja dan menyebabkan timbulnya gangguan yang lebih luas. Untuk mengantisipasi agar gangguan instabilitas tidak teijadi, ada beberapa cara yaitu: konstruksi jaringan harus baik, sistem proteksi harus andal, pengoperasian dan pemeliharaan harus baik dan benar, dan sebagainya.

D. Gangguan karena konstruksi jaringan yang kurang baik

Yang dimaksud sistem jaringan di sini adalah, mulai dari pembangkitan, penyaluran, distribusi sampai dengan instalasi listrik pelanggan. Sedangkan yang dimaksud gangguan konstruksi jaringan adalah, gangguan yang terjadi akibat kondisi jaringan yang tidak memenuhi ketentuan dan standard teknik. Di sini ingin ditekankan bahwa sistem jaringan sangat menentukan tingkat keberhasilan dan keandalan sistem tenaga listrik. Beberapa hal yang mengakibatkan gangguan sistem jaringan, adalah:

1. Perencanaan yang kurang baik misalnya: tidak mempertimbangkan keseimbangan antara supply and demand (daya yang tersedia dan kebutuhan beban pelanggan), design

konstruksi yang kurang tepat, dan lain sebagainya.

2. Peralatan dan material yang dipasang mempunyai standard teknik yang rendah (under quality).

3. Pemasangan yang kurang baik, yang diakibatkan kesadaran pelaksana pekerjaan yang rendah dan pengawasan dari pihak Owner yang kurang ketat.

4. Pengoperasian dan pemeliharaan yang kurang baik, kegagalan kerja sistem proteksi (peralatan pengaman) dan penuaan pada, peralatan/material jaringan.

Hal tersebut di atas akan menyebabkan timbulnya berbagai gangguan pada jaringan listrik. Hal ini bisa diatasi sedini mungkin, yaitu sejak tahap perencanaan, pelaksanaan pekerjaan,

pengawasan pelakpekerjaan, komisioning, pengoperasian dan pemeliharaan jaringan listrik, harus mengikuti kaidah, ketentuan dan standard teknik yang telah ditentukan.