STUDI KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DAN PENGARUH KEDIP TEGANGAN AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN DI PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA

Presentasi Sidang Tugas Akhir (Gasal 2013/2014)

Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS

Nama :

Muhammad Reza A ( 2206 100 184 )

Dosen Pembimbing

1. Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, MSc,. PhD. 2. Ir. Teguh Yuwono

STUDI KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DAN PENGARUH KEDIP TEGANGAN AKIBAT

PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN DI PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA

DAFTAR ISI

 PENDAHULUAN

 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN  TEORI PENUNJANG

 PERHITUNGAN DAN ANALISA  KESIMPULAN

PENDAHULUAN (1)

LATAR BELAKANG

• Suatu industri membutuhkan suplai daya yang handal dan kontinyu dalam menjaga kelangsungan proses produksi, termasuk PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA

• Kebutuhan industri dalam pengembangan proses produksi, sehingga perlu dalam penambahan beban listrik. • Upaya untuk menjaga sistem kelistrikan industri tersebut

PENDAHULUAN (2)

TUJUAN

Memberikan saran tentang setting koordinasi sistem proteksi yang tepat dan rekomendasi untuk mengatasi gangguan pada sistem kelistrikan PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya, pada sisi proteksi arus lebih dan undervoltage, baik sebelum adanya penambahan beban maupun setelah adanya penambahan beban.

PENDAHULUAN (3)

Batasan Masalah

• 1. Analisis sistem tenaga listrik berupa analisis hubung singkat dan analisis pengasutan pada motor.

• 2. Koordinasi rele pengaman berupa rele arus lebih dan rele undervoltage

• 3. Simulasi menggunakan software ETAP 7.5

• 4. Studi kasus dilaksanakan di PT. Indofood Sukses Makmur Bogasari Flour Mills Surabaya (selanjutya disingkat PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya).

DAFTAR ISI

 PENDAHULUAN

 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN  TEORI PENUNJANG

 PERHITUNGAN DAN ANALISA  KESIMPULAN

 PENDAHULUAN

 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN  TEORI PENUNJANG

 PERHITUNGAN DAN ANALISA  KESIMPULAN

TEORI PENUNJANG

• Penyimpangan Nilai Tegangan • Rele Arus Lebih

• Penyetelan Rele Arus Lebih

Penyimpangan Nilai Tegangan

Nilai suatu tegangan dapat berlebih, dan dapat juga berkurang sehingga nilai tegangan tersebut tidak konstan atau mengalami penyimpangan.

Jenis-jenis penyimpangan dalam nilai suatu tegangan dibedakan menjadi dua:

1. Penyimpangan tegangan dalam waktu lama (Long Duration Voltage Vanations).

2. Penyimpangan tegangan dalam waktu singkat (Short Duration Voltage Vanations).

Penyimpangan Nilai Tegangan

Penyimpangan Tegangan ini terjadi dalam waktu kurang dari satu menit.

Dan hal ini sering dijumpai pada saat beban dengan daya terbesar pertama kali dilakukan pengasutan. Ada 3 hal yang menyebabkan terjadinya penyimpangan tegangan dalam waktu yang singkat, yaitu:

a. Interupsi (interuption) : Penurunan tegangan kurang dari 0.1 pu

b. Kedip Tegangan (voltage sags)

Gangguan ini merupakan gangguan dengan waktu singkat. Penurunan tegangan dari 0.1 sampai 0.9 pu selama 0.5 cycle sampai 1 menit.

c. Tegangan swell (Voltage swell)

Voltage swell peningkatan tegangan fundamental sebesar 2 – 3% dari total daya. Parameter besaran voltage swell adalah antara 1.1 s/d 1.8 pu dalam tegangan rms atau arus rms dengan durasi 0.5 detik hingga satu menit. Voltage swell biasanya disebabkan oleh adanya pelepasan beban dari sistem.

RELE ARUS LEBIH

Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja berdasarkan besarnya arus

masukan, dan apabila besarnya arus

masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur maka rele arus lebih bekerja.

Berdasarkan karakteristik waktunya rele arus lebih dibedakan atas 3 jenis yaitu:

Instantaneous Rele Definite Rele

PENYETELAN RELE ARUS LEBIH

•Menurut BS 142- 1983 batas penyetelan antara nominal 1.05 – 1.3 Iset. Mengacu pada standart tersebut, pada tugas akhir ini lebih amannya menggunakan konstanta 1.05 x Isett. Jadi untuk settingnya dapat dilihat sebagai berikut:

I_set = ≥ 1,05 x I_nominal ...(4) I_s = ...(5)

dimana :

