ANALISIS SISTEM PEMBUMIAN NETRAL GENERATOR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP SEI. BATU MW SANGGAU

(1)

ANALISIS SISTEM PEMBUMIAN NETRAL GENERATOR PADA PEMBANGKIT

LISTRIK TENAGA UAP SEI. BATU

2 × 8.5 MW SANGGAU

Verta Asi Manullang

1

, Bonar Sirait

2

, Purwoharjono

2 1

Mahasiswa Program Studi Tekni Elektr Fakultas Teknik UNTAN Pontianak

2

Dosen Program Studi Tekni Elektr Fakultas Teknik UNTAN Pontianak

Jalan Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak

E-mail :

[email protected]

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja sistem pembumian generator PLTU Sungai Batu. Pengumpulan data dilakukan dengan data sekunder yang diperoleh dari PT. PLN (Persero) Area Sanggau. Metode yang digunakan pada sistem pembumian PLTU Sungai Batu adalah pembumian tahanan tinggi dengan arus setting sebesar 10A. Penelitian ini hanya mengacu pada nilai tahanan yang sudah terpasang sebelumnya. Bagian terpenting adalah bagaimana mendapatkan nilai tahanan dengan menggunakan arus setting dengan nilai tegangan yang bervariasi. Dalam penelitian ini dikaji bagaimana nilai NGR yang terpasang terhadap nilai NGR yang dihitung secara teoritis. Nilai NGR ( Neutral Grounding Resistor ) yang terpasang sebesar 360 Ω, setelah perhitungan di dapat 358.9294Ω, dengan menganggap selisih yang tidak terlalu signifkan maka penerapan metode tahanan tinggi pada generator PLTU Sungai Batu telah memenuhi standar.

Kata Kunci : Analisis, Pembumian Titik Netral, Pembumian Tahanan Tinggi

1. PENDAHULUAN

Sistem tenaga listrik adalah sistem penyediaan tenaga listrik yang terdiri dari beberapa pembangkit atau pusat listrik terhubung satu dengan lainnya oleh jaringan transmisi dengan pusat beban atau jaringan distribusi. Salah satu bagian besar dari sistem tenaga listrik adalah pusat pembangkit tenaga listrik. Pusat pembangkit tenaga listrik tersebut dapat berupa generator yang digerakkan dengan tenaga uap, gas, tenaga air, tenaga diesel dan lain sebagainya. Generator merupakan komponen yang sangat penting, sehingga kontinuitas dari operasi generator ini harus terjaga dengan baik sehingga pasokan energi listrik tidak berkurang akibat adanya gangguan pada generator. Secara umum pentingnya peran generator menuntut suatu generator harus memiliki sistem pembumian netral yang handal. Sistem pembumian adalah salah satu bagian dari sistem tenaga listrik. Seiring pertumbuhan beban listrik yang terus meningkat menyebabkan sistem tenaga listrik berkembang pesat dan semakin besar. Dalam suatu sistem pastinya dapat terjadi kesalahan atau gangguan sistem. Dalam hal ini terjadinya arus gangguan, dan bila itu terjadi maka arus gangguan yang ditimbulkan akan mengalir ketanah. Semakin besar arus gangguan dan busur api yang ditimbulkan akan semakin sulit untuk padam sendiri. Seiring dengan itu, apabila tegangan transien yang ditimbulkan semakin besar maka dapat menggaggu sistem dan merusak peralatan. Untuk mengatasi gangguan pada sistem tenaga listrik diperlukan rancang sistem yang disebut sistem pembumian yang berfungsi untuk mengalirkan arus gangguan ke tanah dengan menciptakan jalur resistansi

pembumian dengan cara penanaman elektroda pembumian.Pembangkit Listrik yang menjadi objek dari penelitian ini adalah pembangkit Tenaga Uap yang berlokasi di Desa Sungai Batu, Kecamatan Kapuas, Kabupaten Sanggau, mulai beroperasi pada 17 Desember 2014. Berdasarkan data dan pengamatan dalam sistem pembumiannya, PLTU ini menggunakan sistem pembumian netral generator dengan tanahan tinggi yang dibumikan menggunakaNGR atau (Neutral Grounding Resistance). Pembumian jenis ini digunakan untuk mengamankan generator bila terjadi gangguan hubung singkat 1 phasa ketanah di generator, di mana arus gangguan 1 phasa ketanah dibatasi tidak lebih dari 10 Ampere. Pada prinsipnya NGR juga digunakan dengan tujuan memperkecil arus gangguan.

