KOORDINASI PBO

KOORDINASI PBO (RESCLOSER) DENGAN FUSE DAN

KOORDINASI FUSE DENGAN FUSE BERDASAR PADA

KURVA I-T (PLOTING KURVA MENGGUNAKAN

SOFTWARE MATLAB)

January 16, 2013

1. Menentukan rating PBO dan semua sekering agar terdapat koordinasi yang baik,menggunakan kurve karakteristik I – t (skala log-log).

 PBO yang digunakan adalah tipe RX R280-91-6 160 A Cooper Power Systems. Time current curve dan tablenya dapat dilihat di lampiran.

 Rating arus = 160 A > 150A (memenuhi)  Rating pemutusan = 10000 A > 4000A (memenuhi)  Rating trip minimum = 300 A < 1650 A (memenuhi) 1. Fuse yang digunakan adalah tipe T Positrol dengan:

 Minimum melting time curve dan maximum clearing time curve beserta tabelnya dapat dilihat di lampiran.

2. Menentukan daerah-daerah koordinasinya.

PBO disetel 2 operasi cepat dan 2 operasi lambat. Dengan 2 operasi cepat ini PBO dapat menghilangkan sekitar 80 % gangguan sementara yang terjadi di sebelah beban dari sekering oleh operasi cepat yang pertama dan 10 % gangguan sementara di sisi beban dari sekering oleh operasi cepat yang kedua. Untuk koordinasi yang berhasil, maka untuk semua nilai arus gangguan pada daerah yang dilindungi oleh sekering, minimum melting time sekering harus lebih besar daripada waktu operasi cepat PBO dikalikan dengan suatu factor K2

Tabel Faktor K2

Recl. Time One Fast Operation Two Fast Operation

(cycle) average Maximum average maximum

25 – 30 1,3 1,2 2,0 1,80

60 1,3 1,2 1,5 1,35

90 1,3 1,2 1,5 1,35

120 1,3 1,2 1,5 1,35

PBO yang digunakan adalah tipe RX R280-91-6 160 A Cooper Power Systems yang mempunyai Recl. Time 60 cycle dan bekerja 2 kali cepat/fast,berarti faktor K2nya adalah 1,35.

Daerah koordinasi antara PBO dengan Sekering 80T = 350 A s/d 2814 A. lni memenuhi koordinasi, karena arus hubung singkat maksimum di 80T = 2500 A.

 Koordinasi PBO dengan F2

Daerah koordinasi antara PBO dengan Sekering 40T = 350 A s/d 1301 A. lni tidak memenuhi koordinasi, karena arus hubung singkat maksimum di 40T = 2500 A.Maka agar terdapat koordinasi kami mengganti dengan sekering 80T.

Daerah koordinasi antara PBO dengan Sekering 80T = 350 A s/d 2814 A. lni memenuhi koordinasi, karena arus hubung singkat maksimum di 80T = 2500 A.

 Koordinasi F1 dengan F3

Apabila ada koordinasi fuse dengan fuse, maka perlu diperhatikan syarat koordinasi, yaitu

Apabila terjadi gangguan dari sisi beban dalam jangkauan F3, maka F3 harus bekerja terlebih dahulu dari pada F1.Oleh karena itu, MMT F1 80T harus dikurangi waktu lelehnya. F1 akan mulai meleleh pada arus 4223 A dan kawat F3 putus.

 Koordinasi F1 dengan F4

Apabila terjadi gangguan dari sisi beban dalam jangkauan F3, maka F3 harus bekerja terlebih dahulu dari pada F1.Oleh karena itu, MMT F1 80T harus dikurangi waktu lelehnya. F1 akan mulai meleleh pada arus 3730 A dan kawat F4 putus.

3. Bila terjadi hubung-singkat minimum di daerah X, PBO beroperasi apa tidak? Tabel Rating RecloserHidraulis, 3 Fase, Tegangan 2,4 – 14,4 kV

Recloser Type,

Continuous Rating &

Interrupting Medium

Coil Ratings

(continuous

amperes)

Minimum

Trip Ratings

(amperes)

Interrupting

Ratings

(amperes)

Type RX,

400 A maximum,

Oil Interruption.

