BAB IV Pengaman Pada Jaringan Distribusi

BAB IV

BAB IV

PENGAMAN PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI

PENGAMAN PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI

4.1.Gambar

4.1.Gambaran an UmumUmum

Pada saat terjadi gangguan ketidak normalan pada system tenaga listrik, Pada saat terjadi gangguan ketidak normalan pada system tenaga listrik, misalnya adanya arus lebih, tegangan lebih, dan sebagainya, maka perlu diambil misalnya adanya arus lebih, tegangan lebih, dan sebagainya, maka perlu diambil suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika dibiarkan, suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika dibiarkan, gangguan itu akan meluas keseluruh sistem sehingga bisa merusakkan semua gangguan itu akan meluas keseluruh sistem sehingga bisa merusakkan semua  peralatan

 peralatan system system tenaga tenaga listrik listrik yang yang ada. ada. Untuk Untuk mengatasi mengatasi hal hal tersebut, tersebut, mutlak mutlak  diperlukan suatu system pengaman yang andal. sa

diperlukan suatu system pengaman yang andal. salah satu komponen yang pentinglah satu komponen yang penting untuk pengaman tenaga listrik adalah relai pengaman (

untuk pengaman tenaga listrik adalah relai pengaman ( protective relay) protective relay)..

Relai pengaman adalah susunan piranti, baik elektronik maupun magnetic Relai pengaman adalah susunan piranti, baik elektronik maupun magnetic yang direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidak normalan pada yang direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidak normalan pada  peralatan

 peralatan listrik listrik yang yang bisa bisa membahayakan membahayakan atau atau tidak tidak diinginkan. diinginkan. Jika Jika bahaya bahaya ituitu muncul maka relai pengaman akan secara otomatis memberikan sinyal atau muncul maka relai pengaman akan secara otomatis memberikan sinyal atau  perintah

 perintah untuk untuk membuka membuka pemutus pemutus tenaga tenaga ((circuit breaker)circuit breaker) agar bagian yangagar bagian yang terganggu dapat dipisahkan dari sistem yang normal. Relai pengaman dapat terganggu dapat dipisahkan dari sistem yang normal. Relai pengaman dapat mengetahui adanya gangguan pada peralatan yang perlu diamankan dengan mengetahui adanya gangguan pada peralatan yang perlu diamankan dengan mengukur atau membandingkan besaran

mengukur atau membandingkan besaran  –  –  besaran yang diterimanya, misalnyabesaran yang diterimanya, misalnya arus, tegangan, daya sudut fase, frekuensi, impedansi, dan sebagainya sesuai arus, tegangan, daya sudut fase, frekuensi, impedansi, dan sebagainya sesuai dengan besaran yang telah ditentukan.

dengan besaran yang telah ditentukan.

Alat tersebut kemudian akan mengambil keputusan seketika dengan Alat tersebut kemudian akan mengambil keputusan seketika dengan  perlambatan wakut membuka pemutus tenaga atau hanya memberikan tanda tanpa  perlambatan wakut membuka pemutus tenaga atau hanya memberikan tanda tanpa membuka pemutus tenaga. Pemutus tenaga dalam hal ini harus mempunyai membuka pemutus tenaga. Pemutus tenaga dalam hal ini harus mempunyai kemampuan untuk memutus arus hubung singkat maksimum yang melewatinya kemampuan untuk memutus arus hubung singkat maksimum yang melewatinya dan harus mampu menutup rangkaian dalam keadaan hubung singkat yang dan harus mampu menutup rangkaian dalam keadaan hubung singkat yang kemudian membuka kembali. Di samping itu relai juga berfungsi untuk  kemudian membuka kembali. Di samping itu relai juga berfungsi untuk  menunjukkan lokasi dan macam gangguannya. Berdasarkan data dari relai maka menunjukkan lokasi dan macam gangguannya. Berdasarkan data dari relai maka akan memudahkan kita dalam menganalisis

4.2.Pengertian Pengaman

Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan - peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar,

transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi ab-normal operasi sistem tenaga listrik tersebut.