Tugas akhir ini merupakan studi yang akan menganalisa kinerja dari pembumian yang digunakan untuk dijadikan suatu masukan pada pembumian titik netral generator PLTU Sei.Batu Sanggau, yang akan mengacu pada standar-standar yang telah dibuat dan disepakati. Analisa ini juga dilakukan pada sistem dengan kondisi yang normal.

(2)

2. TINJAUAN PUSTAKA

Salah satu gangguan yang sering terjadi pada generator adalah terjadinya gangguan hubung singkat. Berdasarkan ANSI/IEEE std.100-1992 gangguan disefinisikan sebagai suatu kondisi fisik yang disebabkan kegagalan suatu perangkat, komponen, atau suatu elemen untuk bekerja sesuai dengan fungsinya[1][2]. Hubung singkat merupakan suatu hubungan abnormal pada impedansi yang relatif rendah, terjadi secara kebetulan atau disengaja antara dua titik yang memiliki beda potensial. Gangguan hubung singkat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu:

a) Gangguan Simetris

Gangguan simetris merupakan gangguan di mana besar magnitude dari arus gangguan sama pada tiap phasa. Gangguan jenis ini tejadi pada gangguan hubung singkat 3 phasa. Saat gangguan simetris terjadi, tidak terjadi busur api karena konduktor tidak menyentuh tanah. Berikut ini adalah persamaan yang dapat digunakan untuk perhitungan arus gangguan 3 phasa .

Gambar 2. 1 Gangguan simetris

𝐈𝐅𝐚𝐮𝐥𝐭 = 𝐕_𝐬

𝐙𝐬𝟏+𝐙𝐋+𝐙𝐬𝟐 (2. 1)

b) Gangguan tak Simetris

Gangguan tak simetris terjadi akibat dari pengaruh beban yang tidak seimbang dalam sistem. Suatu beban tiga phasa dapat dikatakan seimbang apabila arus yang dihasilkn seimbang dan jika beban tersebut dihubungkan dengan tengagan sistem yang seimbang. Beban yang tidak seimbang ditandai dengan tidak seimbangnya arus pada sistem, kondisi ini dipengaruhi oleh tegangan yang dibangkitkan pada sistem tidak seimbang. Dalam perancangan sistem tenaga listrik, sistem direncanakan seimbang.

A. Gangguan Hubung Singkat 1 Phasa ke Tanah

Ia Ib = 0 Ic = 0

Va Zf Vb Vc

Gambar 2. 2 Gangguan hubung singkat 1 phasa ke tanah

Persamaan yang digunakan untuk perhitungan gangguan hubung singkat 1 phasa ke tanah, adalah : I1= Ea Z1+Z2+Z0+3Zf I0= I1= I2= Ia 3 (2. 2) Ia = 3E_a Z1+Z2+Z0+3Zf Rangkaian Urutan Nol Rangkaian Urutan Positif Rangkaian Urutan Negatif V0 V1 V2 3Zf I0 I1 I2 + + +

-Gambar 2. 3 Hubungan rangkaian urutan untuk gangguan hubung singkat 1 phasa ke tanah

B. Perhitungan Tegangan karena, If₌ Vr0 Vrr+Zf (2. 3) maka Vif = Vi0+ ∆Vi= Vi0− ZirIf (2. 4 atau Vif = Vi0− Z_ir Zrr+ZfVr 0 _{(2. 5)} C. Sistem Pembumian

