Studi Aplikasi Pembatas Arus (Current Limiter) p ( ) pada Sistem Pengaman di PT Pindo Deli
N A M A : R I Z K I P U T R A R A M A D A N N R P : 2 2 111 0 5 0 11
Dosen Pembimbing :
1. Dr. Ir. Margo Pudjiantara, MT.
2 D E R S t W ST MT
2. Dr.Eng. Rony Seto W., ST.,MT.
Latar Belakang Latar Belakang
PT Pi d D li d l h b ik k t l
PT Pindo Deli adalah pabrik kertas yang awalnya berlangganan oleh PLN 70 kV.
Dilakukan Penambahan daya yang diinterkoneksi dengan PT DSS sebesar STG 30 MW dan STG 5MW.
Arus hubung singkat 3 fasa yang terjadi menjadi sangat besar.
Switchgear / Bus existing pada PT Pindo Deli tidak mampu menahan arus puncak (peak) hubung singkat 3 fasa.
menahan arus puncak (peak) hubung singkat 3 fasa.
Batasan Masalah Batasan Masalah
A li h b i k t 3 f d i i b
Analisa hubung singkat 3 fasa pada masing-masing bus dengan menggunakan software ETAP 7.0
Current limiter yang digunakan adalah Is Limiter.
Metode yang digunakan menggunakan IEC Transient 61363.y g g gg
Penentuan setting Is Limiter berdasarkan arus puncak yang terjadi pada bus.
terjadi pada bus.
Tujuan Tujuan
D t k tti I Li it di k
Dapat merencanakan setting Is Limiter yang digunakan untuk pengaman arus hubung singkat 3 fasa pada PT Pindo D li
Deli.
Arus Hubung Singkat Arus Hubung Singkat
A li d i t t b kib t
Arus yang mengalir pada sistem yang sangat besar akibat adanya ketidakseimbangan aliran arus karena adanya
h b t f f d t h
hubungan antar fasa maupun fasa dengan tanah.
Arus hubung singkat 3 fasa menyebabkan arus puncak yang sangat tinggi dan harus dibatasi, karena dimensi dari switchgear / bus, saklar, CT dan kabel akan rusak / terbakar karena terjadi tekanan medan magnet yang disebabkan oleh arus.
Current Limiter ( Is Limiter ) Current Limiter ( Is Limiter )
C t li it f di i d t i bi di b t d
Currrent limiter fuse di industri biasa disebut dengan nama Is Limiter.
Is Limiter adalah suatu peralatan listrik yang dapat membatasi arus yang sangat besar.
Contoh penempatan Is Limiter
Tujuan Penggunaan Is Limiter Tujuan Penggunaan Is Limiter
• Mereduksi biaya pembuatan bus baru.
• Mengatasi masalah arus hubung singkat pada switchgearg g g p g baru dan switchgear yang lama.
• MengoptimalkanMengoptimalkan interkoneksiinterkoneksi antaraantara switchgearswitchgear dandan switchboards.
• Puncak arus hubung singkat tidak akan pernah terjadi
• Puncak arus hubung singkat tidak akan pernah terjadi.
• Arus hubung singkat akan terputus pada saat kenaikan t
pertama
Blok Diagram Is Limiter Blok Diagram Is Limiter
1. Arus mengalir pd main konduktor
2. Ketika terjadi SC pd bus/ saluran maka arus menjadi sangat besar
3. Sensor arus merasakan
4. Mengirim sinyal pd sirkuit elektronik 5. Pd sirkuit elektronik diolah dg
l i t i h i l
logicnya mentrigger chemical charge untuk memotong main konduktor.
6 Kemudian arus mengalir pd fuse tetapi 6. Kemudian arus mengalir pd fuse tetapi arus yg mengalir cukup besar dan fuse meleleh.
Prinsip kerja Is Limiter Prinsip kerja Is Limiter
Saklar yang bekerja dengan sangat cepat yg membawa arus sangat besar tetapi mempunyai kapasitas pemutus rendah.
