ANALISA PENGGUNAAN RELE DIFFERENSIAL SEBAGAI PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA I 30 MVA DI GARDU INDUK BOOM BARU
PT. PLN (PERSERO)
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
FERLINO FRIADI 0612 3031 0869
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ANALISA PENGGUNAAN RELE DIFFERENSIAL SEBAGAI PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA I 30 MVA DI GARDU INDUK BOOM BARU
PT. PLN (PERSERO)
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
FERLINO FRIADI 0612 3031 0869
Palembang, Juli 2015
Menyetujui,
Pembimbing I, Pembimbing II,
(Herman Yani, S.T., M.Eng.) (Ir. Muhammad Yunus, M.T.)
NIP. 19651001 199003 1 006 NIP. 19570228 198811 1 001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Teknik Elektro Teknik Listrik
Motto :
Hadapilah masalah sesulit apapun dengan sabar dan senyum,
karena dengan sabar membuatmu tenang dan dengan senyum
membuat masalah terasa ringan.
Emasmu adalah agamamu, perhiasanmu adalah budi
pekertimu dan hartamu adalah sopan santun mu.
Kegemilangan kita bukanlah karena tidak pernah gagal, tetapi
karena bangkit kembali setiap gagal. (Abraham Lincoln)
Lupakan segala kebaikan-kebaikan yang telah kita perbuat hari
ini, namun ulangi lagi sebaik-baiknya untuk masa yang akan
datang.
(Krisna Murti)
Kupersembahkan Kepada :
Kedua orang tuaku tercinta
Ayuk & kakakku tersayang
Seluruh keluarga besarku
Teman-teman Seperjuagan
Teknik Listrik (2012-2015)
Si “Goldy” yang selalu
menemani dan mengantar
kemanapun aku pergi…
ABSTRAK
ANALISA PENGGUNAAN RELE DIFFERENSIAL SEBAGAI PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA I 30 MVA DI GARDU INDUK BOOM BARU PT. PLN (PERSERO)
(2015 : 73 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Daftar Lampiran )
FERLINO FRIADI 0612 3031 0869
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
ferlino.friadi@yahoo.com
Dalam sistem tenaga listrik, sistem proteksi merupakan komponen penting untuk menjaga kelangsungan dan keandalan penyaluran energi listrik. Sistem proteksi berfungsi untuk melindungi peralatan dari kerusakan pada saat terjadinya gangguan serta melokalisir gangguan agar tidak meluas. Dalam hal ini sistem proteksi yang digunakan adalah proteksi rele differensial pada transformator 30 MVA di gardu induk boom baru. Cara kerja rele differensial ini adalah dengan cara membuat aruss setting lebih besar dari arus differensial karena rele ini termasuk rele persentase differensial. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan besarnya arus differensial adalah 0,21 A dan arus setting adalah 1,3 A. Dengan demikian Isetting > Id, sehingga rele tidak akan bekerja dan sistem dalam keadaan normal. Dengan adanyaa peralatan proteksi ini diharapkan kita dapat mewujudkan sistem tenaga listrik yang lebih terjamin dalam hal keamanan dan kehandalan sehingga tidak membahayakan manusia dan lingkunganya, serta memperkecil resiko kerusakan pada alat-alat yang memiliki peranan penting dalam transmisi tenaga listrik.
