INSTALASI TEGANGAN MENENGAH

(1)

INSTALASI TEGANGAN MENENGAH INSTALASI TEGANGAN MENENGAH

INDUSTRI SEMEN INDUSTRI SEMEN

yang dibina oleh bapak Anang yang dibina oleh bapak Anang

Oleh : Oleh : Satria Heldin Arrad .P.

Satria Heldin Arrad .P. (1541150086)(1541150086)

POLITEKNIK NEGERI MALANG POLITEKNIK NEGERI MALANG

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI D4 SISTEM

PROGRAM STUDI D4 SISTEM KELISTRIKAKELISTRIKANN 2017

(2)

Pemilihan Genset

A.

A. Daya GensetDaya Genset

Daya yang dipilih pada trafo adalah 1600 kVA, maka kita juga harus memilih Daya yang dipilih pada trafo adalah 1600 kVA, maka kita juga harus memilih genset yg standby dengan daya yang sama agar bisa memenuhi suplay yang

genset yg standby dengan daya yang sama agar bisa memenuhi suplay yang diinginkan apabila PLN terjadi gangguan atau ketidaknormalan ( abnormal ) pada diinginkan apabila PLN terjadi gangguan atau ketidaknormalan ( abnormal ) pada trafo.

trafo. 

 Daya yang digunakan Genset :Daya yang digunakan Genset : 

 Kapasitas Kapasitas Daya Daya = = Fk Fk × × Beban Beban Total Total Terpasang Terpasang × × 121%121% = 0,8 × 1650 × 121%

= 0,8 × 1650 × 121% =

= 1. 1. 597,2 k597,2 kVAVA



 Sehingga dipilih genset dengan merk Sehingga dipilih genset dengan merk Caterpilar dengan daya sebesarCaterpilar dengan daya sebesar 1000 kVA

1000 kVA

B.

B. Kabel Genset ke MDPKabel Genset ke MDP

  In =In = 1000 × 10 1000 × 10 √ √ 3 × 4003 × 400

=

1443,4 A1443,4 A   KHA KHA = = 125% 125% × × 1443,4 1443,4 AA = 1804 A = 1804 A

Karena dipasaran tidak ada kabel yang KHA nya sampai 1804 A, maka jumlah Karena dipasaran tidak ada kabel yang KHA nya sampai 1804 A, maka jumlah kabel ditambah dengan luar penampang yang dipilih

kabel ditambah dengan luar penampang yang dipilih Dipilih

Dipilih Kabel Kabel NYY NYY ( 1 ( 1 × × 150 mm150 mm22_{) dengan KHA 430 A}_{) dengan KHA 430 A di udara dengan suhu}_{di udara dengan suhu}

30

3000_{C tegangan pengenal 0,6}_{C tegangan pengenal 0,6 / 1 ( 1,2}_{/ 1 ( 1,2 kV ) kabel merk Supreme}_{kV ) kabel merk Supreme}



 Jumlah KabelJumlah Kabel

∈ ∈ ₌₌ 18041804 430 430

=

4,1 A -> 4 Kabel4,1 A -> 4 Kabel 

 Jumlah kabel 4 buah per fasaJumlah kabel 4 buah per fasa 

 Faktor penempatan = 0,94Faktor penempatan = 0,94 

 Faktor suhuFaktor suhu

Variation in air temperature 35 Variation in air temperature 3500_C_C

XPLE Insulation 0,96 XPLE Insulation 0,96

(3)

Pemilihan Genset

A.

A. Daya GensetDaya Genset

Daya yang dipilih pada trafo adalah 1600 kVA, maka kita juga harus memilih Daya yang dipilih pada trafo adalah 1600 kVA, maka kita juga harus memilih genset yg standby dengan daya yang sama agar bisa memenuhi suplay yang

genset yg standby dengan daya yang sama agar bisa memenuhi suplay yang diinginkan apabila PLN terjadi gangguan atau ketidaknormalan ( abnormal ) pada diinginkan apabila PLN terjadi gangguan atau ketidaknormalan ( abnormal ) pada trafo.

trafo. 

 Daya yang digunakan Genset :Daya yang digunakan Genset : 

 Kapasitas Kapasitas Daya Daya = = Fk Fk × × Beban Beban Total Total Terpasang Terpasang × × 121%121% = 0,8 × 1650 × 121%

= 0,8 × 1650 × 121% =

= 1. 1. 597,2 k597,2 kVAVA



 Sehingga dipilih genset dengan merk Sehingga dipilih genset dengan merk Caterpilar dengan daya sebesarCaterpilar dengan daya sebesar 1000 kVA

1000 kVA

B.

