PEMELIHARAAN PEMUTUS TENAGA (PMT) MENGGUNAKAN MEDIA
PEMADAM GAS SF6 DI GARDU INDUK UNGARAN 150 KV APP SEMARANG
BASE CAMP SEMARANG
Faisal Oktavian S.
1,Ir.Juningtyastuti, M.T.
21
Mahasiswa dan
2Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email :
Faisaloktavian@student.undip.ac.id
Abstrak
Salah satu peralatan listrik tegangan tinggi yang ada pada Gardu Induk adalah
Saklar Pemutus Tenaga (PMT) atau kadang disebut juga Circuit Breaker (CB). Saklar
pemutus tenaga (PMT) ini berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian
pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus
gangguan). Pada waktu menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan
recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar
pemutus dilengkapi dengan media pemadam busur api, seperti gas SF6.
Pemutus Tenaga harus mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan
berbeban maupun terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus daya itu
sendiri. Pemutus Daya juga harus mampu memutuskan arus hubung singkat dengan cepat
agar tidak sampai merusak peralatan sistem dan membuat sistem kehilangan kestabilan.
Oleh karena itu perlu dilakukan pemeliharaan secara intensif dan terjadwal. Dengan
demikian dapat diminimalisir kerusakannya yang dapat mengganggu kelangsungan
penyaluran tenaga listrik baik ke pelanggan maupun ke gardu induk lain melalui jaringan
transmisi.
Kata kunci: Pemutus Tenaga (PMT), Pemeliharaaan I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Listrik sebagai sumber energi yang fleksibel telah menjadi kebutuhan utama untuk memenuhi segala kebutuhan energi dari masyarakat. Hampir semua aspek yang berhubungan dengan perekonomian dan perkembangan teknologi tidak dapat dipisahkan dengan masalah kelistrikan, sehingga kebutuhan akan listrik pada saat ini maupun yang akan datang akan terus meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik maka dibangun Pusat Pembangkit Listrik, Gardu Induk (GI), saluran transmisi dan saluran distribusi sebagai media penyalur aliran daya listrik hingga sampai ke konsumen. Salah satu GI yang dibangun untuk melayani kebutuhan akan energi listrik di wilayah Semarang adalah Gardu Induk (GI) Ungaran.
Untuk menunjang proses penyaluran tenaga listrik, perlu dilakukan perawatan dan pemeliharaan pada peralatan yang ada pada Gardu Induk. Pada Gardu Induk (GI), sistem pemutusan tenaga merupakan hal yang sangat vital dalam kelangsungan pasokan listrik, dalam hal ini peran Pemutus Tenaga (PMT) atau sering disebut juga Circuit Breaker (CB) sangat penting. Maka perlu dilakukan pemeliharaan secara rutin agar Pemutus Tenaga (PMT) dapat bekerja sesuai fungsinya secara optimal.
Circuit Breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) merupakan peralatan saklar / switching mekanis, yang mampu menutup, mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi normal serta mampu menutup, mengalirkan (dalam periode waktu tertentu)
dan memutus arus beban dalam spesifik kondisi abnormal / gangguan seperti kondisi short circuit / hubung singkat.
Fungsi utamanya adalah sebagai alat pembuka atau penutup suatu rangkaian listrik dalam kondisi berbeban, serta mampu membuka atau menutup saat terjadi arus gangguan (hubung singkat) pada jaringan atau peralatan lain.
1.2. Tujuan
1. Mengetahui sistem dan lingkungan kerja di PT. PLN (Persero) Basecamp Semarang.
2. Memberikan gambaran mengenai Pemutus Tenaga (PMT) di Gardu Induk Ungaran 150 kV.
3. Mengetahui pengujian yang dilakukan saat pelaksanaan pemeliharaan Pemutus Tenaga (PMT) di Gardu Induk Ungaran 150 kV.
1.3. Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan Praktek Kerja di PT. PLN ( Persero ) Gardu Induk Srondol 150kV, Pemutus tenaga (PMT) menggunakan media pemadam Gas SF6. Pengujian yang dilakukan adalah pengukuran tahanan isolasi, tahanan kontak, pengujian keserempakan dan tahanan pentanahan.
