SUSUNAN REDAKSI
SUSUNAN REDAKSI SPEKTRUM
(Sajian Penelitian Elektro Untuk Mahasiswa) Penanggung Jawab:
Dr. WG. Arastina, ST., MEngSc., PhD.
Wakil Penanggung Jawab IGAK. Diafari DH, ST., MT
Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti, S.T., M.T., Ph.D.
Ketua Dewan Redaksi Dr. Ir. Agus Dharma, MT.
Sekretaris Dewan Redaksi Dr. Nyoman Gunantara, ST. MT.
Editor Ahli
Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT. Dr. Ir. Made sudarma, MA.Sc.
Yoga Divayana, PgD Dr. Ir. IB. Alit Swamardika, M.Erg I Nyoman Satya Kumara, ST. MSc. PhD.
Dr. I Made Oka Widyantara, ST, MT. I Made Arsa Suyadnya, ST. M.Eng.
Dr. Nyoman Putra Sastra, ST. MT. Duman Care Khrisne, ST. MT.
Ir. I Wayan Sukerayasa, MT.
Alamat Redaksi:
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran
Tel./Fax: 0062 361 703315 Email: ejurnal@ee.unud.ac.id
ARTICLES
• PROTOTYPE PENGUKURAN TINGGI DEBIT AIR PADA BENDUNG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR
ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO MEGA 2560
Hilmy Jawas, N.M.A.E.D. Wirastuti, Widyadi Setiawan 1-4
• UJI KEAMANAN KOMUNIKASI VOIP MENGGUNAKAN SISTEM KEAMANAN SRTP-TLS PADA JARINGAN
NIRKABEL
Tri Febriana Handayani, Pande Ketut Sudiarta, I Made Oka Widyantara 13-20
• PERANCANGAN MODUL PEMBELAJARAN HURUF BRAILLE BERBASIS MIKROKONTROLER UNTUK
MEMBANTU PROSES BELAJAR DISABILITAS NETRA
I Putu Agus Padma Diana, I Gusti Agung Putu Raka Agung, Pratolo Rahardjo 5-12
• PENGUKURAN KINERJA VOIP DENGAN CODEC G.711?, G.711a DAN G.729 DI MEDIA TRANSMISI
NIRKABEL BERBASIS SIP DAN IAX
Putu Sintia Susiani Pande, Pande Ketut Sudiarta, I Made Oka Widyantara 21-31
• LOAD BALANCING UNTUK PERBANDINGAN KINERJA VIRTUALISASI SERVER VMWARE DAN XEN SERVER
I Gede Primanata, Nyoman Putra Sastra, Dewa Made Wiharta 32-40
• ANALISIS PEMASANGAN FILTER PASIF DAN AKTIF TERHADAP KANDUNGAN HARMONISA DAN
RUGI-RUGI DAYA GARDU DISTRIBUSI KA 2085 DI PT. PLN (Persero) DISTRIBUSI BALI RAYON MENGWI
I Putu Budi Aryawan, Antonius Ibi Weking, I Wayan Rinas 41-48
• STUDI KOORDINASI KERJA RELE DIFERENSIAL DAN RELE RESTRICTED EARTH FAULT SETELAH UPRATING
PADA TRANSFORMATOR II DI GI KAPAL
I Made Dwi Cahyadi Jaya, I Gede Dyana Arjana, A.A Gede Maharta Pemayun 49-54
• ANALISIS KEANDALAN PADA PENYULANG ARJUNA DENGAN TERPASANGNYA RECLOSER DOUBLE SIX
MENGGUNAKAN METODE SECTION TECHNIQUE
I Ketut Adi Wicaksana, I Wayan Rinas, I Wayan Arta Wijaya 55-61
• ANALISIS KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN PADA GARDU DISTRIBUSI KA 2085 DI PT. PLN (Persero)
DISTRIBUSI BALI RAYON MENGWI BADUNG
R. Suputra, A. I. Weking, W. Rinas 62-67
• ANALISIS UNJUK KERJA ZERO FORCING EQUALIZER PADA SISTEM OFDM MIMO
R. A. Prayitno, N.M.A.E.D. Wirastuti, I.G.A.K.D.D. Hartawan 68-73
• SISTEM PAKAR DETEKSI KERUSAKAN HARDWARE HANDPHONE BERBASIS DESKTOP
Eka Lilla Ananta, Lie Jasa, Putu Arya Mertasana 74-81
• PEMERATAAN BEBAN PADA GARDU KD 056 PENYULANG TABANAN PT PLN (PERSERO) DISTRIBUSI BALI
AREA BALI SELATAN
I Putu Agus Semara Putra, I Ketut Wijaya, I Made Mataram 82-88
• AUGMENTED REALITY BERBASIS ANDROID UNTUK PENGENALAN PERALATAN LABORATORIUM
I Kadek Arya Wiratama, Duman Care Khrisne, Made Sudarma 89-94
• STUDI POLA OPERASI DAN KONSUMSI ENERGI POMPA KOLAM RENANG DI HOTEL RAMADA CAMAKILA
DAN RAMADA BINTANG
I Gede Ginarsa, I N. Satya kumara, A. Ibi Weking 95-100
• OPTIMASI NIRKABEL LOCAL AREA NETWORK FAKULTAS TEKNIK KAMPUS SUDIRMAN UNIVERSITAS
UDAYANA
Komang Yuda Krisnawan, Nyoman Putra Sastra 101-108
• ANALISA PEMASANGAN FILTER HYBRID TERHADAP BEBAN-BEBAN NON LINIER PADA BLUE POINT BAY
VILLA DAN SPA
I Wayan Dedy Setiawan, I Wayan Rinas, Antonius Ibi Weking 109-115
• ANALISIS HASIL DRIVE TEST MENGGUNAKAN SOFTWARE GENEX PROBE DAN GENEX ASSISTANT PADA
JARINGAN LTE
S.G.Y.P. Putra, P.K. Sudiarta, G. Sukadarmika 116-122
• STUDI ANALISIS KEMAMPUAN PENYEDIAAN SUPLAI DAYA AKIBAT PENINGKATAN BEBAN DI GARDU
INDUK NUSA DUA
Nur Ayu Puspita Indra Pratiwi, I Gede Dyana Arjana, Antonius Ibi Weking 123-129
• RANCANG BANGUN MONITORING ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER
Raden Ajeng Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I Gusti Agung Pt Raka Agung 130-138
• RANCANG BANGUN MONITORING DAN PENYIMPANAN NILAI DAYA LISTRIK SECARA REAL TIME PADA
BASIS DATA
I Dewa Gde Bayu Wiranatha, Cok Gede Indra Partha, Widyadi Setiawan 139-145
• Studi Pengaruh Jenis Refrigerant Terhadap Pemakaian Daya Listrik Pada Mesin Pengkondisian Udara (AC)
I Nyoman Mudana, Yanu Prapto Sudarmojo, I Gusti Ngurah Janardana 146-150
• Studi Analisis Pengaruh Perubahan Posisi Terhadap Efisiensi Panel Surya LPJU By Pass Ngurah Rai
I Ketut Suantika, Wayan Rinas, I Made Suartika 151-156
