PENYETELAN RELAY ARUS LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA 60 MVA DI GARDU INDUK BUKIT ASAM PT. PLN (PERSERO) - POLSRI REPOSITORY

(1)

PENYETELAN RELAY ARUS LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA 60 MVA DI GARDU INDUK BUKIT ASAM PT. PLN (PERSERO)

LAPORAN AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

Politeknik Negeri Sriwijaya

Oleh

ALDI MAULANA 0612 3031 0171

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

(2)

ii

LAPORAN AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh

ALDI MAULANA 0612 3031 0171

Palembang, Juli 2015

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Siswandi,M.T. Nurhaida, S.T.,M.T.

NIP. 196409011993031002 NIP.196404121989032002

Mengetahui,

KetuaJurusan Ketua Program Studi

TeknikElektro TeknikListrik

Ir. Ali Nurdin, M.T Herman Yani, S.T., M.Eng.

(3)

iii

Motto :



Tidak ada kesuksesan yang bisa dicapai seperti membalikkan telapak tangan. Tidak ada keberhasilan tanpa kerja keras, keuletan, kegigihan, dan kedisiplinan

Kupersembahkan Kepada :

 Ayahanda dan Ibunda Tercinta

 Kakak dan Adik ku tersayang

 Bapak/Ibu Dosen-ku

 Teman – Teman Seperjuangan

(4)

iv ABSTRAK

(2015 : x + 44 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Lampiran)

Aldi Maulana 0612 3031 0171

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya

Gardu Induk Bukit Asam memiliki 2 tegangan yang berbeda, yaitu 150 KV dan 20 KV. Demi penyaluran energi yang optimal, maka kedua sisi tegangan ini dihubungkan dengan menggunakan Transformator Daya dengan kapasitas 60 MVA. Kemudian dari kedua saluran ini dikirimkan ke penyulang dan gardu induk lainnya dengan saluran transmisi. Pada transformator dipasang Over Current Relay (OCR) sebagai pengaman terhadap arus gangguan, OCR merupakan peralatan yang berfungsi sebagai detector dan monitoring terhadap terjadinya gangguan arus lebih, kemudian memberikan sinyal kepada Pemutus Tenaga (PMT) untuk membuka / menutup saluran yang mengalami gangguan. OCR bekerja berdasarkan besar nilai penyetelan arus dan waktu yang ditentukan. Setelah dilakukan perhitungan didapatkan penyetelan arus dari OCR pada sisi 20 KV adalah 4,86 A dengan tms 0,13 detik.

(5)

v

ABSTRAK

SETTING OVERCURRENT RELAY IN POWER TRANSFORMER 60 MVA

AT BUKIT ASAM SUBSTATION PT.PLN(PERSERO)

(2015 : x + 44 Page+ List of Figures + List of Tables + Appendix)

PROGRAM STATE POLYTECHNIC OF

SRIWIJAYA

Substation Bukit Asam has two different voltages, namely the 150 KV and 20 KV. For the sake of optimum energy distribution, then both sides of this voltage is connected using a power transformer with a capacity of 60 MVA. Then on the second channel is transmitted to other feeders and substations to transmission lines. At mounted transformer Over Current Relay (OCR) as security against interference currents, OCR is an equipment that serves as the detector and the monitoring of the occurrence of flow disturbances over, then gave a signal to the power circuit breaker (PMT) to open / close the channel is broken. OCR works by great value adjustment of current and time specified. After the calculation, the current settings of the OCR at the 20 KV is 4.86 A with tms 0.13 seconds.

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul “PENYETELAN RELAY ARUS LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA 60 MVA DI GARDU INDUK BUKIT ASAM PT. PLN

(PERSERO)” dapat terselesaikan tepat pada waktunya.

Penulisan laporan akhir ini bertujuan untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Siswandi , M.T. selaku Pembimbing I Laporan akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya

2. Ibu Nurhaida, S.T., M.T. selaku Pembimbing II Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya

Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini kepada :

1. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.M. selaku Direkur Politeknik Negeri Sriwijaya

2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya

(7)

vii

6. Bapak Slamet Sugiono, selaku Supervisor Gardu Induk Bukit Asam

7. Teman satu almamater yang turut juga dalam memberikan semangat dan do’a untuk menyelesaikan laporan akhir ini

Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis mempersembahkan laporan ini dengan harapan semoga bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro program studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.

