RANCANG BANGUN SIMULASI PROTEKSI GANGGUAN FASA PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN RELAY SEPAM 1000

(1)

RANCANG BANGUN SIMULASI PROTEKSI GANGGUAN

FASA PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN

RELAY SEPAM 1000

DESIGN PROTECTION SIMULATOR PHASE FAULT OF DISTRIBUTION SYSTEM USING RELAY SEPAM 1000

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Listrik

Di Jurusan Teknik Elektro

Oleh:

RIDWAN SATYPA 091321025

POLBAN

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

(2)

(3)

ABSTRAK

Sistem tenaga listrik terdiri dari pembangkit, sistem transmisi, dan distribusi. Dalam pengoperasiannya sistem tenaga listrik tidak lepas dari gangguan. Gangguan yang sering terjadi pada saluran udara ialah gangguan hubung singkat. Gangguan hubung singkat mengakibatkan terjadinya arus yang besarnya berlipat ganda dibandingkan arus nominal peralatan yang mengalami gangguan. Oleh karena itu, diperlukan pengujian pada simulasi hubung singkat untuk mengetahui nilai arus hubung singkat yang tepat untuk mendapat gambaran mengenai situasi arus hubung singkat khususnya dalam kaitannya dengan penyetelan alat-alat pengaman seperti OCR. Pada Proyek Akhir ini akan dilakukan pengujian arus hubung singkat yang diperlukan untuk menentukan setting OCR, sehingga bila terjadi gangguan hubung singkat, peralatan pengaman akan bekerja mengamankan bagian sistem yang terganggu sesuai yang diharapkan.

Kata kunci : Gangguan hubung singkat Antar Fasa, Over current Relay(OCR), SEPAM 1000

(4)

ABSTRACT

Power system consisting of plant, transmission system, and distribution. In the operation of power systems are not free from interference. Disorder that often occurs in the airways are short circuit interruption. Short circuit current causing double the amount compared to the nominal current of the faulty equipment. Therefore, the short circuit tests are required in simulations to determine the value of short circuit current of the right to get an idea of a short circuit current situation, especially in relation to the adjustment of safety devices such as OCR. In this final will be a short circuit testing is needed to determine the settings for OCR, so if there is a short circuit, protective device will work to secure the affected system as expected.

Keywords : Inter-phase short circuit interruption, Over current relay (OCR), SEPAM 1000

(5)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberi rahmat serta hidayah sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek akhir di Politeknik Negeri Bandung dengan judul “RANCANG BANGUN SIMULASI PROTEKSI GANGGUAN FASA PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN RELAY SEPAM 1000”. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, keluarganya, para sahabatnya, dan kepada para pengikutnya sampai akhir zaman.

Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu dalam pembuatan proyek akhir ini, baik secara langsung ataupun tidak langsung dalam hal moril maupun materil, pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Hari Purnama, Ir., M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 2. Bapak Sunarto, ST., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik 3. Bapak Sunarto, ST., M.Eng. selaku dosen pembimbing I, yang tiada

henti-hentinya selalu sabar membimbing dan memberikan masukan kepada penulis. 4. Bapak Hari Purnama Ir.,M.Eng. selaku dosen pembimbing II, yang selalu

memberikan ide dan masukan kepada penulis.

5. Dosen-dosen Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung. 6. Seluruh panitia Proyek Akhir Program Studi Teknik Listrik 2012.

7. Seluruh Teknisi di Laboratium Sistem Distribusi Tenaga Listrik “Pa Tatang, Pa Tete, Pa Dadi,Pa Pane, Pa Djaja” yang telah banyak membantu .

Dan kepada pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas bantuan dan dukungannya kepada penulis, sehingga penulis bisa menyelesaikan Proyek Akhir ini.