Bumi (Earth) adalah masa konduktif bumi yang potensial listriknya di setiap titik manapun menurut konversi adalah nol. Pembumian adalah sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga.Pembumian dapat digambarkan sebagai hubungan atara suatu peralatan atau sirkit dengan bumi.Pembumian mulai dikenal pada tahun 1990. Sebelumnya sistem-sistem tenaga listrik tidak diketanahkan karena ukurannya masih kecil dan tidak membahayakan. Namun setelah sistem-sistem tenaga listrik berkembang semakin besar dengan tegangan yang semakin tinggi dan jarak jangkauan semakin jauh, maka diperlukan pembumian. Jika tidak, hal ini dapat menimbulkan potensi bahaya listrik yang sangat tinggi, baik bagi manusia, peralatan, dan sistem pelayanannya sendiri. Pembumian juga diasumsikan sebagai hubungan pengantar yang menghubungkan sistem, badan peralatan dengan bumi atau tanah sehingga dapat mengamankan manusia dari sengatan listrik, dan mengamankan komponen-komponen peralatan dari bahaya tegangan atau arus abnormal. Oleh karena itu, pembumian menjadi bagian penting dari sistem tenaga listrik.

Terdapat 2 (dua) jenis pembumian pada sistem tenaga listrik, yaitu pembumian sistem dan pembumian peralatan. Pembumian sistem merupakan pembumian pada sistem tenaga listrik ke bumi dengan cara tertentu. Pembumian sistem ini dilakukan pada generator dan transformator. Sedangkan pembumian peralatan adalah

Zs1 ZL Zs2

(3)

A B C n if Rg G

pembumian bagian konduktif terbuka peralatan yang pada keadaan normal tidak bertegangan.

D. Jenis – Jenis Pembumian pada Generator

Netral generator ditanahkan dengan:

a) Impedansi rendah (tahanan atau dengan reaktansi), arus primer dari 50 hingga 600A. b) Impedansi tinggi atau resonansi di mana arus

primernya 1 sampai 10 A.

c) Generator dan sistem terhubung yang tidak ditanahkan.

E. Pembumian Titik Netral dengan Tahanan

Sistem pembumian dengan tahanan memiliki dua metode, yaitu tahanan tinggi dan tahanan rendah. Pembumian dengan tahanan tinggi diperoleh dari koneksi titik netral generator. Sistem pembumian tahanan tinggi dapat digunakan pada sistem yang kecil hingga menengah. Nilai tahanan dipilih sedemikian rupa sehingga menungkinkan arus 1 – 10 A selama terjadi gangguan.

Gambar 2. 4 Hubungan wye dengan phasa B terganggu z_A A B C G Rg n Zf iA vAn vBn vCn zB zC iB iC

Gambar 2. 5 Sikuit model dengan phasa B terganggu

Berdasarkan gambar di atas, gangguan terjadi di phasa B. Persamaan untuk gangguan di phasa B adalah :

𝐢𝐁= 𝐯_𝐁𝐧

𝐙𝐑+𝐙𝐟+𝐑𝐠 (2. 6)

Untuk tegangan drop nya, adalah :

vBG =

vBnZf

ZR+Zf+Rg (2. 7)

Atau

vBG = iRZf (2. 8)

Arus di phasa A dan C, adalah :

iA= iB = 0 (2. 9)

Dengan menggunakan KVL, phasa A-n-G menjadi :

vAn− iRRg− VbG = 0 (2. 10) vAG = vAn − iRRg (2. 11)

Untuk phasa C, menjadi :

vCn− iRRh− VbG = 0 (2. 12)

vCG = vCn− iRRg (2. 13)

F. Neutral Grounding Resistor ( NGR )

Pembumian titik netral yang melalui tahan (resistance grounding) adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral yang dihubungkan dengan tanah melalui tahanan atau resistor. Pembumian jenis ini lebih dikenal dengan sebutan pembumian dengan resistor (Neutral Grounding Resistance) atau NGR. NGR adalah sebuah tahanan yang dipasang seri dengan netral sekunder pada generator sebelum terhubung ke tanah[8].