Is Limiter terdiri dari 2 konduktor paralel yakni main konduktor dan
Is Limiter terdiri dari 2 konduktor paralel, yakni main konduktor dan current limiting fuse. Dimana main konduktor berfungsi yang dialiri arus dan yg dicharge ketika terjadi gangguan.
Sebelum Is Limiter putus Setelah Is Limiter putus
Bagian bagian dari Is Limiter Bagian-bagian dari Is Limiter
1 B l t
1. Base plate 2. Insulator 3. Pole head 4 Fuse
4. Fuse
5. Teleskopic contact 6. Insulator w/ Pulse
Transformer Transformer 7. Fuse Indikator 8. Insulating Tube 9. Bursting bridge 9. Bursting bridge 10. Charge
11. Main conductor Indicator
Pulse transformer (6) terhubung ke insulator atas & bawah
12. Fuse element Pulse transformer (6) terhubung ke insulator atas & bawah
konduktor mengirimkan sinyal pulsa pd charge (10) untuk mentrigger main konduktor terbuka pada nilai yang ditentukan
ditentukan.
Single Line diagram PT Pindo Deli Single Line diagram PT Pindo Deli
PT PINDO DELI
PT DSS
Data Eksisting Switchgear Data Eksisting Switchgear
ID Bus Bracing Asymetri kA rms Bracing Peak kA ID Bus Bracing Asymetri kA rms Bracing Peak kA
Bus 1 26 43.88
Bus 2 26 43.88
Bus 3 26 43.88
B 4 26 43 88
Bus 4 26 43.88
Bus DSS Main 40 67.5
Simulasi dan Analisa Simulasi dan Analisa
Pada Pembangkitan Maksimumg
Is Limiter-1 Is Limiter-2
Nilai arus hubung singkat 3 fasa Nilai arus hubung singkat 3 fasa
ID
I kont. 1 from PLN
(kA))
I kont. 2 from STG 30MW(kA)
I kont 3 from STG 5MW (kA)
I sc Maks ½ cycle symetri
(kA)
I maks Asymetri Peak (kA)
BUS 1 10.03 9.23 - 21.7 50.492
BUS 2 - 16.14 1.12 19.5 42.536
BUS 3 - 18.38 0 927 19.5 42.536
BUS 3 0.927
BUS 4 - 17.85 - 19.0 41.089
BUS DSS BUS DSS
MAIN 11.44 4.52 3.3 21.2 48.744
Arus kontribusi pada bus 1 Arus kontribusi pada bus 1
BUS 1
Arus Kontribusi Isc symetri rms (kA)
Isc asymetri peak (kA)
PLN 10.03 27.114
STG 30MW 9.23 19.073
beban 2.386 4.305
Total arus hubung
21 64 50 942
singkat 21.64 50.942
Bentuk gelombang arus peak g g p
60.000
50 492 kA
40.000
50.000 I kontribusi DSS Main
I k t ib i PLN
43.88 kA 50.492 kA
20.000 30.000
I kontribusi PLN
I kontribusi Beban
27.114 kA k
0 000 10.000
Isc Bus 1
19.073 kA
4.305 kA
-10.000 0.000
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025
switchgear bus 1
-20.000
Bentuk gelombang arus peak setelah terpotong oleh Is Li it 1 d 13 kA
Limiter-1 pada 13 kA
60.000
I kontribusi DSS Main
40.000 50.000
I kontribusi PLN
I kontribusi Beban
43.88 kA 33.534 kA
20.000 30.000
I kontribusi Beban
Isc Bus 1
it h b
31.419 kA 27.114 kA 19 073 kA
0 000 10.000
switchgear bus 1
Isc bus 1 setelah Is limiter putus
13 kA
19.073 kA
4.305 kA
-10.000 0.000
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 I kontribusi PLN + Beban
-20.000
Rangkaian Logika Is Limiter Rangkaian Logika Is Limiter
Sumber Tegangang g
Arah arus (bus yang terjadi short)
Nilai arus yang terjadi.Nilai arus yang terjadi.