B. Kabel Genset ke MDPKabel Genset ke MDP

  In =In = 1000 × 10 1000 × 10 √ √ 3 × 4003 × 400

=

1443,4 A1443,4 A   KHA KHA = = 125% 125% × × 1443,4 1443,4 AA = 1804 A = 1804 A

Karena dipasaran tidak ada kabel yang KHA nya sampai 1804 A, maka jumlah Karena dipasaran tidak ada kabel yang KHA nya sampai 1804 A, maka jumlah kabel ditambah dengan luar penampang yang dipilih

kabel ditambah dengan luar penampang yang dipilih Dipilih

Dipilih Kabel Kabel NYY NYY ( 1 ( 1 × × 150 mm150 mm22_{) dengan KHA 430 A}_{) dengan KHA 430 A di udara dengan suhu}_{di udara dengan suhu}

30

3000_{C tegangan pengenal 0,6}_{C tegangan pengenal 0,6 / 1 ( 1,2}_{/ 1 ( 1,2 kV ) kabel merk Supreme}_{kV ) kabel merk Supreme}



 Jumlah KabelJumlah Kabel

∈ ∈ ₌₌ 18041804 430 430

=

4,1 A -> 4 Kabel4,1 A -> 4 Kabel 

 Jumlah kabel 4 buah per fasaJumlah kabel 4 buah per fasa 

 Faktor penempatan = 0,94Faktor penempatan = 0,94 

 Faktor suhuFaktor suhu

Variation in air temperature 35 Variation in air temperature 3500_C_C

XPLE Insulation 0,96 XPLE Insulation 0,96

(4)



 KHA KHA = = 6 6 × × 430 430 × × 0,94 0,94 × × 0,960,96 = 2328 A

= 2328 A



 Jadi kabel perfasJadi kabel perfasa a 6 (1 × 6 (1 × 150 mm150 mm22_{) merk supreme}_{) merk supreme}

kabel netral

kabel netral 3 (1 3 (1 × 150 × 150 mmmm22_{) merk supreme}_{) merk supreme}

kabel perfasa

kabel perfasa 3 (1 × 3 (1 × 150 mm150 mm22_{) merk supreme}_{) merk supreme}

kabel merk supreme NYY 1 × 240 mm kabel merk supreme NYY 1 × 240 mm22

  BusbarBusbar In In = = 1443,4 1443,4 AA KHA KHA = = 1804 1804 AA

Dari Katalog isoflexx dipilih busbar 3 × 2 × 1

Dari Katalog isoflexx dipilih busbar 3 × 2 × 1 (96 mm(96 mm22₎₎

∈ ∈_busbar_{busbar =}₌ 18041804 477 477

=

3,7 A -> 4 Batang3,7 A -> 4 Batang 

 KHA 477 A dengan suhu 35KHA 477 A dengan suhu 3500 C / 85 C / 8500 C C 

 KHA KHA = = 477 477 × × 44 = 1908 A = 1908 A 

 Jadi busbar perfasa 4 (3 × 32 × Jadi busbar perfasa 4 (3 × 32 × 1) mm1) mm22

Busbar netral

Busbar netral 2 (3 × 32 2 (3 × 32 × 1) mm× 1) mm22

Busbar PE /

Busbar PE / BC BC 2 (3 × 2 (3 × 32 × 1)32 × 1)

C.

C. Data Data Genset Genset CATERPILAR CATERPILAR C32C32 

 Power Power rating rating @ @ 0,8 0,8 PF PF = = 1000 1000 kVAkVA   Frekuensi Frekuensi = = 50 50 HzHz   Rpm Rpm = = 1500 1500 rpmrpm   Tegangan Tegangan = = 400 400 VV D.

D. Pemilihan ATSPemilihan ATS

Pemilihan ATS digunakan sebagai saklar otomatis pada saat PLN

Pemilihan ATS digunakan sebagai saklar otomatis pada saat PLN terjaditerjadi gangguan, karena itu ATS harus bisa memutuskan dan

gangguan, karena itu ATS harus bisa memutuskan dan menghubungkan denganmenghubungkan dengan kondisi berbeban kemampuan ATS minimal sama dengan

kondisi berbeban kemampuan ATS minimal sama dengan arus nominal beban.arus nominal beban. Dari data diatas :

Dari data diatas : 

 Merk Merk = = CATERPILARCATERPILAR 

(5)



 Ampere Ampere Rating Rating = = 1600 1600 AA   Poles Poles = = 33   Tinggi Tinggi = = 229229   Berat Berat = = 188188   Depth Depth = = 152152 

 Refence Refence figure figure = = CC 

 NEMA NEMA 1 1 = = 848 848 C C 18701870 

 Application Application Rating Rating = = 1-71-7

PERHITUNGAN CELAH VENTILASI PADA TRAFO

Dalam kerjanya transformator tidak lepas dari kerugian salah satunya adalah Dalam kerjanya transformator tidak lepas dari kerugian salah satunya adalah panas, panas yang berlebihan pada trafo dapat mengakibatkan hal

panas, panas yang berlebihan pada trafo dapat mengakibatkan hal – – hal yang tidak hal yang tidak diinginkan antara lain:

diinginkan antara lain:



 Drop teganganDrop tegangan 

 Pemanasan pada minyak trafo yang berlebih, sehingga menyebabkan turunnyaPemanasan pada minyak trafo yang berlebih, sehingga menyebabkan turunnya kualitas minyak trafo yang dapat mengakibatkan tegangan tembus minyak trafo kualitas minyak trafo yang dapat mengakibatkan tegangan tembus minyak trafo turun.

turun.

Untuk itu kita diharuskan memperhitungkan seberapa besar celah ventilasi Untuk itu kita diharuskan memperhitungkan seberapa besar celah ventilasi yang dibutuhkan agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik.

yang dibutuhkan agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik.