A

B

C

Rg

G

Gambar 2. 6 Neutral Grounding Resistance (NGR) Pada umumnya nilai tahanan lebih tinggi dari pada reaktansi sistem pada tempat di mana tahanan tersebut di pasang. Sebagai akibat besar arus gangguan fasa ke tanah hal yang pertama dapat dibatasi oleh tahanan itu sendiri, untuk itu penentuan nilai tahanan yang tepat sangat perlu dilakukan. Karena jika pemilihan nilai tahanan yang tidak tepat dapat menimbulkan gangguan mekanis pada generator yang akan mempengaruhi kinerja sistem tenaga listrik.

Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubungan netral adalah:

Rg =

V_if

I_set (2. 14)

Dimana:

Rg = Tahanan Netral Pembumian (NGR) [Ohm] Vif= Nilai tegangan pada phasa yang terganggu [V]

Iset = Arus Setting,10 [A]

Dengan memilih harga tahanan yang tepat, arus gangguan ke tanah dapat dibatasi sehingga harganya hampir sama bila gangguan terjadi disegala tempat di dalam sistem bila tidak terdapat titik pembumianya lainnya. Dalam menentukan nilai tahanan pembumian akan menentukan besarnya gangguan tanah.

G. Klasifikasi Sistem Pembumian dengan NGR

Berikut ini adalah klasifikasi sistem pembumian dengan NGR :

a) Sistem pembumian dengan tahanan rendah, dengan tahanan 12 dan 40 Ohm serta arus primer 50 – 600 A.

b) Sistem pembumian dengan tahanan tinggi dengan tahanan 200 dan 500 Ohm, serta arus primer 1 – 10 A.

Penggunaan NGR dengan jenis rendah maupun tinggi tergantung dari desain subsistem tenaga listrik, pada dasarnya semakin besar nilai NGRnya maka arus gangguan phasa ke tanahnya semakin kecil.

(4)

3. METODOLOGI PENELITIAN

A. Gambaran Umum

PT. PLN (Persero) area Sanggau menangani 3 sistem kelistrikan, mulai dari sistem pembagkit, transmisi hingga sistem distribusi. Perusahaan ini memiliki 5 sub-pembangkit, yaitu Pembangkit

Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Semboja, Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Sei. Batu, PLTD Bina Pertiwi, PLTD Sewatama 1 dan PLTD Sewatama 2. Setiap unit pembangkit terhubung ke sebuah pusat pembangkit, dalam hal ini pusat pembangkit tersebut terletak pada PLTD Semboja, di mana pembangkit ini berfungsi menerima daya dari setiap pembangkit, kemudian menyalurkan kembali ke beberapa penyulang yang dimiliki sistem PLN Sanggau.

B. Gambar Jaringan

Berikut ini adalah data saluran ( dari pembangkit hingga saluran distribusi ) yang dimiliki sistem kelistrikan area Sanggau. Data ini diperlukan sebagai data input untuk melakukan perhitungan gangguan hubung singkat, dengan adanya data impedansi maka perhitungan gangguan hubung singkat dapat dilakukan. Data disajikan berdasarkan impedansi yang dimiliki bus ke bus. Bus dua ( 2 ) bertindak sebagai bus pembagi beban atau dispatcher beban yang terletak pada bus 20 kV milik PLTD Semboja, dari bus ini lah setiap penyulang dimulai.

Pada gambar 3.3 dan 3.4 merupakan gambar berdasarkan penamaan dan penomoran milik sistem PLN area Sanggau. Generator Bus 6.3 kV milik PLTD Sei. Batu pada gambar ini ditunjukkan oleh bus 1856, setelah dilakukan penomoran bus kembali yang diharapkan untuk memudahkan pendataan ( gambar 3.4 ), bus 1856 di ubah menjadi bus 3.

12 13 17 18 19 20 21 15 14 16 22 23 24 360 ? 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10

Gambar 3. 1 Single line sistem kelistrikan area Sanggau

𝑅 = 𝑉 𝐼𝑠𝑒𝑡 Perhitungan nilai NGR Iset = 10 A NGR Tahanan Tinggi Iset = 50 - 600A NGR Tahanan Rendah Hitung Nilai V per ⏀

Hitung nilai I hubung singkat 1 ⏀ ke tanah Pembentukan admitansi bus

YA TIDAK

Kesimpulan & Saran Analisisa pembumian titik netral

NGR terpasang = NGR perhitungan Mulai Pengumpulan data: 1. Data Generator

( Daya, Tegangan, Reaktansi, dan Impedansi ) 2. Data Pembumian

( Nilai pembumian yang digunakan )

(5)

12 13 17 18 19 20 21 15 14 16 22 23 24 360 ? 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10

Gambar 3. 2 Single line sistem Sanggau dengan penomoran bus

C. DATA PENELITIAN

Berikut ini adalah data – data yang diperlukan untuk melakukan analisa sistem pembumian pada generator PLTU Sei. Batu.

