Recloser pada Jaringan SUTM

TUGAS AKHIR

PENGGUNAAN RECLOSER DALAM MENGAMANKAN

GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DI SALURAN UDARA

TEGANGAN MENENGAH ( SUTM )

Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Disusun oleh : Nama : Wedy Maidien

NIM : 41406110016

Jurusan : Teknik Elektro

Program Studi : Teknik Tenaga Listrik

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Wedy Maidien

NIM : 4140611016

Jurusan : Teknik Elektro Fakultas : Teknologi Industri

Judul Tugas Akhir : Penggunaan Recloser dalam mengamankan gangguan hubung singkat di Saluran Udara Tegangan Menengah ( SUTM )

Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Tugas Akhir yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari hasil penulisan Tugas Akhir ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.

Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan. Penulis,

LEMBAR PENGESAHAN

PENGGUNAAN RECLOSER DALAM MENGAMANKAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DI SALURAN UDARA

TEGANGAN MENENGAH ( SUTM )

Disusun Oleh :

Nama : Wedy Maidien

NIM : 41406110016

Jurusan : Teknik Elektro

Pembimbing Koordinator Tugas Akhir

( Ir. Badaruddin ) ( Ir. Yudhi Gunardi, MT )

ABSTRAK

Pada sistem pendistribusian tenaga listrik dari pembangkit ke konsumen biasanya sering terdapat gangguan. Dalam hal ini gangguan yang akan dibahas di sekitar Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) adalah gangguan hubung singkat. Dikarenakan di daerah Sepatan, Tangerang sering terjadi gangguan di Penyulang Cacing yang di suplai dari Gardu Induk Sepatan, oleh karena itu PT. PLN Area Jaringan Tangerang menggunakan pengaman arus lebih pada SUTM yaitu dengan menggunakan recloser yang diletakkan di wilayah yang rawan gangguan.

Sebelum recloser di pasang harus dilakukan perhitungan untuk perkiraan terjadinya hubung singkat. Berdasarkan perhitungan hubung singkat satu fasa-tanah, apabila terjadi gangguan di tengah penyulang atau jarak lokasi sekitar 50 % dari GI adalah 253,42 amper. Sedangkan berdasarkan data gangguan dari box panel kontrol recloser yaitu telah terjadi gangguan satu fasa di fasa R yang berada di tengah penyulang sebesar 326 amper.Gangguan tersebut terjadi di antara gardu MA 14 dengan gardu MA 124 P yang sifatnya temporer/sementara sehingga dengan cepat dapat dihilangkan dengan recloser sebelum sectionalizer membuka.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur haruslah kita panjatkan kehadirat Allah SWT, atas Curahan Rahmat dan Karuni-Nya yang selalu dilimpahkan kepada semua makhluk ciptaan-Nya. Shalawat serta salam tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, Nabi pembawa rahmat untuk alam semesta, bagi kelurga, sahabat serta orang-orang yang mengikutinya dengan istiqomah sampai akhir zaman.

Dengan mengucapkan Syukur kepada-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini yang merupakan persyaratan yang ditentukan oleh Universitas Mercu Buana guna memperoleh Sarjana Teknik.

Terlaksananya penyusunan Tugas Akhir ini berkat bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada semua pihak terutama kepada :

1. Bapak Ir.Budi Yanto Husodo,Msc. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro PKSM Universitas Mercubuana

2. Bapak Ir.Yudhi Gunardi,MT. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro PKSM Universitas Mercubuana.

4. Bapak Ir. Agus selaku Asisten Manager Administrasi dan SDM, serta Tim Operator Pelayanan Gangguan di PT. PLN Area Jaringan Tangerang.

5. Kedua Orang Tua dan saudara-saudara di rumah and Fitri Wulandari (Ade) yang memberi banyak dukungan.

6. Rekan-rekan kerja KONSUIL Area Tangerang dan Gambir yang banyak memberi dorongan dan motivasi.

7. Rekan-rekan Elektro PKSM Universitas Mercubuana, Teman-teman Alumni STT-PLN Jurusan D3 Elektro angkatan 2000, Sobat- sobat alumni SMU 109 Jakarta dan Anak Maninjau Depok yang telah banyak membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam Penyusunan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna dan terbatasnya pengetahuan dan pengalaman penulis didalam penyusunan Tugas Akhir ini, baik materi, pembahasan dan penyajian. Oleh karena itu segala kritik dan saran untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini akan penulis terima dengan senang hati.

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ……….. i

Halaman Pernyataan ………. ii

Halaman Pengesahan ……… iii

Abstrak ……….. iv

Kata Pengantar ……….. v

Daftar Isi ………... vii

Daftar Gambar ………... xi

Daftar Tabel ………... xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……… 1 1.2 Tujuan Penulisan ……… 2 1.3 Pembatasan Masalah ……….. 2 1.4 Metode Penelitian ………... 3 1.5 Sistematika Penulisan ………. 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Umum ……… 5

2.2 Sistem Jaringan Tegangan Menengah ………... 7

2.3 Gangguan pada Jaringan Tegangan Menengah ……. 8

2.4 Pengertian Recloser ……… 9

2.4.1 Klasifikasi recloser ……… 10

2.4.2 Urutan kerja recloser ………. … 13

2.4.3 Waktu dan jumlah penutupan kembali ……….. 16

2.4.4 Prinsip kerja recloser ……….. 17

2.5 Pengertian sectionalizer ……….. 19

2.5.1 Prinsip kerja sectionalizer ……… 21

BAB III SISTEM PENGAMAN PADA JARINGAN DI SISI TEGANGAN MENENGAH 3.1 Pengertian koordinasi peralatan pengaman arus lebih ... 22

3.2 Koordinasi antara recloser dengan sectionalizer ……… 25

3.3 Penggunaan accessories/peralatan tambahan ………… 27

3.5 Perhitungan impedansi sumber ………. 32

3.6 Perhitungan impedansi trafo tenaga ……….. 33

3.7 Perhitungan impedansi ekivalen jaringan ………. 33

BAB IV PERHITUNGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DAN PENGGUNAN RECLOSER DI SUTM 4.1 Studi kasus hubung singkat ……….. 35

4.2 Data peralatan ……….. 36

4.2.1 Data trafo tenaga di GI Sepatan ……….. 36

4.2.2 Data rele proteksi di GI Sepatan ………. 36

4.2.3 Data recloser di Penyulang Cacing dari GI Sepatan ………... 37

4.3 Langkah-langkah dalam menghitung arus gangguan … 37 4.3.1 Menghitung impedansi sumber ………. 38

4.3.2 Menghitung impedansi trafo ………. 39

4.3.3 Menghitung impedansi jaringan ……… 40

4.3.4 Menghitung impedansi ekivalen jaringan urutan positif ……….. 41 4.3.5 Menghitung impedansi ekivalen jaringan

4.4 Menghitung arus hubung singkat ……… 42 4.4.1 Menghitung arus hubung singkat 3 fasa ………. 42 4.4.2 Menghitung arus hubung singkat 1 fasa-tanah… 44 4.5 Analisa terjadinya gangguan hubung singkat …………. 47 4.6 Setting panel kontrol ………... 49 4.7 Penjabaran dari box kontrol recloser ……….. 50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ………. 53