• Rancang Bangun Kapasitor Bank Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATmega 328P Untuk Perbaikan Faktor
Daya
Putu Angga Juliantara, I Wayan Arta Wijaya, Cok Gede Indra Partha 157-163
• PROTOTIPE MOBILE STATION UNTUK PEREKAMAN KANDUNGAN UDARA
Gusti Ketut Bella, Nyoman Putra Sastra, I G. A. K. Diafari Djuni Hartawan 164-170
VIEW ALL ISSUES
E-ISSN: 2302-3163
130
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
RANCANG BANGUN MONITORING ENERGI LISTRIK
MENGGUNAKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA328
Raden Ajeng Gusti Ramadhianti
1, Ir. Cok Gede Indra Partha
2, I Gusti Agung Pt
Raka Agung
3Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana
Email :
gstramaa@gmail.com
1,
cokindra@unud.ac.id
2,
puturaka@ee.unud.ac.id
3ABSTRAK
Pelanggan PT. PLN (Persero) selama ini mendapatkan layanan program listrik prabayar dan pascabayar, pada listrik pascabayar PT. PLN masih menggunakan cara konvensial dalam memonitoring pemakaian energi listrik pelanggannya. Petugas PLN harus mencatat meter, menghitung dan menerbitkan rekening yang harus dibayar oleh pelanggan. Pada penelitian ini menggunakan sistem monitoring energi listrik menggunakan SMS yang dapat mengukur serta memantau pemakaian energi listrik secara real time, menggunakan metode pengukuran langsung. Hasil dari pembacaan sensor arus dan sensor tegangan akan diteruskan ke mikrokontroler untuk dikonversi menjadi jumlah konsumsi energi listrik dan jumlah pembayaran sesuai dengan tarif yang telah ditentukan PLN. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Dasar Teknik Elektro, Laboratorium Konversi Energi, Laboratorium Workshop & Instalasi Listrik, Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana.
Kata kunci : SMS, Energi Listrik, Monitoring
ABSTRACT
Customer PT. PLN (Persero) has been getting prepaid and postpaid electric service programs, on postpaid electricity PT. PLN is still using conventional ways to monitor the electricity consumption of its customers. PLN officers must record meters, calculate and publish accounts to be paid by customers. In this study using electrical energy monitoring system using SMS that can measure and monitor the use of electrical energy in real time, using the method of direct measurement. Results from the current sensor readings and voltage sensors will be forwarded to the microcontroller to be converted into the amount of electrical energy consumption and the amount of payment in accordance with tariffs that have been determined PLN. The research was conducted in Basic Laboratory of Electrical Engineering, Laboratory of Energy Conversion, Laboratory of Workshop & Electrical Installation, Electrical Engineering Study Program, Faculty of Engineering, Udayana University.
Keywords: SMS, Electrical Energy, Monitoring
2.1. PENDAHULUAN
PT PLN (Persero) adalah perusahaan milik negara yang bergerak di bidang ketenagalistrikan baik dari mulai meng-operasikan pembangkit listrik sampai dengan melakukan transmisi kepada ma-syarakat di seluruh wilayah Indonesia [1].
Pelanggan PT. PLN (Persero) selama ini mendapatkan layanan program listrik prabayar dan pascabayar, namun pada program listrik pascabayar sering terjadi
human error pada saat petugas melakukan
pembacaan meter. Program listrik pasca-bayar merupakan program bagi pelanggan
untuk menggunakan energi listrik terlebih dahulu kemudian membayar pada bulan berikutnya. Setiap bulannya PT. PLN (Per-sero) harus mencatat meter, menghitung dan menterbitkan rekening yang harus di-bayar oleh pelanggan dengan memasang sebuah alat ukur bernama kilo Watt hours (kWh) meter disetiap rumah pelanggan yang berfungsi sebagai mesin pencatat pe-makaian energi listrik yang dilengkapi de-ngan pembatas besar daya maksimal yang digunakan. Saat ini masyarakat luas secara umum mengenal kWh meter konvensional yang memiliki banyak keterbatasan, kWh
131
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
meter konvensional hanya melakukan pengukuran terhadap daya aktif dan data hasil pengukuran berupa data analog yang hanya dapat dibaca melalui tampilan pada kWh meter tersebut, sehingga selalu di-butuhkan operator manusia yang bertugas untuk melakukan pencatatan data dengan cara mendatangi lokasi dimana kWh meter tersebut dipasang.
Pada penelitian ini, dibangun suatu sistem monitoring energi listrik menggu-nakan SMS (Short Message Service) yang dapat mengukur serta memantau pema-kaian energi listrik secara real time, meng-gunakan sensor tegangan serta sensor arus SCT013-030. Hasil pembacaan sensor dan tegangan akan diteruskan ke mikrokontroler untuk dilakukan konversi terhadap jumlah konsumsi energi listrik dan jumlah pembayaran sesuai dengan tarif yang telah ditentukan PLN.