Gambar 3. 3 Single line PLTU Sei. Batu Sanggau

Tabel 3. 1 Data Generator PLTU Sei.Batu

NO ITEM GENERATOR

1 2

1 Daya Aktif 8.5 MW 8.5 MW 2 Daya Semu 10 MVA 10 MVA 3 Power Faktor 85% 85% 4 Kutub 2 2 5 RPM 3000 3000 6 Tegangan Fasa-Fasa 6.3 kV 6.3 kV 7 Tegangan Fasa-Netral 3.637 kV 3.67 kV 8 Arus Nominal 916 A 916 A 9 X1 17.50% 17.50% 10 X2 17.50% 17.50% 11 X0 3% 3% 12 Xd” 14.30% 14.30%

Sumber : PLTU Sui. Batu Sanggau

Tabel 3. 2 Data Generator PLTD Semboja Sanggau

NO ITEM GENERATOR 1 2 3 4 1 Daya Aktif 1 MW 550 kW 550 kW 550 kW 2 Daya Semu 10.53 MVA 579 kVA 579 kVA 579 kVA 3 Power Faktor 95% 95% 95% 95% 4 Kutub 4 4 4 4 5 RPM 1500 1500 1500 1500 6 Tegangan 6.3 0.4 0.4 0.4 Fasa-Fasa kV kV kV kV 7 Tegangan Fasa-Netral 3.67 kV 0.23 kV 0.23 kV 0.23 kV 8 Xd” 25% 25% 25% 25% 9 Xd' 35% 35.00% 35% 35% 10 Xd 99% 99.00% 99% 99% Sumber : PT.PLN (Persero) Sanggau

Tabel 3. 3 Data Generator PLTD Bina Pertiwi Sanggau

NO ITEM GENERATOR

1 2 3

1 Daya Aktif 550 kW 550 kW 550 kW 2 Daya Semu 579 kVA 579 kVA 579 kVA 3 Power Faktor 0.95 0.95 0.95 4 Kutub 4 4 4 5 RPM 1500 1500 1500 6 Tegangan Fasa-Fasa 0.4 kV 0.4 kV 0.4 kV 7 Tegangan Fasa-Netral 0.23 kV 0.23 kV 0.23 kV 8 Xd” 0.25 0.25 0.25 9 Xd' 0.35 0.35 0.35 10 Xd 0.99 0.99 0.99 Sumber : PT.PLN (Persero) Sanggau

Tabel 3. 4 Data Generator PLTD Sewatama 2 Sanggau N O ITEM GENERATOR 1 2 1 Daya Aktif 1200 kW 1000 kW 2 Daya Semu 1263 kVA 1053 kVA 3 Power Faktor 95% 95% 4 Kutub 4 4 5 RPM 1500 1500 6 Tegangan Fasa-Fasa 0.4 kV 0.4 kV 7 Tegangan Fasa-Netral 0.23 kV 0.23 kV 8 Xd” 25% 25% 9 Xd' 35% 35% 10 Xd 99% 99%

Sumber : PT.PLN (Persero) Sanggau

Tabel 3. 4 Data Generator PLTD Sewatama 2 Sanggau (lanjutan) NO ITEM GENERATOR 3 4 5 1 Daya Aktif 1000 kW 1000 kW 1000 kW 2 Daya Semu 1053 kVA 1053 kVA 1053 kVA 3 Power Faktor 95% 95% 95% 4 Kutub 4 4 4 5 RPM 1500 1500 1500 6 Tegangan 0.4 kV 0.4 kV 0.4 kV

