SISTEM PENGAMAN TENAGA LISTRIK
SISTEM PENGAMAN TENAGA LISTRIK
A
A.. PPEENNGGEERRTTIAIAN N PPEENNGGAAMAMANN
Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan-peralatan yang Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan-peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi abnormal tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi abnormal operasi sistem tenaga listrik tersebut (J. Soekarto, 1985.
operasi sistem tenaga listrik tersebut (J. Soekarto, 1985.
B
B.. FFUUNNGGSSI PI PEENNGGAAMMAANN
!egunaan sistem pengaman tenaga
!egunaan sistem pengaman tenaga listrik, antara lain untuk listrik, antara lain untuk 1.
1. memen"n"egegah ah kekerurusasakakan n peperaralalatatan-n-peperaralalatatan n papada da sisiststem em tetenanaga ga liliststririk k akakibibat at teter#r#adadininyaya gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal$
gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal$ %.
%. memengngururanangi gi kerkerususakakan an perperalalatatan-an-peperaralalatatan n padpada a sisiststem em tetenagnaga a liliststririk k akakibibat at teter#r#adiadinynyaa gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal$
gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal$ &.
&. memmemperpersemsempit dpit daeraerah yaah yang tng tergergangganggu sehu sehingingga gaga ganggungguan tian tidak mdak meleelebar pbar pada sada sististem yem yangang lebih luas$
lebih luas$ '.
'. memmemberberikaikan peln pelayaayanan tnan tenaenaga liga listrstrik deik dengangan kean keandalndalan dan an dan mutmutu tinu tinggi kggi kepaepada koda konsunsumenmen$$ 5.
5. menmengamgamankankan man manuanusia sia dardari bi bahaahaya yya yang ang ditditimbimbulkulkan oan oleh leh tentenaga aga lilistrstrik.ik.
C.
C. KOKOMPMPONONEN EN SISISTSTEM EM TETENANAGA GA LILISTSTRIRIK K
al
alam am skaskala la besbesar ar enerenergi gi lislistritrik k dihdihasiasilkalkan n melmelalui alui genegeneratrator or pada pada puspusat at pempembanbangkigkitt dengan berbagai ma"am tenaga penggerak awalnya. )isalnya tenaga air pada *usat +istrik dengan berbagai ma"am tenaga penggerak awalnya. )isalnya tenaga air pada *usat +istrik enaga ir (*+, tenaga uap pada *usat +istrik enaga ap (*+, tenaga gas pada *usat enaga ir (*+, tenaga uap pada *usat +istrik enaga ap (*+, tenaga gas pada *usat +istrik enaga /as (*+/, dan lain sebagainya. )ula-mula pemakaian tenaga listrik hanya +istrik enaga /as (*+/, dan lain sebagainya. )ula-mula pemakaian tenaga listrik hanya terbatas pada daerah di sekitar pembangkit itu berada, sehingga untuk menyalurkannya hanya terbatas pada daerah di sekitar pembangkit itu berada, sehingga untuk menyalurkannya hanya diperlukan sistem tenaga listrik tegangan rendah. engan adanya perkembangan daerah atau diperlukan sistem tenaga listrik tegangan rendah. engan adanya perkembangan daerah atau perkotaan
perkotaan maka maka pusat pusat pembangkit pembangkit letaknya letaknya terpaksa terpaksa #auh #auh dari dari kota kota atau atau pusat pusat beban. beban. 0al 0al iniini me
menynyebebababkakan n pepembmbanangkgkitit, , mimisasalnlnya ya *+*+, , titidadak k mumungngkikin n lalagi gi memenynyalalururkakan n liliststririkk menggunakan tegangan rendah ataupun menengah. ntuk itu diperlukan tegangan yang lebih menggunakan tegangan rendah ataupun menengah. ntuk itu diperlukan tegangan yang lebih ti
pengiriman tenaga listrik kepada pemakai yang letaknya beberapa ratus kilometer dari pusat pembangkit.
Se"ara umum, komponen-komponen yang ada pada sistem tenaga listrik, antara lain sebagai berikut.
