ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : ABIAKTO 0612 3031 0863
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ii
ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : ABIAKTO 0612 3031 0863
Palembang, Juli 2015 Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Kasmir, M.T. Mohammad Noer, S.ST., M.T.
NIP. 19651110 199203 1 028 NIP. 19650512 199502 1 001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Teknik Elektro Teknik Listrik
Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T., M.Eng.
iii MOTTO :
• Barangsiapa bertaqwa kepada Allah, niscaya Dia akan memberikan jalan keluar. (QS. Ath-Talaq:2)
• Success isn’t just about what you accomplish your life, it’s about what
you inspire others too.
• Manusia tanpa cita – cita adalah mati. Cita – cita tanpa kerja adalah mimpi. Idaman yang menjadi kenyataan adalah kebahagiaan – Ali Sadikin.
• Jangan Berusaha untuk menjadi manusia yang sukses, tetapi berusahalah menjadi manusia yang bernilai. – Albert Einstein
Kupersembahkan Laporan Akhir ini Kepada : Bapak dan Embukku
iv ABSTRAK
ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO DENGAN
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
(2015 : XV + 51 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Daftar Lampiran)
Abiakto 061230310863
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang
Dalam penyaluran tenaga listrik dapat mengalami berbagai macam gangguan yang akan mengakibatkan terhentinya penyaluran tenaga listrik terhadap konsumen. Pada jaringan distribusi gangguan arus hubung singkat merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi, gangguan tersebut dapat merusak peralatan – peralatan dalam sistem tenaga listrik. Untuk menghindari akibat gangguan tersebut diperlukan perlindungan jaringan dengan memasang suatu rele proteksi yaitu rele arus lebih. Rele arus lebih bekerja bekerja dengan merasakan atau mengukur adanya gangguan pada sistem tenaga listrik dan segera secara otomatis memberikan perintah kepada pemutus tenaga (PMT) untuk memutuskan bagian dari sistem yang terganggu sehingga sistem lainnya dapat beroperasi secara normal. Untuk itu penulis membahas bagaimana cara perhitungan penyetelan arus dan waktu pada rele arus lebih dan juga akan membuat simulasi koordinasi rele arus lebih pada program ETAP 12.6, program ini berfungsi untuk merancang suatu sistem kelistrikan yang nilai dari setiap komponen yang digunakan harus diinput terlebih dahulu, kemudian disimulasikan apakah nilai penyetelan yang telah dimasukkan pada komponen telah sesuai dengan prosedur kehandalan suatu rele.
v ABSTRACT
OVER CURRENT RELAY SETTING ANALYSIS IN ENIM FEEDER AT SUNGAI JUARO SUBSTATION PALEMBANG
BY USING ETAP SOFTWARE
(2015 : XV + 51 Pages + List of Images + List of Table + List of Attachment)
Abiakto 061230310863
Electro Department Electrical Study Program State Polytechnic of Sriwijaya
In electrical distribution has various kinds of interference that would result an interruption of electricity distribution to consumers. In distribution network, short circuit current interruption is one of a problem that often occurs, the problem could damage equipments in the electrical power system. To avoid the interference, it requires a network protection by installing a protection relay, the kind of relay is overcurrent relay. Overcurrent relay works by sensing or measuring the interference in the electric power system and immediately as automatically gives an signal orders to the circuit breaker (CB) to break a part of the interference system so that the other systems can operate normally. Therefore, the author is discuss how to calculate the setting of current and timing adjustment in over current relay and also make a simulation of over current relay coordination on ETAP program. This program is purpose to design an electrical system which the value of the components are have to inserted, and then simulated, is the setting values that has been inserted on the components is suitable with a procedure in that relay reliability.
vi
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul “ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP”, yang dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik.
Dalam penulisan laporan akhir ini penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan – kekurangan, namun penulis telah berusaha sesuai dengan kemampuan, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada dosen pembimbing atas bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada saya untuk menyelesaikan laporan akhir ini.
Atas segala bantuan yang telah diberikan dalam penyusunan laporan akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro. 4. Bapak Herman Yani S.T.,M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik
Listrik.