5.2 Saran ……… 54

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Diagram garis tunggal sistem tenaga listrik ……… 6 Gambar 2.2 Recloser kontrol hidrolik satu fasa ……… 12 Gambar 2.3 Recloser kontrol hidrolik tiga fasa ……… 13 Gambar 2.4 Urutan operasi recloser untuk gangguan permanen ……… 14 Gambar 2.5 Urutan operasi recloser untuk gangguan temporer ……… 15 Gambar 2.6 Urutan kerja penutup balik ……… 17 Gambar 2.7 Diagram blok recloser (panel kontrol) ……… 18 Gambar 2.8 Sectionalizer kontrol hidrolik satu fasa dan tiga fasa ……… 21 Gambar 3.1 Diagram satu garis sistem distribusi sederhana ……… 22 Gambar 3.2 Waktu ingat tiga kali perhitungan untuk mengunci dari

sectionalizer ………... 27

Gambar 3.3 Koordinasi recloser dengan sectionalizer untuk gangguan

temporer di sisi sectionalizer ……… 29 Gambar 4.1 Lokasi gangguan pada jaringan distribusi ……… 38 Gambar 4.2 Diagram satu garis Penyulang Cacing di GI Sepatan …….. 46 Gambar 4.3 Fungsi dari blok diagram 4C ……… 51

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Perbedaan antara jaringan udara dengan bawah tanah …….. 8 Tabel 4.1 Impedansi urutan positif dan nol penghantar AAAC ……… 40 Tabel 4.2 Data gangguan yang tercatat pada box control recloser …… 48 Tabel 4.3 Setting gangguan pada panel kontrol ……… 49

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mutu, keandalan, dan kontinuitas penyaluran daya listrik dari PT. PLN merupakan tuntutan masyarakat yang sejalan dengan tingkat kebutuhan terhadap daya listrik yang akan digunakan. Masalahnya sekarang adalah bagaimana PT. PLN dapat mendistribusikan tenaga listrik ini ke konsumen dengan baik, aman dan ekonomis. Untuk itu perlu adanya perencanaan yang baik.

Pendistribusian tenaga listrik ke konsumen biasanya sering terdapat gangguan. Gangguan pada sistem tenaga listrik antara lain disebabkan oleh gangguan hubung singkat. Gangguan hubung singkat di SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah) yang terbanyak merupakan gangguan satu fasa ke tanah yang sifatnya temporer (sementara). Frekwensi pemadaman karena gangguan dapat diperkecil dengan memakai sistem dan alat pengaman yang sesuai, baik dan memadai.

Dalam hal ini di karenakan di daerah Sepatan, Tangerang sering terjadi gangguan di SUTM, oleh karena itu PT. PLN Area Jaringan Tangerang menggunakan pengaman arus lebih pada sistem distribusi di sisi tegangan menengah yaitu dengan

Penggunaan recloser ini akan sangat membantu dalam meningkatkan keandalan dalam sistem distribusi.

Tingkat keandalan dalam sistem distribusi dinyatakan dalam bentuk jumlah rata-rata pemutusan akibat gangguan yang sering terjadi, juga ditentukan oleh lamanya waktu pemutusan akibat gangguan tersebut dan pengembalian pelayanan pada bagian yang tidak terganggu maupun bagian yang terganggu setelah terjadi clearing ataupun setelah gangguan diisolir.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk menganalisa penggunaan recloser dalam mengatasi gangguan hubung singkat di saluran udara tegangan menengah.

1.3 Pembatasan Masalah

Pembahasan tentang recloser sangat luas, oleh karena itu perlu dibatasi ruang lingkup masalah yang akan dibahas. Untuk itu penulis hanya akan membahas tentang penggunaan recloser di salah satu penyulang yang di suplai dari gardu induk.

1.4 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

a. Metode kajian pustaka

Pada dasarnya penelitian perpustakaan adalah suatu usaha untuk memperoleh suatu pegangan atau bimbingan bagi penulis untuk memecahkan suatu masalah yang mungkin dihadapi dalam proses penelitian ini. Cara yang di lakukan antara lain dengan menggunakan buku – buku literature, diktat – diktat kuliah, internet, dan sumber – sumber pendukung lainnya dalam mencari landasan teori yang berhubungan dengan pokok pembahasan tugas Akhir ini.

b. Observasi Lapangan

Merupakan tahap pengumpulan data yang diperoleh melalui pencarian informasi yang ditinjau oleh penulis, sehingga penulis dapat memperoleh gambaran yang jelas mengenai keadaan yang ada di lapangan

1.5 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan tentang teori yang menunjang penulisan seperti sistem jaringan tegangan menengah dan gangguannya, serta pengertian dan prinsip kerja dari recloser dan sectionalizer.

BAB III SISTEM PENGAMAN PADA JARINGAN DI SISI TEGANGAN MENENGAH

Bab ini akan membahas tentang koordinasi sistem pengaman arus lebih pada saluran udara tegangan menengah.

BAB IV PERHITUNGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DAN

PENGGUNAAN RECLOSER DI SUTM

Bab ini akan membahas tentang perbandingan antara perhitungan dengan data gangguan terjadinya hubung singkat serta pengoperasian recloser dalam mengatasi gangguan di saluran udara tegangan menengah.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dan saran – saran mengenai pembahasan dalam Tugas akhir ini.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Umum

Sistem tenaga listrik adalah semua instalasi dan peralatan yang disediakan untuk tujuan penyaluran dan pendistribusian tenaga listrik, dengan demikian sistem distribusi termasuk salah satu sistem tenaga listrik.

Sedangakan pengertian dari distribusi tenaga listrik adalah semua bagian dari sistem tenaga listrik yang terletak antara sumber tenaga listrik dengan konsumen. Sumber tenaga listrik ini dapat berupa pembangkit tenaga listrik kecil ataupun gardu induk yang diberi tenaga listrik dari jaringan transmisi/subtransmisi. Jadi fungsi distribusi adalah menerima tenaga listrik dari sumber-sumber tenaga listrik dan mendistribusikannya ke konsumen pada tegangan tertentu dan dengan kontinyu sehingga dapat diterima oleh berbagai macam konsumen. Pada gambar 2.1. dapat dilihat diagram garis tunggal sistem tenaga listrik

Gambar 2.1. Diagram garis tunggal sistem tenaga listrik

Jaringan tenaga listrik adalah sarana untuk menyalurkan tenaga listrik sampai ke konsumen. Jaringan ini ada yang melalui udara yang biasa disebut penghantar udara/saluran udara dan ada pula yang melalui saluran bawah tanah yang biasa disebut penghantar kabel tanah.

Besarnya penampang penghantar berpengaruh terhadap parameter jaringan antara lain : rugi tegangan, rugi daya dan lain sebagainya. Dalam penggunaan dan macam dari penghantar mana yang dipilih tergantung dari biaya, lingkungan, estetika dan lain-lain. Hal ini dikarenakan baik tidaknya jaringan tenaga listrik akan menimbulkan permasalahan dalam keandalan kontinuitas penyaluran.

2.2 Sistem Jaringan Tegangan Menengah

Saluran tegangan menengah yaitu saluran yang dimulai dari sisi sekunder trafo tenaga pada gardu induk sampai sisi primer trafo pada gardu distribusi. Tegangan nominal yang dipakai umumnya : 6, 7, 12, 20 kV dan yang digunakan oleh PT. PLN ialah tegangan 20 kV. Untuk sistem jaringan tegangan menengah di Jawa Tengah digunakan sistem 3 fasa 4 kawat. Sedangkan untuk sistem yang dipakai di PLN Distribusi Jaya dan Tangerang adalah sistem 3 fasa 3 kawat.