2.2. KAJIAN PUSTAKA
2.1 Daya
Daya pada arus bolak-balik atau
alternating current (AC) ada 3 macam yaitu
daya aktif, daya reaktif dan daya nyata [2]. Segitiga daya dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Segitiga Daya 1. Daya Aktif
Daya aktif digunakan secara umum oleh konsumen. Daya aktif inilah yang biasanya dapat dikonversikan dalam bentuk kerja. Satuan daya aktif dinyatakan dalam watt. Daya aktif (real power), didapat dari persamaan berikut:
P=V.I.cosθ [kW] (1)
2. Daya Reaktif
Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet. Maka akan terbentuk fluks magnet. Satuan daya reaktif dinyatakan dalam VAr. Daya
reaktif (reactive power), didapat dari persamaan berikut:
Q =V.I.sinθ [kVA] (2)
3. Daya Nyata
Daya nyata adalah penjumlahan geometris dari daya aktif dan daya reaktif. Daya nyata merupakan daya yang di-produksi oleh perusahaan sumber listrik untuk diditribusikan ke konsumen. Satuan daya nyata ini dinyatakan dalam VA. Daya nyata (apparent power), didapat dari persamaan berikut:
S =V.I [kVA] (3)
Daya aktif dan reaktif didefinisikan secara matematika dengan menggunakan persamaan berikut:
�𝑷𝟐+ 𝑱𝑸𝟐 = S (4) 2.2 kWh Meter Analog
kWh meter merupakan alat ukur energi listrik yang mengukur secara langsung hasil kali tegangan dan arus. Pada penelitian ini kWh meter yang digunakan adalah kWh meter 1 phasa dengan layanan program listrik pascabayar. kWh meter analog ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 2. kWh Meter Analog 1. Perhitungan pada kWh Meter Analog
Implementasi alat monitoring energi listrik menggacu pada penetapan penye-suaian tarif tenaga listrik PLN bulan November 2016, dengan Golongan Tarif Rumah Tangga (R-1) dengan batas daya 1.300VA s.d 2.200VA, Rumah Tangga (R-2) dengan batas daya 3.500VA s.d 5.500VA, Rumah Tangga (R-3) dengan batas daya 6.600VA ke atas, dengan ketentuan diterapkan Rekening Minimun (RM). Penetapan penyesuaian tarif tenaga listrik PLN bulan November untuk Rumah
132
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
Tangga (R-1) s.d Rumah Tangga (R-3) ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Tarif Dasar PLN 2.3. Mikrokontroler ATmega328
Arduino adalah papan rangkaian elek-tronik (electronic board) open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu, sebuah chip mikrokontroler. Mikro-kontroler itu sendiri adalah suatu chip atau IC (Integrated Circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer [3]. Pada penelitian ini menggunakan mikrokontreler ATmega328. Mikrokontroler ATmega328 ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Mikrokontroler ATmega328 2.4. Sensor Tegangan
Komponen tegangan adalah sensor tegangan yang berfungsi untuk menentukan tegangan jala-jala listrik, hal ini diperlukan untuk mengukur tegangan setiap saat. Sensor tegangan ini berupa pembagi tegangan. Tegangan yang dihasilkan masih berupa sinyal sinusoidal. Tegangan ini akan diteruskan ke input rangkaian penyearah [4]. Rangkaian pembagi tegangan ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian Pembagi Tegangan 2.5. Sensor Arus
Sensor arus adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Sensor arus pada penelitian ini meng-gunakan sensor arus SCT (Splilt-core
Current Transformer) tipe SCT013-030.
Gambar 6. SCT013-030 2.6. Data Logger
Data logger adalah suatu alat elektronik yang berfungsi mencatat data dari waktu ke waktu secara continue [5]. Pada perancangan terdapat sistem data
logger yang dapat digunakan untuk
merekam data yang diolah oleh mikrokontroler, terdapat module RTC dan
module micro SD card. Module RTC akan
menampilkan informasi mengenai keterangan waktu dan tanggal secara real
time saat proses pembacaan sensor dan
konversi berjalan, sedangkan module micro
SD card berfungsi sebagai media
penyimpan data. Pada penelitian ini module
micro SD card yang digunakan
berkapasitas 2 GB.
2.7. Buzzer
Buzzer adalah suatu alat yang dapat
mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan
input maka buzzer akan mengeluarkan
bunyi atau suara. Frekuensi suara yang dikeluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 kHz [6]. Pada penelitian ini buzzer berfungsi sebagai alarm notifikasi pelanggan ketika pelanggan memasuki
133
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
waktu pembayaran. Buzzer ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Buzzer
2.8. Module GSM (Global Sistem for
Mobile Communication)
SIM900A GSM GPRS Module
merupakan module GSM/GPRS Serial Modem yang dikeluarkan oleh ITeadstudio. SIM900A GSM GPRS module digunakan untuk beberapa fitur, diantaranya fitur GPRS, telephone, serta mengirim dan menerima data menggunakan SMS (Short
Message Service) berbasis ATmega328.
SIM900A GSM GPRS Module ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. SIM900A GSM GPRS Module 3. METODOLOGI PENELITIAN
Perancangan dalam penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan, diantaranya :
1. Mengumpulkan study literature.
2. Membuat perancangan hardware,
perancangan software, serta proses pengujian.
Rancang bangun monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikro-kontroler ATmega328 menggunakan metode pengukuran langsung dengan sen-sor arus SCT013-030 serta sensen-sor te-gangan yang memanfaatkan sistem trans-formator pada perangkat modulenya, perancangan ini dibagi menjadi menjadi dua, yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan lunak
(sof-tware), sebelum membuat perancangan hardware dan software dibutuhkan diagram
alir sebagai acuan dalam proses pembuatan monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler
ATmega328. Gambar 9 merupakan diagram alir dari proses perancangan dalam penelitian.
START
Study Literature
Perancangan Perangkat Keras
(Hardware) Setiap Blok Rangkaian
Realisasi dan Uji Setiap Blok Perancangan Perangkat Keras (Realisasi Hardware)
Apakah Fungsional Perangkat Keras (Hardware)
Sesuai dengan Perancangan ?
Pemrograman Software (Arduino IDE)
Apakah Program Bekerja Sesuai Perintah (Intruksi) ?
Pengujian Alat Secara Keseluruhan (Pengujian blok rangkaian Hardware
dan Software)
Apakah Sistem Bekerja Sesuai Perintah? END YA TIDAK TIDAK A YA A TIDAK
Gambar 9. Diagram Alir Dari Proses Perancangan Dalam Penelitian 3.1 Perancangan Perangkat Keras
(Hardware)
Pada implementasi sistem pemonitor energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATmega328, menggunakan sebuah software, yaitu software Diptrace
3.0.0.2 untuk pembuatan skematik dan layout PCB. Diagram blok sistem pemonitor
energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATmega328 ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Perancangan Perangkat Keras Secara umum implementasi peran-cangan sistem monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATmega328 ini, menggunakan sensor arus
134
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
SCT013-030 dan sensor tegangan berbasis mikrokontroler ATmega328, dengan input dari energi listrik (PLN). Energi listrik (PLN) akan masuk melewati sensor arus SCT013-030 dan melewati sensor tegangan, output dari sensor arus dan sensor tegangan ada-lah energi listrik, yang kemudian diteruskan ke mikrokontroler. Jumlah energi listrik yang masuk akan dikonversi menjadi jumlah pembayaran yang telah ditetapkan PLN. Hasil pembacaan dan konversi harga akan ditampilkan pada LCD.