ABSTRACT
DIFFERENTIAL RELAY APPLICATION ANALYSIS AS 30 MVA
POWER TRANSFORMER I PROTECTION AT BOOM BARU
SUBSTATION PT. PLN (PERSERO)
(2015 : 73 Pages + List Images + List Table + List of Attachment )
FERLINO FRIADI 0612 3031 0869
ELECTRICAL ENGGINEERING DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
STATE POLYTECHNIC OF SRIWIJAYA
ferlino.friadi@yahoo.com
In power system, the protection system is an important somponent to
maintain the continuly and reliability of electricity distribution. Protection system
serves to protect the equipment from damage in the event of interference as well
as to avoid widespread disruption to localize. In this case the protection system
used is the differential protection relay in 30 MVA power transformers at
substations boom baru. The workings of the differential relay is a way to make the
current setting is graeter than the differential current relay because it includes the
percentage differential relay. Based on the results of the calculations heve been
done magnitude of the differential current is 0,21 A and stting current is 1,3 A. So
Isetting > Id, so that relay will not work and the system is in normal state. With
this tool, we can realize the expected power system more secure in terms of
security and reliability that do not harm humans and the environment, as well as
minimize the risk of damage to electrical transmission.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkat, rahmat dan karunia-nya laporan akhir ini dapat diselesaikan dengan waktu yang telah ditentukan. Shalawat dan salam penulis limpahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW yang merupakan suri tauladan bagi seluruh umat. Serta terima kasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada Orang tua dan keluarga besar penulis yang telah membantu baik secara moril maupun materil selama menyelesaikan Laporan Akhir ini.
Laporan akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program diploma III di jurusan teknik elektro program studi teknik listrik politeknik negeri sriwijaya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis sehingga laporan akhir ini dapat diselesaikan, yaitu kepada:
1. Bapak RD. Kusumanto, 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, ST., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya dan Dosen Pembimbing I.
5. Bapak Ir. Muhammad Yunus, M.T., selaku Dosen Pembimbing II.
6. Staf-staf Pengajar Teori, Laboratorium dan Bengkel Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
7. Para Pegawai dan Staf PT. PLN (Persero) Gardu Induk Boom Baru 8. Teman-teman Mahasiswa Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.
penulis. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun guna kebaikan bersama dimasa yang akan datang.
Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua, terutama bagi rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang, Juni 2015
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
1.4 Pembatasan Masalah ... 3
1.5 Metodelogi Penulisan ... 3
1.6 Sistematika penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Transformator ... 6
2.1.2 Prinsip-prinsip dasar transformator ... 7
2.1.3 Bagian-bagian transformator ... 8
2.2 Gangguan Pada Transformator ... 15
2.2.2 Gangguan tahap awal ... 16
2.2.2 Gangguan di luar daerah pengamannya ... 16
2.2.3 Gangguan di dalam daerah pengamannya ... 17
2.3 Upaya Mengatasi Gangguan ... 17
2.4 Dasar-dasar Sistem Proteksi ... 18
2.4.1 Perangkat sistem proteksi ... 19
2.5 Rele Proteksi ... 20
2.5.1 Fungsi rele proeksi ... 23
2.5.2 Klasifikasi rele proteksi ... 24
2.5.3 Prinsip kerja rele proteksi ... 25
2.6 Proteksi Transformator ... 26
2.7 Rele Differensial ... 27
2.7.1 Prinsip kerja rele differensial ... 29
2.7.2 Fungsi rele differensial ... 32
2.7.3 Karakteristik rele differensial ... 32