II. PROFIL PERUSAHAAN
PT PLN adalah perusahaan yang menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi pada kepuasan pelanggan, anggota perusahaan dan pemegang saham. PT PLN mengupayakan agar tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas kehidupan masyarakat.
Semenjak April 2012, P3B JB resmi meluncurkan struktur organisasi baru. Struktur Organisasi yang semula terdiri atas 4 Kantor Region dan 31 UPT serta 1 Sub Region kini berubah menjadi struktur yang lebih ramping, yakni terdiri atas 5 APB (Area Pengatur Beban) dan 16 APP (Area Pelaksana Pemeliharaan). Gardu Induk di Wilayah APP Semarang terdiri dari 14 (empat belas) Gardu Induk yaitu :
1. GITET 500 kV Ungaran 2. Gardu Induk 150 kV Ungaran 3. Gardu Induk 150 kV Sayung
4. Gardu Induk 150 kV Pudak Payung(GIS) 5. Gardu Induk 150 kV Srondol
6. Gardu Induk 150 kV Pandean Lamper 7. Gardu Induk 150 kV Simpang Lima(GIS) 8. Gardu Induk 150 kV Kalisari (GIS) 9. Gardu Induk 150 kV Tambak Lorok 10. Gardu Induk 150 kV Krapyak
11. Gardu Induk 150 kV Randugarut (GIS) 12. Gardu Induk 150 kV Kaliwungu
13. Gardu Induk 150 kV BSB (Bumi Semarang Baru)
14. Gardu Induk 150 kV Mranggen
III. PEMUTUS TENAGA PADA GARDU INDUK SRONDOL 150 kV
3.1 Pengertian PMT
Berdasarkan IEV (International Electrotchnical Vocabulary) 441-14-20 disebutkan bahwa CB/ Circuit Breaker atau pemutus tenaga/ PMT meupakan peralatan saklar mekanis, yang mampu menutup, mengalirkan, dan memutus arus beban dalam kondisi normal serta abnormal / saat terjadi gangguan seperti kondisi short circuit / hubung singkat.
3.2 Prinsip Kerja PMT
Pada kondisi normal PMT dapat dioperasikan lokal oleh operator untuk maksud switching dan perawatan. Pada kondisi abnormal/gangguan pada CT (Current Transformer) akan membaca arus lebih kemudian relay akan mendeteksi gangguan dan menutup rangkaian trip circuit, sehingga trip coil ter-energized, kemudian mekanis penggerak PMT akan dapat perintah buka dari relay dan beroperasi membuka kontak – kontak PMT.
Mekanis penggerak yang digunakan pada Gardu Induk 150 kV Ungaran ini adalah menggunakan mekanis penggerak Spring (Pegas) dan ada beberapa yang dikombinasikan dengan mekanis penggerak pneumatic, dengan maksud hanya sebagai penggerak pada pegas membuka atau menutup.Pada waktu pemutusan / menghubungkan daya listrik akan terjadi busur api, yang terjadi pada kontak – kontak di dalam ruang pemutus. Pemadamaman busur api dapat dilakukan oleh beberapa macam bahan peredam, diantaranya yaitu
dengan minyak, udara, dan gas. Bahan peredam busur api yang digunakan pada Gardu Induk 150 KV Ungaran yaitu menggunakan bahan GAS SF6 (Sulphur Hexafluoride).
3.2 Klasifikasi PMT
Klasifikasi Pemutus Tenaga dapat dibagi atas beberapa jenis, antara lain berdasarkan tegangan rating/nominal, jumlah mekanik penggerak, media isolasi, dan proses pemadaman busur api.
3.3.1 Berdasarkan Kelas Teganngan
PMT tegangan rendah (Low Voltage) Dengan range tegangan 0.1 s/d 1 kV
PMT tegangan menengah (Medium Voltage) Dengan range tegangan 1 s/d 35 kV.
PMT tegangan tinggi (High Voltage) Dengan range tegangan 35 s/d 245 kV
PMT tegangan extra tinggi (Extra High Voltage) Dengan range tegangan lebih besar dari 245 kV AC
3.3.2
Berdasarkan Jumlah Mekanik Penggerak PMT Single Pole
Gambar 1 PMT Single Pole
PMT type ini mempunyai mekanik penggerak pada masing-masing pole, umumnya PMT jenis ini dipasang pada bay penghantar agar PMT bisa reclose satu fasa.