I_s = arus setting

Pada penyetelan rele arus lebih juga harus memperhatikan batas maksimum setting , untuk alasan keamanan dan back up hingga ke sisi muara (downstream). Sebagai batas maksimum digunakan I_sc2,min yaitu arus hubung singkat 2 phasa dengan pembangkitan minimum yang terjadi diujung saluran seksi berikutnya. Besar arus ini diperoleh dari arus hubung singkat 3 phasa pada pembangkitan minimum

dikalikan 0,866. Mengacu pada konsep diatas persyaratan setelan arus dapat dirumuskan sebagai berikut : 1,05I_nom <Is< 0,8Iscmin...…...………..(6)

ct rasio

Iset

PERHITUNGAN WAKTU RELE ARUS LEBIH

Pada setelan waktu dikenal adanya setting kelambatan waktu (Δt). Perbedaan waktu kerja minimal antara rele utama dan rele cadangan adalah 0.2 – 0.4 sec.(IEEE 242).

tset = Δt + t ... (7) dimana : Δt adalah perbedaan waktu kerja 0,2 – 0,4 sec

t adalah setting arus lebih pada feeder.

Dengan dasar perhitungan standard diatas waktu kerja rele sampai CB OPEN dipilih

0.3s

0,1 s 0,4 s

0,7 s 1 s

 PENDAHULUAN

 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN  TEORI PENUNJANG

 PERHITUNGAN DAN ANALISA  KESIMPULAN

SINGLE LINE DIAGRAM

PENGHITUNGAN RELE ARUS LEBIH

PENGHITUNGAN RELE ARUS LEBIH

Setting Rele Arus Lebih Tipikal 1

Rele ini digunakan untuk mengamankan

trafo T1 Merk Unindo 3,3kV / 380V -2,5 MVA di jalur composite area Mill C terhadap kemungkinan terjadinya arus hubung singkat di bus 1. Untuk setting

lowsetnya menggunakan FLA dari trafo

tersebut dan untuk setting highsetnya menggunakan arus hubung singkat minimum pada bus 1 menggunakan kurva standard inverse dengan grading waktu 0.1 s. untuk menghindari arus inrush trafo maka pada setting highset dipilih 15 In

Dengan penghitungan yang sama maka pada tipikal 1 didapatkan setting untuk masing-masing rele sebagai berikut:

PENGHITUNGAN RELE ARUS LEBIH TIPIKAL 1 setelah penambahan beban

• Trafo Overload sehingga perlu suplai dari genset dengan mengambil daya dari Bus Main yang disuplai oleh Genset melalui Tie Bus

• Hasil Running

Etap Arus

Dari simulasi load flow, Trafo daya mengalami Overload sehingga perlu suplai dari genset dengan mengambil daya dari Bus Main yang disuplai oleh Genset melalui Tie Bus

Setting Rele Arus Lebih Tipikal 1 Setelah Penambahan beban

Tinjauan Kedip Tegangan pada dua Bus (Bus Main 4 dan Bus Jetty) saat Start Motor Terbesar

Tinjauan Kedip Tegangan pada dua Bus (Bus Main 4 dan Bus Jetty) saat Start Motor Terbesar

TIPIKAL 1 : Pada Mesin Jetty 400 kW

Dilakukan simulasi pengasutan / start motor terbesar pada sistem kelistrikan PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya guna mendapatkan respon tegangan terhadap waktu. Data respon tegangan diambil dari dua bus utama yang berada di jalur beban motor tersebut.

Grafik penurunan tegangan terhadap waktu 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 0 2 4 6 8 10 B u s Je tt y | V o lt a ge (% )

Bus Jetty | Waktu (s)

82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 0 2 4 6 8 10 B u s M ai n 4 | V o lt a ge ( % )

SETTING RELE UNDERVOLTAGE

Dari dua kondisi ini maka didapat setting rele undervoltage untuk tipikal 1 adalah

 PENDAHULUAN

 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN  TEORI PENUNJANG

 PERHITUNGAN DAN ANALISA  KESIMPULAN

KESIMPULAN

• 1. Diperlukan setting ulang pada rele karena adanya

penambahan beban baru yang berpengaruh pada koordinasi rele arus lebih di area beban baru tersebut dan area beban yang lain, karena adanya kenaikan nilai arus hubung singkat maksimum dan minimum akibat perubahan suplai daya.

• 2. Saat start motor jetty terjadi penurunan tegangan

hingga 15,35% pada bus jetty dan 13,06% pada bus main 4 dalam durasi 0,98 detik. Keadaan ini berpengaruh terhadap setting rele undervoltage agar saat motor starting, circuit breaker tidak trip..

SARAN

Perlu adanya pengaturan rele yang tepat

berdasarkan analisis dan penghitungan sehingga dihasilkan koordinasi yang memenuhi syarat

kecepatan bereaksi, sensitivitas, selektivitas, handal dan ekonomis.

Perlu adanya pemasangan rele undervoltage pada area beban jetty untuk mengamankan kedip

SEKIAN

TERIMAKASIH

SEKIAN