Celah ventilasi pada trafo dihitung pada saat load losses pada suhu 75 Celah ventilasi pada trafo dihitung pada saat load losses pada suhu 75 oo_C_C

dengan losses sebesar 5000 Watt = 5 kW hal tersebut dapat dilihat pada data trafo. dengan losses sebesar 5000 Watt = 5 kW hal tersebut dapat dilihat pada data trafo.

Data lain yang diketahui adalah sebagai berikut: Data lain yang diketahui adalah sebagai berikut: 

 Temperatur udara masuk (tTemperatur udara masuk (t11) 20) 20ooC.C.



 Temperatur udara keluar (tTemperatur udara keluar (t22) 35) 35ooC.C.



 Koefisiensi muai udaraKoefisiensi muai udara

273 273 1 1 )) ((   

 Tinggi ruangan = 4 m.Tinggi ruangan = 4 m.

Dengan data diatas dapat memperoleh volume udara yang dibutuhkan untuk Dengan data diatas dapat memperoleh volume udara yang dibutuhkan untuk mensirkulasi panas adalah sebagai berikut:

(6)

) 1 ( ) ( 1116 860 1 1 2 t x t t Pv V    Dimana:

Pv = rugi trafo (kW) / no load losses + load losses = 4000 + 25000 = 25,4 kW. t1 = temperatur udara masuk (oC).

t2 = temperatur udara keluar (oC).

α = koefisien muai udara H = ketinggian ruangan (m) Sehingga: ) 20 . 273 1 1 ( ) 20 35 ( 1116 4 , 25 . 860    x V ) 07326 , 0 1 ( 16740 21844   x V V _{= 0,9} s m V ₀_,₉ 3

Kemampuan pemanasan udara yang mengalir disepanjang tangki trafo adalah



H v 

dimana:

H=ketinggian (m)

(7)

Koefisien tahanan aliran udara berbeda-beda tergantung pada kondisi daripada tempat diletakkannya trafo itu sendiri.

Kondisi tempat Ζ Sederhana Sedang Baik 4...6 7...9 9...10 (jaringan konsen)>20

Apabila kondisi tempat dimisalkan adalah baik maka ζ = 9. Sehingga: 9 4  v 444 , 0  v

Maka dapat kita hitung celah ventilasi sebagai berikut:

qc (penampang celah udara yang masuk) : v V qc : 444 , 0 9 , 0 m3 s : 2,027 m3

Karena udara yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi daripada udara yang masuk yang diakibatkan proses pendinginan trafo dalam ruangan sehingga

(8)

terjadi pemuaian maka ventilasi udara keluar yang dibutuhkan harus lebih besar daripada celah ventilasi udara masuk, dengan kata lain:

C A q q  Sehingga: C A q q 1,1. 027 , 2 . 1 , 1  A

q

2 229 , 2 m q_A 

Nilai perhitungan diatas adalah nilai minimum, sehingga pemakaian ventilasi udara bisa memakai ukuran yang lebih besar dari ukuran perhitungan diatas.

Menurut PUIL 2000, celah udara ventilasi yang diijinkan pada Gardu Induk adalah sebesar 20 cm2_{/kVA. Maka dari itu, perhitungan luas celah udara untuk}

ventilasi pada GI adalah sebagai berikut :

Daya 3 trafo = 1600 kVA Celah udara total = 1600 x 20 = 32000 cm2

Ruangan yang digunakan sebagai tempat peletakkan transformator, mempunyai dimensi panjang x lebar x tinggi, 7m x 10m x 5m. Celah udara ini dirancang pada dinding sisi 5m.

Celah udara seluas 32000 cm2_{ini dibagi 4 celah ventilasi, 2 celah ventilasi}

terdapat di dinding sisi bawah sebagai tempat masuknya udara, dan 2 celah ventilasi terdapat sisi atas dinding sebagai tempat keluarnya udara.

 Celah udara sisi bawah :

(9)

 Berdimensi 80 cm x 200 cm = 16000 cm2_{. 2 = 32000 cm}2

 Perancangan celah ventilasi sisi bawah ini didisain agak miring dan dipasang kassa yang terbuat dari bahan stainless steel agar benda -benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.

 Celah udara sisi atas :

 Ventilasi udara sisi atas adalah _q 22297_cm2

A  /17000 cm2.  Berdimensi 85 cm x 200 cm = 17000 cm2_{. 2 = 34000 cm}2

 Perancangan celah ventilasi sisi atas ini didisain lebih luas dari ventilasi sisi bawah karena udara yang memuai akibat pemanasan trafo memiliki volume yang lebih besar daripada udara yang masuk. Selain itu, dipasang besi-besi teralis agar benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.

Luas total ventilasi sebesar 32000 cm2_{. Celah ventilasi pada perancangan ini}

sudah memenuhi persyaratan PUIL 2000 karena luas ventilasi minimum untuk 2 transformator 2500 kVA sudah terpenuhi.

Tata letak ventilasi udara ruangan transformator pada GI bisa dilihat pada lampiran.

(10)

Detail gambar celah udara (ventilasi)

qa

(11)

PERHITUNGAN TIANG TM , CUT OUT DAN ARRESTER

A. TIANG TM

Untuk pemasangan tiang TM pada trafo distribusi dipasang pada struktur H setinggi – tingginya.