(6)

Fasa-Fasa 7 Tegangan Fasa-Netral 0.23 kV 0.23 kV 0.23 kV 8 Xd” 25% 25% 25% 9 Xd' 35% 35% 35% 10 Xd 99% 99% 99%

Tabel 3. 5 Data Generator PLTD Sewatama I Sanggau NO ITEM GENERATOR 1 2 3 4 1 Daya Aktif 1000 kW 1000 kW 1000 kW 400 kW 2 Daya Semu 1053 kVA 1053 kVA 1053 kVA 421 kVA 3 Power Faktor 95% 95% 95% 95% 4 Kutub 4 4 4 4 5 RPM 1500 1500 1500 1500 6 Tegangan Fasa-Fasa 6.3 kV 6.3 kV 6.3 kV 0.4 kV 7 Tegangan Fasa-Netral 3.67 kV 3.67 kV 3.67 kV 0.23 kV 8 Xd” 25% 25% 25% 25% 9 Xd' 35% 35% 35% 35% 10 Xd 99% 99% 99% 99% 4. PEMBAHASAN

A. Perhitungan Hubung Singkat pada Bus 6.3 kV PLTU Sei. Batu Sanggau

Pada gambar 3.4 bus 6.3 kV milik generator PLTU Sei.Batu diwakilkan dengan bus nomor 3. Sistem pembumian pada bus ini lah yang nantinya akan dianalisa lebih lanjut. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 dimana tahanan atau NGR yang dipasang sebesar 360 Ω dengan arus setting primer ( Iset ) di pilih 10 A. Sebelum menganalisa nilai NGR yang terpasang, pada bab ini akan dilakukan perhitungan arus gangguan hubung singkat. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, perhitungan arus gangguan hubung singkat khususnya gangguan hubung singkat 1 phasa ke tanah dilakukan, bukan hanya untuk mendapat kan nilai arus gangguannya, tetapi prosesnya berlanjut untuk menentukan nilai pada tegangan tiap phasa pada keadaan gangguan / terganggu. Pada bab ini perhitungan mengenai arus hubung singkat dilakukan dengan menggunakan software MATLAB untuk mempermudah perhitungan yang data nya akan dimuat dalam bab 3. Sedangkan perhitungan untuk menentukan nilai NGRakan dilakukan secara manual.

B. Arus Gangguan Hubung Singkat Ke Tanah Pada Bus Nomor 3

Berikut ini adalah hasil dari perhitungan arus gangguan total pada bus nomor. 3 yang dikejakan dengan bantuan software MATLAB.

Tabel 4. 1 Gangguan Hubung Singkat ke Tanah pada Bus No. 3

Arus Gangguan Total ( p.u )

Arus Gangguan Total ( A )

1.5992 14655.4183

C. Tegangan Bus Selama Gangguan Terjadi

Berikut ini adalah hasil dari perhitungan tegangan pada bus selama gangguan yang dikejakan dengan bantuan software MATLAB.

Tabel 4. 2 Tegangan Tiap Bus Selama Gangguan Terjadi di Bus 3

Bus Tegagan Mutlak

No Phasa a Phasa b Phasa c

1 0.9331 0.9783 0.9886 2 0.5597 0.9584 1.013 3 0 0.9868 0.9196 4 0.3263 0.9882 0.8897 5 0.7376 0.9063 0.975 6 0.5598 0.9584 1.013 7 0.6888 0.8898 0.9724 8 0.5598 0.9584 1.013 9 0.7312 0.9042 0.9746 10 0.5598 0.9584 1.013 11 0.5597 0.9584 1.013 12 0.5597 0.9584 1.013 13 0.5597 0.9584 1.013 14 0.5597 0.9584 1.013 15 0.5597 0.9584 1.013 16 0.5597 0.9584 1.013 17 0.5597 0.9584 1.013 18 0.5597 0.9584 1.013 19 0.5597 0.9584 1.013 20 0.5597 0.9584 1.013 21 0.5597 0.9584 1.013 22 0.5597 0.9584 1.013 23 0.5597 0.9584 1.013 24 0.5597 0.9584 1.013

