i
PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB
Laporan akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro
Program Studi Teknik Listrik
Oleh:
DENSYAF DWIPA 0612 3031 1550
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ii
PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB
Oleh: Densyaf Dwipa 0612 3031 1550 Menyetujui, Palembang, Juli 2015 Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Markori, M.T. Carlos R. S., S.T, M.T. NIP. 19581212 199203 1 003 NIP. 19640301 198903 1 003
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Teknik Elektro Teknik Listrik
Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19621207 199103 1 001 NIP. 19651001 199003 1 006
iii
MOTTO :
“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik
bagimu, dan boleh jadi (pula) kamu menyukai sesuatu,
padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui, sedang
kamu tidak mengetahui”
(QS. Al Baqarah : 216)
“ Kehidupan itu ibarat mengendarai sepeda, untuk
menjaga keseimbangan kau harus tetap bergerak”
~ Albert Einstein
Kupersembahkan Kepada :
Ibu dan Ayahku tercinta
Saudara-saudaraku, yang selalu memberikan motivasi dan
semangat
Bapak dan Ibu Dosen Politeknik Negeri Sriwijaya
Teman-teman seperjuangan 6 ELC 2015 yang telah memberi
semangat
Seluruh sahabat yang telah membantuku menggapai cita-cita
Almamaterku, Politeknik Negeri Sriwijaya
iv ABSTRAK
PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB
(2015 : xiii + 79 + Daftar Pustaka + Lampiran)
Densyaf Dwipa 0613 3031 1550 Teknik Elektro
Program Studi Teknik Listrik
Gangguan sementara jika tidak dapat hilang dengan sendirinya, maka dapat berubah menjadi gangguan permanen dan mengganggu kontinunitas penyaluran energi listrik ke pelanggan. Salah satu cara mengatasinya adalah dengan pemasangan recloser. Recloser akan memisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan tersebut akan dianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuai penyetelannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis. Apabila gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka atau menutup balik sebanyak setting waktu interval yang telah ditentukan kemudian recloser akan membuka tetap (lock out). Penyetelan recloser meliputi penyetelan rele arus lebih dan rele gangguan tanah pada recloser yang meliputi penyetelan arus dan waktu. Penyetelan arus pada rele arus lebih dalam penyetelan arusnya diambil arus gangguan 3 fasa terbesar dan rele gangguan tanah
diperhatikan arus setting dalam penyetelan diambil arus gangguan 1 fasa ke tanah terkecil serta harus disesuaikan dengan penyelidikan yang dilakukan melalui studi kasus dan data berupa data penyulang, impedansi, data beban yang terdapat di PT PLN (Persero). Arus penyetelan rele arus lebih pada recloser Gatotkaca, Krisna, dan Pandu secara berturut-turut adalah sebesar 0,17 A; 0,22 A; dan 0,21 A. Arus penyetelan rele gangguan tanah pada recloser Gatotkaca, Krisna, dan Pandu secara berturut-turut adalah sebesar 0,17 A; 0,22 A; dan 0,21 A. Penyetelan waktu atau TMS rele arus lebih yang didapat pada recloser Gatotkaca, Kresna, Pandu secara berturut-turut adalah 0,17; 0,12; 0,16. Penyetelan waktu atau TMS rele gangguan tanah yang didapat pada recloser Gatotkaca, Kresna, Pandu secara berturut-turut adalah 0,12; 0,11; 0,11. Setting waktu interval atau dead time (DT) baik itu DT 1, DT 2, DT 3 pada recloser adalah selama 5 detik dengan waktu reset/ block time (BT) selama 30 detik. Ketika PMT membuka kontaknya dan mengunci (lock out) pada recloser yang menandakan bahwa gangguan yang terjadi bersifat permanen atau gangguan sementara yang terjadi tidak dapat hilang dengan sendirinya sehingga menjadi gangguan permanen.