Hantaran yang digunakan pada Jaringan Tegangan Menengah dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu :

1. Jaringan hantaran udara yang dapat menggunakan kawat terbuka atau kabel udara. Jaringan ini juga biasa disebut Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM).

2. Jaringan hantaran bawah tanah yang hanya menggunakan kabel yang biasa disebut Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM).

Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) dipakai pada daerah pedesaan dan pinggiran kota dengan gardu distribusi cantol, portal dan beton. Pada daerah perkotaan dipakai sistem Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) dengan menggunakan gardu distribusi beton, portal dan kios. Perbedaan antara kedua macam jaringan tersebut dapat dilihat pada table 2.1. dibawah ini :

Tabel 2.1. Perbedaan antara jaringan udara dengan bawah tanah

Perihal Jaringan Jaringan Udara Bawah tanah 1. Biaya investasi Murah Lebih mahal

2. Perluasan sistem Cepat, mudah Lebih sulit 3. Pengoperasian Mudah Lebih sulit

4. Pemeliharaan Mudah, tetapi harus Kabelnya sendiri praktis sering diinfeksi tak perlu dipelihara 5. Perbaikan Mudah Lebih sulit

6. Gangguan Lebih banyak Sedikit 7. Dampak lingkungan Besar Kecil 8. Keamanan lingkungan Rawan Aman 9. Estetika Kurang baik Baik

2.3 Gangguan pada Jaringan Tegangan Menengah

Dalam sistem distribusi pada tegangan menengah, biasanya terdapat gangguan yang bersumber dari dalam sistemnya sendiri dan gangguan dari luar.

 Gangguan dari dalam antara lain : - Tegangan lebih dan arus lebih

- Pemasangan tidak baik, diantaranya pada SKTM maupun SUTM  Gangguan dari luar ;

* Untuk SUTM antara lain :

- Angin yang menyebabkan dahan/ranting pohon mengenai SUTM - Kegagalan atau kerusakan peralatan pada saluran

- Cuaca (surja petir)

- Binatang dan benda-benda lain seperti benang layang-layang Macam-macam gangguan pada SUTM dapat dibagi menjadi dua kelompok :  Gangguan yang bersifat temporer, yang dapat hilang dengan sendirinya atau

dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangannya kemudian menutup balik secara manual ataupun secara otomatis, gangguan ini tidak dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan di SUTM. Gangguan yang bersifat temporer jika tidak dapat diperbaiki dengan segera dapat berubah menjadi gangguan yang bersifat permanen.

 Gangguan yang bersifat permanen, dimana untuk membebaskan gangguan diperlukan tindakan perbaikan atau menyingkirkan gangguan tersebut, sehingga gangguan ini menyebabkan pemutusan tetap.

2.4 Pengertian Recloser

Recloser adalah suatu alat otomatis yang mempunyai kemampuan sebagai pemutus arus bila terjadi gangguan hubung singkat yang di lengkapi dengan alat

lockout (terkunci). Sedangkan bila terjadi gangguan yang bersifat permanen, maka alat pemutus akan lockout (terkunci).

2.4.1 Klasifikasi Recloser

a. Berdasarkan jumlah fasanya :  Fasa Tunggal

Recloser fasa tunggal digunakan untuk mengamankan saluran fasa tunggal, misalnya pada percabangan fasa tunggal dari sistem jaringan tiga fasa. Fasa tunggal ini biasanya adalah line recloser yang dipasang pada tiang

 Fasa Tiga

recloser tiga fasa umumnya mengamankan saluran tiga fasa terutama pada saluran utamanya.

b. Berdasarkan media peredam busurnya :  Media minyak

 Media hampa udara

c. Berdasarkan peralatan pengendalinya :  Recloser terkendali hidrolik

kontak-kerja minimum pengenalnya, maka akan tertarik ke bawah yang disebabkan karena bekerjanya kumparan kerja sehingga membuka kontak-kontak dari Recloser. Pengaturan kerja dan waktu yang dilakukan dengan pemompaan minyak secara terpisah yang besar-kecilnya diatur dengan menyetel lubang minyak.

 Recloser terkendali elektronik

Recloser dengan pengaturan elektronik lebih mudah diatur dalam membuka dan menutup kontak-kontaknya. Alat pengaturan elektronik mempunyai kontak sendiri (kabinet) yang terpisah dari recloser. Pada pengaturan elektronik ini, karakterisrik waktu-arus dapat diatur dengan mengubah tingkat arus kerja kumparan serinya dan urutan kerja dari recloser tanpa harus melepas recloser dari rangkaiannya dan mengeluarkannya dari tangki.

Gambar 2.3. Recloser kontrol hidrolik fasa tiga

2.4.2 Urutan kerja Recloser

Waktu membuka dan menutup recloser dapat diatur melalui kurva karakteristiknya. Secara garis besar urutan kerja recloser diperlihatkan pada gambar 2.4 dan 2.5, dan pengoperasiannya dapat diuraikan sebagai berikut :

3. Kontak recloser akan menutup kembali setelah melewati waktu beberapa detik, sesuai seting yang telah dilakukan apabila ada gangguannya bersifat temporer. Tujuan diberikan selang waktu beberapa detik ini memberikan kesempatan kepada penyebab gangguan agar hilang dari sistem terutama untuk gangguan yang sifatnya temporer.

4. Jika yang terjadi gangguan permanen maka recloser akan membuka dan menutup balik sesuai seting yang telah ditentukan dan akan lock out.

5. Setelah ganguan permanen dibebaskan oleh petugas maka recloser dapat dimasukan lagi ke sistem.

Ihs Mt Ib H O M E (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Lockout

Ihs IMt Ib H O M E (1) (2) (3) (4) (5)

Auto Reset Time H O M E

Gambar 2.5. Urutan operasi recloser untuk gangguan temporer

Keterangan untuk gambar 2.4 dan 2.5 : Ib : arus beban normal

IMt : arus trip minimum Ihs : arus hubung singkat

1 : Waktu trip cepat pertama (TCC) 2 : Interval waktu reclose pertama 3 : Waktu trip cepat kedua

4 : Interval waktu reclose waktu kedua 5 : Waktu trip lambat pertama

Home adalah posisi saat recloser belum merasakan gangguan. Contoh pada gambar 2.4 operasi untuk gangguan permanen setelah merasakan ganguan dua kali maka recloser menghitung waktu trip kedua dan kontak dari recloser akan mengunci/membuka tetapi tidak kembali ke posisi semula (home), sedangkan pada gambar 2.5 untuk gangguan temporer pada saat terjadi gangguan hanya sekali maka posisi dari kontak recloser tidak mengunci tetapi kembali lagi ke posisi semula (home) arus kembali normal, tidak ada gangguan.

2.4.3 Waktu dan jumlah penutupan kembali

A. Beberapa pilihan waktu penutup balik dari recloser dapat dibuat, hal ini sangat dipengaruhi oleh koordinasi pada peralatan lainnya.

A.1. Penutup baik cepat

Penutup balik dinyatakan cepat bila waktu matinya hanya sebentar atau kurang dari satu detik. Penutup balik cepat ini umumnya digunakan pada SUTT yang pada SUTM pada penutupan pertama kali atau sampai kedua kali waktu minimum. Fungsi dari penutup balik cepat adalah menghilangkan gangguan sementara.