Perancangan perangkat keras
(hardware) terdiri dari:
1. Rangkaian mikrokontroler ATmega328.
2. Rangkaian sensor arus SCT013-030. 3. Rangkaian sensor tegangan.
4. Rangkaian LCD.
5. Rangkaian module Micro SD Card. 6. Rangkaian module Real Time Clock. 7. Rangkaian SIM900A GSM GPRS
Module sebagai pengirim SMS.
8. Rangkaian module Buzzer.
3.2 Perancangan Perangkat Lunak
(software)
Perancangan perangkat lunak terdiri dari diagram alir. Diagram alir (flowchart) merupakan gambaran proses kerja sistem
monitoring energi listrik menggunakan SMS
berbasis mikrokontroler ATmega328. Diagram alir (flowchart) program dari rancang bangun kWh meter sms monitoring berbasis mikrokontroler ATmega328 ditunjukkan pada Gambar 11a dan Gambar 11b. START INISIASI PORT ATMEGA328, RTC, BUZZER, MODULE GSM, MODULE MICRO SD CARD, LCD, SCT013-030, SENSOR TEGANGAN.
INPUT ARUS (I) & INPUT TEGGANGAN (V) TOTAL PEMAKAIAN : DAYA = (V x I) ENERGI LISTRIK = (V x I) ÷ 3.600.000 TOTAL PEMBAYARAN BIAYA (Rp) = (ENERGI LISTRIK
x HARGA/kWh) x 1.05 APAKAH MODUL GSM MENERIMA KODE VERIVIKASI SMS YANG DIINGINKAN ? BUZZER ON MODUL GSM C Y Y GSM MENERIMA SMS “CEK” N N BUZZER ON Y
VERIVIKASI KODE “CEK“ SMS KE PELANGGAN TOTAL PEMAKAIAN & TOTAL BAYAR VERIVIKASI KODE “PLN CEK“ SMS KE PETUGAS TOTAL PEMAKAIAN & TOTAL BAYAR GSM MENERIMA SMS “PLN” Y BUZZER ON Y Y A N B Y
Gambar 11a. Diagram alir (flowchart) program Arduino IDE
A
RTC = +1JAM
SIMPAN DATA RTC, NILAI V,I, P, ENERGI LISTRIK DAN BIAYA DI MICRO SD
CARD RTC= TANGGAL 15 JAM 10.00 RTC= TANGGAL 20 JAM 10.00 RTC = TANGGAL 4 JAM 00.01 BUZZER ON MODUL GSM SMS KE PELANGGAN TOTAL PEMAKAIAN DAN TOTAL BIAYA TEGANGAN = 0 ARUS = 0 DAYA = 0 TOTAL PEMAKAIAN = 0 TOTAL BAYAR = 0 END N N TAMPILAN DATA RTC, V, I, P, TOTAL PEMAKAIAN ENERGI, TOTAL PEMBAYARAN, STATUS SMS B C N N Y Y N Y Y BUZZER ON MODUL GSM Y Y
Gambar 11b. Lanjutan Diagram alir (flowchart) program Arduino IDE
135
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
Perancangan perangkat lunak
(software) pada pembuatan sistem
monitoring energi listrik berbasis
mikrokontroler ATmega328 dilengkapi dengan SMS menggunakan mikrokontroler ATmega328. Pada penelitian ini meng-gunakan RTC, Module GSM, Module Micro
Sd Card, LCD, buzzer, sensor
SCT013-030, sensor tegangan. Output dari sensor arus dan sensor tegangan akan diteruskan ke mikrokontroler ATmega328 untuk dikonversi menjadi jumlah pembayaran pelanggan PLN. Informasi jumlah pemakaian, biaya, waktu dan tanggal ditampilkan ssecara real time pada LCD 20x4. Pelanggan dan petugas PLN dapat mengirimkan SMS sesuai dengan keyword SMS yang telah ditentukan, kemudian
module GSM akan memverifikasi keyword
tersebut, apabila keyword sesuai maka
module GSM akan membalas SMS
pelanggan atau petugas PLN. Setiap tang-gal 15 dan 20 jam 10.00 disetiap bulannya,
buzzer menyala, Module GSM akan
mengirimkan SMS peringatan mengenai informasi jumlah pemakaian serta total pembayaran ke pelanggan PLN. Sistem berjalan selama 24 jam, pada tanggal 4 jam 00:01 untuk setiap bulannya sistem secara otomatis akan mereset data untuk mengulang siklus pembacaan jumlah kon-sumsi listrik pelanggan PLN. Seluruh data yang didapatkan akan ditampilkan di LCD.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Realisasi monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATmega328, ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12. Realisasi Alat
4.1 Hasil pengujian Sistem Rancang Bangun Monitoring Energi Listrik
Menggunakan SMS Berbasis Mikro-kontroler Atmega328 Menggunakan kWh Meter Pascabayar.
Hasil pengujian keseluruhan dari sistem bertujuan untuk mengetahui apakah sistem monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler Atmega328 dapat bekerja dengan baik pada kWh meter pascabayar (konvensional / analog) sesuai dengan perencanaan. Berikut merupakan beberapa pengujian yang akan dilakukan terhadap sistem. 4.1.1 Hasil pengujian dan pembahasan
jumlah pemakaian energi listrik mengunakan pesan singkat oleh pelanggan PLN.
Pengujian dan pembahasan ini dilakukan oleh pelanggan PLN, bertujuan untuk mengetahui apakah perintah untuk melakukan pengecekan pemakaian energi listrik yang akan dikirim menggunakan pesan singkat dapat diterima dengan baik sesuai perencanaan. Pengujian yang di-lakukan dengan cara pelanggan mengirim-kan SMS dengan kode “CEK” yang amengirim-kan dikirim ke module GSM sesuai dengan nomor yang telah ditentukan. Penempatan rancang bangun sistem monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler Atmega328 diletakkan pada kWh meter 1 fasa di Laboratorium Workshop & Instalasi Listrik, Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, dengan current limit : 10A dan daya terpasang : 2200 VA. Alat ini dipasang dekat dengan kWh meter 1 fasa, kemudian sensor arus dikaitkan dengan fasa dari kWh dan sensor tegangan dihubungkan dengan kotak kontak dekat kWh meter yang terpasang. Penempatan rancang bangun sistem monitoring energi listrik menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATmega328 ditunjukkan pada Gambar 13.
136
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
Gambar 13. Penempatan Alat Pengujian dan respon dari module GSM dilakukan dengan mengirimkan perintah berupa pesan singkat kepada sistem, dimana pelanggan PLN telah mengirimkan SMS dengan kode “CEK”, kemudian perintah ini akan diverifikasi oleh
module GSM, dan diolah oleh
mikro-kontroler. Tampilan SMS pada saat pe-langgan mengirim pesan dengan kode verifikasi ”CEK” serta respon dari modul GSM untuk mengetahui informasi pe-makaian energi listrik, ditunjukkan pada Gambar 14.