B. CUT OUT

Karakteristik utama suatu cut-out adalah sehubungan dengan kebuuhan antara waktu dan arus. Hubungan antara minimum melting dan maksimum clearing time.

 Melting time adalah interval waktu antara permulaan arus gangguan dan pembusuran awal. Interval selama dalam masa pembusuran berakhir adalah arching time.

 Clearing time adalah melting time ditambah dengan arching time. Factor-faktor dalam pemilihan fuse cut-out

 Penggunaan cut-out tergantung pada arus beban, tegangan, type system, dan arus gangguan yang mungkin terjadi.

 Keempat factor diatas ditentukan dari tiga buah rating cut-out, yaitu : arus kontinyu, tegangan dan kapasitas pemutusan.

Pemilihan rating arus kontinyu

 Rating arus kontinyu dari fuse besarnya akan sama dengan atau lebih besar arus arus beban kontinyu maksimum yang diinginkan akan ditanggung.

 Dalam menentukan arus beban dari saluran, pertimbangan arus diberikan pada kondisi normal dan kondisi arus beban lebih ( over load ).

 Pada umumnya outgoing feeder 20 kV dari GI dijatim mampu menanggung arus beban maksimum 630 A, maka arus beban sebesar 100 A.

(12)

Dalam pemilihan Cut Out,tergantung dari pemakaian trafo apakah minyak atau trafo kering , Didalam PUIL 2000 Hal.190 apabila menggunakan trafo kering In CO dikalikan 125 % ( nilai maksimal ) . Sehingga nilai maksimum dari CO diperoleh : 5 , 2 20 3 ) (    kV trafo KVA I _co 5 , 2 20 3 1600    kV kV I _co = 115.47A

Dari data diatas maka dipilih CO dengan spesifikasi berikut : Rating Arus : 115.47 A

Rating Tegangan : 20 kV

Untuk lebih jelasnya lihat lampiran

C. ARESTER

Arrester dipakai sebagai alat proteksi utama dari tegangan lebih. Oleh karena pemilihan arrester harus sesuai dengan peralatan yang dilindunginya. Karena kepekaan arrester terhadap tegangan, maka pemakainya harus disesuikan dengan tegangan sistem.

Pemilihan lightning arrester dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat isolasi dasar yang sesuai dengan Basic Insulation Level (BIL) peralatan yang dilindungi, sehingga didapatkan perlindungan yang baik.

Pada pemilihan arrester ini dimisalkan tegangan impuls petir yang datang berkekuatan 400 KV dalam waktu 0,1 μs, jarak titik penyambaran dengan transformator 5 Km.

 Tegangan dasar arrester

Pada jaringan tegangan menengah arrester ditempatkan pada sisi tegangan tinggi (primer) yaitu 20 KV. Tegangan dasar yang dipakai adalah

(13)

20 KV sama seperti tegangan pada sistem. Hal ini dimaksudkan agar pada tegangan 20 KV arrester tersebut masih bisa bekerja sesuai dengan karakteristinya yaitu tidak bekerja pada tegangan maksimum sistem yang direncanakan, tetapi masih tetap mampu memutuskan arus ikutan dari sistem yang effektif.

 Tegangan sistem tertinggi umumnya diambil harga 110% dari harga tegangan nominal sistem. Pada arrester yang dipakai PLN adalah :

Vmaks = 110% x 20 KV

= 22 KV, dipilih arrester dengan tegangan teraan 28 KV.  Koefisien Pentanahan

Didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan rms fasa sehat ke tanah dalam keadaan gangguan pada tempat dimana penangkal petir, dengan tegangan rms fasa ke fasa tertinggi dari sistem dalam keadaan tidak ada gangguan Untuk menetukan tegangan puncak (Vrms) antar fasa den gan ground digunakan persamaan :

Vrms = 2 Vm = 2 22 = 15,5 KV

Dari persamaan di atas maka diperoleh persamaan untuk tegangan phasa dengan ground pada sistem 3 phasa didapatkan persamaan :

Vm(L - G) = 3 2



Vrms = 3 2 5 , 15  = 12,6 KV

(14)

Koefisien pentanahan = KV KV 5 , 15 6 , 12 = 0,82 Keterangan :

Vm = Tegangan puncak antara phasa dengan ground (KV) Vrms = Tegangan nominal sistem (KV)

 Tegangan pelepasan arrester

Tegangan kerja penangkap petir akan naik dengan naiknya arus pelepasan, tetapi kenaikan ini sangat dibatasi oleh tahanan linier dari penangkap petir.