A.2 Penutup balik lambat

Gambar 2.6. Urutan kerja penutup balik

2.4.4 Prinsip kerja recloser

Cara kerja recloser ini tidak banyak berbeda (recloser terkendali hidrolik dan elektronik), misalnya dalam mendeteksi gangguan keduanya menggunakan sensing trafo arus dan pengaturan elektronik. Perlengkapan elektroniknya ditempatkan pada sebuah kotak yang terpisah dari tangki recloser. Dalam melakukan perubahan karakteristik, tingkat arus penjatuh minimum dan urutan operasi recloser dapat dilakukan dengan mudah tanpa mengeluarkan dari recloser dari tangkinya. Pada gambar 2.7. merupakan diagram blok recloser elektronik yang memperlihatkan urutan

control box. Apabila arus itu melebihi batas nilai terendah dari arus penjatuh minimum, maka level detektor dan timing circuit akan bekerja. Setelah mencapai waktu tunda yang ditentukan oleh program karakteristik arus-waktu, maka rangkaian trip (penjatuh) mengirimkan sinyal untuk menjatuhkan (melepaskan) kontak utama recloser. Sementara itu rele urutan kerja akan bekerja mengatur waktu penutupan kembali sesuai dengan urutan yang diinginkan.

Rele urutan kerja akan di reset oleh riset timing pada posisi semula untuk mengatur penutupan kembali berikutnya. Apabila ternyata gangguan yang terjadi belum hilang, maka pada pembukaan yang terakhir sesuai urutan kerja recloser akan berada pada posisi lock out (terkunci).

2.5 Pengertian Sectionalizer

Sectionalizer sering disebut SSO (Saklar Seksi Otomatis) adalah adalah peralatan pemisah yang secara otomatis akan bekerja sendiri untuk membuka jaringan setelah melakukan deteksi arus gangguan dan melakukan perhitungan operasi pemutusan dari peralatan pengaman di sisi sumbernya, dan pembukaan dilakukan pada saat peralatan di sisi sumber sedang dalam posisi terbuka.

Biasanya sectionalizer membuka setelah 2 atau 3 kali hitungan operasi dari pengaman back-upnya, jadi sectionalizer tidak memutus arus gangguan. Misalkan bila terjadi gangguan, maka alat pengaman back-upnya yang berada di sisi hulu akan membuka sirkit, maka sectionalizer mulai menghitung. Sectionalizer tidak memutus arus gangguan , tetapi dapat memutus arus normal beban penuh. Oleh sebab itu sectionalizer dapat berfungsi sebagai saklar beban atau LBS (Load Break switch) untuk memisah seksi-seksi saluran dalam operasi normal.

Sectionalizer tidak mempunyai karakteristik waktu arus, sehingga yang perlu diperhatikan ialah pemilihan waktu mengingat (memory time) dan jumlah hitungan operasi pemutusan yang dilakukan oleh pengaman back-upnya. Pada alat pengaman sectionalizer dilengkapi dengan ;

a. Perlengkapan pembantu pengendali tegangan (voltage restrain accessory). b. Perlengkapan pembantu pengendali arus inrush (current inrush restrain

c. Perlengkapan pembantu pendeteksi arus gangguan ke tanah (ground fault sensing accessory)

d. Perlengkapan pembantu penyetelan waktu (time riset accessory)

Fungsi dari perlengkapan tersebut di atas adalah untuk menyetel waktu penutupan, waktu merasakan (detecting time), waktu tunda untuk mengatur operasi penutupan pada waktu arus mengalir, membuka pada saat pengaman hulunya membuka dan terkunci. Waktu penutupan dimulai dari diberinya energi pada peralatan pengaman pengaturnya sampai sectionalizer menutup, biasanya 5 - 10 detik. Waktu merasakan gangguan yang dimungkinkan untuk merasakan gangguan setelah sectionalizer tertutup, biasanya 4 – 7 detik. Waktu tunda adalah waktu dari hilangnya energi listrik dari sumber pada peralatan pengatur sampai terbukanya sectionalizer secara sempurna, biasanya 0,5 – 2 detik.

Setelah ganguan dibebaskan, letak gangguan harus segera diketahui. Untuk keperluan ini alat petunjuk gangguan yang dipasang pada gardu distribusi, biasanya petunjuk gangguan ini berupa jarum yang berputar.

Gambar 2.8. Sectionalizer kontrol hidrolik satu fasa dan tiga fasa

2.5.1 Prinsip kerja sectionalizer

Setelah selang waktu penutupan tertentu, maka pengaman di sisi sumbernya akan menutup kembali dan alat penghitung disisi sectionalizer akan kembali ke posisi semula. Jika gangguannya bersifat sementara dan dapat dihilangkan sebelum sectionalizer membuka, maka peralatan penghitung sectionalizer yang sudah bergerak akan kembali ke posisi semula dan siap melakukan perhitungan dari awal. Sedangkan bila gangguan sifatnya permanen maka penghitung akan berulang kembali sampai jumlah yang telah diatur, dan sectionalizer akan membuka kontaknya pada saat

BAB III

SISTEM PENGAMAN PADA JARINGAN DI SISI TEGANGAN

MENENGAH

3.1 Pengertian koordinasi peralatan pengaman arus lebih

Koordinasi peralatan pengaman arus lebih termasuk juga pemilihan dan penggunaannya, bertujuan agar gangguan sementara dapat dihilangkan dengan segera dan gangguan permanen dapat dibatasi hanya bagian terkecil dari sistem.

Lokasi-lokasi dari peralatan pengaman dikenal sebagai titik koordinasi dan biasanya titik koordinasi terdapat pada gardu induk sepanjang feeder (saluran), pada cabang saluran, dan pada sisi trafo distribusi. Pada gambar diagram satu garis bentuk sistem distribusi sederhana titik-titik A,B,C,D,E,F dan G adalah titik koordinasi.

Semua peralatan pengaman yang ditempatkan pada titik-titik tersebut harus diseleksi, sehingga dapat dialiri arus beban normal dan bekerja bila ada arus lebih. Peralatan pengaman yang lebih terdekat dengan beban disebut peralatan pelindung dan yang dekat dengan sumber disebut peralatan terlindung. Sedangkan A peralatan terlindung terhadap C adalah peralatan pelindung. Bila gangguan permanen terjadi pada cabang yang diamankan oleh peralatan pengaman D seperti pada gambar 3.1, maka sebelum peralatan pengaman C bekerja, gangguan harus sudah dihilangkan oleh pengaman D. Sehingga sesudah D bekerja dan cabang yang bersangkutan sudah diisolir arus beban normal dapat tetap mengalir pada sistem selebihnya.

Untuk mendapatkan hasil kerja dari peralatan pengaman arus lebih secara optimal sesuai dengan tujuan pengaman, maka perlu dilakukan langkah-langkah koordinasi pengaman yang tepat.

Pada dasarnya prinsip pokok suatu peralatan koordinasi pengaman arus lebih sebagai berikut:

 Peralatan pengaman pada sisi beban harus dapat menghilangakan gangguan menetap atau gangguan sementara yang terjadi pada saluran. Sebelum peralatan pengaman di sisi sumber beroperasi memutuskan saluran sesaat atau beroperasi pada posisi terbuka terus.

Pemilihan peralatan pengaman arus lebih selain ditentukan oleh koordinasi peralatan, juga ditentukan oleh :

 Tingkat keandalan yang diinginkan dalam sistem distribusi tersebut. Tingkat keandalan yang menentukan jenis-jenis peralatan pengaman yang akan dipergunakan.