1. Stasiun pembangkit
%. Stasiun trafo penaik tegangan &. Jaringan transmisi primer '. /ardu induk transmisi
5. Jaringan transmisi sekunder 2. Stasiun trafo step down 3. Jaringan distribusi primer 8. Stasiun trafo distribusi
9. Jaringan distribusi sekunder
iagram sistem tenaga listrik dari pusat pembangkit sampai konsumen dapat dilihat pada /ambar %.1. egangan keluaran (output) generator di pusat pembangkit 11 !4 dinaikkan melalui trafo penaik tegangan (step up) men#adi 5 !4. egangan itu kemudian dialairkan melalui #aringan transmisi primer 5 !4 dan melalui trafo penurun tegangan (step down) di gardu induk transmisi, tegangan 5 !4 diturunkan men#adi tegangan transmisi sekunder 15 !4. egangan listrik pada #aringan transmisi yang masih tinggi ini belum bisa dipakai se"ara langsung oleh konsumen. ntuk itu perlu diturunkan men#adi tegangan menengah (kurang lebih % !4 melalui stasiun trafo step down yang ada pada gardu induk distribusi. Jaringan distribusi primer % !4 sebagian bisa dimanfaatkan se"ara langsung oleh konsumen yang memerlukan
"atu daya tegangan % !4, misalnya pada industri-industri besar. Sedangkan untuk menyuplai tenaga listrik tegangan rendah (%% 4, misalnya untuk penerangan rumah tangga, rumah sakit, dan sebagainya, maka tengangan distribusi primer % !4 diturunkan men#adi tengangan rendah %% 4 melalui trafo step down yang selan#utnya dialirkan melalui #aringan distribusi sekunder.
D. SISTEM INTERKONEKSI KELISTRIKAN
Sistem interkoneksi kelistrikan merupakan sistem terintegrasinya seluruh pusat pembangkit men#adi satu sistem pengendalian.
engan "ara ini akan diperoleh suatu keharmonisan antara pembangunan stasiun pembangkit dengan saluran transmisi dan saluran disribusi agar bisa menyalurkan daya dari stasiun pembangkit ke pusat beban se"ara ekonomis, efesien, dan optimum dengan keandalan yang tinggi.
!eandalan sistem merupakan probabilitas beker#anya suatu peralatan dengan komponen-komponennya atau suatu sistem sesuai dengan fungsinya dalam periode dan kondisi operasi tertentu. 6aktor-faktor yang mempengaruhi keandalan sistem tersebut adalah kemampuan untuk mengadakan perubahan #aringan atau peralatan pembangkitan dan perbaikan dengan segera terhadap peralatan yang rusak.
!euntungan sistem interkoneksi, antara lain bisa memperbaiki dan mempertahankan keandalan sistem, harga operasional relatif rendah sehingga men#adikan harga listrik per !70 yang diproduksi lebih murah. 0al ini dengan asumsi bahwa pembangunan pembangkit dengan kapasitas yang besar akan menekan harga listrik.
1. Prinsip Dasar Sistem Interkneksi
Jika suatu daerah memerlukan beban listrik yang lebih besar dari kapasitas bebannya maka daerah itu perlu beban tambahan yang harus disuplai dari % stasiun yang #araknya "ukup #auh. gar diperoleh sistem penyaluran tenaga listrik yang baik, diperlukan sistem interkoneksi. engan interkoneksi dimungkinkan tidak ter#adi pembebanan lebih pada salah satu stasiun dan kebutuhan beban bisa disuplai dari kedua stasiun se"ara seimbang. Sistem interkoneksi sederhana dengan % buah stasiun dapat dilihat pada /ambar %.%.
!edua stasiun pembangkit S dan S%, selain memberikan arus listrik pada beban di sekitarnya, #uga menyalurkan arus listrik 1 dan % pada beban melalui #aringan transmisi 1 dan %. Stasiun tenaga dihubungkan dengan menggunakan interkonektor, sedangkan penyaluran tenaga listrik berlangsung seperti ditun#ukkan anak panah pada gambar berikut. leh karena beban lokal di sekitar stasiun dihubungkan pada stasiun S1 dan S% maka tegangan pada bus barnya harus di#aga agar konstan seperti tegangan pada beban konsumen. gar kedua #aringan transmisi bisa menyalurkan daya yang sama dan sistem beroperasi pada terminal yang sama, maka diperlukan peralatan regulasi yang dipasang pada akhir pengiriman masing-masing #aringan transmisi dan interkonektor.
ntuk memperoleh stabilitas operasi dari sistem interkoneksi stasiun pembangkit, maka kedua sistem harus diinterkoneksikan melalui sebuah reaktor, sehingga tenaga listrik akan mengalir dari stasiun satu ke stasiun lainnya sebagaimana diperlukan pada kondisi operasi.
