ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG KURMA DI GARDU INDUK BOOM BARU PT. PLN (PERSERO)
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi
Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : Tessa Kurnia Putri
061230311562
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ii
ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG KURMA DI GARDU INDUK BOOM BARU PT. PLN (PERSERO)
Oleh :
TESSA KURNIA PUTRI 061230311562
Menyetujui,
Palembang, Juni 2015
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Markori, M.T. Yessi Marniati, S.T., M.T.
NIP. 195812121992031003 NIP. 197603022008122001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Listrik
iii Motto :
-Bersama Kesulitan Pasti Ada Kemudahan (Q.S. Al-Insyirah 5-6)
-Be Yourself is A Choice, But Be Your Best of Self is A Must.
-Nothing’s Wasted Cause Allah Has Planned Everything.
Kupersembahkan Kepada:
- Orangtuaku Tercinta
- Adik dan Kakakku Tersayang
- Sahabat-sahabat Terkasih
- Teman Seperjuangan (6ELC)
- Almamaterku, Politeknik
iv ABSTRAK
Analisa Setting Rele Arus Lebih pada Penyulang Kurma di Gardu Induk Boom Baru PT. PLN (Persero)
Tessa Kurnia Putri 0612 3031 1562
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Laporan akhir ini bertujuan untuk mengetahui besar arus hubung singkat 3
fasa dan 2 fasa, arus setting dan setting tms, serta waktu kerja rele arus lebih
dalam mengamankan gangguan yang terjadi pada Penyulang Kurma di Gardu
Induk Boom Baru. Arus hubung singkat 3 fasa terbesar yaitu 4977,16 A dengan
yang terkecil 1844,01 A dan arus hubung singkat 2 fasa terbesar yaitu 4310,34
dengan yang terkecil 1596,96 A. Besar arus hubung singkat tersebut digunakan
untuk menghitung arus setting dan setting tms pada rele arus lebih. Berdasarkan
hasil perhitungan, didapatkan nilai arus setting sebesar 219,6 A pada sisi
penyulang dan 866,025 A pada sisi incoming. Sedangkan untuk nilai tms
didapatkan hasil 0,101 pada sisi penyulang dan 0,249 pada sisi incoming. Dapat
dilihat bahwa nilai setting pada penyulang lebih kecil dibandingkan nilai setting
sisi incoming. Hal ini ditujukan untuk memberi kesempatan pada rele penyulang
untuk bekerja terlebih dahulu sehingga dapat meminimalisir daerah yang
terganggu. Waktu kerja rele dipengaruhi oleh jarak titik gangguan dimana
semakin jauh lokasi gangguan, maka semakin kecil arus hubung singkat tersebut
dan semakin lama waktu kerja rele tersebut.
v ABSTRACT
The Analysis of Over Current Relay’s Setting on Kurma Feeder at Boom Baru Substation PT. PLN (Persero)
Tessa Kurnia Putri 0612 3031 1562
Electrical Engineering Department Electrical Engineering Program State Polytechnic of Sriwijaya
The objectives of this final project was to know how big the short-circuit current from three phases and two phases, the current’s setting and the setting of TMS on over current relay, and also the operating time of over current relay on
protecting the fault that happen on Kurma Feeder at Boom Baru Substation. The
3-phase short-circuit current with the biggest value is 4977,16 A to the smallest
1844, 01 A and for 2-phase short-circuit current, the biggest is 4310,34 A and the
smallest 1596,96 A. The short-circuit current is used to count the current’s setting
and the setting of TMS on over current relay. From the calculation, the result of current’s setting are 219,6 A on the feeder and 866,025 A on the incoming. And for the setting of TMS on feeder is 0,101 and 0,249 on the incoming. It seems that
the setting on the feeder is smaller than on the incoming. That is because of the
chance given to the relay on the feeder to work firstly, so it could minimize the
disturbance area. The operating time of relay is affected by how far the location of
the fault, where if the location is getting far, then the short-circuit current will be
smaller and the operating time of the relay will be longer.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Akhir tepat pada waktunya.