 Arus lebih maksimum yang mungkin dapat terjadi pada sistem. Arus lebih pada sistem akan menentukan rating arus dari peralatan pengaman yang dipergunakan.

 Tegangan sistem menentukan rating tegangan dari peralatan pengaman yang dipergunakan

 Biaya yang tersedia

Prinsip pokok ini mempengaruhi pemilihan kurva arus waktu dan urutan kerja dari peralatan pengaman disisi sumber dan disisi beban, juga penempatan peralatan pengaman pada saluran distribusi tenaga listrik. Koordinasi peralatan pengaman pada saluran udara tegangan menengah 20 kV sistem tiga fasa tiga kawat dapat dibagi menjadi:

 Koordinasi antara recloser dengan pemutus tenaga (PMT)  Koordinasi antara recloser dengan pengaman lebur

Pada kesempatan ini hanya akan membahas koordinasi antara recloser dengan sectionalizer.

3.2. Koordinasi antara recloser dengan sectionalizer

Sectionalizer adalah peralatan yang dirancang untuk mengisolir gangguan pada sistem distribusi, sedangkan recloser adalah peralatan yang berfungsi untuk membedakan gangguan permanen dengan gangguan temporer. Walaupun kedua bentuknya sama tetapi sectionalizer tidak memutus arus gangguan, sehingga sectionalizer harus menunggu sampai recloser membuka line dan kemudian memotong/memisahkan line yang rusak ketika line masih terbuka dan tidak ada arus mengalir.

Bila ganguan terjadi di belakang sectionalizer, recloser akan bekerja. Bila terjadi gangguan permanen maka sectionalizer akan menghitung jumlah operasi recloser dan trip serta menguncinya dirinya sendiri sesudah operasi yang telah ditentukan, biasanya setelah operasi yang ketiga. recloser melanjutkan operasi yang keempat dan memulihkan pelayanan sampai ke sectionalizer. Jadi sectionalizer harus dibantu oleh recloser.

Prinsip-prinsip koordinasi dari pemakaian recloser di sisi sumber dengan sectionalizer di sisi beban adalah sebagai berikut :

sectionalizer pengaturan hidrolik, maka arus penggerak minimumnya adalah 160 % x rating coil dari recloser

 Sectionalizer yang tidak dipasang dengan perlengkapan detector gangguan tanah, harus dikoordinasikan dengan tingkatan trip minimum gangguan fasa dari recloser. Pengaturan tingkatan arus penggerak dari sectionalizer dengan tingkatan arus minimum untuk gangguan tanah dari recloser akan menyebabkan kesalahan operasi pada waktu terjadi arus serbu.

 Waktu untuk membuka dan menutup kembali dari recloser harus dikoordinasikan dengan waktu penghitungan sectionalizer. Waktu untuk menutup dan membuka kembali dari recloser ini harus lebih kecil dari waktu ingatan sectionalizer. Apabila waktu ini ternyata lebih besar dari waktu ingatan sectionalizer, maka sectionalizer tidak akan mengingat dari sebagian jumlah operasi trip recloser, dapat dilhat pada gambar 3.2.

 Sectionalizer dibatasi untuk berkoordinasi dengan pembukaan yang serentak dari recloser. Jadi sectionalizer tiga fasa harus beroperasi dengan recloser tiga fasa.

Gambar 3.2 Waktu ingat tiga kali perhitungan untuk mengunci dari sectionalizer

3.3. Penggunaan accessories/peralatan tambahan

Dalam sectionalizer dengan kontrol elektronik standar waktu pengaturan ulang (reset time) setelah waktu gangguan sementara tergantung waktu ingat yang dipilih dan jumlah (angka) hitungan yang dipergunakan. Itu dapat berkisar dari 5 sampai 22 menit, waktu pengaturan ulang yang berhubungan dengan recloser dengan kontrol elektronik adalah 10 sampai 180 detik. Rugi-rugi dari kesalahan koordinasi tidak perlu menyebabkan terputusnya aliran listrik jika gangguan sementara

time berhasil menutup kembali dari peralatan/perlengkapan cadangan. Waktu yang dipilih ini dapat disesuaikan antara 10 sampai 60 detik. Pedoman berikut ini digunakan untuk accessories reset time (waktu reset).

1. Atur waktu ingat sectionalizer hingga 90 detik

2. Umumnya waktu reset (antara 10 sampai 60 detik) dipilh untuk mengkoordinasi dengan waktu reset dari peralatan/perlengkapan cadangan dengan pembatasan bahwa waktu reset harus melebihi waktu gangguan satu fasa pada pemutusan minimum disisi recloser.

3. Pengaturan waktu reset hanya ditentukan oleh recloser seperti terlihat pada gambar 3.10

Gambar 3.3. Koordinasi recloser dengan sectionalizer untuk gangguan temporer di sisi sectionalizer

Aksesoris pembatasan tegangan menjaga sectionalizer dari hitungan arus lebih, sectionalizer untuk disela sepanjang recloser atau fuse. Penggunaan aksesoris ini pada sectionalizer lebih efektif waktu cepat, dua waktu tunda berurutan pada perlengkapan/peralatan cadangan. Aksesoris ground fault sensing memperbolehkan

dan karakteristik penggerakan untuk kedua fasa dan gangguan pembumian. Minimum arus gangguan pembumian 80 % dari pengaturan arus gangguan pembumian untuk disisi recloser. Pembatasan pemakaian pada pembumian sistem Y, minimum gangguan pembumian dari arus penggerak harus diatur tidak lebih rendah dari arus beban melalui sectionalizer. Jika lebih rendah maka sectionalizer menghitung dan membuka untuk ganguan pada sisi sumber. Aksesoris ground fault sensing termasuk pengendalian aliran fasa.

3.4. Perhitungan arus hubung singkat

Sebelum menggunakan alat pengaman yang akan dipasang dan menentukan karakteristik dari peralatan pengaman, harus mengetahui dahulu besarnya arus hubung singkat yang akan terjadi. Adapaun gangguan hubung singkat yang terjadi dalam sistem distribusi adalah :

 Gangguan hubung singkat 3 fasa  Ganguan hubung singkat 2 fasa

Dari ketiga jenis gangguan hubung singkat dapat di hitung dengan menggunakan hukum ohm :

V

I = —— ……….. (3.1)

Z

Dimana : I = Arus hubung singkat (Amper) V = Tegangan sumber (Volt)

Z = Nilai eqivalen dari seluruh impedansi dari sumber sampai titik gangguan (Ohm)

3.4.1. Hubung singkat 3 fasa

Untuk gangguan 3 fasa yaitu impedansi yang digunakan adalah urutan positif dengan nilai ekivalen Z1 dan tegangannya adalah tegangan fasa-netral.

Vf

I 3Ø = ——— ………. (3.2)

Z1eq

Dimana : I 3Ø = Arus hubung singkat 3 fasa (Amper) Vf = Tegangan fasa-netral (20 KV/√3) (Volt)

3.4.2. Hubung singkat 1 fasa-tanah

Untuk gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah yaitu impedansi yang digunakan adalah jumlah impedansi urutan positif ditambah urutan negatif dan ditambah urutan nol, nilai ekivalennya Z1 + Z2 + Z0 dimana Z1 = Z2 dan tegangannya adalah tegangan fasa-fasa.