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga Proyek Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bandung , Juli 2012 Penulis

(6)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

DATA PRIBADI ... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Perumusan Masalah ... 2 1.4 Pembatasan Masalah ... 2 1.4 Metode Penulisan ... 3 1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Pengantar ... 5

2.2 Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik ... 8

2.3 Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik... ...11

2.3.1 Faktor Penyebab Gangguan ... 11

2.4 Sistem Proteksi... ... 14

2.4.1 Pengertian Sistem Proteksi ... 14

(7)

2.4.2 Tujuan Sistem Proteksi ... 14

2.4.3 Tingkat Mutu Pelayanan ... 14

2.5 Relay Proteksi ... 15

2.5.1 Pengertian Relay Proteksi ... 15

2.5.2 Syarat –syarat Relay Proteksi ... 16

2.6 Relay Arus Lebih (OCR) ... 17

2.6.1 Pengertian Relay Arus Lebih ... 17

2.6.2 Fungsi Relay Arus Lebih ... 18

2.6.3 Cara Kerja Relay Arus Lebih ... 18

2.7 Jenis Relay Arus Lebih ... 19

2.7.1 Relay Arus Lebih Karakteristik Waktu Sesaat/Moment (Instantaneous) ... 19

2.7.2 Relay Arus Lebih Karakteristik Waktu Tertentu (Definite Time) ... 20

2.7.3 Relay Arus Lebih Karakteristik Waktu Terbalik (Invers Time) ... 22

2.7.4 Parameter Pada Relay Arus Lebih ... 27

2.8 Setting dan Koordinasi Relay Arus Lebih ... 28

2.8.1 Pertimbangan Umum ... 28

2.8.2 Parameter Setting Arus Lebih ... 28

2.8.2.1 Setting Arus Untuk Waktu Tunda ( I>) ... 28

2.8.2.2 Setting Arus Untuk Instantaneous ( I>>) ... 29

2.8.2.3 Setting TMS ... 29

2.9 RelayTipe SEPAM 1000 ... 30

2.9.1 Metode Setting Relay Tipe SEPAM 1000 ... 32

2.9.1.1 Setting Arus Waktu Tunda ... 32

2.9.1.2 Setting Arus Instantaneous ... 32

2.9.1.3 Setting TMS ... 32

. BAB IIIPERANCANGAN DAN REALISASI ... 33

3.1 Definisi Perancangan ... 33

(8)

3.2 Tujuan Perancangan ... 33

3.3 Langkah Perancangan ... 33

3.3.1 Perancangan Fungsional ... 34

3.3.2 Perancangan Konstruksi/Konstruksi ... 34

3.3.3 Perancangan Kinerja ... 34

3.3.4 Menentukan Spesifikasi Alat ... 35

3.3.5 Flowchart ... 36

3.3.6 Deskripsi Cara KerjaAlat ... 37

3.3.7 Alat/ Praktikum yang di Gunakan ... 37

BAB IV SETTING DAN PENGUJIAN ... 41

4.1 Karakteristik OCR tipe SEPAM 1000 ... 41

4.1.1 Tujuan ... 41

4.1.2 Peralatan Yang Digunakan ... 41

4.1.3 Gambar Rangkaian Pengujian ... 42

4.1.4 Langkah Percobaan ... 42

4.1.5 Tabel dan Kurva Pengujian Karakteristik ... 45

4.1.6 Analisa Pengujian ... 49

4.1.7 Prosedur Setting Arus ... 50

4.1.8 Prosedur Setting Waktu... 51

4.1.9 Hasil Pengujian...51

4.2 Proteksi Hubung Singkat pada Tenaga Listrik Menggunakan Relay Arus Hubung Singkat Antar Fasa (OCR)tipe SEPAM 1000.... ... 52

4.2.1 Tujuan ... 52

4.2.2 Prosedur Setting ... 52

4.2.3 Peralatan Yang Digunakan ... 52

4.2.4 Gambar Rangkaian Pengujian ... 53

4.2.5 Langkah Percobaan ... 54

4.2.6 Setting Arus OCR ... 56

4.2.7 Setting TMS ... 57

(9)

4.2.8 Setting Instantanaous ... 57 4.8.9 Analisa Pengujian ... 57 BAB V PENUTUP ... 59 5.1 Kesimpulan ... 59 5.2 Saran ... 59 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penyaluran Tenaga Listrik... 6

Gambar 2.2 Pembagian Tegangan Sistem Tenaga

listrik...8

Gambar 2.3 Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Seketika... 19

Gambar 2.4 Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu... 21

Gambar 2.5 Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik 22 Gambar 2.6 Kurva Karakteristik Standard Invers Time (SIT) 23 Gambar 2.7 Kurva Karakteristik Very Invers Time (VIT) 24

Gambar 2.8 KurvaKarakteristik Extremely Inverse Time (EIT) 25

Gambar 2.9 Kurva Karakteristik Ultra Inverse Time (UIT)... 26

Gambar 2.10 Gambar Fungsi dan Skema Koneksi Relay SEPAM 1000 ... 30 Gambar 2.11.(a) Display Relay SEPAM 1000 31