Gambar 14. Respon SMS Pelanggan PLN SMS balasan berisikan informasi tang-gal dan waktu, jumlah daya yang di-gunakan, jumlah pemakaian energi listrik (kWh) secara real time dan jumlah yang harus dibayarkan (Rupiah). Daya (Watt) didapatkan dari perhitungan berikut :
𝑃 = 𝑉 𝑥 𝐼 = 229 𝑥 0,33 = 75, 57 𝑊𝑎𝑡𝑡
Energi (kWh) didapatkan dari perhitungan berikut:
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 = 3.600.000(𝑉 𝑥 𝐼)
= 0,00002 kWh
Biaya (Rupiah) didapatkan dari perhitungan berikut:
𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎
= ((𝑘𝑊ℎ) 𝑥 𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑘𝑊ℎ ) 𝑥 1,05� = (0,00002 𝑥 1.467) 𝑥 1,05 = 0,0323 𝑅𝑢𝑝𝑖𝑎ℎ
Tampilan SMS yang diterima oleh pelanggan PLN sudah sesuai dengan perhitungan manual.
4.1.2 Hasil pengujian dan pembahasan jumlah pemakaian energi listrik mengunakan pesan singkat oleh petugas PLN.
Pengujian dan pembahasan ini dilakukan oleh petugas PLN, bertujuan untuk mengetahui apakah perintah untuk melakukan pengecekan pemakaian energi listrik yang akan dikirim menggunakan pesan singkat dapat diterima dengan baik sesuai perencanaan. Pengujian yang dilakukan dengan cara petugas mengirim-kan SMS dengan kode “PLN” yang amengirim-kan dikirim ke module GSM sesuai dengan nomor yang telah ditentukan.
Pengujian dan respon dari module GSM dilakukan dengan mengirimkan perintah berupa pesan singkat kepada sistem, dimana petugas PLN telah me-ngirimkan SMS dengan kode “PLN”, kemudian perintah ini akan diverifikasi oleh
module GSM, dan diolah oleh
mikro-kontroler. Tampilan SMS pada saat petugas mengirim pesan dengan kode verifikasi ”PLN” serta respon dari modul GSM untuk mengetahui informasi pemakaian energi listrik, ditunjukkan pada Gambar 15.
137
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
Gambar 15. Respon SMS Petugas PLN SMS balasan berisikan informasi tanggal dan waktu, arus, tegangan, daya, jumlah pemakaian energi listrik (kWh) secara real time dan jumlah yang harus dibayarkan (Rupiah).
Daya (Watt) didapatkan dari perhitungan berikut :
𝑃 = 𝑉 𝑥 𝐼 = 229 𝑥 0,33 = 75, 57 𝑊𝑎𝑡𝑡
Energi (kWh) didapatkan dari perhitungan berikut:
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 = (𝑉 𝑥 𝐼) 3.600.000
= 0,00002 kWh
Biaya (Rupiah) didapatkan perhitungan dari berikut:
𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎
= ((𝑘𝑊ℎ) 𝑥 𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑘𝑊ℎ ) 𝑥 1,05� = (0,00002 𝑥 1.467) 𝑥 1,05
= 0,0323 𝑅𝑢𝑝𝑖𝑎ℎ
Tampilan SMS yang diterima oleh petugas PLN sudah sesuai dengan perhitungan manual.
5. Hasil pengujian dan pembahasan data
logger pemakaian energi listrik.
Pengujian data logger monitoring energi listrik bertujuan untuk mengetahui apakah data logger pada sistem berjalan sesuai dengan perencanaan. Pengambilan data dilakukan selama 24 jam yaitu dari tanggal 13 Desember 2017 pada jam 16.00 sampai dengan tanggal 14 Desember 2017
pada jam 15.00.
Data yang disimpan dalam pengujian data logger monitoring energi listrik meng-gunakan SMS berbasis mikrokontroler ATmega328 merupakan data pengukuran beban pada kWh meter 1 fasa di Labo-ratorium Workshop & Instalasi Listrik, Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayanadengan meng-gunakan sebuah sensor arus SCT 013-030 dan sensor tegangan. File hasil data logger tersimpan oleh SD card berkapasitas 2 GB dengan ukuran file sebesar 3 KB selama 24 jam. File hasil data logger ditunjukkan pada Gambar 16.
Gambar 16. File Data Logger
5. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan hasil pengujian dan pemba-hasan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Alat ukur monitoring energi listrik meng-gunakan SMS berbasis mikrokontroler Atmega 328 telah dapat dibangun dan sistem pembacaan notifikasi pengguna-an energi listrik sudah dapat dilakukpengguna-an melalui SMS.
2. Peralatan terdiri dari rangkaian utama yaitu rangkaian mikrokontroler Atmega 328 sebagai pengolah data, module GSM sebagai pengirim dan penerima instruksi melalui SMS, module RTC bagai penunjuk tanggal dan waktu se-cara real time, module micro SD card sebagai data logger, rangkaian sensor arus sebagai pembaca nilai arus dan rangkaian sensor tegangan sebagai
138
R A Gusti Ramadhianti, Ir. Cok Gede Indra Partha, I G A Pt Raka Agung
pembaca nilai tegangan. Semua pe-ralatan sudah bekerja sesuai dengan perencanaan.
3. Besar energi yang digunakan di kWh meter konvensional selama 24 jam adalah sebesar 4 kWh dengan besar biaya yang harus dibayarkan pelanggan Rp. 6.374,93. Data logger yang di-rancang menyimpan data arus, tegang-an, energi terpakai dan biaya yang harus dibayarkan selama 24 jam, file hasil data logger tersimpan oleh SD
card berkapasitas 2 GB dengan ukuran file sebesar 3 KB.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] https://www.pertamina.com/industrial-fuel/id/our-customers/pt-pln-persero/. Diakses tanggal 3 Januari 2018. [2] Saadat, Hadi. Power System Analysis
Third Edition. United State America : Victor Graphic. Inc. 2010.
[3] Saftari, Firmansyah. Proyek Robotik
Keren dengan Arduino. Jakarta: PT.
Elex Media Komputindo. 2015.
[4] Jufri, Hilman. Rancang Bangun Alat Ukur Daya Arus Bolak-balik Berbasis Mikrokontroler ATmega. Repository Universitas Sumatera Utara. 2013. [5] http://sonoku.com. Diakses tanggal 18
Januari 2018.