25

35

50

70

100

140

160

50

70

100

140

200

280

320

1500

2100

3000

4200

6000

6000

6000

185

225

280

400

370

450

560

800

6000

6000

6000

6000

PBO yang digunakan adalah tipe RX R280-91-6 160 A Cooper Power Systems. Apabila kita lihat dari tabel di atas, arus coil rating yang digunakan adalah 160 A dan minimum trip ratingnya adalah 320 A yang bermakna PBO akan bekerja apabila terjadi arus gangguan minimum di daerah X yang sebesar 220 A,arus gangguan tersebut masih belum mencapai minimum trip rating PBO, sehingga PBO tidak bekerja.

Tugas Akhir Mata Kuliah Perlengkapan Sistem Tenaga 2013

https://vebyenandes.wordpress.com/2013/01/16/koordinasi-pbo-rescloser- dengan-fuse-dan-koordinasi-fuse-dengan-fuse-berdasar-pada-kurva-i-t-ploting-kurva-menggunakan-software-matlab/

Dasar-Dasar Sistem Proteksi

11/24/2008 HaGe 14 komentar

Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perencangan suatu sistem tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem, melalui analisa gangguan. Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan, seperti:

spesifikasi switchgear, rating circuit breaker (CB) serta penetapan besaran-besaran yang menentukan bekerjanya suatu relay (setting relay) untuk keperluan proteksi.

Artikel ini akan membahas tentang karakter serta gangguan-gangguan dan sistem proteksi yang digunakan pada sistem tenaga listrik yang meliputi: generator, transformer, jaringan dan busbar.

Definisi Sistem Proteksi

proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri.

Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain. (untuk jelasnya lihat artikel: "Keandalan dan Kualitas Listrik") Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk:

1. menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.

2. cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.

3. dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik.

4. mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit-circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual.

peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relay.

Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang berhubungan, mempunyai dua fungsi pokok: 1. Mengisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa. 2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating), pengaruh gaya-gaya mekanik dst.

"Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam mengamati dan memutuskan gangguan disebut sebagai sistem proteksi".

Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kwadrat dari arus:

H = 1kwadrat.R.t Joules Dimana;

H = panas yang dihasilkan (Joule) I = arus listrik (ampere)

R = tahanan konduktor (ohm)

t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)

Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering atau Circuit Breaker.

Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas arus hubung singkat “breaking capacity” atau Repturing Capacity.

Disamping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal secara terus menerus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).

2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan peralatan bekerja. 3. Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi cukup lama, sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar.

4. Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi.

5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap beroperasi.

Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif lebih lama dan mempunyai fungsi inverse terhadap kwadrat dari arus.

Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan jika action dari sekering atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat mencapai harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan mekanik.

Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi

Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu:

a). Selektivitas dan Diskriminasi

Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.

b). Stabilitas

Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona yang melindungi (gangguan luar). c). Kecepatan Operasi

Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi dengan sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem tegangan tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms sehingga memerlukan relay dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying).

d). Sensitivitas (kepekaan)

Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo arus).

e). Pertimbangan ekonomis

Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan peralatan sistem adalah vital.

Biasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up).

f). Realiabilitas (keandalan)

Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).

g) Proteksi Pendukung

Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang bekerja untuk

mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zo na -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up (yang dinamakan, remote back up) akan memberikan perlindungan karena berlapis dengan zona-zona utama.

Pada sistem distribusi aplikasi back up digunakan tidak seluas dalam sistem tansmisi,cukup jika hanya mencakup titik-titik strategis saja. Remote back up akan bereaksi lambat dan biasanya memutus lebih banyak dari yang diperlukan untuk mengeluarkan bagian yang terganggu.

Komponen-Komponen Sistem Proteksi

Secara umum, komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari: 1. Circuit Breaker, CB (Sakelar Pemutus, PMT)

2. Relay

3. Trafo arus (Current Transformer, CT) 4. Trafo tegangan (Potential Transformer, PT) 5. Kabel kontrol

6. Catu daya, Supplay (batere) Rangkuman

Proteksi dan automatic tripping Circuit Breaker (CB) dibutuhkan untuk:

1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa. 2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (overheating), pengaruh gaya mekanik dan sebagainya. Proteksi harus dapat menghilangkan dengan cepat arus yang dapat

mengakibatkan panas yang berkelebihan akibat gangguan H = Ikwadrat.R×t Joules

Peralatan proteksi selain sekering adalah peralatan yang dibentuk dalam suatu sistem koodinasi relay dan circuit breaker

Peralatan proteksi dipilih berdasarkan kapasitas arus hubung singkat ‘Breaking capacity’ atau ‘Repturing Capcity’.