5. Bapak Ir. Kasmir, M.T. selaku Pembimbing I
6. Bapak Mohammad. Noer, S.ST., M.T. selaku Pembimbing II 7. Seluruh Dosen dan Staf Teknik Listrik
8. Pak Suharto, Kak Erwin dan Karyawan PT. PLN (Persero) P3B UPT Palembang dan Karyawan PT. PLN (Persero) Gardu Induk Sungai Juaro Palembang.
vii
10.Teman – teman seperjuangan Jurusan Teknik Listrik terkhususnya 6 ELA yang selalu memberi semangat.
11.Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Laporan Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu – persatu.
Penulis mohon maaf jika dalam penulisan Laporan Akhir ini masih banyak terdapat kesalahan atau kekeliruan. Oleh karena itu penulis dengan rendah hati akan menerima masukkan baik berupa kritik maupun saran yang bersifat melengkapi ataupun membangun agar pencapaian lebih baik di masa yang akan datang.
Demikian laporan ini penulis buat semoga bermanfaat bagi semua pihak yang menggunakannya.
Palembang, Juli 2015
viii DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN MOTTO ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1
1.2Perumusan Masalah ... 2
1.3Pembatasan Masalah ... 2
1.4Tujuan dan Manfaat ... 2
1.4.1 Tujuan ... 2
1.4.2 Manfaat ... 3
1.5Metode Penulisan ... 3
1.6Sistematikan Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Sistem Proteksi ... 5
2.2Perangkat Sistem Proteksi ... 5
2.2.1 Transformator Instrument ... 5
2.2.2 Pemutus Tenaga (CB) ... 5
2.2.3 Rele Proteksi ... 6
ix
2.3.1 Fungsi Rele Proteksi ... 7
2.3.2 Syarat – Syarat Rele Proteksi ... 7
2.3.3 Penyebab Kegagalan Proteksi ... 9
2.3.4 Bagian Umum dari Suatu Rele Proteksi ... 10
2.4Daerah Pengaman ... 10
2.5Sistem Pengaman ... 11
2.6Rele Arus Lebih ... 13
2.6.1 Keuntungan dan Fungsi Rele Arus Lebih ... 14
2.6.2 Karakteristik Waktu Kerja Rele Arus Lebih ... 15
2.7 Arus Gangguan Hubung Singkat ... 18
2.8 Perhitungan Impedansi Sumber ... 18
2.9 Perhitungan Reaktansi Transformator ... 19
2.10Perhitungan Impedansi Penyulang ... 19
2.11Perhitungan Impedansi Ekivalen Jaringan ... 20
2.12Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ... 20
2.13Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ... 20
2.14Perhitungan Setting Rele Arus Lebih ... 21
2.14.1 Arus Setting ... 21
2.14.2 Waktu Setting ... 22
2.15Pemeriksaan Selektifitas Kerja Rele Arus Lebih ... 23
2.16Pengenalan ETAP ... 23
2.16.1 Memulai ETAP 12.6.0 ... 25
2.16.2 Kesederhanaan Dalam Data Entry ... 27
BAB III METODE PENELITIAN 3.1Umum ... 28
3.2Alat dan Bahan yang Digunakan ... 29
3.3Data – Data yang Diperoleh ... 30
3.3.1 Transformator Daya ... 30
3.3.2 Pemutus Tenaga (PMT) ... 31
x
3.3.4 Rele Arus Lebih (OCR) ... 32
3.3.5 Penyulang Enim ... 32
3.4Prosedur Perhitungan ... 33
3.5Prosedur Pelaksanaan ... 34
BAB IV PEMBAHASAN 4.1Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat ... 36
4.1.1 Menghitung Impedansi Sumber ... 36
4.1.2 Menghitung Reaktansi Transformator ... 37
4.1.3 Menghitung Impedansi Penyulang ... 37
4.1.4 Menghitung Impedansi Ekivalen Jaringan ... 38
4.1.5 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat ... 38
4.1.6 Menghitung Arus Setting dan Waktu Setting ... 39
4.1.6.1Menghitung Setting Arus pada Incoming 20 kV ... 39
4.1.6.2Menghitung Setting Waktu pada Incoming 20 kV ... 39