!. Sistem Interkneksi "a#a$Ba%i
i *ulau Jawa, saat ini telah dibangun beberapa pusat pembangkit tenaga listrik dalam skala besar, antara lain *+ Suralaya, *+ Saguling, *+ :irata, dan *+ *aiton.
ntuk menyalurkan sumber daya listrik tersebut ke beban-beban di seluruh Jawa dan ;ali maka diperlukan sistem interkoneksi. u#uan sistem ini untuk men#adikan sistem kelistrikan di seluruh Jawa dan ;ali yang semula terpisah-pisah, men#adi satu sistem tunggal yang saling tersambung (interconnected). engan demikian di *ulau Jawa dan ;ali terdapat sistem kelistrikan tunggal dan terpadu (integrated power system), dengan transmisi bertegangan ekstra tinggi, yaitu 5 !4 sebagai #aringan utamanya.
*ada sistem interkoneksi kelistrikan se-Jawa dan ;ali ini telah dibangun menara-menara listrik sebagai #alur transmisi tegangan ekstra tinggi 5 !4, mulai dari *+ Suralaya, *+ Saguling, *+ :irata, *+ *aiton ke pusat pengatur beban (**; di /andul (Jakarta. *usat- pusat pembangkit berskala besar dari beberapa wilayah di Jawa, seperti Suralaya, Saguling, *aiton, dan :irata, saling dihubungkan melalui stasiun atau gardu-gardu induk. engan sistem ini apabila kebutuhan daya dari wilayah tertentu tidak bisa dipenuhi oleh pembangkit setempat, maka bisa dibantu dengan suplai dari berbagai stasiun yang terhubung. emikian pula #ika ter#adi kelebihan "atu daya, pusat pembangkit bisa mengirimkannya ke wilayah-wilayah lain yang tersambung dalam sistem interkoneksi.
)elalui **; dan *; (nit *engatur ;eban penyaluran beban bisa diatur dan dikendalikan dengan baik. **; yang berada di /andul merupakan pusat pengatur beban yang mengendalikan sistem interkoneksi se-Jawa (Java Control Center) atau J:: dibantu oleh ' buah unit pengatur beban daerah sebagai pengatur beban di wilayah ( Area Control Center <::. *; mempunyai fungsi melakukan peker#aan #arak #auh, antara lain telesignaling, telemeasurement , dan remote control. elesignaling berfungsi untuk melakukan sinyal #arak #auh untuk posisi pemutus tenaga (switchgear), pemisah, alarm, dan sebagainya. Selain itu *; berfungsi untuk melakukan pengukuran #arak #auh (telemeasurement) pada pengukuran
tegangan, arus, dan frekuensi. 6ungsi *; lainnya adalah untuk melakukan pengontrolan #arak #auh (remote control) sebagai pengontrol pemutus tenaga.
E. GANGGUAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK 1. Faktr$&aktr Pen'e(a( Gan))*an
Sistem tenaga listrik merupakan suatu sistem yang melibatkan banyak komponen dan sangat kompleks. leh karena itu, ada beberapa faktor yang menyebabkan ter#adinya gangguan pada sistem tenaga listrik, antara lain sebagai berikut.
a. 6aktor )anusia
6aktor ini terutama menyangkut kesalahan atau kelalaian dalam memberikan perlakuan pada sistem. )isalnya salah menyambung rangkaian, keliru dalam mengkalibrasi suatu piranti pengaman, dan sebagainya.
b. 6aktor nternal
6aktor ini menyangkut gangguan-gangguan yang berasal dari sistem itu sendiri. )isalnya usia pakai (ketuaan, keausan, dan sebagainya. 0al ini bias mengurangi sensiti=itas relai pengaman, #uga mengurangi daya isolasi peralatan listrik lainnya.
". 6aktor >ksternal
6aktor ini meliputi gangguan-gangguan yang bersal dari lingkungan di sekitar sistem. )isalnya "ua"a, gempa bumi, ban#ir, dan sambaran petir. i samping itu ada kemungkinan gangguan dari binatang, misalnya gigitan tikus, burung, kelelawar, ular, dan sebagainya.