Tegangan yang sampai pada arrester :

E = x e K e . . E = Km KV 5 0006 , 0 400  = 133,3 KV Keterangan :

I = arus pelepasan arrester (A)

e = tegangan surja yang datang (KV) Eo = tegangan pelepasan arrester (KV) Z = impedansi surja saluran (Ω)

R = tahanan arrester (Ω)

Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi teganagn

(15)

flasover dan probabilitas tembus isolator, maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga e adalah :

e =1,2 BIL saluran (23)

Keterangan :

e = tegangan surja yang datang (KV) BIL = tingkat isolasi dasar transformator (KV)

 Arus pelepasan nominal (Nominal Discharge Current)

I = R Z Eo e   2

Z adalah impedansi saluran yang dianggap diabaikan karena jarak perambatan sambaran tidak melebihi 10 Km dalam arti jarak antara GTT yang satu dengan yang GTT yang lain berjarak antara 8 KM sampai 10 KM. (SPLN 52-3,1983 : 11) R = aruspemuat jutimpuls teganganke 100% = KA KV 5 , 2 105 = 42 I =     42 0 3 , 133 400 2 KV KV = 15,8 KA Keterangan :

E = tegangan yang sampai pada arrester (KV) e = puncak tegangan surja yang datang

(16)

x = jarak perambatan

Jatuh tegangan pada arrester dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

V = I x R

Sehingga tegangan pelepasan arrester didapatkan sesuai persamaan :

ea = Eo + (I x R) (25)

Keterangan :

I = arus pelepasan arrester (KA)

Eo = tegangan arrester pada saat arus nol (KV) ea = tegangan pelepasan arrester (KV)

Z = impedansi surja (Ω) R = tahanan arrester (Ω)

 Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL)

“Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,5 x 40 μs. Sehingga isolasi dari peralatan -peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut.

 Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL)

Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flasover dan probabilitas tembus isolator, maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga E adalah :

(17)

e =1,2 BIL saluran e = 1,2 x 150 KV e = 180 KV

Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,2/50 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut. Sehingga dipilih BIL arrester yang sama dengan BIL transformator yaitu 150 KV

 Margin Perlindungan Arrester

Untuk mengitung dari margin perlindungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

MP = (BIL / KIA-1) x 100%

MP = (150 KV/ 133,3 – 1) x 100% = 125.28 %

Keterangan :

MP = margin perlindungan (%)

KIA = tegangan pelepasan arrester (KV) BIL = tingkat isolasi dasar (KV)

Berdasarkan rumus di atas ditentukan tingkat perlindungan untuk tafo daya. Kriteria yang berlaku untuk MP > 20% dianggap cukup untuk melindungi transformator .

(18)

Penempatan arrester yang baik adalah menempatkan arrester sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan Yang dilindungi digunakan persamaan sebagai berikut :

Ep = ea + v x A_  2 125 = 133,3 KV+ s m x s KV   / 300 / 4000 2_ _ 8,3 = 26,6x x = 0,31 m

jadi jarak arrester sejauh 31 cm dari transformator yang dilindungi.

Perhitungan jarak penempatan arrester di atas digunakan untuk transformator tiang. Namun di wilayah Malang juga terdapat penempatan transformator di permukaan tanah dengan menggunakan kabel tanah. Transformator tersebut berada dalam tempat terpisah dengan pengaman arresternya. Transformator diletakkan di atas tanah dan terhubung dengan arrester yang tetap diletakkan di atas tiang melalui kabel tanah.

(19)

Tabel Batas Aman Arrester IMPULS PETIR (KV) BIL ARRESTER (150 KV) BIL TRAF0 (125 KV) KONDISI KETERANGAN 120 KV < 150 KV <125 KV Aman Tegangan masih di bawah rating transformator maupun arrester 125 KV <150 KV =125 KV Aman Tegangan masih memenuhi batasan keduanya 130 KV <150 KV >125 KV Aman Tegangan lebih diterima arrester dan dialirkan ke tanah Masih memenuhi batas

(20)

150 KV =150 KV >125 KV Aman tegangan tertinggi yang bisa diterima arrester. 200 KV >150 KV >125 KV Tidak aman Arrester rusak, transformator rusak

Berdasarkan keterangan diatas maka pemilihan BIL arrester harus mempunyai kemampuan yang sama atau diatas tegangan BIL petir (150 kV),

sedangkan untuk BIL trafo dapat menggunakan BIL yang lebih rendah yaitu 125 kV.

PERHITUNGAN TIANG TM , CUT OUT DAN ARRESTER

Single Line Diagram Kubikel

INCOMING Mof ujung Mof ujung METERING OUTGOING LBS (SF6) CT double

sekunder PT CT double_sekunder Fuse PT Earth switch (SF6) Coupling capacitor Busbar 20 kV Earth switch (SF6) CB (SF6) Coupling capacitor Cut Out Arester Mof ujung FEEDER Ke incoming kubikel PLN

(21)

Kubikel 20 kV adalah komponen peralatan untuk memutuskan dan menghubungkan, pengukuran, tegangan, arus maupun daya, peralatan proteksi dan control. Didalam perencanaan ini, pelanggan memesan daya kepada PLN sebesar 2180 kVA, pelanggan ini termasuk pelanggan TM / TM / TR sehinga trafo milik pelanggan, rugi-rugi di tanggung pelanggan, pengukuran di sisi TT dan trafo ditempatkan di gardu distribusi.

Kubikel terdiri dari dua unit. Pertama adalah milik PLN (yang bersegel) dan kubikel milik pelanggan (hak pelanggan sepenuhnya). Setiap kubikel terdiri dari incoming, metering dan outgoing. Pada perencanaan ini, kubikel pelanggan dan PLN disamakan spesifikasinya, karena selain PLN, pelanggan juga perlu memonitoring metering milik pelanggan itu sendiri. Spesifikasi ku bikel ialah:

1. Incoming : IMC 2. Metering : CM2 3. Outgoing : DM1-A Dari schneider / Merlin Gerin 1. INCOMING (IMC)

Terdiri atas LBS (load break switch), coupling kapasitor dan CT

- LBS

Ialah pemutus dan penyambung tegangan dalam keadaan berbeban, komponen berbeban terdiri atas beberapa fungsi yaitu:

1. Earth Switch

2. Disconnect Switch 3. Load Break Switch

Untuk meng-energized, proses harus berurutan (1-2-3) dan memutus beban harus dengan urutan kebalikan (3-2-1).