2.7.4 Pemasangan rele differensial ... 33
2.7.5 Arus nominal primer dan sekunder ... 33
2.7.6 Setting kerja rele differensial ... 34
2.7.7 Menentukan persentase rele ... 35
2.8 Transformator Arus ... 35
2.8.1 Karakteristik trafo arus ... 37
2.8.2 Rasio trafo arus ... 37
2.9 Pemutus Tenaga ... 38
2.10.1 Macam-macam gangguan ... 41
2.10.2 Gangguan tegangan lebih ... 42
2.10.3 Gangguan hubung singkat ... 43
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Sistem Kelistrikan Gardu Induk Boom Baru ... 48
3.1.1 Diagram single line gardu induk boom baru ... 50
3.2 Alat dan Bahan Yang Digunakan ... 51
3.3 Data-data Yang Diperoleh ... 52
3.3.1 Transformator daya ... 52
3.3.2 Pemutus tenaga (PMT) ... 53
3.3.3 Transformator arus (CT) ... 56
3.3.3 Rele differensial ... 57
3.4 Prosedur Perhitungan ... 58
3.5 Diagram Blok Perhitungan ... 59
3.6 Flowchart Penyusunan Laporan Akhir ... 60
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Kerja Rele Differensial MBCH12 ... 61
4.2 Menghitung Rasio Transformator Arus (CT) ... 61
4.3 Perhitungan Setting Kerja Rele Differensial MBCH12 ` ... 62
4.3.1 Menghitung arus nominal primer dan sekunder ... 62
4.3.2 Menghitung nilai arus differensial (Id) dan arus restrain (Ir) pada rele differensial ... 63
4.3.3 Menghitung arus setting rele differensial (Isetting)... 65
4.3.4 Menentukan persentase rele ... 67
4.5 Tabel Hasil Perhitungan ... 71 4.6 Analisa Pembahasan ... 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 73 5.2 Saran ... 74
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Prinsip Kerja Transformator ... 8
2.2 Inti Besi Transformator ... 8
2.3 Kumparan Transformator ... 9
2.4 Bushing Transformator ... 9
2.5 Konservator ... 10
2.6 Silica Gel ... 10
2.7 Minyak Isolasi Transformator ... 12
2.8 Tembaga Yang Dilapisi Kertas Isolasi ... 12
2.9 OLTC Pada Transformator ... 14
2.10 NGR Pada Transformator ... 15
2.11 Blok Diagram Rele Proteksi ... 20
2.12 Prinsip Kerja Rele Proteksi ... 26
2.13 Bagan Satu Garis Proteksi Transformator... 27
2.14 Rele Differensial ... 28
2.15 Prinsip Kerja Rele Differensial Pada Transformator Daya ... 29
2.16 Prinsip Kerja Rele Differensial Pada Keadaan Normal ... 30
2.17 Gangguan Diluar Daerah Proteksi ... 31
2.18 Gangguan Didalam Daerah Proteksi ... 31
2.19 Karakteristik Rele Differensial ... 33
2.20 Transformator Arus (CT) ... 36
2.21 Karakteristik Trafo Arus (CT) Pada Rele Differensial ... 37
2.22 Pemutus Tenaga (PMT) ... 39
2.23 Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah ... 45
2.25 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa... 46
3.1 Gardu Induk (GI) Boom Baru Palembang ... 48
3.2 Skema Sistem Proteksi Transformator ... 49
3.3 Diagram Single Line Gardu Induk (GI) Boom Baru Palembang ... 52
3.4 Transformator I di Gardu Induk Boom Baru ... 52
3.5 Pemutus Tenaga (PMT) di Gardu Induk Boom Baru ... 54
3.6 Transformator Arus di Gardu Induk Boom Baru ... 56
3.7 Rele Differensial di Gardu Induk Boom Baru ... 57
3.8 Diagram Blok Perhitungan ... 59
3.9 Flowchart Penyusunan Laporan Akhir... 60
4.1 Grafik Pengaruh Fungsi Slope Terhadap Arus Setting ... 66
4.2 Transformator Dalam Keadaan Normal dan Rele Tidak Bekerja ... 67
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tampilan Program Perhitungan Pada MATLAB Lampiran 2. Lembar Kesepakatan Bimbingan Pembimbing 1 Lampiran 3. Lembar Kesepakatan Bimbingan Pembimbing 2 Lampiran 4. Lembar Konsultasi Bimbingan Pembimbing 1 Lampiran 5. Lembar Konsultasi Bimbingan Pembimbing 2 Lampiran 6. Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir (LA)
Lampiran 7. Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir (LA) Lampiran 8. Single Line Diagram Gardu Induk Boom Baru
Lampiran 9. Surat Persetujuan Pengambilan Data di Gardu Induk Boom Baru Lampiran 10. Data Sistem Proteksi Gardu Induk Boom Baru
