i
ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKANSOFTWAREETAP
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh:
MOHAMMAD WAHYU AZIS
( D 400 050 009 )
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
LEMBAR PERSETUJUAN
Diajukan guna memenuhi kelengkapan sebagai syarat tugas akhir untuk menyelesaikan program strata 1 ( S1 ) Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan judul ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWAREETAP telah memenuhi syarat dan disetujui pada :
Hari :
Tanggal :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP disetujui dan
disahkan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta pada:
Hari : Tanggal :
Dosen Penguji :
1. Aris Budiman, ST, MT. ( ) 2. Umar ST, MT ( ) 3. Ir Jatmiko, MT. ( ) 4. Agus Supardi, ST, MT. ( )
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik UMS Kepala Progdi Teknik Elektro
PRAKATA
l m l km . b
Segala Puja dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta karunia kepada kita selaku hamba yang dicintai dan disayangi di alam semesta. Sholawat dan salam terlimpahkan kepada manusia pilihan Allah SWT yaitu Nabi Muhammad SAW yang dengan penuh perjuangan telah mengantarkan kita menjadi umat pilihan dan mendapat ridho-NYA.
Hanya Karena Allah SWT akhirnya penulis bisa melewati kendala dan tantangan dalam menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul tugas akhir yang penulis ajukan :
ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01
MENGGUNAKANSOFTWARE ETAP
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, pembinaan dan saran dari pembimbing dan pihak-pihak lain yang terlibat secara langsung maupun tidak lansung dalam tugas akhir ini. Maka tiada kata yang lebih bagi penulis yang bisa terucap dan hanya bisa mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
v
2. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Kepala Progdi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Aris Budiman, ST, MT selaku pembimbing utama dalam penyusunan tugas akhir ini (terima kasih atas bimbingan dan referensi yang telah diberikan).
4. Bapak Umar, ST, MT selaku pembimbing kedua dalam penyusunan tugas akhir ini (terima kasih atas bimbingan dan referensi yang telah diberikan). 5. Bapak dan ibu dosen yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan selama
menempuh pendidikan di Teknik Elektro UMS.
6. Seluruh Staf Tata Usaha, Staf Akademik maupun non Akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Bapak Ir.Wahjono, selaku Manager PT. PLN ( Persero ) APJ Surakarta. 8. Bapak Tri Marsono, ST, selaku Asman Distribusi PT. PLN ( Persero ) APJ
Surakarta., yang mengijinkan saya untuk melaksanakan penelitian di PT PLN APJ Surakarta.
9. Semua Staf, dan karyawan PT. PLN ( Persero ) APJ Surakarta dan semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam penyusunan tugas akhir ini.
10. Orang tuaku dan juga saudar-saudaraku yang kusayangi dan kucintai yang selalu memberi kasih sayang dan perhatian sepanjang masa yang tak pernah bisa terbalaskan .
11. Teman-teman angkatan 2005 dan 2006 Teknik Elektro yang begitu akrab dan dekat denganku.
12. Rekan-rekan di KMTE (Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro)
Semoga laporan Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya serta bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan dapat dijadikan referensi untuk menambah pengetahuan di bidang elektro dan untuk penelitian serupa diwaktu mendatang, Amiin.
l mlkm.
Surakarta, Maret 2011
vii
MOTTO
Niat adalah ukuran dalam menilai benarnya suatu perbuatan, oleh karenanya, ketika niatnya benar, maka perbuatan itu benar, dan jika niatnya buruk, maka perbuatan itu buruk
(A AAWAW)
Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri.
( !"#$ %&''()
Terus berfikir terus berusaha dan jangan takut datangnya kegagalan karena kegagalan bukanlah sebuah penderitaan bukan pula sebuah beban tetapi kegagalan itu sebuah sukses yang tertunda
PERSEMBAHAN
Hanya ini yang bisa aku berikan, jerih payah selama ini tak terasa telah menuai hasil karya yang sederhana ini. Kupersembahkan karya tulis yang sederhana ini untuk :
Allah Azza wa Jalla yang senantiasa melimpahkan nikmat-nikmatnya kepadaku, Sang Uswatun Khasanah, Rasulallah SAW.
Ayah dan Ibuku tercinta. Kasih sayang mu, pengorbananmu, doamu abadi sepanjang masa, maafku yang tulus dan ini sebagai bukti nyata keseriusanku.
Saudara, saudaraku yang selama ini telah mendukungku.