Gambar 2.11.(b) Tampak Depan Relay SEPAM 1000... 31

Gambar 2.11.(c) Tampak Belakang dan Koneksi Relay SEPAM 1000 ... 31 Gambar 3.1 Perancangan Fungsional Karakteristik OCR & GFR SEPAM

1000 33

Gambar 3.2 Perancangan Konstruksi pengujian Karakteristik relay Arus Lebih Gangguan Fasa (OCR) SEPAM 1000 34

Gambar 3.3 Urutan Kerja Perancangan 36

Gambar 3.4 Modul Praktikum Proteksi arus lebih Gangguan Fasa (OCR) 37 Gambar 3.5 Amperemeter ... 38 Gambar 3.6 Simulator jaringan Distribusi Tenaga Listrik 38

(11)

Gambar 3.7 Simulator CB-CT 39 Gambar 3.8 Sumber Variabel 39

Gambar 3.9 Simulator Jaringan 3 Fasa 40 Gambar 3.10 Simulator Beban 3 Fasa 40

Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Karakteristik OCR tipe SEPAM 1000 42 Gambar 4.2 Kurva Perhitungan dan Pengujian Karakteristik Standar

Standard Invers Time (SIT) 45

Gambar 4.3 KurvaPerhitungandan Pengujian Karakteristik Very Invers Time (VIT) 46

Gambar 4.4 Kurva Perhitungan dan Pengujian Karakteristik Extremely Inverse Time(EIT) 47

Gambar 4.5 Kurva Perhitungan dan Pengujian Karakteristik Ultra Invers Time(UIT) 48

Gambar 4.6 Rangkaian Pengujian Hubung Singkat 2 Fasa 53 Gambar 4.8 Rangkaian Pengujian Hubung Singkat 3 Fasa 54

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Perhitungan dan Pengujian Kurva Karakteristik Standard Invers Time (SIT) ...45

Tabel 4.2 Perhitungan dan Pengujian Kurva Karakteristik Very Invers Time (VIT) 46

Tabel 4.3 Perhitungan dan Pengujian Kurva Karakteristik Extremely Invers Time (EIT) 47

Tabel 4.3 Perhitungan dan Pengujian Kurva Karakteristik Ultra Invers Time (UIT) 48

Tabel 4.5 Perbandingan Waktu Pemutusan Pada Karakteristik Standard Invers Time (SIT) 49

Tabel 4.6 Besar Arus Gangguan 56

Tabel 4.7 Besar Arus Gangguan Setelah Dilakukan Penyetelan 57

(13)

DAFTAR PUSTAKA

1) BidangAkademik, 1999. PedomanPelaksanaanTugasAkhir/ProyekAkhir. 1999. Bandung : PoliteknikNegeri Bandung

2) Yuliyawati, Sri Nur dan Hazma. 2009. Kiat Penulisan Laporan Ilmiah Untuk Program Diploma. Bandung : Politeknik Negeri Bandung..

3) www.schneider-electric.com.1998. SEPAM 1000 Overcurrent and Earth-fault Relay Germany.

4) Sunarto. 2009. Modul Bahan Ajar Sistem Proteksi Tenaga Listrik. Bandung.

5) Supriyanto. 2011. Relai Arus Lebih Overcurrent Relay. Bandung..

6) Utomo, Heri Budi. 2010. Modul Bahan Ajar Distribusi Tenaga Listrik. Bandung.

(14)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama : Ridwan Satypa

NIM : 091321025

Tempat, tanggal lahir : Garut, 21 November 1989

Alamat : Kp.Babakanhuni RT/RW 01/01 Ds.Mekarsari

Kec.Karangpawitan Kab.Garut

Agama : Islam

No. Telepon / HP : 085295073707

E-Mail : [email protected]

SD lulus tahun : 2002 di SD Negeri Jatisari II, Garut

SMP lulus tahun : 2005 di SMP Negeri 6 Garut

SMA lulus tahun : 2008 di SMA Negeri 18 Garut

Pengalaman Organisasi : 1.Anggota HML 2009 - 2012

2.Anggota Divisi Danus HML 2010 - 2012

3.Anggota Forum Komunikasi Himpunan

Mahasiswa Elektro Bandung (FKHMEB) 2009 - 2012