3Vf

I 1Ø = ———————— ……..………. (3.3)

2 (Z1eq) + (Z0eq)

Dimana : I 1Ø = Arus hubung singkat 1 fasa-tanah (Amper) 3Vf = Tegangan fasa-fasa (3 x 20 KV/√3) (Volt) Z1eq = Impedansi ekivalen jaringan urutan positif (ohm) Z0eq = Impedansi ekivalen jaringan urutan nol (ohm)

3.5 Perhitungan impedansi sumber

Untuk menghitung impedansi sumber adalah : KV²

Xs = ——— ………..……….. (3.4)

MVA

3.6. Perhitungan impedansi trafo tenaga

Impedansi urutan positif (Xt) adalah impedansi bocor trafo. Besarnya impedansi urutan negatif sama dengan besarnya impedansi urutan nol, tergantung dari hubungan trafo dan impedansi pentanahannya.

KV²

Xt1 = Xt2 = {Z(%)} x ——— ……….…………. (3.5)

MVA

Xto = (Yy Xto) = 10 x Xt ………..………..………. (3.6)

Dimana : Xt1 dan Xt2 = Reaktansi urutan positip (ohm) Xto = Reaktansi urutan negatif (ohm)

Yy = Hubungan bintang pada trafo

MVA = Kapasitas pada trafo tenaga (MVA) KV = Tegangan di Bus (KVA)

3.7. Perhitungan impedansi ekivalen jaringan

 Untuk menghitung impedansi ekivalen jaringan urutan positip adalah dengan menjumlahkan impedansi sumber (Zs), impedansi trafo (Zt1) dan impedansi jaringan urutan positip.

 Untuk menghitung eqivalen jaringan urutan nol adalah dengan menjumlahkan impedansi trafo (Zs), tahanan dalam (RN) yang terdapat dalam trafo tenaga dan impedansi jaringan urutan nol.

BAB IV

PERHITUNGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT DAN

PENGGUNAAN RECLOSER DI SUTM

4.1. Studi kasus hubung singkat

Penggunaan alat proteksi merupakan urutan kerja sistem pengaman pada suatu jaringan agar di dapat suatu unjuk kerja yang optimal dari pengaman sesuai dengan setting dan letak gangguan.

Dalam hal ini di wilayah PT.PLN Area Pelayanan Sepatan sering terjadi gangguan dan kurangnya alat pengaman untuk mengurangi gangguan. Daerah Sepatan yang sering terjadi gangguan adalah Penyulang Cacing yang dipasok dari GI Sepatan oleh trafo tenaga dengan kapasitas trafo 30 MVA, 70/20 KV, In 288 A dengan impedansi 12 % dengan panjang penyulang 22 Kms (kilometer system). Untuk itu perlu dipasang suatu alat pengaman yaitu recloser untuk mengatasi gangguan yang terjadi serta dapat mengurangi tingkat pemadaman.

4.2 Data peralatan

4.2.1. Data trafo tenaga di GI Sepatan - Merk Pabrik : Asea BDOR

- Daya : 30 MVA

- Ratio Tenaga : 70/20 KVA - Arus Nominal : 85/288 A - Impedansi : 12 % - Vektor Group : Yn Yno

4.2.2. Data Rele Proteksi di GI Sepatan - Rele untuk gangguan fasa-fasa * Karakteristik : Invers * Setting : In = 5 A

Is = 0,6 x In t = 0,5 s * Trafo Arus : 300/5 A - Rele untuk gangguan fasa tanah * Karakteristik : Invers * Setting : In = 1 A

4.2.3. Data Recloser di Penyulang Cacing dari GI sepatan - Merk pabrik : Cooper Power System

- Tipe : ME (elektronik)

- Arus Kontinyu : 200 A - Arus trip min fasa – fasa : 380 A - Arus trip min fasa – tanah : 20 A - Arus pemutus maksimum : 6000 A - Waktu membuka : 0,13 detik - Waktu menutup kembali : 2

Dalam hal ini recloser baru saja di pasang oleh PT. PLN Distribusi Area Jaringan Tangerang pada awal juni 2008. Sebelum recloser di pasang harus dilakukan perhitungan perkiraan terjadinya gangguan hubung singkat di Penyulang Cacing yang disuplai dari trafo tenaga yang tertera di atas.

4.3 Langkah-langkah dalam menghitung arus gangguan

Untuk menghitung arus gangguan pada sistem distribusi, tahapan yang perlu dilakukan adalah:

Gambar 4.1. Lokasi ganguan pada jaringan distribusi

Untuk menghitung arus gangguan hubung singkat, pertama yang dilakukan adalah menghitung impedansi sumber, impedansi trafo tenaga dan impedansi penyulang.

4.3.1. Menghitung impedansi sumber

Dengan menggunakan persamaan (3.4) di peroleh perhitungan impedansi sumber, yaitu : KV² Xs = ——— MVA 70² = ——— 60 = 81.6 Ω

20²

Xs = ——— x 81.6 70²

= 6.6 Ω

4.3.2. Menghitung impedansi trafo

Persentase pada trafo tenaga adalah 12 % berdasarkan name plate dengan kapasitas trafo tenaga 30 MVA, maka dalam menghitung impedansi trafo tenaga dengan menggunakan persamaan (3.5) di dapatkan reaktansi urutan positif pada sisi 20 KV, yaitu: KV² Xt1 = Xt2 = {Z(%)} x ——— MVA 20² = 12 % x ——— 30 = j 1,6 Ω

Sedangkan untuk menghitung reaktansi urutan negatifnya dengan menggunakan persamaan (3.6), yaitu :

Xto = (Yy Xto) = 10 x Xt = 10 x 1,6 = 16 Ω

4.3.3. Menghitung impedansi jaringan

Sebelum menghitung impedansi hantaran, harus diketahui dulu harga impedansi jaringan yang telah ditentukan yang nilainya tergantung dari panjang penyulang dan konfigurasi tiang.

Tabel 4.1 Impedansi urutan positif dan nol penghantar AAAC

Penampang jari-jari Jumlah GMR impedansi Impedansi nominal (mm) urat (mm) urutan positif urutan nol (mm²) (Ω / km) (Ω / km) 16 2,2563 7 1,638 2,0161 + j0,4036 1,1641 + j1.6911 25 2,8203 7 2,0475 1,2903 + j0,3895 1,4384 + j1,6770 35 3,3371 7 2,4227 0,9217 + j0,3790 1,0697 + j1,6665 50 3,9886 7 2,8957 0,6452 + j0,3678 0,7932 + j1,6553 70 4,7193 7 3,4262 0,4608 + j0,3572 0,6088 + j1,6447 95 5,4979 19 4,1674 0,3396 + j0,3449 0,4876 + j1,6324 120 6,1791 19 4,6837 0,2688 + j0.3376 0,4618 + j1,6251 150 6,9084 19 5,2365 0,2162 + j0.3305 0,3441 + j1.6180 185 7,6722 19 5,8155 0,1744 + j0,3239 0,3224 + j1,6114 240 8,7386 19 6,6238 0,1344 + j0.3158 0,2824 + j1,6003

Pada Penyulang Cacing, kawat penghantar yang digunakan adalah kawat A3C pada sistem distribusi 3 fasa 3 kawat.

Untuk kawat penghantar A3C 150 mm² (jalur utama) Z1 = Z2 = (0,2162 + j0,3305)

Zo = (0,3441 + j1,6180 )

Dengan demikian dapat menghitung impedansi hantaran dengan jarak lokasi yang telah ditentukan pada gambar diatas dan panjang penyulang adalah 22 km.

