LAPORAN TUGAS AKHIR
STUDI TENTANG RELE PROTEKSI TENAGA LISTRIK DI
JARINGAN DISTRIBUSI
PT UNILEVER OLEOCHEMICAL INDONESIA
Diajukan Guna Melengkapi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Ahli Madya (A.Md.)
Oleh.
Natan Siboro
NIM : 1505031016
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karunia Nya sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat waktu. Tugas akhir ini berjudul “Studi Koordinasi Sistem Proteksi Rele Arus Lebih dan Rele Gangguan Ke Tanah Jaringan Distribusi Di PT Unilever Oleochemical Indonesia”. Penyusunan laporan tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan program Diploma Tiga Program Studi Teknik Elektro Jurusan Elektro Politeknik Negeri Medan.
Dalam penulisan laporan ini, banyak diterima bimbingan, bantuan, dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak baik secara materil, moril, maupun spiritual. Oleh karena itu, pada kesempatan ini mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak M.Syahruddin, Direktur Politeknik Negeri Medan.
2. Bapak Nobert Sitorus, Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.
3. Bapak Zumhari, Sekretaris Jurusan. Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.
4. Bapak Suparmono, Ketua Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan sekaligus sebagai dosen pembimbing dalam penyelesaian laporan
tugas akhir ini.
5. Seluruh dosen dan pegawai program study teknik listrik jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.
6. Ayahanda tercinta Sirjon Siboro dan Ibunda tersayang Erita Sinaga serta Kakak penulis Mona Sofia Siboro dan adik- adik yaitu Marlen, Daniel,Miranda, Guruh, Alvaro, atas semangat dan dukungannya dalam segala bidang kehidupan penulis selama ini.
7. Teman-teman dekat penulis yaitu Maleaki,Reynold,Indra,Iwanko,Bang Richard,Bang Andrey,Bang Panca terimakasih untuk dukungan dan semangatnya.
9. Bapak Dhio Naufal, karyawan PT.Unilever Oleochemical Indonesia yang memberikan banyak masukan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.
10. Serta banyak lagi pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulisan laporan tugas akhir ini masih belum sempurna karena keterbatasan pengetahuan, maka dengan kerendahan hati dan dengan tangan terbuka menerima segala saran dan kritik yang membangun untuk kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca khususnya mahasiswa Politeknik Negeri Medan.
Medan,27 Agustus 2018
DAFTAR ISI
1.1. Latar Belakang Pemilihan Judul ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
2.2.2. Sistim Distribusi Tenaga Listrik ... 7
2.2.3. Gangguan Pada Sistem Distribusi Tenaga Listrik ... 9
2.2.5. Rele Arus Lebih (Over Current Relay)... 26
2.2.6. Rele Gangguan Tanah (Ground Voltage relay ) ... 30
2.2.7. Prinsip Dasar Perhitungan Penyetelan Waktu OCR dan GFR... 30
2.2.8. Penerapan Program ETAP PowerStation dalam Analisa Hubung Singkat ... 32
BAB 3 ... 37
METODE PENELITIAN ... 37
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 37
3.1.1. Lokasi Penelitian ... 37
3.1.2. Waktu Penelitian... 37
3.2. Sumber Data. ... 39
3.3. Teknik Pengumpulan Data ... 39
3.4. Teknik Pengolahan Data ... 39
3.5. SISTEMATIKA PENULISAN ... 40
BAB 4 ... 41
HASIL PEMBAHASAN ... 41
4.1. Profil Perusahaan ... 41
4.1.1. Sejarah Singkat Berdirinya Unilever ... 41
4.1.2. Letak Geografis ... 41
4.1.3. Visi dan Misi ... 42
4.1.4. Unilever Values ... 42