v ABSTRACT
THE PROTECTION OF TEMPORARY FAULT IN FEEDER AT TALANG KELAPA SUBSTATION PT PLN (PERSERO) WS2JB
(2015 : xiii + 79 + Index + Appendix)
Densyaf Dwipa 0611 3031 1550
Electrical Engineering
If temporary fault can not disappear by itself, it can turn into a permanent fault and interfere continuity distribution of electrical energy to customers. One way to solve the problem is by installing recloser. Recloser will separate areas are momentary interruption until the interference will be considered lost, thus recloser will reenter the appropriate tuning so that the network will be automatically reactivated. If the fault is permanent, then after the reopening or reclosing as many as setting of time interval and then recloser will lock out. The setting of recloser include setting of over current relay and ground fault relay on recloser which includes the setting of current and time. Current setting of over current relay in the adjustment of the current is taken from current of three-phase fault and current setting on ground fault relay is taken from the smallest of 1 phase-ground fault current and must be adapted to the investigation conducted through case studies and data in the types of feeders, impedance, load of feeders in PT PLN (Persero). Current adjustment of over current relays on recloser Gatotkaca, Krisna, and Pandu respectively is equal to 0.17 A; 0.22 A; and 0.21 A. Current setting of ground fault relay on Recloser of Gatotkaca, Krisna, and Pandu is equal to 0.17 A; 0.22 A; and 0.21 A. Setup time or TMS overcurrent relays Recloser obtained on Ghatotkacha, Krishna, respectively Pandu is equal to 0.17; 0.12; 0.16. Time setting or TMS of ground fault relay obtained on recloser Gatotkaca, Krisna, respectively Pandu is 0.12; 0.11; 0.11. The setting of interval time, or dead time (DT) both DT 1, DT 2, DT 3 on recloser is for 5 seconds with a reset time / block time (BT) for 30 seconds. When PMT open its contact as many as setting of reclosing and PMT will lock (lock out) at recloser indicating that the fault is permanent or temporary fault occurred can not disappear by itself so that it becomes a permanent fault.
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul “Proteksi Gangguan Sementara pada Penyulang di Gardu Induk Talang Kelapa PT PLN (Persero) WS2JB”.
Laporan akhir disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penyusunan Laporan Akhir ini penulis banyak mendapat saran, dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan dari berbagai pihak yang merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara materi, namun dapat membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman dan pengetahuan tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis. Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Markori, M.T., selaku Dosen Pembimbing I.
2. Bapak Carlos R. Sitompul, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II. Yang telah memberikan bimbingan pengarahan dan nasihatnya 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. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak RD. Kusumato, S.T., M.M., selaku Direktur 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.
vii
WS2JB yang telah membantu dalam pengumpulan data.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun materinya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat dan berguna bagi kita semua.
Palembang, Juli 2015
viii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ... i LEMBAR PENGESAHAN ... ii MOTTO ... iii ABSTRAK ... iv ABSTRACT ... v KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan dan Manfaat ... 2
1.3.1 Tujuan ... 2
1.3.2 Manfaat ... 3
1.4 Batasan Masalah... 3
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ... 5
2.2 Bentuk – Bentuk Saluran Distribusi ... 6
2.2.1 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Konstruksi Konduktornya6 2.2.2 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Tempat Peletakannya ... 7
2.2.3 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Peletakannya .... 8
2.2.4 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Rangkaiannya ... 9
2.3 Gangguan pada Sistem Distribusi Tenaga Listrik ... 13
2.3.1 Penyebab Gangguan ... 14
2.3.2 Jenis-Jenis Gangguan ... 15
2.4 Macam-Macam Gangguan Berdasarkan Jenis Gangguannya ... 16
2.4.1 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ... 16
2.4.2 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ... 17
2.4.3 Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah ... 18
2.5 Macam Gangguan Berdasarkan Lamanya Gangguan ... 19
2.5.1 Gangguan Permanen ... 19
2.5.2 Gangguan Sementara atau Temporer ... 19
2.6 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat ... 20
2.6.1 Komponen Simetris ... 20
ix
2.6.2 Menghitung Impedansi Sumber ... 22
2.6.3 Menghitung Reaktansi Trafo ... 23
2.6.4 Menghitung Reaktansi Impedansi Penyulang ... 23
2.6.5 Menghitung Impedansi Ekuivalen Jaringan ... 23
2.7 Syarat-syarat Sistem Proteksi ... 26
2.8 Peralatan Proteksi pada Jaringan Tegangan Menengah ... 27
2.8.1 Pemutus Tenaga (PMT) ... 27
2.8.2 Fuse Cut Out (FCO) ... 27
2.8.3 Rele Pengaman ... 28
2.9 Recloser/ Penutup Balik Otomatis (PBO) ... 33
2.9.1 Prinsip Kerja Recloser... 34