- Coupling Capasitor

Dalam penandaan kubikel membutuhkan lampu tanda dengan tegangan kerja 400 kV. Karena pada kubikel mempunyai tegangan kerja 20 kV, maka tegangan

(22)

tersebut harus diturunkan hingga 400 V menggunakan coupling capasitor dengan 5 cincin yang menghasilkan output tegangan

= 20 kV/5 = 400 V

- Current Transformator (CT)

Trafo yang digunakan adalah trafo dengan daya 2500 kVA. Sehingga arus nominalnya ialah: IN = KV x VA 20 3 1600 = 46,18 A

meter yang digunakan hanya mampu menerima arus sampai 5 A. Sehingga dibutuhkan trafo arus (CT) dengan spesifikasi:

1. Transformer For 630 A units DMV-A, DMV-D Transformer ARJP2/N2F 2. Single Primary Winding

3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman 4. Arus rating : 200 A / 5

5. Burden : 15 VA 6. Class : 0,5

Lihat katalog kubikel

2. METERING (CM2)

Terdiri atas LBS type CS, busbar 3 phasa, LV circuit isolation switch, LV fuse, 3 fuse type UTE atau DIN 6.3 A, heater 150 W (karena daerah degan tingkat kelembaban tinggi).

- Load Break Switch type CS

Dioperasikan dengan pengungkit yang terdiri atas : 1. Earth switch

2. Disconnect switch

(23)

lihat katalog kubikel halaman 44

- Voltage transformator

 Transformer For Units CM2, GBC-A, GBC-B, VRC2 / S1 phase to phase 50 Hz  Reted voltege : 24 kV

 Primary voltage : 20 kV  Secondary voltage : 100 V  Thermal power : 500 VA  Kelas akurasi : 0,5

Lihat katalog kubikel

- Fuse

Fuse yang digunakan pada kubikel metering tergantung dari tegangan kerja dan transformator yang digunakan. Setelah melihat tabel seleksi fuse (katalog

kubikel), fuse CF dengan rating 80 A (standart DIN).

Ukuran dan detail lihat katalog kubikel

- Heater 150 W

Heater digunakan sebagai pemanas dalm kubikel. Sumber listrik heater ini berdiri sendiri 220 V-AC. Difungsikan untuk menghindari flash over akibat embun yang ditimbulkan oleh kelembaban di sekitar kubikel.

3. OUTGOING (DM1-A) Terdiri atas:

 SF1 atau SF set circuit breaker (CB with SFG gas)  Pemutus dari earth switch

 Three phase busbar

 Circuit breaker operating mechanism  Dissconector operating mechanism CS  Voltage indicator

 Three ct for SF1 CB  Aux- contact on CB

(24)

 Connections pads for ary-type cables  Downstream earhting switch.

Dengan aksesori tambahan:  Aux contact pada disconnector

 Additional enclosure or connection enclosure for cabling from above

 Proteksi menggunakan stafimax relay atau sepam progamable electronic unit for SF1 – CB.

 Key type interlock

 150 W heating element  Stands footing

 Surge arrester

 CB dioperasikan dengan motor mekanis.

(25)

PEMILIHAN KOMPONEN KUBIKEL

1. Single Line Diagram Kubikel PLN

Coupling Capacitor LBS (SF6) CT Double Sekunder Coupling Capacitor CT Double Sekunder Earth Switch (SF6) Earth Switch (SF6) Fuse PT PT CB (SF6) Busbar 20 kV 1) Pemilihan Fuse Fuse = 400% x Ip = 400 x 46,10 = 184,43 A

Dipilih fuse dengan Inominal = 184,43 A 2) Pemilihan Disconnecting Switch (DS).

Disconnecting switch merupakan peralatan pemutus yang dalam kerjanya (menutup dan membuka) dilakukan dalam keadaan tidak berbeban, karena alat ini hanya difungsikan sebagai pemisah bukan pemutus.

Jika DS dioperasikan pada saat keadaan berbeban maka akan terjadi fla sh over atau percikan-percikan api yang dapat merusak alat itu sendiri.

(26)

Fungsi lain dari disconnecting switch adalah difungsikan sebagai pemisah tegangan pada waktu pemeliharaan dan perbaikan, sehingga dperlukan saklar pembumian agar tidak ada muatan sisa.

Karena DS dioperasikan sebagai saklar maka perhitungannya adalah :

15 , 1 20 3 ) (    kV trafo KVA I 15 , 1 20 3 1600    kV kVA I = 53,11 A

Sehingga dipilih DS dengan type SF 6 with earthing switch.

3) Pemilihan Load Break Switch.

Kemampuan pemutus ini harus disesuaikan dengan rating nominal dari tegangan kerja, namun LBS juga harus mampu beroperasi saat arus besar ( Ics ) tanpa mengalami kerusakan.