Selain itu peralatan proteksi harus memenuhi persyaratan, sebagai berikut: 1. Selektivitas dan Diskriminasi

2. Stabilitas

3. Kecepatan operasi 4. Sensitivitas (kepekaan). 5. Pertimbangan eko nomis. 6. Realibilitas (keandalan).

7. Proteksi pendukung (back up protection)

http://dunia-listrik.blogspot.co.id/2008/11/dasar-dasar-sistem-proteksi.html

SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK

Fungsi Sistem Proteksi.

Pada dasarnya semua konstruksi jaringan distribusi tidak ada yang benar-benar aman dari gangguan yang datangnya dari dalam sistem itu sendiri maupun dari dari luar sistem. Gangguan tersebut merupakan potensi yang merugikan ditinjau

dari beberapa hal, maka perlunya dipasang sistem proteksi yang berfungsi sebagai berikut:

 Mencegah atau membatasi kerusakan pada jaringan beserta peralatannya

 Menjaga keselamatan umum

 Meningkatkan kontinuitas pelayanan

Pada sistem distribusi 20 kV hal yang terpenting pada sistem proteksi selain alat proteksi itu sendiri, sistem pentanahan juga merupakan bagian yang tidak terpisahkan dalam sistem proteksi itu sendiri. Misalnya ada gangguan fasa yang bocor ke tanah, maka bila sistem pentanahan tidak sesuai dengan sistem distribusi yang diproteksi, maka alat proteksi tidak akan bekerja dengan benar, sehingga dapat merusak peralatan jaringan maupun membahayakan keselamatan manusia.

Sistem pentanahan pada kenyataan di PLN terdapat beberapa pola, sehingga sistem proteksinya juga berbeda-beda. Pada perencanaan konstruksi jaringan distribusi untuk menentukan komponen jaringan, misalnya penghantar, harus dipertimbangkan besarnya arus gangguan hubung singkat ketanah dan selanjutnya sistem proteksi yang sesuai, sehingga tujuan membangun konstruksi jaringan distribusi yang aman dan menguntungkan dapat tercapai.

Prinsip Kerja Sistem Proteksi

Melakukan koordinasi dengan tegangan sistem tegangan tinggi seperti:

 Gardu Induk (GI)

 Transmisi

 Pembangkitan

 Mengamankan peralatan dari kerusakan dan gangguan.

 Menghindari kemungkinan terjadinya kecelakaan.

 Melokalisir gangguan.

 Secepatnya membebaskan pemadaman karena gangguan (manuver).

 Mengurangi frekwensi pemutusan.

Syarat-Syarat Sistem Proteksi

 Peka (sensitif).

 Cermat (selektivitas).

 Andal (reliability).

 Cepat.

PENYEBAB GANGGUAN DAN PERELATAN PROTEKSINYA

Gangguan Pada Pembangkit / Generator.

 

 Satu fasa ke tanah

 Dua fasa ke tanah

 Tiga fasa ke tanah

Dapat mengakibatkan teganggan dan arus yang mengalir pada setiap fasanya menjadi tidak seimbang, sehingga gangguan ini dapat merusak sistem dan juga dapat menyebabkan kerusakan pada Generator dan motor pengerak, sehingga

dapat menyebabkan pemadaman aliran listrik. Oleh kerena itu dibutuhkan alat proteksi yang andal untuk mengamankan atau melindungi peralatan-peralatan yang ada di pembangkit energi listrik. mempercepat atau melokalisir apabila terjadi gangguan.

 Proteksi yang digunakan adalah:

 Pemutus Tenaga / Circuit Breaker ( PMT/CB)Pemutus Daya (PMT) atauCircuit breaker (CB) adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk memutuskan hubungan antara sisi sumber tenaga listrik dan sisi beban yang dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi gangguan atau secara manual ketika dilakukan perawatan atau perbaikan.

 Relay ProteksiPenggunaan pengaman pemutus daya untuk kerja otomatis perlu dilengkapi dengan peralatan tambahan yang dapat mendeteksi perubahan keadaan yang terjadi pada rangkaian. Peralatan tersebut berupa gulungan yang diberi daya dari sumber DC melalui saklar yang dioperasikan dengan peralatan khusus yang disebut relai (relay). Relai merupakan suatu peralatan yang dilengkapi dengan kontak-kontak yang mampu merubah rangkaian lain. Oleh karena itu pemutus tenaga yang dilengkapi dengan relai digunakan sebagai peralatan perlindungan suatu sistem tenaga dari kemungkinan kerusakan yang diakibatkan oleh gangguan.