2.9.2 Klasifikasi Recloser ... 37
2.9.3 Penyetelan Recloser ... 37
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Peralatan yang Digunakan ... 40
3.2 Bahan yang Digunakan ... 41
3.3 Prosedur ... 42
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil ... 45
4.1.1 Menghitung Impedansi Sumber ... 46
4.1.2 Menghitung Reaktansi Trafo ... 46
4.1.3 Menghitung Impedansi Penyulang Gatotkaca ... 47
4.1.4 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Gatotkaca – Ujung ... 49
4.1.5 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (Isc) Recloser Gatotkaca - Ujung... 51
4.1.6 Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Gatotkaca ... 52
4.1.7 Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Gatotkaca ... 52
4.1.8 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Gatotkaca ... 53
4.1.9 Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Gatotkaca ... 54
4.1.10 Menghitung Impedansi Penyulang Krisna ... 55
4.1.11 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Krisna – Ujung ... 58
4.1.12 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (Isc) Recloser Krisna - Ujung ... 59
4.1.13 Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna ... 60
4.1.14 Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Krisna ... 61
4.1.15 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna ... 61
4.1.16 Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Krisna ... 62
x
4.1.18 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Pandu – Ujung ... 66 4.1.19 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (Isc) Recloser
Pandu – Ujung ... 67 4.1.20 Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Pandu ... 68 4.1.21 Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Pandu ... 69 4.1.22 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser
Pandu ... 69 4.1.23 Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser
Pandu ... 71 4.1.24 Setting Interval Waktu Recloser ... 72
4.2 Pembahasan ... 72 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 78 5.2 Saran ... 79 DAFTAR PUSTAKA
xi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Karakteristik Urutan Nol dari Variasi Elemen pada Sistem Tenaga
Listrik ... 22
Tabel 4.1 Data Penghantar Penyulang Gatotkaca ... 47
Tabel 4.2 Data Z1eq/ Z2eq Recloser Gatotkaca-Ujung ... 50
Tabel 4.3 Data Z0eq Recloser Gatotkaca-Ujung ... 50
Tabel 4.4 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Gatotkaca- Ujung Jaringan ... 53
Tabel 4.5 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Recloser Gatotkaca-Ujung Jaringan ... 54
Tabel 4.6 Data Penghantar Penyulang Krisna... 55
Tabel 4.7 Data Z1eq/ Z2eq Recloser Krisna-Ujung ... 58
Tabel 4.8 Data Z0eq recloser Krisna-Ujung ... 59
Tabel 4.9 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Krisna- Ujung Jaringan ... 62
Tabel 4.10 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Recloser Krisna – Ujung ... 63
Tabel 4.11 Data Penghantar Penyulang Pandu ... 64
Tabel 4.12 Data Z1eq/ Z2eq Recloser Pandu-Ujung ... 66
Tabel 4.13 Data Z0eq recloser Pandu-Ujung ... 67
Tabel 4.14 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Pandu- Ujung Jaringan ... 70
Tabel 4.15 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Recloser Pandu – Ujung ... 71
Tabel 4.16 Setting Interval Recloser pada Gangguan 3 Fasa ... 72
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik ... 5
Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Listrik... 9
Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Radial ... 11
Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan Loop ... 11
Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Spindel ... 12
Gambar 2.6 Konfigurasi Jaringan Cluster ... 13
Gambar 2.7 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ... 16
Gambar 2.8 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ... 17
Gambar 2.9 Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah ... 18
Gambar 2.10 Fuse Cut Out ... 28
Gambar 2.11 Rangkaian Kerja Rele... 28
Gambar 2.12 Rele Arus Lebih ... 29
Gambar 2.13 Karakteristik Rele Waktu Seketika (Instantaneous Relay) ... 30
Gambar 2.14 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu ... 30
Gambar 2.15 Karakteistik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik ... 31
Gambar 2.16 Ground Fault Relay ... 32
Gambar 2.17 Recloser ... 33
Gambar 2.18 Single Line Diagram Recloser ... 35
Gambar 2.19 Proses Kerja Recloser Saat Gangguan Menghilang ... 36
Gambar 2.20 Proses Kerja Recloser Saat Gangguan Permanen ... 36
Gambar 4.1 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih Pada Recloser Gatotkaca Terhadap Arus Gangguan ... 54
Gambar 4.2 Grafik Waktu Operasi Rele Gangguan Tanah Pada Recloser Gatotkaca Terhadap Arus Gangguan ... 55
Gambar 4.3 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna Terhadap Arus Gangguan ... 62
Gambar 4.4 Grafik Waktu Operasi Rele Gangguan Tanah pada Recloser Krisna Terhadap Arus Gangguan ... 63
Gambar 4.5 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih Pada Recloser Pandu Terhadap Arus Gangguan ... 70
Gambar 4.6 Grafik Waktu Operasi Rele Gamgguan Tanah pada Recloser Pandu Terhadap Arus Gangguan ... 71
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