Cara pengoperasian LBS bisa secara manual yaitu digerakkan melalui penggerak mekanis yang dibantu oleh sisitem pegas dan pneumatic.pemilihan LBS ditentukan berdasarkan dengan Rating arus nominal dan tegangan kerjannya : 15 , 1 20 3 ) (    kV trafo KVA I 15 , 1 20 3 1600    kV VA I = 53,11 A

(27)

Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat dipilih CT dengan perhitungan sebagai berikut :

- Daya trafo = 1600 kVA - I primer = 46,10A - V primer = 20 kV - I sekunder = 2005,5 A - Vsekunder = 230 / 380 V

Dari data pemilihan kubikel dapat dipilih ct sebagai berikut:

For 630 A units DMV-A, DMV-D Transformer ARJP2/N2F

Single primary winding

Double secondary winding for measurement and protection Maka dipilih CT dengan spesifikasi sebagai berikut:

Type CT : ARJP2/N2F

IN : 200 A

Ith : 25 kA

t : 1

measurement 5A : 15 VA – class 0,5 and protection 5A : 5 VA – 5P10

(28)

Lihat lampiran

Dari perhitungan diatas maka dipilih trafo arus dengan spesifikasi sebagi berikut:

5) Pemilihan Potential Transformer

Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat dipilih PT dengan perhitungan sebagai berikut :

- Daya trafo = 1600 kVA - I primer = 46,10 A - V primer = 20 kV - I sekunder = 2005,5 A - Vsekunder = 230 / 380 V

Dari data pemilihan kubikel dapat dipilih ct sebagai berikut:

Pemilihan ini berdasarkan data trafo dari kubikel 20kV. Maka rating standard PT adalah

=20_√ 3 = 100_√ 3 = 11560 : 57,8 jadi PT dipilih dengan spesifikasi

For units TM

Transformer RV9 (phase to phase) 50 or 60 Hz Reted voltage = 20 kV Primary voltage = 20 kV Secondary voltage = 220 V 6) Pemilihan CB CB = 250% x Ip = 250% x 46,10 =115,25 A

(29)

Dipilih CB dengan Inominal = 400-630 A 7) Pemilihan Load Break Switch ( LBS ) :

IN = 115% x In primer = 115% x 46,10 = 53,015 A

Spesifikasi pada kubikal IMC terdapat: 1. Peralatan pokok:

 Saklar dan saklar pentanahan  Busbar 3 fasa

 Indicator tegangan

 Busbar tiga fasa bagian bawah untuk line outgoing.  Tiga buah CT

2. Accessories:

 Motor untuk mengoperasikan saklar mekanik  Kontak Bantu

 Pengunci interlock

 Pemanas dengan daya elemen 50W

 Enclosure atau hubungan enclosure untuk pengawatan  Phase comparator

 Indicator kesalahan

 Surge arrestors (hanya untuk kubikal 500 mm) 3. Dimensi dan berat IMC :

(30)

 Panjang : 375 mm  Lebar(kedalaman) : 500 mm

 Tinggi : 1600 mm

 Berat : 200k g (hanya panel)

Jarak pengkabelan

 Cable-connection height H measured from floor (mm)

630 A 1250 A IM,NSM-cables, NSM- busbars 950 SM 950 950 IMC 450 PM, QM 400

(31)

QMC 340 CRM 430 DM1-A SF1 370 650 DM1-A SFset, DM1-S 430 DMV-A, DMV-S 324 324 DM1-W 360 650 GAM2 760 GAM 470 620 Pada Panel QMC

untuk pengukuran arus = 5A 15 VA kelas alat ukur = 0,5 untuk pengaman arus = 5A 5 VA untuk tipe 5P15

(32)

Pada panel CM2

Terdapat trafo tegangan VRC2/S1 (phase to phase) 50 atau 60 Hz.

 Tegangan maksimal : 24 kV

 Terminal tegangan primer : 10/15/20 kV  Tegangan sekunder : maksimal 100 V  Burden/ thermal power : 500 VA

 Kelas accuracy : 0,5

(33)

1.Switchgear : Saklar diskonnector dan saklar pentanaham dalam sebuah isi (jadi satu) dengan

SF6 dan dilengkapi “pengunci system tekanan". 2.Busbar : semua dirancang horizontal, dileng-kapi panel saklar peringatan.

3.Penghubung : hubungan dari depan, hubungan untuk saklar disconnector dan terminal saklar pentanahan (IM cubicles) atau low-fuses holder

(kubikal PM dan QM)

4.Pengoperasian mekanis: memiliki bagian- bagian yang digunakan untuk mengoperasikan

saklar disconnector dan saklar pentanahan serta dilengkapi indikasi bahwa “telah aman” (tidak bertegangan).

5.Tegangan rendah: Instalasi sebuah terminal blok (jika motor dipasang) fuse LV dan

perlengkapan relay. Jika dibutuhkan tempat lebih besar, sebuah enclosure tambahan mungkin dapat

ditambahkan di bagian atas dari kubikal KETERANGAN :

(34)

1.Switchgear : Saklar diskonnector dan saklar pentanahan dalam sebuah isi (jadi satu) dengan SF6 dan dilengkapi “pengunci system tekanan’.