Pembuatan Laporam Akhir ini bertujuan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program
Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini, penulis
ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Markori, M.T., selaku pembimbing I
2. Ibu Yessi Marniati, S.T., M.T., selaku pembimbing II
Yang telah memberikan bimbingan pengarahan dan nasehatnya kepada penulis
dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.
Penulis juga mengucapkan terimakasih atas bantuan dan kesempatan yang
telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini
di Politeknik Negeri Sriwijaya kepada:
1. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwijaya.
2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Bapak Ir. Siswandi, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik
Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Semua dosen dan seluruh staff karyawan administrasi di jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
6. Bapak Himmel Sihombing, selaku Manajer di PT.PLN (Persero) Unit
Pelayanan Transmisi (UPT) Palembang.
7. Bapak Soni Irawansyah, selaku pembimbing lapangan di PT.PLN
vii
8. Bapak Herman, S.T. selaku Kepala Manager PT. PLN (Persero) Transmisi
Gardu Induk Boom Baru Palembang.
9. Bapak Tugino selaku Supervisor Teknik Manager PT. PLN (Persero)
Transmisi Gardu Induk Boom Baru Palembang.
10. Staf dan kepegawaian di PT. PLN (Persero) Transmisi Gardu Induk Boom
Baru Palembang.
11. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan dan penyelesaian
Laporan Akhir ini.
Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna
perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Akhir ini
dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang, Juni 2015
viii DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
MOTTO iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
KATA PENGANTAR vi
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang 1
1.2Perumusan Masalah 2
1.3Tujuan dan Manfaat 2
1.3.1 Tujuan 2
1.3.2 Manfaat 2
1.4Pembatasan Masalah 3
1.5Metode Penulisan 3
1.6Sistematika Penulisan 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Umum 5
2.2 Sistem Proteksi 5
2.2.1 Pengelompokkan Sistem Proteksi 6
2.2.2 Pembagian Tugas dalam Sistem Proteksi 7
ix
2.2.4 Peralatan Sistem Proteksi 9
2.2.4.1 Rele Proteksi 9
2.2.4.2 Transformator Ukur 11
2.2.4.3 Circuit Breaker (CB) / Pemutus Tenaga (PMT) 12
2.3 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat pada Jaringan 12
2.3.1 Perhitungan Impedansi Sumber 13
2.3.2 Perhitungan Reaktansi Transformator 15
2.3.3 Perhitungan Impedansi Penyulang 15
2.3.4 Perhitungan Impedansi Ekivalen Jaringan 16
2.3.5 Perhitungan Arus Hubung Singkat 3 Fasa 17
2.3.6 Perhitungan Arus Hubung Singkat 2 Fasa 17
2.4 Rele Arus Lebih 18
2.4.1 Karakteristik Rele Arus Lebih 19
2.4.2 Koordinasi Penyetelan Rele Arus Lebih 21
2.5 Menghitung Setting Rele Arus Lebih 21
2.5.1 Pemeriksaan Selektifitas Kerja Rele Arus Lebih 23
BAB III METODELOGI PENELITIAN
3.1 Metode Literatur 26
3.2 Metode Observasi 27
3.2.1 Data Sistem 70 kV Gardu Induk Boom Baru 27
3.2.2 Transformator Tenaga 27
3.2.3 Rele Arus Lebih 28
3.2.4 Jenis Penghantar 29
3.2.5 Impedansi Penghantar 29
3.3 Metode Wawancara 29
3.4 Pengolahan Data 30
3.4.1 Peralatan Perhitungan 30
3.4.2 Parameter Perhitungan 30
3.4.3 Prosedur Perhitungan 31
x BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Impedansi 35
4.1.1 Impedansi Sumber 35
4.1.2 Reaktansi Transformator 35
4.1.3 Impedansi Penyulang 36
4.1.4 Impedansi Ekivalen 38