4.1.5. Bagian – Bagian PT Unilever Oleochemical Indonesia ... 44
4.2.1. Sistem Distribusi Tenaga Listrik di PT Unilever Oleochemical Indonesia
...48
4.2.2. Pengaturan Rele Over Current Relay dan Ground fault Relay Pada PT.Unilever Oleochemical Indonesia. ... 49
4.2.3. Simulasi Pada Softwere ETAP 12.6 ... 53
4.2.4. Analisis Setting Rele Menggunakan Perhitungan ... 57
4.3. Perbandingan Hasil Simulasi dan Hasil Perhitungan manual ... 73
4.3.1. Perbandingan Arus gangguan ... 73
4.3.2. Perbandingan Arus Setting Rele ... 73
4.3.3. Perbandingan Waktu settingan Rele... 74
BAB 5 ... 75
KESIMPULAN DAN SARAN ... 75
5.1. Kesimpulan... 75
5.2. Saran ... 75
DAFTAR PUSTAKA ... 76
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1. Konstanta Perhitungan Waktu Tunda Reley Arus Lebih ... 31
Tabel 3. 1. Waktu Penulisan Tugas Akhir ... 37
Tabel 4. 1. Setting OCR PT Unilever Oleochemical Indonesia ... 50
Tabel 4. 2. Setting GFR PT Unilever Oleochemical Indonesi ... 51
Tabel 4. 3. Penghantar yang digunakan PT.Unilever Oleochemical Indonesia ....52
Tabel 4. 4. Arus Pick Up pada beban maksimum ... 53
Tabel 4. 5. Arus Hubung Singkat Pada Bus 1-4 Dari Simulasi ETAP 12.6 ...54
Tabel 4. 6. Penghantar yang digunakan PT Unilever Oleochemical Indonesia Pada Jaringan Distribusinya ... 58
Tabel 4. 8. impedansi kabel pada masing- masing titik ... 60
Tabel 4. 9. Arus hubung Singkat berdasarkaan Perhitungan ... 68
Tabel 4. 10. Konstanta Perhitungan Waktu Tunda Reley Arus Lebih ... 69
Tabel 4. 11. Perbandingan Arus gangguan melalui perhitungan dengan simulasi73 Tabel 4. 12. Perbandingan arus settingan rele melalui perhitungan dengan settingan arus rele perusahaan...73
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1. Lokasi gangguan terbakarnya VCB 2B2B ... 5
Gambar 2. 2. Sistem penyaluran tenaga listrik. ... 6
Gambar 2. 3. Jaringan radial ... 7
Gambar 2. 4. Jaringan Bentuk Tertutup ... 8
Gambar 2. 5. Gangguan hubung Singkat Tiga Phasa ... 13
Gambar 2. 6. Gangguan Hubung Singkat Dua Phasa ... 14
Gambar 2. 7. Gangguan Hubung Singkat Satu fasa ke tanah... 15
Gambar 2. 8. MCB ( Miniature Circuit Breaker) ... 19
Gambar 2. 9. MCCB ( Mold Case Circuit Breaker ) ... 19
Gambar 2. 10. ACB ( Air Circuit Breaker ) pada Incoming Trafo ...20
Gambar 2. 11. VCB ( Vacum Circuit Breaker ) ... 20
Gambar 2. 12. Rele Proteksi MICOM 127... 21
Gambar 2. 13. Diagram Sistim Distribusi Radial ... 23
Gambar 2. 14. Elemen elemen rele Statis ... 25
Gambar 2. 15. Rele Arus Lebih Seketika ... 27
Gambar 2. 16. Karakteristik Rele Arus Lebih Seketika ... 28
Gambar 2. 17. Rele arus lebih waktu tertentu dan karakteristiknya. ... 28
Gambar 2. 18. Rele arus lebih berbanding terbalik dan karakteristiknya. ...29
Gambar 2. 19. Tampilan awal program ETAP 12.6.0 ... 33
Gambar 2. 20. Tampilan perintah untuk memulai program ETAP 12.6.0 ...34
Gambar 2. 21. Tampilan menu utama program ETAP 12.6.0... 34
Gambar 2. 22. Contoh program ETAP 12.6.0 yang telah dirancang ( SLD PT Unilever oleochemical Indonesia ...35
Gambar 2. 23. Memasukkan data pada program ETAP 12.6.0 ... 35
Gambar 4. 1. Letak geografis PT Unilever Oleochemical Indonesia ...42
Gambar 4. 2. Plant Fatty Acid ... 47
Gambar 4. 3. Plant Soap & Dove ... 48
Gambar 4. 4. Rele Proteksi MICOM P 127 tampak depan ... 50
Gambar 4. 5. Load Flow Analisis ETAP 12.6 ... 53
Gambar 4. 7. Koordinasi Rele VCB 52 F1 dengan Rele VCB 52 R ... 55
Gambar 4. 8. Koordinasi Rele VCB 52 F2 dengan Rele VCB 52 R ... 56