2.Busbar : semua dirancang horizontal, dilengkapi panel saklar peringatan

3.Penghubung dan Switchgear : masukan dari depan, hubungan untuk terminal bawah lantai dari circuit breaker.

SF1 :dikombinasikan dengan sebuah relay elektronik dan

sensor standard (dengan atau tanpa sebuah power supply tambahan).

SF set : sudah dilengkapi seperangkat system pengaman

elektronik dan sensor special (tanpa dilengkapi power supply tambahan).

4.Pengoperasian mekanis: memiliki bagian-bagian yang digunakan untuk mengoperasikan saklar disconnector dan saklar pentanahan serta dilengkapi indikasi bahwa “tela h aman” (tidak bertegangan).

5.Tegangan rendah : pemasangan compact relay devices ( Statimax) dan test box terminal. Jika dibutuhkan tempat lebih besar, sebuah enclosure tambahan mungkin dapat ditambahkan di bagian atas dari kubikal

KETERANGAN :

(35)

 Tabung Udara

Tiga kontak putar ditempatkan dalam satu enclosure dengan tekanan gas relative 0,4 bar

 Operasi Keamanan

Saklar memiliki tiga posisi, yaitu: - Tertutup

- Terbuka - Ditanahkan

Dengan system operasi interlock, mencegah terjadinya kesalahan pengoperasian

(36)

IMC (incoming) CM 2 Metering DM1A Outgoing 500 mm 500 mm 750 mm 1600 mm DM1A Outgoing 750 mm Kubikel PLN

(37)

IMC (incoming) CM 2 Metering DM1A Outgoing 500 mm 500mm 750 mm 1600 mm

(38)

1 6 0 0 840 30 70 500 9 4 0

(39)

(40)

Detail Kubikel Metering 1 6 0 0 840 30 70 500 9 4 0

(41)

(42)

Detail Kubikel Outgoing 80 1 6 0 0 3 3 0 832 840 200 100 750 1 2 2 0 200

(43)

(44)

PENTANAHAN BODY TRAFO, SANGKAR FARADAY, BODY

CUBICLE

Pada pentanahan body trafo, sangkar faraday, dan body cubicle harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal dengan catatan:

 Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m

 Luas penampang elektroda adalah 150 mm2dengan Cu telanjang 50. (Lihat Tabel)

2 ._r L  2 . 14 , 3 50 r 14 , 3 150  r mm r 6,91

 Menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal  Panjang elektroda ( l ) = 3 meter

 Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda

R pentanahan =       1 4 ln . . 2 a L   

















1 00691 , 0 3 4 ln 3 . . 2 100 x 

= 39,132  Tidak memenuhi syarat karena kurang dari 5Ω Menggunakan konfigurasi

DOUBLE STRAIGH T

073 , 6 00691 , 0 3    In r l In k 33 , 1 3 3 1 1      L L x ₀_,₀₄₆ 073 , 6 33 , 1 . .    In r l In x In m

(45)

Factor pengali konfigurasi 2 2 1_ m 





2 046 , 0 2 1  =0.546 x L Rpt   2

 factor pengali konfigurasi

   0,546 2,898 3 2 100 x x 

memenuhi persyaratan karena Rpt<5Ω

 Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan sistem pentanahan elektroda batang tunggal adalah sebesar 2,898 Ω. Sehingga memenuhi syarat PUIL.

p

L

2a

(46)

PENTANAHAN ARESTER DAN KABEL NA2XSGBY

(KAWAT BRAID / GB PENTANAHAN)

Agar bahaya sambaran petir tidak masuk ke dalam siatem maka arrester harus di tanahkan. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal dengan catatan:

 Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m  Luas penampang elektroda adalah 150

2

mm dengan Cu telanjang 50.(Lihat Tabel)

2 ._r L  2 . 14 , 3 50 r 14 , 3 150  r mm r 6,91

R pentanahan =       1 4 ln . . 2 a L   

















1 00691 , 0 3 4 ln 3 . . 2 100 x 

DOUBLE STRAIGH T

073 , 6 00691 , 0 3    In r l In k 33 , 1 3 3 1 1      L L x ₀_,₀₄₆ 073 , 6 33 , 1 . .    In r l In x In m

(47)

Factor pengali konfigurasi 2 2 1_ m 





2 046 , 0 2 1  =0.546 x L Rpt   2

   0,546 2,898 3 2 100 x x 

p

L

2a

(48)

PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO, PANEL MDP BODY GENSET

PANEL GENSET

Pada pentanahan titik netral trafo, panel MDP, body Genset, dan panel genset harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan pentanahan system cross dengan catatan:

 Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m  Luas penampang elektroda adalah 150

2

mm dengan Cu telanjang 50.(Lihat Tabel)

2 ._r L  2 . 14 , 3 50 r 14 , 3 150  r mm r 6,91

R pentanahan =













_

1 4 ln . . 2 a L   

















1 00691 , 0 3 4 ln 3 . . 2 100 x 

DOUBLE STRAIGH T

073 , 6 00691 , 0 3    In r l In k

(49)

33 , 1 3 3 1 1      L L x 0,046 073 , 6 33 , 1 . .    In r l In x In m

Factor pengali konfigurasi

2 2 1_ m 





2 046 , 0 2 1  =0.546 x L Rpt   2

   0,546 2,898 3 2 100 x x 

p

L

2a