[6] War Collage, Army. Power Buzzer Amplifer. 2006.
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
I M Dwi Cahyadi Jaya, I G Dyana Arjana, A A G Maharta Pemayun
49
STUDI KOORDINASI KERJA RELE DIFERENSIAL DAN
RELE RESTRICTED EARTH FAULT SETELAH
UPRATING PADA TRANSFORMATOR II DI GI KAPAL
I Made Dwi Cahyadi Jaya
1, I Gede Dyana Arjana
2, A.A Gede Maharta
Pemayun
3Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana
Email :
cahyadii.jaya@gmail.com
1,
dyanaarjana@unud.ac.id
2,
maharta@unud.ac.id
3ABSTRAK
Rele diferensial pada transformator_daya II di Gardu Induk Kapal memiliki setting
sensitifitas arus sebesar 30% terhadap arus nominal belitan. Arus gangguan dibawah setting tidak dapat terdeteksi karena belum mencapai batas setting. Untuk mengatasi arus gangguan dilengkapi dengan Rele Restricted Earth Fault (REF) yang memiliki sensitifitas lebih kecil dari 30%. Analisis dengan metode perhitungan sesuai buku pedoman setting rele. Hasil perhitungan
setting sensitifitas arus rele REF 382,75 A atau titik gangguan pada 22.09%_belitan. Rele
diferensial 519,6_A atau titik gangguan pada 30% belitan. Hasil perhitungan menunjukan yang
bekerja lebih dulu adalah rele REF daripada rele diferensial. Jadi gangguan pada belitan transformator diatasi oleh rele REF.
Kata Kunci : Rele Diferensial, Rele REF, Transformator Daya.
ABSTRACT
The differential relay on the power transformer II in the Kapal Substation has a sensitivity setting of 30% to the nominal current of winding. Fault current that occurs below setting is not detected because the fault current has not reached the set limit. To overcome the fault current it is equipped with REF relay that has sensitivity below 30%. The analysis was performed by calculation method according to the relay setting manual. The results of sensitivity setting of REF relay is 382.75 A or fault point at 22.09% of the transformer winding, while the differential relay is 519.6 A or fault point at 30% of the transformer winding. The calculation result shows that the first to work is the REF relay than the differential relay. So the fault on the transformer winding is overcome by the REF relay.
Keywords : Differential Relay, REF Relay, Power Transformer.
1. PENDAHULUAN
Gardu Induk (GI) Kapal merupakan GI yang menjadi pusat pengatur beban ke seluruh GI yang ada di Bali. GI Kapal me-miliki 4 buah transformator daya, dengan masing-masing memiliki daya sebesar 60 MVA setelah uprating. Dengan dilakukan-nya uprating pada transformator II pada GI Kapal, transformator ini memerlukan sistem pengaman yang baik.
Gangguan pada transformator khu-susnya antar belitan dengan badan trans-formator maupun belitan dengan belitan yang tidak terdeteksi oleh rele diferensial perlu diamankan. Rele diferensial eksisting yang terpasang pada GI Kapal memiliki
setting yang dibatasi sebesar 30% terhadap
arus nominal transformator. Sehingga jika terjadi gangguan pada belitan transformator dengan arus gangguan dibawah 30%,
wa-I M Dwi Cahyadi Jaya, wa-I G Dyana Arjana, A A G Maharta Pemayun
50
laupun gangguan tersebut dideteksi oleh rele diferensial, rele ini belum dapat bekerja karena belum mencapai batas setting [1].
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dipasang rele REF sebagai rele bantu pengaman rele diferensial. Dengan terpasangnya rele diferensial dan rele REF pada tranfsormator, kedua rele ini saling bekerjasama mengamankan ransformator, sehingga diharapkan dapat mengantisipasi gangguan yang terjadi.
2. KAJIAN PUSTAKA
A. Komponen Simetris.
Suatu sistem tak seimbang yang terdiri dari ‘n’ fasa yang berhubungan dapat di-uraikan menjadi ‘n’ buah sistem dengan fasa seimbang dinamakan komponen simetris dari fasa aslinya. Prinsip dasar dari komponen simteris untuk rangkaian sistem tiga fasa adalah setiap bilangan fasa yang tak seimbang dapat diuraikan menjadi fasa seimbang [2].
Pada Gangguan tiga fasa semua fasa mengalami hubung singkat. Ada kinan 2 situasi yaitu ketiga fasa kemung-kinan mengalami hubung singkat ke tanah atau tidak melalui ke tanah. Gangguan tiga fasa dijadikan standar untuk menentukan tingkat gangguan [3]. 1TGangguan satu fasa
ke tanah umumnya bukan merupakan hubung singkat melalui tahanan gangguan, sehingga arus gangguannya menjadi se-makin kecil dan tidak bisa terdeteksi oleh rele 1T2Tyang ada [4]
.
B. Gangguan Hubung Singkat Satu
Fasa ke Tanah
Arus dan tegangan pada titik hubung singkat dihitung jika sistem tidak seimbang dan pada saat sistem seimbang, maka penggunaan metode simetri untuk meng-analisa gangguan hubung singkat [5]. Gangguan ini juga disebut gangguan tidak simetris yaitu terjadi hubung singkat pada salah satu fasa.
IRa1R = 𝐸𝑎 𝑍1+ 𝑍2+ 𝑍0………. (1) IRbR = IRcR = 0 (2) VRa 1R = ERaR – (IRa 1R x ZR1R) (3) VRa 2R = - (IRa 2R x ZR2R) (4) VRa 0R = - (IRa 0R x ZR0R) (5) VRaR = (VRa 1R + VRa 2R + VRa 0R) (6) IRaR = 3 x IRa1R (7) di mana : I = Arus V = Tegangan Z = Impedansi
Karena gangguan yang terjadi satu fasa ke tanah maka rangkaian penggantinya :
Gambar 1. Rangkaian Pengganti Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah [2].
Diperoleh persamaan sebagai berikut
V
Rb R= a
P 2 PV
Ra 1R+ a V
Ra 2R+ V
Ra 0 R(8)
V
RcR= a V
Ra 1R+ a
P 2 PV
Ra 2R+ V
Ra 0 R(9)
V
RabR= V
RaR–
V
Rb R(10)
V
RbcR= V
RbR–
V
Rc R(11)
V
RcaR= V
RcR–
V
Ra R(12)
C. Proteksi Transformator
1TProteksi transformator tenaga umumnya menggunakan rele diferensial dan rele 1T2TRestricted Earth Fault 1T2T(REF) sebagai
proteksi utama. Sedangkan proteksi cadangan menggunakan rele arus lebih (OCR) dan rele gangguan ke tanah (GFR). Sedangkan 1T2TStandby Earth Fault 1T2T(SBEF)
umumnya hanya dipergunakan pada transformator dengan belitan Y yang ditanahkan dengan resistor, dan fungsinya lebih mengamankan NGR.1T 1TUmumnya
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
I M Dwi Cahyadi Jaya, I G Dyana Arjana, A A G Maharta Pemayun
51
skema proteksi disesuaikan dengan kebutuhan [6].