PMT Three Pole
Gambar 2. PMT Three Pole
3.3.3
Berdasarkan Media Isolasi PMT Minyak
PMT Udara Hembus (Air Blast)
PMT Hampa Udara (Vacuum)
PMT Gas SF6
3.3.4
Berdasarkan Jenis Mekanik Penggerak Penggerak Helical spring & Scroll spring
Penggerak Hidrolik
Penggerak Pneumatic
Penggerak SF6 Dynamic 3.4 Komponen Penyusun PMT
Sistem Pemutus (PMT) terdiri dari beberapa sub-sistem yang memiliki beberapa komponen. Pembagian komponen dan fungsi dilakukan berdasarkan Failure Modes Effects Analysis (FMEA), sebagai berikut :
1. Penghantar arus listrik (electrical current carrying)
2. Sistem isolasi (electrical insulation) 3. Media pemadam busur api
4. Mekanik penggerak 5. Control / Auxilary circuit 6. Struktur mekanik
7. Sistem pentanahan (grounding)
IV. PEMELIHARAAN PEMUTUS TENAGA ( PMT ) DENGAN MEDIA PEMADAM BUSUR API GAS SF6 PADA GI 150 kV UNGARAN
4.1 Pemeliharaan PMT
Pada umumnya pemeliharaan dari pemutus tenaga (PMT) dilakukan secara berkala dalam jangka waktu dua tahun. Dalam pemeliharaan pemutus tenaga (PMT), hal yang terpenting yang harus dilakukan adalah pengukuran tahanan isolasi, tahanan kontak,
pengujian keserempakan dan tahanan pentanahan. Adapun alat yang digunakan untuk mengukur tahanan isolasi dan tahanan pentanahan adalah megger atau High Voltage Insulation Tester, sedangkan alat yang digunakan untuk mengukur tahanan kontak dan keserempakan PMT adalah breakeranalyzer.
4.2 Pengukuran Tahanan Isolasi
Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) ialah proses pengukuran dengan suatu alat ukur Insulation Tester (megger) untuk memperoleh hasil (nilai/besaran) tahanan isolasi pemutus tenaga antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap badan (case) yang diketanahkan maupun antara terminal masukan (I/P terminal) dengan terminal keluaran (O/P terminal) pada fasa yang sama.
Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga ( PMT ) ini dilakukan pada saat posisi terbuka atau open. Besar dari nilai tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) diharapkan mencapai nilai minimal 1 Mega Ohm.
Sebelum melakukan pengukuran tahanan isolasi perlu dilakukan pembersihan untuk menghilangkan debu yang menempel pada isolator, karena debu dapat bersifat sebagai konduktor. Pemasangan grounding tambahan pada PMT juga penting untuk menetralkan tegangan induksi yang masih tersisa. Hal ini bertujuan agar mendapatkan hasil yang akurat saat melakukan pengukuran.
Tegangan yang digunakan untuk mengukur besarnya tahanan isolasi pemutus tenaga ( PMT ) yaitu : dengan megger skala 5000 V, dengan pengukuran :
Atas – bawah
Atas – tanah
Bawah – tanah
Fasa – tanah
Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) ialah proses pengukuran dengan suatu alat ukur Insulation Tester (megger) untuk memperoleh hasil (nilai/besaran) tahanan isolasi pemutus tenaga.
Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) ini dilakukan pada saat posisi terbuka atau open. Besar dari nilai tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) diharapkan mencapai nilai yang sebesar – besarnya.
Berikut ini adalah gambar rangkaian pengukuran tahanan isolasi PMT
Gambar 3. Rangkaian Pengukuran Tahanan Isolasi
Berikut ini adalah hasil pengukuran tahanan isolasi PMT 150 kV GI Ungaran Bay Tambak Lorok I.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi PMT bay Tambak Lorok I
Dari tabel 1 terlihat bahwa hasil pengukuran tahanan isolasi PMT bay Tambak Lorok I sudah sesuai dengan standar yang ditentukan oleh PLN karena dari hasil pengukuran di semua fasa bernilai lebih dari 1MΩ sehingga PMT tersebut masih layak untuk beroperasi.