Tabel Kebenaran dari Sensor Is Limiter Tabel Kebenaran dari Sensor Is Limiter
SENSOR SUMBER TEGANGAN SENSOR ARAH ARUS
setting Is Limiter
IS LIMITER
(mode) Status PLN STG 30 STG 5 MW BUS 1
FAULT
BUS 2,3,4,DSS FAULT
FAULT
1 0 0 1 0 1 0 Normal
0 1 1 1 0 1 0 Normal
1 0 1 1 0 0 0 Normal
1 1 0 1 0 1 1 Trip
1 1 0 0 1 1 0 Normal
1 1 0 0 1 1 0 Normal
1 1 1 1 0 1 1 Trip
1 1 1 0 1 1 0 Normal
Koordinasi Is Limiter-1 dengan rele arus
lebih pada Bus 1
Setting Rele Setting Rele
IEC ( Very Inerse)
mulai
IEC ( Very Inerse) 1
T(s) = (IEC(PU=TapXCT Prim)
Iscmax, Iscmin, nCT, F ull Load Currect.
setting arus ( I> )
Td
I I 1
5 . 13
setting arus ( I> )
1,05 x FLA Ipp 0,8 x I
2
I
sc min ,30 cycle
IEEE very inverse
1 setting arus (I>>) I set 0,8 x Inverse
nCT I SC min
Selesai setting waktu ( Time Dial )
Waktu operasi=td = 0,1+ s Td
t
3 922 T
Td = (IEEE very inverse)
0,098 0,138
1 I 2
3,922 T
X
ISet
2
Koordinasi Is Limiter dengan rele arus lebih
11 G
Is Limiter = 13 kA peak I sym rms = 13 : 2.5 = 5.2 kA
GCB 1
T=0.9 S
MGCB11
GCB 1
T=0.3 S
T=0.7 S
In trafo=86.6A In rush = 6 In – 8 In
= 680 A
SGCBA11 OTIE 1
Arus kontrbusi dari Arus kontribusi dari bus
DSS (STG 30mw) = 9.23kA
T=0.6 S
PLN = 10.03 kA
Analisa Koordinasi Is Limiter 1 & rele Analisa Koordinasi Is Limiter-1 & rele
Bila terjadi sc 3 fasa pd trafo/ pada b s
Bila terjadi sc 3 fasa pd trafo/ pada bus 1 maka Is Limiter-1 akan trip dengan waktu <10ms
Bracing peak =48.33kA T = 0.6 s
Isc = 9.19 kA
Rele SGCBA 11 adalah proteksi trafo ketika terjadi hubung singkat pada
d h i t f d kt
T = 0.3 S
Isc = 18.064 kA rms T < 10 ms
Isc = 7.66 kA
daerah primer trafo dengan waktu 100ms.
Back up dari SGCBA11 adalah rele
T = 0.1 S
Isc = 18.312 kA rms
Back up dari SGCBA11 adalah rele MGCB1-1 kemudian rele GCB-1 pada incoming PLN.
Kesimpulan Kesimpulan
Arus Hubung singkat 3 fasa yang melebihi dari kapasitas eksisting switchgear hanya
Arus Hubung singkat 3 fasa yang melebihi dari kapasitas eksisting switchgear hanya terjadi pada bus 1, diatas 43.88kA peak yakni 50.492kA peak.
Is Limiter akan bekerja bila terjadi arus hubung singkat di bus 1 dan semua sumber tegangan masuk.
Ketika dalam kondisi normal dan dengan pembangkitan maksimum pemasangan Is Limiter-1 pada OTIE 1 diset pada arus peak sebesar 13kA sedangkan Is Limiter yang Limiter 1 pada OTIE 1 diset pada arus peak sebesar 13kA, sedangkan Is Limiter yang dipasang pada OTIE 3 tidak diset karena switchgear bus 2 masih mampu menahan arus hubung singkat maksimum yang terjadi.
Bil b b k j d j di h b i k 3 f d b 1 k I
Bila semua sumber bekerja dan terjadi arus hubung singkat 3 fasa pada bus 1 maka Is Limiter akan trip dengan kecepatan waktu 0.006 sekon dan arus mengalami kenaikan saat mencapai 33.534 kA