Gangguan Pada Saluran Transmisi.

 Gangguan ini relatif jarang karena lokasinya memakai tower yang tinggi, namun tetap bisa terjadi, terutama gangguan yang disebabkan oleh petir, kawat yang putus atau disabotasi. Contoh sabotase adalah menggergaji tower sehingga tower menjadi roboh. Proteksi yang digunakan adalah:

Komponen pengaman pada saluran udara transmisi tegangan tinggi, antara lain :

 Kawat Tanah Atau Grounding.

 Zeus L.E.C Lightning Event Counter.Dipasang di sepanjang jalur SUTT yang berfungsi untuk mengetanahkan arus listrik saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung. Pentanahan tiang untuk menyalurkan arus listrik dari kawat tanah (ground wire) akibat terjadinya sambaran petir. Terdiri dari kawat tembaga atau kawat baja yang di klem pada pipa pentanahan dan ditanam di dekat pondasi tower (tiang) SUTT.

Gangguan Pada Gardu Induk (GI).

 Banyak sekali penyebab gangguan di gardu induk, seperti trafo jebol karena overload atau karena tua, oli trafo yang bocor, tersambar petir, isolator tembus, percikan api atau korona, kelembaban tinggi, peralatan pendukung terbakar dan lain-lain. Proteksi yang digunakan adalah:

 Neutral Grounding Resistance (NGR) adalah komponen yang dipasang antara titik netral trafo dengan pentanahan, dan Neutral Grounding Resistance (NGR) berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi.

 Circuit Breaker (CB) adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Circuit breaker (CB) dapat dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Kerena pada saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada CB dilengkapi dengan pemadam busur api.

 Lightning Arrester (LA) Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lightning surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung (switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan) LA bersifat isolatif atau tidak bisa menyalurkan arus listrik. Dan sebaliknya apabila terjadi gangguan LA akan bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.

 Relay

 Penggunaan pengaman pemutus daya untuk kerja otomatis perlu dilengkapi dengan peralatan tambahan yang dapat mendeteksi perubahan keadaan yang terjadi pada rangkaian. Peralatan tersebut berupa gulungan yang diberi daya dari sumber DC melalui saklar yang dioperasikan dengan peralatan khusus yang disebut relai (relay). Relai merupakan suatu peralatan yang dilengkapi dengan kontak-kontak yang mampu merubah rangkaian lain. Oleh karena itu pemutus tenaga yang dilengkapi dengan relai digunakan sebagai peralatan perlindungan suatu sistem tenaga dari kemungkinan kerusakan yang diakibatkan oleh gangguan.

Gangguan Pada JTM.

 Banyak sekali gangguan yang dialami oleh Jaringan tegangan menengah (JTM) misalnya tertimpa pohon, terkena sayap burung atau kelelawar, kerangka layang-layang yang menempel atau lengket di jaringan, tiang TV yang roboh dan kena jaringan, fuse (pengaman/sekering) tegangan menengah putus, dan lain sebagainya. Proteksi yang digunakan adalah:

 Lightning Arresteradalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi sebagai pengaman terhadap tegangan surja yang terjadi ketika terjadi sambaran petir. Sambaran petir pada jaringan hantaran udara sistem tenaga listrik merupakan suntikan muatan listrik yang menimbulkan kenaikan tegangan sesaat yang cukup besar pada jaringan. Agar tegangan lebih tersebut tidak merusak isolasi peralatan pada jaringan, maka dipasang pelindung yang akan mengalirkan surja petir tersebut ke tanah.

 IsolatorIsolator mempunyai peranan penting untuk mencegah terjadinya aliran arus dari konduktor phasa ke bumi melalui menara pendukung (tiang). Dengan demikian, isolator merupakan proteksi dalam sistem transmisi energi listrik.

Gangguan Pada Distribusi atau JTR.

 Gangguan tegangan rendah atau distribusi yang sering ada seperti tidak setabilnya tegangan listrik, kendornya sambungan, kabel terseret oleh mobil besar seperti truk atau bis, tiang ditabrak mobil, kabel meleleh karena terlalu panas, tertimpa pohon dan lain sebagainya.Proteksi yang digunakan adalah:

 Fuse Cut Out (FCO)Cut out biasanya digunakan pada jaringan distribusi 20 kV untuk proteksi trafo distribusi dari arus lebih akibat hubung singkat, dan juga diletakkan pada percabangan untuk proteksi jaringan. Prinsip kerjanya adalah ketika terjadi gangguan arus maka fuse pada cut out akan putus, seperti yang ada pada SPLN 64 tabung ini akan lepas dari pegangan atas, dan menggantung di udara, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke Trafo.