!. "enis Gan))*an
Jika ditin#au dari sifat dan penyebabnya, #enis gangguan dapat dikelompokkan sebagai berikut.
a. Tegangan Lebih (Over oltage)
egangan lebih merupakan suatu gangguan akibat tegangan pada sistem tenaga listrik lebih besar dari seharusnya.
/angguan tegangan lebih dapat ter#adi karena kondisi eksternal dan internal pada sistem berikut ini.
1 !ondisi nternal
0al ini terutama karena isolasi akibat perubahan yang mendadak dari kondisi rangkaian atau karena resonansi. )isalnya operasi hubung pada saluran tanpa beban,
perubahan beban yang mendadak, operasi pelepasan pemutus tenaga yang mendadak akibat hubungan singkat pada #aringan, kegagalan isolasi, dan sebagainya.
% !ondisi >ksternal
!ondisi eksternal terutama akibat adanya sambaran petir. *etir ter#adi disebabkan oleh terkumpulnya muatan listrik, yang mengakibatkan bertemunya muatan positif dan negatif.pertemuan ini berakibat ter#adinya beda tegangan antara awan bermuatan posisif dengan muatan negatif, atau awan bermuatan positif atau negatif dengan tanah. ;ila beda tegangan ini "ukup tinggi maka akan ter#adi lon"atan muatan listrik dari awan ke awan atau dari awan ke tanah.
Jika ada menara (tiang listrik yang "ukup tinggi maka awan bermuatan yang menu#u ke bumi ada kemungkinan akan menyambar menara atau kawat tanah dari saluran transmisi dan mengalir ke tanah melalui menara- dan tahanan pentanahan menara. ;ila arus petir ini besar, sedangkan tahanan tanah menara kurang baik maka kan timbul tegangan tinggi pada menaranya. !eadaan ini akan berakibat dapat ter#adinya lon"atan muatan dari menara ke penghantar fase. *ada penghantar fase ini akan ter#adi tegangan tinggi dan gelombang tegangan tinggi petir yang sering disebut sur#a petir. Sur#a petir ini akan merambat atau mengalir menu#u ke peralatan yang ada di
gardu induk. b. !ubung "ing#at
0ubung singkat adalah ter#adinya hubungan penghantar bertegangan atau penghantar tidak bertegangan se"ara langsung tidak melalui media (resistor<beban yang semestinya sehingga ter#adi aliran arus yang tidak normal (sangat besar. 0ubung singkat merupakan #enis gangguan yang sering ter#adi pada sistem tenaga listrik, terutama pada saluran udara & fase. )eskipun semua komponen peralatan listrik selalu diisolasi dengan isolasi padat, "air (minyak, udara, gas, dan sebagainya. ?amun karena usia pemakaian, keausan, tekanan mekanis, dan sebab-sebab lainnya, maka kekuatan isolasi pada peralatan listrik bisa berkurang atau bahkan hilang sama sekali. 0al ini akan mudah menimbulkan hubung singkat.
*ada beban isolasi padat atau "air, gangguan hubung singkat bisanya mengakibatkan busur api sehingga menimbulkan kerusakan yang tetap dan gangguan ini disebut gangguan permanen (tetap. *ada isolasi udara yang biasanya ter#adi pada saluran udara tegangan menengah atau tinggi, #ika ter#adi busur api dan setelah padam tidak menimbulkan kerusakan, maka gangguan
ini disebut gangguan temporer (sementara. rus hubung singkat yang begitu besar sangat membahayakan peralatan, sehingga untuk mengamankan perlatan dari kerusakan akibat arus hubung singkat maka hubungan kelistrikan pada seksi yang terganggu perlu diputuskan dengan peralatan pemutus tenaga atau circuit brea#er (:;.
/angguan hubung singkat yang sering ter#adi pada sistem tenaga listrik & fase sebagai berikut.