Teman, teman dekatku, rekan, rekan teknik elektro konsentrasi arus kuat
ix
KONSTRIBUSI
Pertama kali mendapatkan ide untuk tugas akhir ini yaitu saat Kerja Praktek (KP) di PT PLN APJ (Area Pelayanan Jaringan) Surakarta di bagian perencanaan dan penulis merasa ingin melanjutkan penelitian pada jaringan tegangan menengah 20 kV dengan simulasi menggunakan program ETAP Power Station. Saat ingin mengajukan tugas akhir dari situlah terlintas sebuah pemikiran bahwa analisis gangguan hubung singkat dapat dijadikan tema untuk tugas akhir nantinya. Ide ini saya sampaikan kepada Bp. Aris Budiman, ST, MT.
Setelah judul tugas akhir saya ajukan kepada Bp. Aris Budiman, ST, MT dan disetujui, kemudian saya mengajukan proposal penelitian di PT PLN APJ Surakarta guna mendapatkan data untuk penyusunan tugas akhir. Pengambilan data dilakukan pada bulan Februari 2010. Selama satu bulan saya mencari informasi ke bagian Ass. Man. Oprs. Har. PT. PLN APJ Surakarta. Data tersebut saya terapkan ke program Etap Power Station dengan melakukan pengoperasian simulasi arus hubung singkat guna mengetahui nilai yang didapat dengan program Etap.
Hasil analisis dan perancangan sistem tenaga listrik tersebut saya susun dalam bentuk laporan tugas akhir. Penyusunan tugas akhir hanya didasarkan pada referensi yang diberikan oleh Bp. Aris budiman, ST, MT, dan Bp Umar ST, MT, dan dari internet, buku pegangan dari perpustakaan dan mengacu pada tugas akhir yang terdahulu.
Pengetikan dan penyusunan laporan tugas akhir ini saya kerjakan sendiri hingga saya berhasil menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir meskipun belum sempurna dan masih banyak kekurangan.
Surakarta, Maret 2011
Mengetahui,
Dosen Pembimbing 1 Dosen Pembimbing 2
Mahasiswa Tugas Akhir
(Aris Budiman, ST, MT.) (Umar, ST, MT.)
DAFTAR ISI
2.2.1 Pengantar Program ETAP Power Station... 7
2.2.2 Sistem Distribusi Tenaga Listrik... 9
2.2.3 Hubung Singkat ... 14
2.2.4. Tegangan Kedip ... 18
2.2.5 Sistem Proteksi ... 20
xi
2.2.7 Relai Proteksi ... 24
2.2.8 Relai Arus Lebih ... 26
2.2.9 Karakteristik Waktu Kerja Relai Arus Lebih ... 26
2.2.10 Penyulang Jajar01 ... 28
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat ... 29
3.2 Peralatan Utama dan Pendukung ... 29
3.2.1 Bahan Analisis dan Perancangan ... 29
3.2.2 Perlengkapan pendukung ... 29
3.2.3 Tahap Analisis Dan Perancangan ... 30
3.3 Alur Penelitian ... 31
3.4 Urutan Instalasi Program ETAP Power Station ... 34
3.4.1 Awal Instalasi ... 34
3.4.2 Tampilan Selamat Datang Untuk Proses Penginstalan Etap Power Station ... 35
3.4.3 Pemilihan Jenis Instalasi Sesuai dengan Kebutuhan ... 36
3.4.4 LisensiSoftware... 36
3.4.5 Jalannya Penginstalan pada Komputer ... 37
3.4.6 Perintah Untuk Merestart Komputer ... 38
3.5 Fasilitas Utama Pada Etap Power Station ... 38
3.5.1 Project Toolbar ... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ... 47
4.1.1 Data Masukan ... 47
4.1.2 Simulasi Analisis Hubung Singkat ... 53
4.1.3 Hasil Simulasi Hubung Singkat ... 53
4.2 Analisis Hasil Perhitungan ... 67
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 69
5.2 Saran ... 70
xiii
DAFTAR TABEL
Hal Tabel 4.1. Data Swing Bus Sebagai Penyalur Tenaga Pada Penyulang
Jajar01 singkat dua fasa ... 47
Tabel 4.2. Data Karakteristik Penghantar Sesuai Standar Pln ... 47
Tabel 4.3. Data Gardu Pelanggan Yang Terpasang Pada Penyulang ... 48
Tabel 4.4. Besar nilai arus hubung singkat... 64
Tabel 4.5. Kurva Karakteristik OCR... 66
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Tampilan Etap Ketika Dijalankan Dengan Windows XP ... 7
Gambar 2.2. Kondisi One-Line Diagram Ketika CB Dibuka ... 8
Gambar 2.3. Toolbar Property Editors ... 9
Gambar 2.4. Skema Sistem Tenaga Listrik ... 10
Gambar 2.5. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Radial ... 11
Gambar 2.6. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Spindle... 12
Gambar 2.7. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Loop ... 13