 Sekring Gardu / Pelebur TR biasanya digunakan pada jaringan distribusi 20 kV untuk proteksi jaringan tegangan rendah (JTR) dari arus lebih akibat hubung singkat. Prinsip kerjanya adalah ketika terjadi gangguan arus maka fuse pada sekring akan putus, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke jaringan tegangan rendah (JTR).

 Gangguan yang sering terjadi berupa teganggan yang tidak setabil naik dan turunnya daya listrik, KWH meter rusak dan MCB lemah atau rusak. Poteksi

yang digunakan adalah:

 Miniature Circuit Breaker (MCB)Miniature circuite breaker atau

MCBmerupakan komponen listrik yang bekerja dengan sistem thermal atau

panas. Didalamnya terdapat bimetal, dimana bila arus listrik yang mengalir melebihi ukuran tertentu (karena kelebihan beban atau terjadi hubung singkat) dari MCB ini, maka bimetal ini secara mekanis akan memutus aliran listrik dan menggerakkan tuas ke posisi “OFF”. Secara umum fungsi MCB antara lain :

1. Membatasi Penggunaan daya Listrik.

2. Mematikan listrik secara otomatis apabila terjadi hubungan singkat.

3. Membagi daya pada instalasi rumah menjadi beberapa bagian, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik.

http://anak-elektro-ustj.blogspot.co.id/2013/03/sistem-proteksi-tenaga-listrik.html

SISTEM PROTEKSI

Zebulon Manalu (5103331040) Jurusan Pendidikan Teknik Elektro

Universitas Negeri Medan

ABSTRAK

Sistem tenaga listrik adalah suatu kesatuan antara pembangkit, jaringan transmisi dan jaringan distribusi. Pada sistem tenaga listrik terdapat gardu induk y a n g m e r u p a k a n k o m p o n e n s i s t e m t e n a g a l i s t r i k y a n g p e n t i n g , s e h i n g g a pengamanan terhadap gardu induk sangat diperlukan agar penyaluran daya listrik kekonsumen tidak terganggu. Ada banyak gangguan yang terjadi pada gardu induk,salah satunya adalah gangguan arus lebih. Sebagai pengaman gardu induk terhadapgangguan arus lebih digunakan relai arus lebih. Karena nilai arus lebih yang harusdiamankan melebihi besar arus nominal relai, maka diperlukanlah suatu instrument yang dapat menyesuaikan besar arus gangguan dengan arus nominal relai yang berupa transformator arus (current transformer). Laporan ini membahas tentang penggunaan relai arus lebih pada Penyulang 20 kv dan pemilihan transformator arus(CT) yang baik untuk proteksi agar keandalan dan kualitas sistem tenaga listrik tetap terjamin.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perencangan suatu sistem tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin

terjadi pada sistem, melalui analisa gangguan.

Pada dasarnya gangguan dapat terjadi karena kegagalan operasi peralatan dalam sistem, kesalahan manusia dan karena alam. Langkah yang dapat diambil untuk mencegah terjadinya gangguan antara lain dengan menggunakan isolasi yang baik, membuat koordinasi isolasi dan menghindarkan kesalahan operasi. Tetapi langkah – langkah tersebut dibatasi oleh faktor ekonomis dan alam. Karenanya para engineer sepakat : gangguan boleh saja terjadi dan tidak

dapat dihindari namun dampaknya harus diminimisasi. Tabel 1 menunjukkan data statistik

persentase gangguan pada sistem tenaga ( diktat kuliah sistem proteksi teknik elektro UI oleh J. Sukarto)

Tabel 1. Frekuensi gangguan untuk berbagai peralatan sistem tenaga

Peralatan % Terhadap Total

SUTT 50

Kabel 10

Switchgear 15

Trafo Daya 12

Trafo arus dan trafo tegangan 2

Peralatn kontrol 3

Lain-lain 8

Dari tabel 1 terlihat SUTT mengalami gangguan paling sering. Jenis ganguan yang terjadi di SUTT ditunjukkan pada tabel 2 ( diktat kuliah sistem proteksi teknik elektro UI oleh J. Sukarto) .