1 satu fase dengan tanah % fase dengan fase
& % fase dengan tanah
' 6ase dengan fase dan pada waktu bersamaan dari fase ke & dengan tanah 5 & fase dengan tanah
2 0ubung singkat & fase
>mpat #enis gangguan pertama menimbulkan arus gangguan tidak simetris (unsymetrical short$circuit). Sedangkan dua #enis gangguan terakhir menimbulkan arus gangguan hubung
singkat simetris (symtrical short$cirt%cuit). *erhitungan arus hubung singkat sangat penting untuk menentukan kemampuan pemutus tenaga dan untuk koordinasi pemasangan relai pengaman. c. &eban Lebih (Over Load)
;eban lebih merupakan gangguan yang ter#adi akibat konsumsi energi listrik melebihi energi listrik yang dihasilkan pada pembangkit. /angguan beban lebih sering ter#adi terutama pada generator dan transfornator daya. :iri dari beban lebih adalah ter#adinya arus lebih pada
komponen. rus lebih ini dapat menimbulkan pemanasan yang berlebihan sehingga bisa menimbulkan kerusakan pada isolasi. *ada tarnsformator distribusi sekunder yang menyalurkan eneergi listrik pada konsumen akan memutuskan aliran melalui relai beban lebih #ika konsumsi tenaga listrik oleh konsumen melebihi kemampuan transformator tersebut.
d. 'aya &ali# (eserve ower)
aya balik merupakan suatu gangguan berubahnya fungsi generator men#adi motor (beban pada sistem pembangkit tenaga listrik. /angguan ini ter#adi pada sistem tenaga lsitrik yang terintegrasi (interconnected system). *ada kondisi normal generator-generator yang tersambung se"ara paralel akan beker#a se"ara serentak dalam membangkitkan tenaga listrik. ?amun karena sesuatu sebab, misalnya gangguan hubung singkat yang terlalu lama, gangguan
pada sistem tersebut. yunannya bisa lebih "epat atau lebih lambat dari putaran sinkron. 0al ini menyebabkan sebagian generator men#adi motor dan sebagian berbeban lebih. engan demikian ter#adi aliran tenaga listrik yang berbalik, yaitu generator yang seharusnya menghasilkan tenaga listrik, #ustru berbalik men#adi motor yang menyerap tenaga listrik. !e#adian ini akan ter#adi pada sistem tegangan tinggi atau ekstra tinggi yang lebih luas, misalnya pada sistem tenaga
listrik terintegrasi (Jawa-;ali.
:ara untuk mengatasi gangguan ini adalah dengan melepas generator yang terganggu atau melepas daerah yang ter#adi hubung singkat se"epat mungkin. /angguan ini dapat membahayakan generator itu sendiri atau membahayakan sistemnya. ntuk mengamankan gangguan di atas biasanya pada penyerentakan generator telah dilengkapi dengan relai daya balik (reserve power relay).
F. PENCEGA+AN GANGGUAN
Sistem tenaga listrik dikatakan baik apabila dapat men"atu dan menyalurkan tenaga listrik ke konsumen dengan tingkat keandalan yang tinggi. !eandalan di sini meliputi kelangsungan, stabilitas, dan harga per !70 yang ter#angkau oleh konsumen. *emadaman listrik sering ter#adi akibat gangguan yang tidak bisa diatasi oleh system pengamannya. !eadaan ini akan sangat mengganggu kelangsungan penyaluran tenaga listrik. ?aik turunnya kondisi tegangan dan "atu daya listrik pun bisa merusakkan perlatan listrik.
Sebagaimana di#elaskan di muka, ada beberapa #enis gangguan pada saluran tenaga listrik yang memang tidak semuanya bisa dihindarkan. ntuk itu perlu di"ari upaya pen"egahan agar bisa memperke"il kerusakan pada peralatan listrik, terutama pada manusia akibat adanya gangguan. )enurut J. Soekarto (1985, pen"egahan pada gangguan pada system tenaga listrik bisa dikategorikan men#adi % langkah sebagai berikut.
1. Usa,a Memperke-i% Tera/in'a Gan))*an
:ara yang ditempuh, antara lain
a. membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan$
b. membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan dan penangkal petir (arrester $
". membuat kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara seke"il mungkin, serta selalu mengadakan penge"ekan$
d. membuat peren"anaan yang baik untuk mengurangi pengaruh luar mekanis dan mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena binatang, polusi, kontaminasi, dan lain-lainnya$
e. pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus mengikuti peraturan- peraturan yang baku$
f. menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat prosedur tata "ara operasional ( standing operational procedur dan membuat #adwal pemeliharaan rutin$ g. memasang kawat tanah pada S dan gardu induk untuk melindungi terhadap
sambaran petir$
h. memasang lightning arrester (penangkal petir untuk men"egah kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.