Palembang, Juli 2015

(8)

viii

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Transformator ... 5

2.2Dasar – Dasar Sistem Proteksi ... 6

2.3Persyaratan Sistem Proteksi ... 7

2.3.1 Kepekaan ... 8

2.3.2 Keandalan ... 8

2.3.2.1 Dependability ... 8

2.3.2.2 Security... 9

(9)

ix

2.3.2.4 Selektifitas ... 9

2.4.2.5 Kecepatan ... 10

2.4Rele Arus Lebih ... 11

2.4.1 Karakteristik Waktu Kerja Rele ... 11

2.4.1.1 Rele Arus Lebih Sesaat ... 11

2.4.1.2 Rele Arus Lebih Waktu Tertentu ... 12

2.4.1.3 Rele Arus Lebih Waktu Terbalik ... 13

2.4.1.4 Rele Arus Lebih IDMT ... 13

2.4.1.5 Kombinasi Rele Arus Lebih Waktu Tertentu, Terbalik dan IDMT dengan Waktu Seketeika ... 14

2.4.2 Setting Over Current Relay ... 16

2.4.3 Prinsip Dasar Perhitungan Penyetelan Waktu ... 18

2.4.4 Penyetelan Pada Rele SEPAM 1000 ... 20

2.4.5 Sistem Satuan Per Unit ... 21

2.5Gangguan Hubung Singkat ... 21

2.5.1 Menghitung Impedansi... 22

2.5.1.1 Impedansi Sumber ... 23

2.5.1.2 Impedansi Transformator ... 24

2.5.1.3 Impedansi Penyulang ... 25

2.5.1.4 Impedansi Ekivalen Jaringan ... 26

2.5.1.5 Menghitung Arus Gangguan HubungSingkat ... 27

BAB III METODE PENELITIAN 3.1Kelistrikan pada Gardu Induk Bukit Asam ... 31

3.2Tempat dan Waktu Penelitian ... 31

3.3Peralatan dan Perlengkapan Interbus Transformator pada Gardu Induk Bukit Asam ... 31

3.3.1 Transformator Daya ... 32

3.3.2 Current Transformator ... 33

3.3.3 Pemutus Tenaga ... 34

(10)

x

3.3.5 Over Current Relay ... 36

BAB IV PEMBAHASAN 4.1Penyetelan Over Current Relay pada Penyulang Mawar ... 37

4.1.1 Impedansi Sumber ... 38

4.1.2 Reaktansi Transformator Daya ... 39

4.1.3 Impedansi Penyulang (Feeder) ... 39

4.1.4 Impedansi Ekivalen Jaringan ... 39

4.2Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat ... 40

4.2.1 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ... 40

4.2.2 Setelan Arus Lebih ... 41

4.2.3 Pemeriksaan Selektifitas Kerja Arus Lebih ... 41

4.2.3.1 Gangguan 3 Fasa ... 41

4.3Analisa... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan ... 44

(11)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1TransformatorDaya ... 5

2.2Karateristik Rele Arus Lebih Sesaat ... 12

2.3 Karateristik Rele Arus Lebih Definite Time ... 12

2.4 Karateristik Rele Arus Lebih Inverse Time ... 13

2.5 Karateristik Rele Arus Lebih IDMT ... 14

2.6 Kombinasi Karateristik Waktu Tertentu dan Seketika... 14

2.7 Kombinasi Karateristik Waktu Terbalik dan Seketika... 15

2.8 Kombinasi Karateristik IDMT dan Seketik ... 15

2.9 ArusKerjadanArusKembali ... 16

2.10 Karateristik Rele Dengan Waktu Tetap ... 18

2.11 Gangguan Pada Sistem Tenaga ... 19

2.12 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ... 27

2.13 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ... 28

2.14 Gangguan Hubung singkat 1 Fasa ke Tanah ... 29

3.1 Single Line Diagram Pada Penyulang Mawar ... 31

3.2 Transformator Daya II 60 MVA ... 33

3.3 Current Transformator ... 34

3.4 Pemutus Tenaga ... 35

3.5 Relay Arus Lebih SEPAM 1000 ... 35

(13)

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 2 Lembar Bimbingan Laporan Akhir

Lampiran 3 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 4 Lembar Surat Ijin Pemngambilan Data Lampiran 5 Lembar Single Line Diagram GI Bukit Asam Lampiran 6 Lembar Panjang Penyulang Mawar GI Bukit Asam Lampiran 7 Lembar Data Setting Relay