D. Aliran arus pada salurn untuk gangguan di bus nomor 3

Tabel 4. 3 Aliran arus pada saluran untuk gangguan di bus 3

Arus Mutlak Saluran

Dari Bus

Ke Bus

Phasa a Phasa b Phasa c 1 2 1998.993 988.2698 988.2698 2 4 4344.446 2160.673 2160.673 3 F 14655.42 0 0 4 3 4344.446 2160.673 2160.673 5 6 527.8224 263.9112 263.9112 6 2 527.8224 263.9112 263.9112 7 8 1096.735 548.3675 548.3675 8 2 1096.735 548.3675 548.3675 9 10 721.0997 360.5499 360.5499 10 2 721.0997 360.5499 360.5499 E. Hubungan antara Arus dan Tegangan Saat Terjadi Gangguan Hubung Singkat

Saat terjadi gangguan pada salah satu phasa, maka gangguan ini akan mengakibatkan arus lebih pada phasa yang terganggu dan akibatnya dapart mengakibatkan kenaikan tegangan pada phasa yang tidak terganggu.

(7)

Hal ini terjadi pada objek penelitian yaitu pada bus 3, dengan analogi di atas saat terjadi gangguan pada phasa „a‟ terjadi kenaikan tegangan pada phasa „b‟ dan phasa „c‟. Di mana phasa „b‟ nilainya 0.9868 dan phasa „c‟ nilainya 0.9196.

F. Impedansi Urutan Nol di bus 3 (p.u)

Tabel 4. 4 Impedansi urutan Nol di Bus 3

r x

0.004 0.500

G. Tahanan Tinggi Tiik Netral Generator bus 3

Berikut ini adalah perhitugan untuk menentukan nilai tahanan tinggi titik netral atau nilai NGR Dari persamaan (2.42) dengan memasukkan nilai 𝑽𝒊𝒇 pada bus 3 dengan

mengambil nilai tegangan yang terganggu paling tinggi di mana nilainya adalah 0.9868 serta nilai Iset = 10 A.

Karena NGR yang nilainya akan dicari adalah untuk pembumian generator, maka sebelum perhitungan menentukan nilai NGR atau tahanan Rg, nilai 𝑽𝒊𝒇 dikali dengan VLNgenerator, sebesar 3637.3 V.

Maka 𝑉𝑖𝑓 = 0.9868 x 3637.3066

= 3589.2942 𝑉

Kemudian, dengan menggunakan persamaan

𝑅𝑔 = 𝑉𝑖𝑓 𝐼𝑠𝑒𝑡 didapat hasil =3589.2942 10 = 358.9294 Ω

Sebagai refensi dilakukan juga perhitungan untuk tahanan rendah. Dengan menggunakan persamaan yang sama, tetapi dengan mengganti nilai Iset menjadi 600 A di dapat :

Tabel 4. 5 Nilai Rg Untuk Tahanan Tinggi Dan Tahanan Rendah

Tahanan Tinggi (Iset =

10 A)

Tahanan Rendah (Iset = 600 A)

𝟑𝟓𝟖. 𝟗𝟐𝟗𝟒 5.982

Dari perhitungan yang dilakukan, dengan tegangan sebesar 0.9868 didapat nilai tahanan Rg sebesar 358.9294 Ω. Pada data milik PLTU Sungai Batu nilai NGR atau tahanan Rg yang ditunjukkan adalah sebesar 360Ω. Secara matematis dapat ditinjau antara data dan perhitungan memiliki selisih sebesar 1.0706Ω ini dapat terjadi karena perubahan atau perluasan jaringan pada sistem tenaga, seperti penambahan bus, perubahan peralatan atau mesin yang digunakan yang dapat mengakibatkan perubahan pada data pembangkit atau jaringan khususnya pada nilai impedansinya.

Sedangkan perbedaan signifinakan yang dimiliki antara harga tahanan Rg dari tahanan tinggi dan tahanan rendah diperngaruhi dari harga Iset yang digunakan. Tahanan tinggi menggunakan Iset 10 A dan tahanan rendah menggunakan Iset 600A. Dipilih nilai tegangan pada phasa b dan Iset yang paling maksimal karena untuk mendapatkan nilai Rg yang maksimal pula.