!. Usa,a Men)*ran)i Ker*sakan Aki(at Gan))*an
;eberapa "ara untuk mengurangi pengaruh akibat gangguan, antara lain sebagai berikut. a. )egurangi akibat gangguan, misalnya dengan membatasi arus hubung singkat, "aranya
dengan menghindari konsentrasi pembangkitan atau dengan memakai impedansi pembatas arus, pemasangan tahanan, atau reaktansi untuk sistem pentanahannya sehingga arus gangguan satu fase terbatas. *emakaian peralatan yang tahan atau andal terhadap ter#adinya arus hubung singkat.
b. Se"epatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai pengaman lebur atau dengan relai pengaman dan pemutus beban dengan kapasitas pemutusan yang memadai$
". )eren"anakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan dari sistem tidak akan mengganggu operasi sistem se"ara keseluruhan atau penyaluran tenaga listrik ke konsumen tidak terganggu. 0al ini bisa dilakukan, misalnya dengan
1 memakai saluran ganda atau saluran yang membentuk ring$ % memakai penutup balik otomatis$
& memakai generator "adangan atau pembangkitan siap pakai.
d. )empertahankan stabilitas sistem selama ter#adi gangguan, yaitu dengan memakai pengatur tegangan otomatis yang "epat dan karakteristik kestabilan generator yang
e. )embuat data<pengamatan gangguan yang sistematis dan efektif, misalnya dengan menggunakan alat pen"abut gangguan untuk mengambil langkah-langkah pen"egahan lebih lan#ut.
G. DAERA+ PENGAMAN
i dalam pengaman sistem tenaga listrik, seluruh komponen harus diamankan dengan tetap menekankan selekti=itas ker#a peralatan<relai pengaman. ntuk men"apai hal ini, system tenaga listrik dibagi men#adi daerah-daerah (ona pengamanan.
Setiap daerah pengaman pada umumnya terdiri atas satu atau lebih elemen sistem tenaga listrik. )isalnya generator, bus bar, transformator, saluran udara, dan lain-lain. gar seluruh sistem tenaga listrik dapat diamankan, maka harus ada daerah yang tumpang-tindih (o=erlap. rtinya ada elemen sistem yang diamankan oleh dua daerah pengamanan.
Setiap daerah pengaman di#aga oleh relai yang sesuai dengan karakteristik peralatan yang diamankan. *ada umumnya yang men#adi pembatas pengamanan antarderah pengamanan ialah trafo arus yang men"atu ke relai.
gar daerah pengamanan tumpang-tindih, maka trafo arus untuk mengamankan daerah ;, sedangkan trafo arus ; untuk mengamankan daerah . Jika ter#adi gangguan pada daerah yang tumpang-tindih maka banyak pemutus beban yang beker#a. 0al ini lebih baik dan lebih aman daripada ada daerah kosong yang tidak teramankan.
+. PENGAMAN UTAMA DAN CADANGAN
ntuk mengatasi adanya kegagalan ker#a dari sistem pengaman, maka pengamanan sistem tenaga listrik dibuat berlapis men#adi dua kelompok, yaitu pengaman utama dan pengaman "adangan. *engaman utama akan segera beker#a #ika ter#adi gangguan, sedangkan pengaman "adangan akan beker#a #ika pengaman utama gagal beker#a. !egagalan ker#a dari sistem pengaman disebabkan oleh salah satu elemen pengaman tersebut.
1. Pen)aman Utama
aerah pengamanan seperti diuraikan sebelumnya memberikan gambaran tentang tugas dari pengaman utama. ntuk relai "epat dan pemutus beban "epat, waktu mulainya ter#adinya gangguan sampai selesainya pembukaan pemutus beban maksimum 1 ms, yaitu terdiri dari waktu ker#a relai %-' ms dan waktu pembukaan pemutus beban '-2 ms.
*ada pengamanan #enis tertentu, misalnya pengamanan dengan relai arus lebih, waktu ker#anya #ustru diperlambat untuk mendapatkan selekti=itas karena ter#adi pengamanan yang tumpang-tindih dengan seksi berikutnya. @elai ini bertugas selain sebagai pengaman utama pada daerahnya dan #uga sekaligus merupakan pengaman "adangan pada seksi berikutnya.