Gambar 4. 9. Koordinasi Rele VCB 52 GB dan 52 GT dengan Rele VCB 52 R .57 Gambar 4. 10. Rangkaian Ekuivalen Sistem Distribusi PT.Unilever Oleochemical Indonesia ... 61
Gambar 4. 11. Rangkaian Thevenin pada arus gangguan bus 2 ...64
Gambar 4. 12. Rangkaian Thevenin pada arus gangguan bus 3 ...65
Gambar 4. 13. Rangkaian Thevenin pada arus gangguan bus 1 ...66
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Single Line Diagram jaringan distribusi PT. Unilever Oleochemical Indonesia. ... 78
Lampiran 2. Tahanan, induktansi, dan kapasitansi kabel XLPE tegangan 20 KV (IEC.502). ... 79
ABSTRAK
Gangguan yang sering terjadi dalam sistem distribusi ialah gangguan beban lebih dan adanya arus bocor kebumi yang disebabkan oleh kegagalan isolasi, untuk mengisolir gangguan tersebut dibutuhkan peralatan proteksi,yaitu rele arus lebih (Over Current Relay), dan juga rele gangguan tanah (Ground Fault Relay). Untuk memperoleh tingkat keamanan yang baik, maka diperlukan setting arus dan waktu yang saling berhubungan antara satu rele dengan rele yang lainnya, sehingga tercapailah suatu sistem proteksi yang saling terkoordinasi. PT Unilever Oleochemical Indonesia, menggunakan Rele proteksi digital, yaitu rele MICOM merk Schneider .Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah settingan arus dan waktu pada relay yang digunakan terkhusus rele arus lebih dan rele gangguan tanah telah sesuai sesuai dengan beban yang ada. Penelitian diawali pengumpulan data kelistrikan yang dibutuhkan, kemudian menggunakan aplikasi ETAP Power Station 12.6 untuk membuat single line diagram, tahap berikutnya mencari nilai arus hubung singkat pada bus terdekat dengan rele, yang mana letak rele telah ditentukan terlebih dahulu. Langkah selanjutnya melakukan setting rele arus lebih
menggunakan seluruh data yang telah dikumpulkan. Langkah terakhir adalah penggambaran kurva koordinasi rele arus lebih dan melakukan analisa. Hasil
penelitian menunjukkan perbandingan besarnya arus pick up,arus hubung singkat,setting arus yang digunakan pada rele proteksi,serta setting waktu yang digunakan.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pemilihan Judul
Industri merupakan suatu bagian yang sangat penting dalam pertumbuhan suatu
negara.perkembangan industri memberikan banyak pengaruh baik dalam sektor ekonomi, pendidikan, sosial dan politik.Industri yang merupakan suatu bagian
yang melakukan proses produksi membutuhkan energi untuk menjalankan produksinya.Sebagian besar energi yang dibutuhkan adalah energi listrik disamping kebutuhan akan energi lainnya.Karena, energi listrik merupakan energi yang paling fleksibel untuk di konversikan ke bentuk energi yang lain, selain itu sebagian besar peralatan yang digunakan dalam dunia industri juga menggunakan energi listrik untuk menjalankannya.
Sebagian besar perusahaan menggunakan paling sedikitnya dua buah sumber daya listrik untuk menjaga kontinuitas produksinya. Sehingga, apabila terdapat masalah
pada sumber daya listrik yang satu dapat di gantikan atau di bantu dengan sumber daya listrik yang lain. Apabila dibutuhkan penggabungan dua buah sumber daya
listrik atau yang di sebut dengan sinkronisasi untuk memenuhi kebutuhan daya pada perusahaan, maka akan terdapat banyak parameter-parameter yang harus di samakan. Diantaranya: tegangan harus sama, frekuensi harus sama, dan fasa harus sama.