4.3. Fungsi Pengaman

Sistem proteksi 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.

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 (CB) 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 relai.

4.4. 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 relai 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.

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 zona -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak  dilindungi.

4.5. Perlengkapan Pengaman Pada Jaringan Distribusi

Jaringan distribusi yang baik adalah jaringan yang memiliki perlengkapan dan peralatan yang cukup lengkap, baik itu peralatan guna kontruksi maupun  peralatan proteksi. Untuk jaringan distribusi sistem saluran udara, peratan- peralatan proteksi dipasangkan diatas tiang-tiang listrik berdekatan dekat letak   pemasangan trafo, perlengkapan utama pada sistem distribusi tersebut antara lain:

1. Penghantar : Berfungsi sebagai penyalur arus listrik dari trafo daya pada gardu induk ke konsumen. Kebanyakan penghantar yang digunakan pada sistem distribusi . Begitu juga dengan beberapa kawat jaringan bawah tanah.

2. Recloser : Berfungsi untuk memutuskan saluran secara otomatis ketika terjadi gangguan dan akan segera menutup kembali beberapa waktu kemudian sesuai dengan setting waktunya. Biasanya alat ini disetting

untuk dua kali bekerja, yaitu dua kali pemutusan dan dua kali  penyambungan . Apabila hingga kerja recloser yang kedua keadaan masih

membuka dan menutup, berarti telah terjadi gangguan permanen.

3. Fuse : Berfungsi untuk memutuskan saluran apabila terjadi gangguan  beban lebih maupun adanya gangguan hubung singkat.

4. PMT : Berfungsi untuk memutuskan saluran secara keseluruhan pada tiap out put. Pemutusan dapat terjadi karena adanya gangguan sehingga secara otomatis PMT akan membuka ataupun secara manual diputuskan karena adanya pemeliharaan jaringan.

5. Tansformator : Berfungsi untuk menurunkan level tegangan sehingga sesuai dengan tegangan kerja yang diinginkan

6. Isolator : Berfungsi untuk melindungi kebocoran arus dari penghantar, menahan tegangan langsung.

7. Relai Arus Lebih : Berfungsi berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu dan jangka waktu tertentu.

4.6. Gangguan

Yang dimaksud dengan gangguan dalam operasi sistem tenaga listrik adalah kejadian yang menyebabkan bekerjanya relai dan menjatuhkan Pemutus Tenaga yang melalui (PMT) diluar kehendak operator, sehingga menyebabkan putusnya aliran daya yang melalui PMT tersebut. Untuk bagian sistem yang tidak  dilengkapi PMT misalnya yang diamankan dengan sekering, maka gangguan adalah kejadian yang menyebabkan putusnya hubungan (bekerjanya) sekering.

Ditinjau dari sifatnya, ada gangguan yang bersifat temporer dan ada yang  bersifat permanent. Yang bersifat Temporer ditandai dengan normalnya kerja

PMT setelah dimasukkan kembali. Yang bersifat permanent ditandai dengan kerjanya kembali PMT untuk memutus daya listrik (dalam praktek dikatakan PMT trip kembali). Gangguan permanen baru dapat diatasi setelah sebab Gangguanya dihilangkan sedangkan pada Gangguan temporer sebab Gangguan hilang dengan sendirinya setelah PMT trip.