>lemen-elemen pengaman utama terdiri atas relai, trafo tegangan, baterai ("atu daya, kumparan trip, dan pemutus tenaga. !egagalan ker#a pada elemen-elemen pengaman utama dapat dikelompokkan sebagai berikut.
a. !egagalan pada relainya sendiri.
b. !egagalan "atu arus dan atau "atu tegangan ke relai. 0al ini dapat disebabkan kerusakan trafo arus atau trafo tegangannya. ;isa #uga rangkaian "atu ke relai dari trafo tersebut terbuka atau terhubung singkat.
". !egagalan sistem "atu arus searah untuk triping pemutus beban. 0al ini disebabkan baterai lemah karena kurang perawatan, terbuka, atau terhubung singkatnya arus
searah.
d. !egagalan pada pemutus tenaga. !egagalan ini dapat disebabkan karena kumparan trip tidak menerima "atu, ter#adi kerusakan mekanis, atau kegagalan pemutusan arus karena besarnya arus hubung singkat melampaui kemampuan dari pemutus bebannya.
i samping kegagalan di atas, pada pengaman tumpang-tindih (/ambar %.5 dapat #uga ter#adi gangguan pada titik A. gangguan itu dapat ter#adi antara batas daerah pengaman dengan pemutus bebannya atau pengaman daerah telah beker#a dan membuka pemutus tenaganya, tetapi gangguan tersebut belum hilang dari sistem. 0al tersebut ter#adi karena relai pengaman daerah tidak mendeteksinya, sehingga masih terdapat daerah mati.
!egagalan pada pengaman utama atau adanya daerah mati tersebut diatasi dengan menggunakan pengaman "adangan. *engaman "adangan umumnya mempunyai perlambatan waktu untuk memberikan kesempatan pengaman utama beker#a lebih dahulu. Jika pengaman utama gagal, maka pengaman "adangan beker#a.
Jenis pengaman "adangan ada dua, yaitu pengaman "adangan setempat (local bac# up dan pengaman "adangan #auh (remote bac# up.
a. engaman Cadangan "etempat
*engaman "adangan setempat merupakan sistem pengaman yang beker#a #ika pengaman utamanya gagal beker#a. kan tetapi, #ika pengamanannya masih gagal karena pemutus beban gagal beker#a, maka relai tersebut akan memberikan perintah untuk membuka semua pemutus beban yang ada kaitannya dengan pemutus beban tersebut.
Sistem pengaman "adangan setempat umumnya digunakan pada sistem tenaga listrik dengan tegangan ekstra tinggi. alam hal ini relai "adangan mempunyai ke"epatan sama dengan pengaman utamanya, karena sistem ini mempunyai pengaman ganda. isebut pengaman ganda, sebab trafo arus, baterai, maupun kumparan trip semuanya ganda. i ndonesia untuk sistem dengan tegangan tinggi, yaitu tegangan 15 !4 dan 3 !4, biasanya pengaman "adangannya hanya berupa relai "adangan.
b. engaman Cadangan Jauh
*engaman "adangan #auh merupakan pengaman yang digunakan untuk mengantisipasi adanya kegagalan ker#a pengaman di daerah tertentu. alam hal ini suatu gangguan pada daerah tertentu akan dihilangkan atau dipisahkan oleh pengaman dari tempat lain berikutnya ("adangan #auh.
*engaman "adangan #auh yang banyak dipakai adalah pengaman dengan relai arus lebih dan pengaman dengan relai #arak. *engaman "adangan #auh kurang memadai untuk sistem yang besar, antara lain karena dapat gagal beker#a dan dapat ter#adi triping yang tidak diharapkan.
I. SOAL$SOAL LATI+AN
1. )engapa pengaman sangat esensial dalam sistem tenaga listrikB
%. pa keuntungan dan kelemahan dari sistem interkoneksi tenaga listrik #ika dibandingkan dengan sistem tenaga listrik kon=ensionalB
&. pa perbedaan fungsi pengaman untuk sistem tenaga listrik yang terhubung se"ara interkoneksi dan sistem tenaga listrik noninterkoneksiB
'. engan melihat berbagai kemungkinan gangguan pada sistem tenaga listrik, apa usaha-usaha yang harus dilakukan untuk men"egah adanya bahaya yang ditimbulkanB 5. pakah pengaman "adangan harus selalu ada pada sistem tenaga listrikB Jalaskan.