Impedansi urutan positif :

25 % => 25 % x 22 (0,2162 + j0,3305) = 1,19 + j1,82 Ω 50 % = > 50 % x 22 (0,2162 + j0,3305) = 2,38 + j3,64 Ω 75 % = > 75 % x 22 (0,2162 + j0,3305) = 3,57 + j5,45 Ω 100 % => 100 % x 22 (0,2162 + j0,3305) = 4,76 + j7,27 Ω

Impedansi urutan nol

25 % => 25 % x 22 (0,3441 + j1,6180) = 1,89 + j8,89 Ω 50 % => 50 % x 22 (0,3441 + j1,6180) = 3,78 + j17,79 Ω 75 % => 75 % x 22 (0,3441 + j1,6180) = 5,68 + j26,69 Ω 100 % => 100 % x 22 (0,3441 + j1,6180) = 7,57 + j35,59 Ω

4.3.4. Menghitung impedansi ekivalen jaringan urutan positif

Untuk menghitung ini menggunakan persamaan (3.7), dimana dengan menjumlahkan impedansi sumber, impedansi trafo dan impedansi jaringan urutan positif.

Karena telah ditentukan tempat titik-titik panjang penyulang 25 % => j8,2 + (1,19 + j1,82) = 1,19 + j10,02 Ω 50 % => j8,2 + (2,38 + j3,64) = 2,38 + j11,84 Ω 75 % => j8,2 + (3,57 + j5,45) = 3,57 + j13,65 Ω 100 % => j8,2 + (4,76 + j7,27) = 4,76 + j15,47 Ω

4.3.5. Menghitung impedansi ekivalen jaringan urutan nol

Untuk menghitung ini menggunakan persamaan (3.8) dengan cara menjumlahkan impedansi trafo tenaga, tahanan dalam (RN) yang terdapat pada trafo tenaga yaitu sebesar 38,5 ohm dan impedansi jaringan urutan nol.

Zoeq = Zto + 3 RN + Zo penyulang = j16 + 3(38,5) + Zo penyulang

25 % => j16 +115,5 + (1,89 + j8,89) = 117,39 + j24,89 Ω 50 % => j16 + 115,5 + (3,78 + j17,79) = 119,28 + j33,79 Ω 75 % => j16 + 115,5 + (5,68 + j26,69) = 121,18 + j42,69 Ω 100 % => j16 + 115,5 + (7,57 + j35,59) = 123,07 + j51,59 Ω

4.4. Menghitung arus hubung singkat

Vf 20.000/√3 11547 I 3Ø = ——— = —————— = ——— A

Z1eq Z1eq Z1eq

11547 11547 25 % => I = ——————— = ———————— = 1144,4 A (1,19 + j10,02) √1,19² + 10,02² 11547 11547 50 % => I = ——————— = ———————— = 955.87 A (2,38 + j11,84) √2,38² + 11,84² 11547 11547 75 % => I = ——————— = ———————— = 818,36 A (3,57 + j13,65) √3,57² + 13,65² 11547 11547 100 % => I = ——————— = ———————— = 713,66 A (4,76 + j15,47) √4,76² + 15,47²

Berdasarkan perhitungan di atas, apabila terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa, maka dapat diperkirakan/diketahui besarnya berdasarkan lokasi gangguan. Apabila gangguan hubung singkat yang terjadi jaraknya 25 % atau lebih dekat dari GI adalah 1144,4 amper, untuk jaraknya yang berada 50 % atau di tengah penyulang adalah 955,87 amper. Sedangkan yang jaraknya 75 % dari GI adalah 818,36 amper dan untuk lokasi gangguan yang terjadi di ujung penyulang atau jarak lokasi sekitar

4.4.2. Menghitung arus hubung singkat 1 fasa-tanah

Untuk menghitung arus hubung singkat 1 fasa-tanah yaitu dengan menggunakan persamaan (3.3) seperti di bawah ini:

3 x 20.000/√3 34640

1Ø = ————————— = ———————— A 2 (Z1eq) + (Zoeq) 2 (Z1eq) + (Zoeq)

34640 34640 25 % => I = ———————————————— = ——————— 2(1,19 + j10,02) + (117,39 + j24,89) (119,77 + j34,93) 34640 = ———————— = 277,65 A √119,77² + 34,93² 34640 34640 50 % => I = ———————————————— = ——————— 2(2,38 + j11,84) + (119,28 + j33,79) (124,04 + J57,44) 34640 = ———————— = 253,42 A √124,04² + 57,44² 34640 34640 75 % => I = ———————————————— = ———————— 2(3,57 + j13,56) + (121,18 + j42,69) (128,32 + J69,99) 34640

34640 34640 100 % => I = ———————————————— = ———————— 2(4,76 + j15,47) + (123,07 + j51,59) (132,59 + J82,53) 34640 = ———————— = 221,79 A √132,59² + 82,53²

Berdasarkan perhitungan di atas, apabila terjadi gangguan hubung singkat satu fasa-tanah, maka dapat diperkirakan/diketahui besarnya berdasarkan lokasi gangguan. Apabila gangguan hubung singkat yang terjadi jaraknya 25 % atau lebih dekat dari GI adalah 277,65 amper, untuk jaraknya yang berada 50 % atau di tengah penyulang adalah 253,42 amper. Sedangkan yang jaraknya 75 % dari GI adalah 236,98 amper dan untuk lokasi gangguan yang terjadi di ujung penyulang atau jarak lokasi sekitar 100 % dari GI adalah 221,79 amper.

4.5 Analisa terjadinya gangguan hubung singkat

Pada gambar 4.2. diperlihatkan terjadi gangguan hubung singkat satu fasa yang sifatnya sementara antara gardu MA 14 dengan MA 124 P, di mana recloser langsung berkerja dan membuka line, kemudian memotong atau memisahkan line yang rusak ketika line masih terbuka dan tidak ada arus yang mengalir. Pada saat itu juga rele akan bekerja dan mentrip PMT, dengan mentripnya PMT suplai arus terhenti dan busur api mati maka gangguan akan hilang. Setelah beberapa saat PMT dimasukan kembali dan saluran dapat beroperasi secara normal. Karena gangguan ini sifatnya sementara dan dapat dihilangkan sebelum sectionalizer membuka, maka peralatan penghitung sectionalizer akan kembali ke posisi semula dan siap untuk melakukan perhitungan dari awal.

Apabila terjadi gangguan yang sifatnya permanen, maka sectionalizer akan menghitung jumlah operasi recloser dan trip serta mengunci dirinya sendiri sesudah operasi yang telah ditentukan, biasanya setelah operasi ketiga. Recloser melanjutkan operasi keempat dan memulihkan pelayanan sampai ke sectionalizer. Dengan itu bagian saluran sesudah sectionalizer yang terkena gangguan akan dibebaskan dari sistem sehingga tidak mengganggu saluran lain

Pada tabel 4.2. di bawah ini dapat di lihat data gangguan yang terjadi dan tercatat di box kontrol recloser. Dalam hal ini telah terjadi gangguan hubung singkat