D. Rele
Rele proteksi merupakan skema atau rangkaian yang mampu merespon terhadap adanya suatu gangguan atau kesalahan dalam sistem tenaga listrik dan secara otomatis memutuskan hubungan peralatan yang terganggu atau memberikan sinyal (alarm) [7].
Rele adalah peralatan yang peka ter-hadap perubahan arus dan tegangan, pada rangkaian sistem yang dapat mem-pengaruhi bekerjanya alat lain. Syarat karakteristik rele antara lain [8].
1. Kepekaan (Sensitivity) 2. Keandalan (Reliability) 3. Terpercaya (Dependability) 4. Selektif (Selectivity) 5. Terjamin (Security) 6. Kecepatan (Speed)
E. Prinsip Dasar Rele
Rele dapat dibedakan menjadi tiga elemen fundamental [9].
1. Elemen perasa, bertugas mengukur adanya perubahan besaran listrik, misal-nya perubahan arus atau tegangan pada sistem.
2. Elemen pembanding, yang bertugas membandingkan besaran terukur de-ngan besaran yang telah disetting se-belumnya.
3. Elemen pengontrol, merupakan sinyal atau mengontrol rangkaian lain, misalnya membuat sakelar suatu rangkaian tertutup.
F. Prinsip Dasar Setting Waktu
TMS adalah time multiple setting yang digunakan untuk setting waktu pada rele, dimana TMS bertujuan agar rele lebih sensitif. Berikut ini merupakan rumus dari TMS [10] : 𝑇𝑚𝑠 =𝑡𝑥�� 𝐼𝑓 𝐼𝑠𝑒𝑡� 𝛼 �−1 𝛽 (13) dan 𝑡 = 𝛽×𝑡𝑚𝑠 �𝐼𝑓𝑎𝑢𝑙𝑡𝐼𝑠𝑒𝑡 �𝑎−1 (14) di mana :
TMS = Time Multiple Setting t = Waktu kerja
If = Arus gangguan
Iset = Arus setting
G. Restricted Earth Fault Rele
Rele REF adalah suatu perangkat pe-ngaman hubung singkat untuk mendeteksi gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah yang dipasang pada trafo daya atau generator tiga fasa dengan hubungan belitannya adalah hubungan bintang dan titik netralnya ditanahkan baik dengan tahanan pentanahan maupun secara langsung. Ir = Il0 + In0 = 0 (15) IR = g % (basic setting) (16) IP = N x (IR + (n x IE)) (17) VK = 2 x VS (18) VS = 𝐼ℎ𝑠 𝑚𝑎𝑘 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 𝑁 𝑥(𝑅𝐶𝑇+ 2𝑅𝑙𝑜𝑜𝑝) (19) RSR = 𝑉𝐼𝑆 𝑅− 𝑉𝐴 𝐼𝑅2 (20) g = 10 % +(𝐼𝑚𝑎𝑘 – 𝐼𝑚𝑒𝑎𝑛 𝐼𝑚𝑒𝑎𝑛 𝑥 100 %) (21) di mana : IR = Arus rele IP = Arus primer VK = Tegangan lutut VS = Tegangan rele RSR = Tahanan stabilizer g = basic setting
3. METODELOGI PENELITIAN
Analisis dalam penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan sebagai berikut : 1. Pengolahan data untuk menganalisis
terjadinya gangguan pada internal transformator daya II di GI Kapal.
2. Perhitungan gangguan hubung singkat pada internal transformator daya II. 3. Perhitungan analisis setting rele
diferensial dan rele REF untuk menanggulangi terjadinya gangguan internal transformator daya II di GI Kapal.
4. Koordinasi kerja setting rele eksisting dengan hasil perhitungan.
I M Dwi Cahyadi Jaya, I G Dyana Arjana, A A G Maharta Pemayun
52
5. Analisis hasil perbandingan rele eksisting dengan hasil perhitungan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Gambaran Umum Gardu Induk
Kapal
Merupakan area pengatur beban untuk seluruh gardu induk yang ada di Bali. GI Kapal memiliki 4 buah transformator dengan daya masing-masing sebesar 60 MVA. Transformator daya ini menyuplai daya ke beberapa penyulang yang ada di daerah sekitarnya. Transformator memerlukan sistem pengaman yang handal untuk memproteksi sistem dari gangguan. Adapun gangguan tersebut seperti gangguan didalam transformator maupun gangguan yang berasal dari luar daerah pengaman transformator
.
B.
Perhitungan Arus Hubung Singkat
Satu Fasa ke Tanah dengan
Ta-hanan Pentanahan 40 Ω
Berdasarkan perhitungan dari Persa-maan 1 dan 7 : Ia1 = 𝐸𝑎 𝑍1+ 𝑍2+ 𝑍0 Ia1 = 0,1101 – j0,0096 pu Ia = 3 x Ia1 Ia = 0,3303 – j0,0288 pu Ia = 0,331 ∟5,53 o x 1732,1 A Ia = 573,3 ∟5,53 o
Jadi besar arus hubung singkat Ia = 573,3
A.
C. Simulasi Gangguan pada Belitan
Transformator
Simulasi gangguan internal satu fasa ke tanah dengan jarak 67 % dari titik netal transformator : IØ = 100𝑋 𝑥 𝐼𝑓 IØ = 10067 𝑥 573,3=384,111 A I0 = IØa = Ip = 384,111 Ir = (384,111 x 5/2000) – 0.4 = 0,88A
Berdasarkan hasil simulasi gangguan diatas, besar arus yang mengalir pada rele REF adalah : 0,88 A. Sedangkan rele di-setting pada 0,238 A. Saat terjadi
gangguan satu fasa ke tanah pada 67 % belitan dari titik netral, nilai REF sudah bekerja.
Rele diferensial disetting 30 % arus nominal transformator yaitu :
Id = 30/100 x 1732,1 A = 519,6
Id = 519,6/573,3 x 100 = 90,63
% dari arus gangguan satu
fasa ke tanah maksimum.
Dari simulasi diatas maka rele diferensial belum bekerja karena belum mencapai pick up, walaupun merasakan adanya gangguan.