4.2 Perhitungan Arus Hubung Singkat pada Penyulang Kurma 39
4.2.1 Menghitung Arus Hubung Singkat 3 Fasa 39
4.2.2 Menghitung Arus Hubung Singkat 2 Fasa 41
4.3 Setting Rele Arus Lebih 44
4.3.1 Setting Rele di Sisi Incoming 20 kV 44
4.3.2 Setting Rele di Sisi Penyulang 20 kV 46
4.3.2.1 Setting Rele pada Penyulang Kurma 46
4.3.2.2 Setting Rele pada Penyulang Delima 47
4.3.3 Perbandingan Setting Rele Arus Lebih pada
Penyulang Kurma dan Delima 48
4.4 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih Penyulang 48
4.4.1 Waktu Kerja Rele pada Gangguan 3 Fasa 49
4.4.2 Waktu Kerja Rele pada Gangguan 2 Fasa 51
4.4.3 Analisa 52
4.5 Pemeriksaan Setting Rele Arus Lebih 53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 54
5.2 Saran 55
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik 5
Gambar 2.2 Pengaman Utama pada Sistem Tenaga 7
Gambar 2.3 Skema Sistem Proteksi pada Transformator dan Penyulang 8
Gambar 2.4 Sketsa Penyulang Tegangan Menengah 14
Gambar 2.5 Transformasi Reaktansi Transformator Tenaga 15
Gambar 2.6 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa 17
Gambar 2.7 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa 17
Gambar 2.8 Rangkaian Pengawatan Rele Arus Lebih 19
Gambar 2.9 Karakteristik Waktu Seketika 19
Gambar 2.10 Karakteristik Waktu Tertentu 20
Gambar 2.11 Karakteristik Waktu Terbalik 20
Gambar 3.1 Gardu Induk Boom Baru 25
Gambar 3.2 Diagram Blok Metodelogi Penelitian 26
Gambar 3.3 Transformator Tenaga II 28
Gambar 3.4 Diagram Flow Chart Penelitian Analisa
Setting Rele Arus Lebih 33
Gambar 4.1 Daerah Penentuan Impedansi untuk Perhitungan
Hubung Singkat 34
Gambar 4.2 Grafik Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa
terhadap Panjang Penyulang 41
Gambar 4.3 Grafik Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa
terhadap Panjang Penyulang 43
Gambar 4.4 Grafik Waktu Kerja Rele Arus Lebih Penyulang Kurma
xii
Gambar 4.5 Grafik Waktu Kerja Rele Arus Lebih Penyulang Kurma
terhadap arus Hubung Singkat 2 Fasa 52
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Batasan Setelan OCR Transformator 21
Tabel 3.1 Arus Hubung Singkat Gardu Induk Boom Baru 27
Tabel 3.2 Jenis Penghatar yang Digunakan pada Penyulang Kurma 29
Tabel 3.3 Data Impedansi Penghantar 29
Tabel 4.1 Impedansi Penyulang Urutan Positif dan Negatif 37
Tabel 4.2 Impedansi Ekivalen Urutan Positif dan Negatif 38
Tabel 4.3 Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa 40
Tabel 4.4 Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa 43
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat 44
Tabel 4.6 Perbandingan Setting Rele Penyulang 48
Tabel 4.7 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele untuk Gangguan 3 Fasa 50
Tabel 4.8 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele untuk Gangguan 2 Fasa 52
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir
Lampiran 2 Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 1
Lampiran 3 Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 2
Lampiran 4 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir
Lampiran 5 Surat Permohonan Magang di PT. PLN
Lampiran 6 Daftar Hadir Magang
Lampiran 7 Surat Keterangan Mahasiswa Telah Melaksanakan Magang
Lampiran 8 Surat Permohonan Izin Pengambilan Data
Lampiran 9 Single Line Penyulang Kurma
Lampiran 10 Tabel Setting Rele di Gardu Induk Boom Baru
Lampiran 11 Tabel Arus Beban Puncak Penyulang
Lampiran 12 Tabel Data Hubung Singkat
Lampiran 13 Tabel Data Impedansi Penghantar
Lampiran 14 Foto Rele Incoming Trafo 2; 30 MVA
Lampiran 15 Foto Rele Penyulang Kurma