Gangguan permanent bisa disebabkan karena ada kerusakan peralatan sehingga gangguan ini baru hilang setelah kerusakan ini diperbaiki atau karena

ada sesuatu yang mengganggu secara permanen misalnya dahan yang menimpa kawat fasa dari saluran udara dan dahan ini perlu diambil terlebih dahulu untuk  dapat memasukkan kembali PMT secara normal dalam arti bahwa PMT tidak  akan trip kembali. Gangguan temporer yang terjadi berkali  –  kali dapat menyebabkan timbulnya kerusakan peralatan dan akhirnya menimbulkan gangguan yang permanent sebagai akibat timbulnya kerusakan pada peralatan tersebut.\

4.7. Usaha

 – 

Usaha Mengurangi Jumlah Gangguan

Karena gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah hal yang tidak diinginkan tetapi tidak dapat dihindarkan, maka perlu dilakukan usaha  –  usaha untuk  mengurangi jumlah gangguan dengan memperhatikan hasil analisa gangguan seperti telah diuraikan dalam pasal – pasal terdahulu.

Usaha – Usaha untuk mengurangi jumlah gangguan dapat dilakukan dengan : a. Merencanakan dan melaksanakan pemeliharaan peralatan sesuai dengan

 buku Instruksi pemeliharaan, sehingga terjadinya Forced Outage dapat sebanyak mungkin dicegah.

 b. Membuat rencan operasi yang mencakup butir a serta juga memperhatikan agar tidak akan ada bagian – bagian instalasi yang mengalami beban lebih. c. Memeriksa alat – alat pengaman (Relay – relay) secara periodic dan juga

segera setelah ada laporan yang menyatakan keraguan atas kerjanya suatu relai. Kerjanya relay yang baik diperlukan untuk mencegah kerusakan  peralatan maupun untuk mencegah luasnya gangguan.

d. Dalam Operasi Real Time mengikuti perkembangan cuaca khususnya yang menyangkut petir karena menyebab gangguan terbesar adalah petir.

Jika diketahui bahwa daerah suatu SUTT sedang banyak petir, diusahakan mengurangi bebannya selama ini mungkin dilakukan dengan mengatur  alokasi pembangkitan dalam sistem sehingga apabila SUTT tersebut mengalami gangguan diharapkan tidak menimbulkan Gangguan Kaskade. e. Menandakan analisis gerakan untuk menemukan sebab gangguan dengan

tujuan sedapat mungkin mencegah atau mengurangi kemungkinan terulangnya gangguan yang serupa.

f. Mengembangkan sistem seirama dengan pertumbuhan beban sehingga dapat dicegah terjadinya beban lebih dalam sistem. Untuk ini diperlukan analisa dan evaluasi secara terus menerus mengenai perkembangan sistem. g. Karena salah satu sumber gangguan yang utama adalah kesalahan montage

(pemasangan) peralatan maka perlu ada pendidikan dan latihan secara terus menerus dengan tujuan agar kesalahan montage peralatan maka perlu ada pendidikan dan latihan secara terus menerus dengan tujuan agar  kesalahan montage peralatan dapat dihindarkan.

h. Pada SUTM dan SUTR, tanaman juga merupakan sumber gangguan yang utama karena SUTM dan SUTR tidak mempunyai jalur khusus yang bebas tanaman seperti halnya pada SUTT 150 KV,70 KV dan 30 KV sehingga untuk SUTM dan SUTR perlu ada pemeliharaan yang intensif agar pada  jalurnya tidak terdapat tanaman yang menyentuh penghantar.

4.8. Akibat-Akibat Gangguan

Gangguan bisa disebabkan adanya peralatan yang rusak yang merupakan akibat gangguan. Gangguan sesungguhnya merupakan peristiwa hubung singkat  baik antar fasa maupun antara fasa denga tanah. Apabila peristiwa hubung singkat

ini tidak segera dihilangkan maka hal ini bisa merusak peralatan seperti kawat  penghantar putus, isolator pecah, transformator arus terbakar bahkan mungkin  juga, transformator tenaga atau generator dapat terbakar.

Yang bertugas menghentikan peristiwa hubung singkat ini adalah Relay dan PMT. PMT adalah alat yang bertugas langsung memutus arus hubung singkat maka PMT memerlukan pemeriksaan dan pemeliharaan rutin khususnya apabila sudah sering memutus arus hubung singkat yang besar agar PMT tidak mengalami kerusakan -kerusakan sebagai akibat gangguan.