Gambar 2.8. Skema Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa... 15
Gambar 2.9. Skema Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa... 15
Gambar 2.10. Skema Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa Ke Tanah... 16
Gambar 2.11. Skema Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa... 17
Gambar 2.12.a. Relai Waktu Seketika (Instantaneous Relai) b. Karakteristik Relai Waktu Seketika ... 26
Gambar 2.13.a. Relai Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay) b. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Tertentu ... 27
Gambar 2.14.a. Relai Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay) b. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Terbalik ... 28
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitan... 33
xv
Etap Power Station ... 35
Gambar 3.4. Tampilan Selamat Datang pada Saat Penginstalan Etap Power Station ... 35
Gambar 3.5. Tampilan keempat Penginstalan Etap Power Station Pada Saat Pemilihan Jenis Komponen yang Akan Diinstal ... 36
Gambar 3.6. Tampilan Keenam yang Berisi Persyaratan dari komputer yang Akan Diinstal Etap Power Station ... 37
Gambar 3.7. Tampilan Persentase Jalannya Penginstalan ... 37
Gambar 3.8. Tampilan Akhir Penginstalan dan Perintah untuk Merestart Komputer ... 38
Gambar 3.9. Tampilan Pada Fasilitas Project Toolbar... 39
Gambar 3.10. Tampilan Pada Fasilitas Mode Toolbar... 40
Gambar 3.11. Tampilan pada Fasilitas Project editor... 40
Gambar 3.12. Tampilan Pada Fasilitas Element Editor... 41
Gambar 3.13. Tampilan Parameter Edit Komponen Untuk Perlengkapan yang Terpasang ... 42
Gambar 3.14. Tampilan pada Parameter Short Circuit Studi Case... 43
Gambar 3.15. Tampilan pada Parameter Short Circuit Toolbar ... 44
ABSTRAKSI
Energi listrik dibangki tkan oleh pusat pembangkit yang jauh dari perkotaan, dialirkan ke beban yang berupa rumah tangga, industri dan komersil
melalui jaringan. Jaringan terdiri dari unit pembangkit dan unit penyalur serta
perlengkapan yang terpasang untuk dioperasikan. Susunan dan pengoperasian jaringan ini yang disebut dengan siste-tenaga listrik, yaitu suatu prose.dimana
energi listrik diproduksi oleh pusat pembangkit dan disalurkan lewat transmisi
menuju ke GI (Gardu Induk) dan didistribusikan ke beban. P roses penyaluran en ergi listrik ke beban ada kemungkinan terjadi gangguan - gangguan teknis, seperti gangguan over voltage, over load, dan gangguan short circuit (hubung singkat) mulai dari pembangkit/transmisi hingga distribusi.
Analisi
. gangguan hubung singkat penyulang Ja jar01 diawali dengan
pencarian data di PT PLN AP0 (Area Pelayanan Jaringan) Surakarta. Data - data
yang digunakan didapat dari hasil wawancara, informasi bagianperencanaan,
maupun survei ke lapangan. Untuk menelitin selamabesar arus dan teganga terjadinya gangguan hubung singkat du Induk Jajar. pada penyulang Jajar1 Gar
Perhitungan aru. dan tegangan hubung singkat dilakukan dengan cara simulasi
menggunakan program ETAP Power Station danai pengaturan untuk mencari nil relai1rus lebih dilakukan dengan perhitu ngan manual .
Dari hasil analisis pada sistem tenaga listrikn ETAP dengan menggunaka Power Station, maka didapat. hubung singkat terbesar adalahnilai aru 5,434 kA dari simulasi hubung singkat dua fasa ke tanah pada gardu distribusi JJR010005 ,
sedangkan un terbesartuk simulasi gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah
adalah 5,131 kA pada gardu .hubung singkat satu fasaJJR010005, sedangkan aru
ke tanah minimum adalah u 2,791 kA saat terjadi gangguan pada gardJJR010171 , untuk nilai aru. hubung singkat tiga - sebesar 3,822 kA.fasa maksimu A rus
seting (Iset) relai1rus 2,89 A , dengan tunda waktu 0,823 detik dan t-.nya adalah
0,875 detik. Tegangan pada tiap jadi gangguan - tiap gardu distribusi saat ter
hubung singkat berkisar antara 10,206 kV,kV sampai dengan 12,8dimana 57 tegangan tersebut mengalami penurunan yang mencapai 48,97% dari tegangan
sumber yang semula adalah 20 kV.