5. PENUTUP A. Kesimpulan

Setelah melakukan perhitungan dan analisis sistem pembumian netral generator pada pembangkit listrik tenaga uap Sungai Batu, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

a) Dari penelitian ini diperoleh Tegangan pada phasa b, Vb = 0.9896 dan Vif = 358.9294 Ω b) Jenis pembumian yang digunakan adalah

tahanan tinggi dengan NGR. Dari data yang didapat nilai NGR (Neutral Gronding Resistor) atau tahanan Rg sebesar 360Ω, sedangkan hasil dari perhitungan didapat sebesar 358.9294 Ω. c) Setelah melakukan perhitungan, didapat selisih

sebesar 1.0706Ω. Selisih ini tidak terlalu signifikan, ini dapat terjadi karena perubahan atau perluasan jaringan, seperti penambahan bus, perubahan peralatan atau mesin yang digunakan yang berakibat pada nilai impedansi pembangkit atau jaringan yang berbeda, dan sebagainya.

Dari poin satu (a) dapat dianggap hasil perhitungan terhadap data relatif sama, untuk itu dapat dinyatakan bahwa sistem pembumian titik netral generator pada PLTU Sungai Batu adalah efektif dan memenuhi syarat.

B. Saran

Seiring pertumbuhan beban dan semakin banyaknya pengguna energi, untuk itu sangat di sarankan kepada pihak PT.PLN untuk selalu mengevaluasi nilai-nilai dari sistem yang dianggap penting, mengingat peralatan yang terdapat dalam suatu gardu induk sangat mahal harganya dan mudah rusak serta memiliki peran penting dalam sistem tenaga listrik. Dengan melakukan evaluasi penyetelan kembali alat – alat pengaman terhadap arus gangguan dan tahanan pembumian sehingga diharapkan dapat memberikan sistem pembumian yang handal.

6. DAFTAR PUSTAKA

[1] Standar IEEE Std 519-1992, 1993, Recommended Practices arul Requirements for Harmonis Control inElectrical Power Systems. New York: 1992-1993.

[2]. Adul Haris, Herman Bedi Agtriadi. 2017. Analisis Sistem Penentuan Lokasi Gangguan Jaringan Distribsi Listrik Terintegrasi Google Map. Teknik Informatika,STT PLN.

(8)

[3]. Ir. Bonar Sirait M.Sc,. Diktat Kuliah Analisis Sistem Tenaga Listrik.

[4]. Sinurat, Pardamean. 2015.Teori Komponen Simetri dan Analisa Hubung Singkat

[5]. Hadi Saadat, “Power System Analysis,” WCB McGraw-Hil, New York, 1999

[6]. Ir. T.S. Hutahuruk, M.E.E.1991.Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatan. Institut Teknologi Bandung & Universitas Trisakti

[7]. Springer Science+Busssines Media Singapore 2016. Md.A. Salam and Q.M. Rahman, Power System Grounding. Power System, DOI 10.1007?978-981-10-0445-9_4

[8]. Ramadhan, Muhammad Zakiy. 2009.Netral Grounding Resistor. Laporan Mingguan OJT PT PLN Sektor Asam-Asam Wilayah Kalimantan Selatan dan Kalimantan Tengah. [9]. Prih Sumardjati, Teknik Pemanfaatan Energi

Listrik jilid I, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008

[10]. Ir.Wahyudi Sarimun N.,MT,. 2012.Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik. Depok: Pernerbit Garamond.

[11]. Asyer Agriselius, Syahrial, dan Siti saodah. 2014. Analisis Pemilihan Pentanahan Titik Netral Generator Pada PLTMH 2 x 4,4 MW Nua Ambon. Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, institut teknologi nasional bandung.

Verta Asi Manullang, lahir di Beloyang, Kab. Sintang, Kalimantan Barat, 10 November 1992. Memperoleh gelar Sarjana dari Program Studi Teknik Elektro Universitas Tanjungpura, Pontianak Indonesia

(9)