4.1.6.3Menghitung Setting Arus pada Penyulang Enim ... 39
4.1.6.4Menghitung Setting Waktu pada Penyulang Enim .. 40
4.1.7 Waktu Kerja Rele Arus Lebih ... 40
4.2Simulasi pada ETAP 12.6 ... 43
4.2.1 Membuat Design Single Line Diagram pada GI Sungai Juaro ... 43
4.2.2 Menginput Data pada Setiap Peralatan ... 44
4.2.3 Melakukan Simulasi pada ETAP 12.6 ... 46
4.2.3.1Simulasi Dalam Keadaan Normal ... 47
4.2.3.2Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan ... 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan ... 51
5.2Saran ... 51
xii
DAFTAR TABEL
Hal 2.1 Kaidah Setting Rele Arus Lebih ... 21 4.1 Hasil Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat ... 38 4.2 Hasil Perhitungan Setting Rele Arus Lebih Penyulang Enim di GI Sungai
Juaro ... 42 4.3 Hasil Perhitungan Waktu Kerja Rele Arus Lebih ... 42 4.4 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Normal dengan Data Setting Rele dari
PT.PLN (Persero) dan Data Setting Rele dari Perhitungan Manual ... 48 4.5 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan dengan Data Setting Rele
xiii
DAFTAR GAMBAR
Hal
2.1 Bagian Umum dari Suatu Rele Proteksi ... 10
2.2 Daerah – Daerah Pengamanan ... 11
2.3 Peralatan dan Hubungan Sistem Pengamanan ... 12
2.4 Hubungan Rele Arus Lebih pada Jaringan ... 14
2.5 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Seketika ... 15
2.6 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu ... 16
2.7 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik ... 16
2.8 Perbandingan Terbalik dari Waktu dan Arus ... 17
2.9 Rele Arus lebih Inverse Definite Minimum Time ... 17
2.10 Tampilan Awal Program ETAP 12.6 ... 25
2.11 Tampilan Perintah Untuk Memulai Program ETAP 12.6 ... 25
2.12 Tampilan Menu Utama Program ETAP 12.6 ... 26
2.13 Contoh Program ETAP 12.6 yang Telah Dirancang ... 26
2.14 Menginput Data pada Program ETAP 12.6 ... 27
3.1 Single Line Gardu Induk Sungai Juaro ... 28
3.2 Diagram Alir (Flow Chart) analisa setting rele arus lebih ... 35
4.1 Denah Terjadinya Arus Hubung Singkat ... 36
4.2 Grafik Waktu Kerja Rele Arus Lebih ... 43
4.3 Rancangan Single Line Diagram GI Sungai Juaro pada ETAP 12.6 ... 44
4.4 Inpu Data Transformator Daya GI Sungai Juaro pada ETAP 12.6 ... 44
4.5 Inpu Data Current Transformer Incoming 20 kV pada ETAP 12.6 ... 45
4.6 Input Data Setting Rele Arus Lebih dari Data PT.PLN (Persero) pada ETAP 12.6 ... 45
4.7 Input Data Setting Rele Arus Lebih dari Perhitungan Manual pada ETAP 12.6 ... 46
xiv
Perhitungan Manual pada Program ETAP 12.6 ... 47 4.10 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan dengan Data Setting
Rele dari PT. PLN (Persero) pada ETAP 12.6 ... 48 4.11 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan dengan Data Setting
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat izin pengajuan pengambilan data di PT. PLN (Persero) Lampiran 2. Surat izin pengambilan data ke PT. PLN (Persero)
Lampiran 3. Surat balasan pengambilan data dari PT. PLN (Persero) Lampiran 4. Surat kesepakatan bimbingan laporan akhir
Lampiran 5. Lembar konsultasi bimbingan laporan akhir
Lampiran 6. Data – data yang diperoleh dari PT. PLN (Persero) Lampiran 7. Lembar rekomendasi ujian laporan akhir