4.3 Pengukuran Tahanan Kontak
Rangkaian tenaga listrik sebagian besar terdiri dari banyak titik sambungan. Sambungan adalah dua atau lebih permukaan dari beberapa jenis konduktor bertemu secara fisik sehingga arus/energi listrik dapat disalurkan tanpa hambatan yang berarti. Pertemuan dari beberapa konduktor menyebabkan suatu hambatan/resistan terhadap arus yang melaluinya sehingga akan terjadi panas dan menjadikan kerugian teknis. Rugi ini sangat signifikan jika nilai tahanan kontaknya tinggi. Semakin kecil nilai tahanan kontak yang dihasilkan maka akan semakin baik.
Pengukuran tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) ini dilakukan pada saat posisi tertutup atau close. Dengan menggunakan alat ukur breakeranalizer .Satuan yang digunakan untuk mengukur tahanan kontak adalah µΩ.
Nilai tahanan kontak PMT yang normal harus (acuan awal) disesuaikan dengan petunjuk / manual dari masing – masing pabrikan PMT (dikarenakan nilai ini dapat berbeda antar merk), sebagai contoh adalah sebagai berikut :
- standard G.E. ≤ 100 – 350 μΩ - standard ASEA ≤ 45 μΩ - standard MG ≤ 35 μΩ
Atau apabila di petunjuk / manual dari pabrikan tidak mencantumkan nilai tersebut, maka dapat dengan mengadop ketentuan umum tahanan kontak dengan menggunakan nilai standar R < 100 μΩ (sesuai dengan P3B O&M PMT/001.01 dan SK Direksi Tahun 2012/2013).
Gambar 4. Rangkaian Pengukuran Tahanan Kontak PMT
Berikut hasil pengujian tahanan kontak PMT GI Ungaran 150 kV Bay Tambak Lorok I
Tabel 2. Hasil Pengukuran Tahanan Kontak PMT bay Tambak Lorok I
Dari tabel 2 dapat dilihat bahwa nilai tahanan kontak PMT bay Tambak Lorok I kurang dari 100 μΩ, sehingga sudah sesuai dengan standar yang ditentukan oleh PLN sehingga PMT tersebut masih layak untuk beroperasi.
4.4 Pengujian Keserempakan PMT
Proses menutup PMT baik yang tipe single pole ataupun three pole harus menutup secara serentak pada fasa R, S, T, kalau tidak maka dapat menjadi suatu gangguan didalam sistem tenaga listrik dan menyebabkan sistem proteksi bekerja.
Gambar 5 Rangkaian pengujian keserempakan PMT dengan breakeranalyzer
Cara kerja dari rangkaian pada gambar 5 adalah terminal atas tiap fasa PMT dihubungkan ke ground, sedangkan terminal bawah dihubungkan ke breaker analyzer. Breaker analyzer menggunakan sumber AC 220 V. Untuk melakukan pengujian Closing Time PMT, kondisi awal PMT adalah Open. Saat melakukan pengujian closing time PMT, breaker analyzer dihubungkan ke closing coil yang berada pada lemari kontrol PMT. Closing coil adalah belitan yang berfungsi sebagai pemicu agar PMT dapat melakukan operasi Close. Closing coil bekerja dengan menghasilkan medan magnet yang dapat menggerakkan kontak yang menjadi pemicu agar PMT dapat melakukan operasi Close. Medan magnet pada closing coil dihasilkan oleh tegangan 110 DC yang berasal dari breaker analyzer.
Untuk melakukan pengujian Opening Time PMT, kondisi awal PMT adalah Close. Saat melakukan pengujian opening time PMT, breaker analyzer dihubungkan ke tripping coil yang berada pada lemari kontrol PMT. Tripping coil adalah belitan yang berfungsi sebagai pemicu agar PMT dapat melakukan operasi Open. Tripping coil bekerja dengan menghasilkan medan magnet yang dapat menggerakkan kontak yang menjadi pemicu agar PMT dapat melakukan operasi open. Medan magnet pada tripping coil dihasilkan
oleh tegangan 110 DC yang berasal dari breaker analyzer.