Apabila persyaratan tersenbut tidak di penuhi, maka akan dapat menyebabkan kerusakan pada generator dan peralatan pada saat proses sinkronisasi berlangsung.
Salah satu gangguan yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat dan gangguan arus bocor ke bumi pada jaringan distribusi. Dan untuk mengatasi gangguan tersebut, jaringan akan diisolir oleh salah satu perangkat proteksi berupa relay arus lebih ( Over Current Relay dan Ground Fault Relay) . Pemilihan setting relay yang tepat sebagai proteksi arus lebih harus mempertimbangkan beberapa persyaratan mengenai sensitivitas, selektivitas, reliabilitas dan kecepatan.
(Bedekar, 2009).
Relay arus lebih adalah peralatan proteksi utama dalam sistem distribusi, dimana relay tersebut terpasang di banyak titik sesuai dengan sistem distribusi yang ada. Agar sistem memiliki kualitas tinggi dalam penyaluran tenaga listrik, semua relay yang terpasang harus terkoordinasi satu sama lain dimana terdapat relay utama dan relay back up yang harus disetting dan terkoordinasi dengan baik tanpa menyebabkan kesalahan pada sistem yang dapat menimbulkan kerugian. (Patel, 2015).
Dalam prakteknya, sering di temukan penambahan peralatan listrik tanpa memperhatikan peralatan dan settingan pengaman yang digunakannya. Sehingga dapat ber akibat fatal terhadap kerugian baik dari segi barang dan manusia.
Sebagai perusahaan Multinasional yang mempunyai kapasitas produksi yang cukup besar, tentu saja dalam hal ini PT Unilever Oleochemical Indonesia, menggunakan sumber daya yang besar juga.
Untuk itu perusahaan menggunakan peralatan proteksi sebagai pengaman pada sumber daya listriknya, sehingga bahaya yang dapat diakibatkan seperti diatas dapat di amankan.
Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis tertarik untuk membahas tentang “Studi Tentang Rele Proteksi Tenaga Listrik di Jaringan Distribusi PT Unilever Oleochemical Indonesia”.
proteksi untuk mengurangi kerugian- kerugian yang mungkin terjadi akibat gangguan listrik khususnya gangguan arus lebih.
Sebagai mahasiswa teknik elektro yang akan terjun ke dunia industri, seharusnya mengetahui settingan rele yang digunakan pada tempat kerja nantinya dan bagaimana kelayakannya. Maka penulis dalam kesempatan ini akan membahas tentang :
1. Bagaimana sistem koordinasi relay proteksi yang di gunakan pada PT Unilever Oleochemical Indonesia?
2. Apakan settingan pada rele proteksi yang digunakan, khususnya settingan relay proteksi arus lebih dan gangguan ketanah sudah tepat jika terjadi gangguan?”.
1.3. Batasan Masalah
Adapun yang menjadi batas penelitian pada penulisan Laporan Tugas Akhir ini:
1. Pembahasan mencakup pengujian secara teori dan simulasi pada softwere ETAP terhadap parameter-parameter yang digunakan pada relay proteksi PT Unilever Oleochemical Indonesia.
2. Analisa hanya dilakukan untuk settingan rele arus lebih berdasarkan data yang di peroleh dari perusahaan.
3. Tidak membahas secara rinci tentang komponen-komponen yang digunakan dalam sistem proteksi perusahaan.
4. Mencakup tujuan dari penelitian ini.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian yang hendak dicapai berdasarkan rumusan masalah, adalah:
1. Mengetahui settingan rele yang digunakan (Over Current Relay dan Ground Fault Relay) pada PT Unilever Oleochemical Indonesia.
2. Memahami bagaimana penyetelan/pengaturan rele proteksi arus lebih dan gangguan tanah.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah:
1. Penelitian ini dapat memberi pengatahuan tentang sistem proteksi tenaga listrik khususnya di bidang rele arus lebih dan rele gangguan tanah pda PT Uniever oleochemical kepada pembaca.