Tabel 4.2. Data gangguan yang tercatat pada box kontrol recloser

EVT DATE TIME TYPE

IA (A) IB (A) IC (A) 1 17/06/08 16:07:29 no control alarm 0 0 0 2 17/06/08 08:03:40 CONTROL ALARMS 0 0 0 3 14/06/08 09:02:21 MANUAL/EXT CLOSE 0 0 0 4 14/06/08 09:01:11 HOT-LINE TAG OFF 0 0 0 5 14/06/08 09:56:51 HOT-LINE TAG ON 0 0 0 0 6 14/06/08 08:15:14 FAULT DATA (pri) 326 0 0 7 14/06/08 09:15:14 OVER CURRENT TRIP 219 0 0 8 14/06/08 09:49:14 CONTROL LOCK OUT 0 0 0 9 08/06/08 09:49:14 MANUAL/EXT CLOSE 0 0 0 10 08/06/08 09:49:14 HOT-LINE TAG OFF 0 0 0 11 08/06/08 09:49:07 HOT-LINE TAG ON 0 0 0 12 08/06/08 09:45:06 CONTROL LOCK OUT 0 0 0 13 08/06/08 09:45:05 NORMAL PROFILE 0 0 0 14 08/06/08 09:45:03 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 15 08/'06/08 09:44:24 ALT PROFILE #2 0 0 0 16 08/'06/08 09:43:28 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 17 08/'06/08 09:43:26 ALT PROFILE #1 0 0 0 18 08/'06/08 09:43:04 no control alarm 0 0 0 19 08/'06/08 09:42:45 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 20 08/'06/08 09:42:43 CONTROL ALARM 0 0 0 21 08/0'6/08 09:42:43 NORMAL PROFILE 0 0 0 22 08/'06/08 09:42:08 No control alarm 0 0 0 23 08/'06/08 09:42:08 CONTROL ALARM 0 0 0 24 08/'06/08 09:42:02 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 25 08/'06/08 09:41:50 ALT PROFILE #3 0 0 0 26 08/'06/08 09:41:48 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 27 08/'06/08 09:41:07 ALT PROFILE #2 0 0 0 28 08/'06/08 09:41:13 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 29 08/'06/08 09:40:11 ALT PROFILE #1 0 0 0 30 08/'06/08 09:37:58 CONTROL LOCKOUT 0 0 0 31 08/'06/08 09:23:23 HOT LINE TAG OFF 0 0 0 32 08/'06/08 09:22:03 HOT LINE TAG ON 0 0 0 33 08/'06/08 09:22:02 HOT LINE TAG OFF 0 0 0

4.6 Setting panel kontrol

Panel kontrol disetting terlebih dahulu sebelum recloser benar-benar difungsikan, beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menseting panel kontrol yaitu berapa besar arus beban pada jaringan di sebelah recloser terpasang, berapa arus fault atau arus maksimal yang masuk sampai recloser trip, berapa ratio CT (trafo arus) yang dipasang pada recloser, dan berapa besar penampang kabel yang digunakan.

 Arus beban : ½ dari arus beban keseluruhan  Arus fault : sesuai arus pada jaringan (Io)

 Ratio CT : 300/5

 Luas penampang kabel : 150 mm²

 Waktu selang : 1 (satu) menit 3 kali trip

Tabel 4.3. Setting gangguan pada panel kontrol

sett Gangguan Fasa - Fasa Gangguan Fasa -Tanah

Minimum Trip 100 Amp 20 Amp

Over Current Alarm 3200 Amp 1600 Amp

Alarm Time Delay 100 detik 100 detik

4.7 Penjabaran dari box kontrol recloser

Elektronik kontrol box recloser adalah peralatan elektronik yang mengontrol pemasukan/pelepasan PMT recloser. Dari dalam kontrol box ini setting recloser dapat ditentukan.

Arus jaringan mengalir melalui recloser yang dirasakan oleh ketiga bushing trafo arus yang terletak di dalam recloser, satu untuk tiap fasanya. Ketika arus fasa atau rangkaian nol (ground/pembumian) arus melampaui harga minimum pemutusan yang telah diprogram atau diatur. Kontrol kyle form 4C berinisiatif mengatur rangkaian program dari trip/pemutusan recloser dan penutupan operasi. Jika terjadi gangguan sementara (temporer), kontrol berhenti untuk memberikan perintah pada operasi recloser setelah terjadi penutupan recloser yang baik/sukses, dan reset control untuk memulai rangkaian opearasi setelah adanya waktu tunda. Jika terjadi gangguan permanen, kontrol akan mengerjakan rangkaian program secara lengkap dari perintah recloser untuk mengunci dan bersamaan itu dengan terbukanya recloser. Sekali terkunci/terbukanya kontak dari recloser harus direset untuk memulai rangkaian operasi.

Diagram block fungsional form 4C diperlihatkan pada gambar 4.3. Kondisi arus jaringan dimonitor/diawasi secara terus-menerus oleh ketiga bushing CT yang terletak di dalam recloser, satu untuk tiap fasanya. Keluaran dari trafo ini

mengambil data arus dan menghitung arus RMS (gangguan) untuk tiap fasanya dan pembumian. Recloser mechanism Control Front End BCT’s Trip Circuit Close Circuit A/D Converter Memory Data port Keyboard Display Microprosesor Front Panel Control Switches A B C GND

Gambar 4.3. Fungsi dari blok diagram 4C

Ketika arus yang ditentukan melebihi yang telah diprogramkan dari minimum pemutusan, maka rangkaian akan menjadi two fast dan two delay operasi:

1. Sinyal arus lebih tergabung dengan waktu pada kurva yang terpilih untuk operasi pada trip pertama untuk menghasilkan sinyal yang memberikan energi ke rangkaian pemutusan.

3. Secara serempak mikroprosesor memulai perhitungan jarak waktu tunda untuk penutupan balik pertama.

4. Dengan berakhirnya interval/jarak waktu tunda dari penutupan ini, sinyal penutupan dihasilkan dari kontrol menutup recloser dan memilih karakteristik waktu arus untuk operasi pemutusan kedua.

5. Ketika reset tunda habis, kontrol direset untuk kembali ke keadaan awal dan siap untuk rangkaian operasi yang terprogram yang lain.

6. Kesalahan akibat pemutusan pembumian di program terpisah dan termasuk pemutusan minimum, operasi untuk mengunci/berhenti, jumlah dari operasi pada kurva fast dan delay, penutupan dan jarak waktu reset adalah untuk kesalahan operasi pada fasa dan ground.,

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat di ambil dari semua pembahasan adalah sebagai berikut :

1. Berdasarkan perhitungan, apabila terjadi gangguan hubung singkat satu fasa-tanah dengan jarak lokasi gangguan 50 % dari GI atau berada di tengah penyulang adalah 253,42 amper.

2. Sedangkan berdasarkan data gangguan dari panel box kontrol recloser telah terjadi gangguan hubung singkat satu fasa-tanah di fasa R sebesar 326 amper, di mana letak gangguan berada di tengah penyulang.

3. Gangguan yang terjadi di antara gardu MA 14 dengan gardu MA 124 P pada penyulang cacing yang di suplai dari GI Sepatan adalah gangguan hubung singkat satu fasa-tanah yang sifatnya temporer/sementara sehingga dengan cepat dapat dihilangkan oleh recloser sebelum sectionalizer membuka.

5.2. Saran

1. Untuk mengurangi gangguan-gangguan yang sering terjadi pada Saluran Udara Tegangan Menengah, sebaiknya penggunaan pengaman arus lebih ini dapat di optimalkan penggunaannya.

2. Untuk memperkecil tingkat pemadaman listrik dan memperbesar jam nyala KWh, tingkat keandalan sebuah pengaman sangat mempengaruhi kualitas pelayanan sampai ke pemakai energi listrik. Oleh karena itu tingkat keandalan harus di tingkatkan sehingga mutu dan kualitas pelayanan menjadi semakin baik.