Tabel 2. Frekuensi jenis gangguan pada SUTT

Jenis Gangguan % Kejadian

Fasa ke tanah (L-G) 85

Fasa ke fasa (L-L) 8

Fasa ke fasa ke tanah (L-L-G) 5

Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan, seperti: spesifikasi switchgear, rating circuit breaker (CB) serta penetapan besaran-besaran yang menentukan bekerjanya suatu relay (setting relay) untuk keperluan proteksi.

PEMBAHASAN

A.Definisi Sistem Proteksi

Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan

listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain.

B. Manfaat Sistem Proteksi

1. menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat. 2. cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin. 3. dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga

mutu listrik yang baik.

4. mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik. Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit-circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual. Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan proteksi. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relay.

Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang berhubungan, mempunyai dua

fungsi pokok:

1. Mengisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi

2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating), pengaruh gaya-gaya

mekanik dst.

"Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam mengamati dan memutuskan gangguan

disebut sebagai sistem proteksi".

Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah

sebanding dengan kwadrat dari arus:

H = I2_{.R.t Joules}

Dimana;

H = panas yang dihasilkan (Joule)

I = arus listrik (ampere)

R = tahanan konduktor (ohm)

t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik) Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering atau Circuit Breaker. Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas arus hubung

singkat “breaking capacity” atau Repturing Capacity.

Disamping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal secara terus menerus

tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).

2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan

peralatan bekerja.

3. Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi cukup lama, sehingga

dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar.

4. Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang disebabkan oleh arus

gangguan yang dapat terjadi.

5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap beroperasi. Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif lebih lama dan mempunyai fungsi inverse

Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan jika action dari sekering atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat mencapai harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan mekanik.

C. Sifat – Sifat Sistem Proteksi

1. Diskriminasi : peka pada arus gangguan minimum tetapi tidak untuk arus beban maksimum

2. Selektivitas : hanya bekerja pada bagian yang terganggu dan tidak pada bagian yang sehat,

artinya sistem proteksi hanya pada daerah pengamannya saja atau mendapat prioritas utama untuk bekerja  main protection

3. Sensitivitas (kepekaan) : segera merasakan adanya gangguan

4. Realibilitas (keandalan) : sistem proteksi harus bekerja cepat dan dapat diandalkan.

5. Cepat : segera bekerja untuk menghindari waktu penyelesaian kritis (clearing time) yang

terlampaui, kerusakan peralatan karena dialiri arus besar dengan jangka waktu lama dan gangguan tetap yang akan menyebabkan tegangan jatuh.

Sifat – sifat tersebut juga menjadi persyaratan sistem proteksi yang baik ditambah dengan persyaratan lain seperti :

D. Proteksi Pendukung

Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zo na -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up (yang dinamakan, remote back up) akan memberikan

perlindungan karena berlapis dengan zona-zona utama.

Pada sistem distribusi aplikasi back up digunakan tidak seluas dalam sistem tansmisi,cukup jika hanya mencakup titik-titik strategis saja. Remote back up akan bereaksi lambat dan biasanya memutus lebih banyak dari yang diperlukan untuk mengeluarkan bagian yang terganggu.

E. Pertimbangan ekonomis

Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan

Untuk tujuan tersebut, biasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up).

F. Komponen-Komponen Sistem Proteksi

Secara umum, komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari:

1. Circuit Breaker, CB (Sakelar Pemutus, PMT)

2. Relay

3. Trafo arus (Current Transformer, CT)

4. Trafo tegangan (Potential Transformer, PT)

5. Kabel kontrol

6. Catu daya, Suplai (batere)

Peralatan proteksi dipilih berdasarkan kapasitas arus hubung singkat ‘Breaking capacity’ atau ‘Repturing Capcity’.

Rangkuman

Proteksi dan automatic tripping Circuit Breaker (CB) dibutuhkan untuk: 1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa.

2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (overheating), pengaruh gaya mekanik dan sebagainya.

Proteksi harus dapat menghilangkan dengan cepat arus yang dapat

mengakibatkan panas yang berkelebihan akibat gangguan

H = I2_{x.R×t Joules}

Peralatan proteksi selain sekering adalah peralatan yang dibentuk dalam suatu sistem koodinasi relay dan circuit breaker

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.google.co.id/#hl=id&q=proteksi+sistem+tenaga+listrik+doc 2. http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/dasar-dasar-sistem-proteksi.html

http://zebulonmanalu2010.blogspot.co.id/2012/06/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html