Pada saat terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik, diharapkan PMT bekerja dengan cepat. Clearing Time sesuai dengan standart SPLN No 52-1 1983 untuk sistem dengan tegangan :
o 500 kV < 90 mili detik o 275 kV < 100 mili detik o 150 kV < 120 mili detik o 70 kV < 150 mili detik
Berikut adalah hasil pengujian keserempakan PMT Gi Ungaran 150 kV Bay Tambak Lorok I :
Tabel 3. Hasil Pengujian Keserempakan PMT bay Tambak Lorok I
Dari tabel 3 dapat dilihat bahwa
hasil pengujian keserempakan PMT GI
Ungaran bay Tambak Lorok I bernilai
kurang dari 1 s, sehingga sudah sesuai
dengan standar yang ditentukan oleh PLN.
Jadi PMT tersebut masih layak untuk
beroperasi
4.2 Tahanan pentanahan
Peralatan ataupun titik netral sistem
tenaga listrik yang dihubungkan ke tanah
dengan suatu pentanahan yang ada di
Gardu Induk dimana sistem pentanahan
tersebut dibuat di dalam tanah dengan
struktur bentuk mesh. Nilai tahanan
Pentanahan di Gardu Induk bervariasi
besarnya nilai tahanan tanah dapat
ditentukan oleh kondisi tanah itu sendiri,
misalnya tanah kering tanah cadas, kapur,
dsb tahananan tanahnya cukup tinggi
nilainya jika dibanding dengan kondisi
tanah yang basah. Semakin kecil nilai
pentanahannya maka akan semakin baik.
Pengukuran tahanan pentanahan
pada peralatan pemutus tenaga ( PMT )
yang diukur adalah sistem tahanan
pentanahannya dengan cara ground yang
terdapat pada pemutus tenaga dihungkan
ke tanah dengan jarak sekitar 5 m. Satuan
yang dipakai dalam pengukuran tahanan
pentanahan adalah ohm ( Ω ).
Tabel 4. Hasil Pengujian Tahanan Pentanahan PMT bay Tambak Lorok I
Dari tabel 4 dapat dilihat bahwa
hasil pengujian tahanan pentanahan PMT
GI Ungaran bay Tambak Lorok I sudah
sesuai dengan standar yang ditentukan
oleh PLN yaitu kurang dari 1 Ω. Jadi PMT
tersebut masih layak untuk beroperasi.
V. PENUTUP
5.1
Kesimpulan
1. Pada saat pemeliharaan sebelum
melaksanakan
pengujian
PMT,
pemasangan
grounding
tambahan
pada PMT sangat penting untuk
menetralkan tegangan induksi yang
masih tersisa. Hal ini bertujuan agar
mendapatkan hasil yang akurat saat
melakukan pengukuran
2. Sebelum
melakukan
pengukuran
tahanan
isolasi
perlu
dilakukan
pembersihan untuk menghilangkan
debu yang menempel pada isolator,
karena debu dapat bersifat sebagai
konduktor.
3. Hasil pengukuran tahanan isolasi PMT
bay Tambak Lorok I sudah sesuai
dengan standar yang ditentukan oleh
PLN karena dari hasil pengukuran di
semua fasa bernilai kurang dari 1MΩ
sehingga PMT tersebut masih layak
untuk beroperasi.
4. Hasil pengukuran nilai tahanan kontak
PMT bay Tambak Lorok I kurang dari
100 μΩ, sehingga sudah sesuai dengan
standar yang ditentukan oleh PLN
sehingga PMT tersebut masih layak
untuk beroperasi.
5. Hasil pengujian keserempakan PMT
GI Ungaran bay Tambak Lorok I
bernilai kurang dari 1 s, sehingga
sudah sesuai dengan standar yang
ditentukan oleh PLN. Oleh karena itu
PMT tersebut masih layak untuk
beroperasi.
6. Hasil pengujian tahanan pentanahan
PMT GI Ungaran bay Tambak Lorok
I sudah sesuai dengan standar yang
ditentukan oleh PLN yaitu kurang dari
1 Ω. Jadi PMT tersebut masih layak
untuk beroperasi.
5.2