Jika ditinjau dari setting overcurrent ne-tral, I0 = 384,111 A sudah berada pada
daerah setting rele overcurrent netral (NS 51) karena rele disetting pada Ir = 0,2 A (±
60 A primer) dan rele sudah mencapai pick
up.
D. Perhitungan Setting Rele REF
Berdasarkan perhitungan diperoleh hasil sebagai berikut :
g = 10 % + (𝐼𝑚𝑎𝑘 – 𝐼𝑚𝑒𝑎𝑛
𝐼𝑚𝑒𝑎𝑛 𝑥 100 %)
g = 23,8 %
Dari perhitungan basic setting diperoleh:
IR = 23,8 % dari 1 A
= 0,238 A atau 238 mA.
Sesuai Persamaan 17 perhitungan sensi-tivitas arus primer (IP):
IP = N x (IR + (n x IE))
IP = 382,75 A
Sesuai Persamaan 18 perhitungan setting tegangan minimum : Vs
VS ≥
𝐼𝑓 𝑚𝑎𝑘 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜
𝑁 𝑥 (𝑅𝐶𝑇2+ 2𝑅𝐿)
Vs = 127,05 V
Sesuai Persamaan 19 perhitungan tegang-an knee point atau tegtegang-angtegang-an titik jenuh (tegangan lutut) VK:
VK ≥ 2 x VS
VK = 254,1 V
Sesuai Persamaan 20 perhitungan nilai tahanan stabilizer rele REF:
RST =𝑉𝐼𝑆
𝑅−
𝑉𝐴 𝐼𝑅2
E-Journal SPEKTRUM Vol. 5, No. 1 Juni 2018
I M Dwi Cahyadi Jaya, I G Dyana Arjana, A A G Maharta Pemayun
53
RST = 516 Ω
Tabel 1. Perbandingan Setting Rele REF Hasil Perhitungan dengan Terpasang Setting REF Perhitu-ngan Terpas-ang Keterangan VS 127,05 V 127 V Perbedaan terjadi karena range IR 0,238 A 0,2 A Setting pada rele terbatas RST 516 Ω 610 Ω Mengacu pada setting normal (g)
E. Perhitungan Setting Rele Diferensial
Berdasarkan perhitungan diperoleh hasil sebagai berikut.
Perhitungan slip (kecuraman) rele diferensial (g) :
g = 10 % + � 𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠 – 𝐼𝑚𝑒𝑎𝑛
𝐼𝑚𝑒𝑎𝑛 𝑥 100 % �
Imean = �𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠 𝑥 𝐼𝑚𝑖𝑛
g = 28,3 % ≈ 30 %
Setting kecuraman 30 % mengacu pada
saat transformator berbeban penuh.
Jika terjadi kecuraman arus sebesar 30% terhadap arus nominal transformator tenaga, maka akan dirasakan oleh rele diferensial dan selanjutnya secara seketika rele memerintahkan PMT trafo lepas (trip).
Tapi jika kemiringan arus tersebut
dibawah
30% terhadap arus nominal transformator maka rele diferensial belum dapat bekerja karena belum mencapai batas setting, walaupun rele merasakan adanya gangguan pada daerah pengamanannya. Tabel 2. Setting Arus Nominal Rele Diferensial
Set. Rele
Diferensial Iprimer = 230 A Isekunder = 1732 A Iset = 30 %
x In
69 A 519,6 A
F. Perbandingan Setting Rele REF
dengan Rele Diferensial
Ditinjau dari setting arusnya, besar arus gangguan 1 fasa ke tanah maksimum 600 A. Rele Diferensial disetting 30% x In
trans-formator = 519,6 A. Rele REF disetting de-ngan sensitifitas arus primer 382,75 A
se-suai perhitungan. Besar arus gangguan 1 fasa maksimum, rele diferensial akan bekerja pada titik gangguan 30% belitan. Sedangkan rele REF akan bekerja pada titik gangguan 22.09% belitan.
5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil perhitungan yang di-lakukan memperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Hasil sensitifitas rele REF memiliki sen-sitifitas sebesar 382.75 A atau titik gang-guan pada 22.09% belitan. Rele diferen-sial sebesar 519.6 A atau titik gangguan pada 30 % belitan.
2. Hasil perhitungan menunjukan rele REF akan bekerja lebih dulu dalam meng-amankan gangguan satu fasa ke tanah pada internal transformator.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Nyoman Suryana, I.G.B. Studi Penggunaan Rele Restricted Earth Fault (REF) Pada Sistem Pengaman Transformator – 4 150/20 kV Di Gardu Induk Kapal. Tugas Akhir. Jimbaran : Universitas Udayana. 2003.
[2] Stevenson Jr. 1984. Analisa Sistem Tenaga Listrik. Jakarta : Erlangga
[3] Badri Ram. D.N Vishwakarma. 2007. Power System Protection and Switchgear 22nd. New Delhi. Tata McGraw-Hill.
[4] Anom Astana Ady, I.K. Studi Pengaruh Setting Rele Pengaman Untuk Meminimalkan Gangguan Sympathetic Trip Pada Penyulang Bunisari-Suwung. Jurnal Teknologi Elektro, Vol.15 No.2, Juli-Desember 2016.
[5] Upanayana, I.N. Pemasangan DGR (Directional Ground Relay) Untuk Mengatasi Gangguan Sympathetic Trip Pada GIS Bandara Penyulang Ngurah Rai I Dan Ngurah Rai II. Jurnal Teknologi Elektro, Vol.16, No.02, Mei – Agustus 2017.
[6] PT.PLN (PERSERO). 2014. Buku Pedoman Pemeliharaan Proteksi Dan Kontrol Transformator.
[7]Pradnya, M.A. Studi Analisis Dampak Pemasangan Over Load Shedding Terhadap Pembebanan Pada Saluran
I M Dwi Cahyadi Jaya, I G Dyana Arjana, A A G Maharta Pemayun
54
Transmisi 150 kV Di Bali. Jurnal Teknologi Elektro, Vol.16, No.1, Januari-April 2017.
[8]Sarimun. 2014. Buku Saku Pelayanan Teknik (Yantek). Edisi Ketiga. Kota Depok, Penerbit: Garamod.
[9]Titarenko, M. Noskov-Dukelsky, I. 1997. Protective Relaying in Electric Power System. Moscow : Foreign Languange Publihing House
[10] Utomo, E.P & Raharjo, Amien. 2013. Analisis Sistem Proteksi Relay Arus Lebih dan Gangguan Tanah Pada Penyulang Limo. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.
