pada gardu induk - Universitas Muhammadiyah Makassar

Ringkasan: Ronaldi dan Redi; (2020) Analisa keselamatan trafo step down dari 70 KV menjadi 20 KV menggunakan arester pada gardu induk yang diawasi oleh DR. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui arester, jenis proteksi lonjakan arus pada suatu gardu induk. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan melakukan penelitian dan pengumpulan data di Gardu Induk Bontoala-Makassar.

Hasil dari penelitian ini adalah untuk tegangan sistem 70 KV dengan titik netral dibumikan, tegangan arester basis 60 KV cukup aman untuk melindungi trafo terhadap sambaran petir. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan program studi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.

Latar Belakang

Rumusan Masalah

Tujuan Penelitian

Batasan Masalah

Manfaat Penelitian

Pengumpulan data menggunakan metode wawancara dan pengumpulan data di stasiun induk Bontoala-Makassar terkait dengan tugas terakhir ini. Hasil penelitian dan pembahasan membahas tentang: arester sebagai proteksi trafo pada Gardu Induk Bontoala, faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh tingkat proteksi yang baik, pemilihan peralatan TID dan arester pada Gardu Induk dengan tegangan sistem 70 KV, data teknis untuk arester. dan memasang peralatan TID, arester evaluasi, dan peralatan TID yang dipasang di stasiun induk Bontoala-Makassar. Sesuai fungsinya, arester biasanya dipasang di setiap ujung SUIT yang masuk ke stasiun.

Arester ini banyak digunakan pada saluran transmisi untuk membatasi besarnya lonjakan yang masuk ke gardu induk. Dikatakan bahwa jenis saluran tidak berarti proteksi saluran transmisi, tetapi juga digunakan pada gardu induk untuk proteksi. Tegangan dasar arester dipilih sedemikian rupa sehingga nilainya tidak terlampaui saat digunakan, baik dalam kondisi normal maupun hubung singkat.

Tegangan dasar yang digunakan pada arester adalah tegangan frekuensi rendah maksimum (50 p.u.) dimana arester dapat beroperasi dengan baik. Dalam sistem terisolasi, arester harus mempunyai tegangan basis maksimum yang tidak melebihi tegangan basis maksimum dalam sistem. Sedangkan pada sistem ground, tegangan dasar arester maksimum dapat diturunkan hingga 80° dari tegangan maksimum sistem.

Sebelum menentukan TID pada suatu gardu induk, terlebih dahulu harus ditentukan tegangan dasar arester berdasarkan tegangan maksimum yang dapat terjadi pada sistem kemudian ditentukan tegangan pelepasan arester dengan menggunakan Tabel 2.2. Khusus mengadakan diskusi/wawancara dengan dosen yang lebih mengetahui materi yang akan kita bahas atau dengan praktisi di gardu distribusi di Gardu Induk Bontoala Makassar. Gardu Induk (Gl) Bontoala melayani 11 penyulang dengan menggunakan 3 trafo step down (70 KV s/d 20 KV).

Untuk arester terpasang, tegangan luahan tidak perlu lagi ditambah 10% dari tegangan luahan untuk mendapatkan nilai tingkat proteksi dari arester, karena faktor proteksi sudah termasuk dalam nilai tegangan dasar arester. Perbedaan nilai ini disebabkan karena faktor keamanan terlebih dahulu dimasukkan pada tegangan dasar arester sebesar 10%, sehingga tegangan dasar arester yang terpasang lebih besar dari tegangan dasar arester yang dihitung sehingga mempengaruhi nilai proteksi secara keseluruhan. Untuk sistem tegangan 70 KV dengan pentanahan netral, tegangan ground arester 60 KV cukup aman untuk melindungi trafo dari sambaran petir.

Pada gardu induk dengan tegangan sistem 70 KV dan netral dibumikan, proteksi terhadap lonjakan tegangan lebih tinggi melalui arester harus menempatkan arester pada jarak tidak melebihi nilai perhitungan (6,44 m) dari peralatan yang dilindungi.

Gambar 2.1. Gardu Induk Dengan Perlindungan Arrester

Metode Penelitian

Sistematika Penulisan

TINJAUAN PUSTAKA

Tegangan Lebih Surja

Mekanisme Surja Petir
Tegangan Lebih Oleh Surja Petir
Alat Pelindung Surja Petir

Ketika konduktor mendekati tanah, kuat medan statis pada permukaan tanah akan meningkat sehingga menghasilkan fluks ke atas. Alat proteksi tegangan lonjakan berfungsi melindungi peralatan sistem tenaga listrik dengan cara membatasi lonjakan tegangan masuk dan menyalurkannya ke tanah. Selain itu, suatu alat proteksi yang baik mempunyai rasio proteksi yang tinggi, yaitu perbandingan antara tegangan lebih maksimum yang diperbolehkan pada saat pengosongan dengan tegangan sistem maksimum sebesar 50 Hertz yang dapat ditahan setelah terjadi pengosongan.

Namun, batangan ini jarang digunakan di sirkuit penting karena tidak memenuhi persyaratan dasar perangkat pelindung yang sebenarnya. Batang ini biasanya digunakan sebagai alat proteksi cadangan apabila alat proteksi utama dilepas dari sistem karena kerusakan atau sebab lainnya.

Arrester Sebagai Alat Pengaman Surja Petir

Bagian-bagian Penting dari Arrester
Prinsip Kerja Arrester
Jenis-jenis Arrester
Karakteristik Arrester

Antar jeruji tidak dapat memutus arus berikutnya, sehingga timbul gangguan setiap kali terjadi beban berlebih yang menyebabkan api loncat di antara jeruji. Bahkan pada gardu induk yang besar, terdapat kasus dimana trafo juga dipasang dengan arester untuk menjamin trafo dan peralatan lainnya terlindungi dari tegangan lebih. Jenis ejektor (gambar 2.3.) terdiri dari tabung isolasi yang memiliki elektroda di setiap ujungnya dan lubang pelepasan di bagian bawah.

Jika ada tegangan lonjakan tinggi yang mencapai penjepit arester, maka percikan api, satu di luar dan satu lagi di dalam tabung optik, segera menerobos dan membentuk jalur umpan berbentuk busur. Arus sisa pada arester jenis ini dapat mencapai nilai yang sangat tinggi, namun durasinya tidak lebih dari satu atau dua gelombang dan biasanya kurang dari setengah gelombang. Arester katup jenis ini terdiri dari percikan api terpisah atau celah seri yang dihubungkan ke elemen resistif yang memiliki karakteristik non-linier (Gbr. 2. 4.).

Jika lubang pada rangkaian putus ketika terjadi lonjakan yang cukup tinggi, perangkat tersebut menjadi konduktor. Pemutusan seri tidak dapat mengganggu aliran pasca; dalam hal ini didukung oleh resistor non linier yang mempunyai ciri-ciri resistansi kecil untuk arus besar dan resistansi besar untuk arus sisa frekuensi dasar (gambar 2.5.). Arester tipe katup ini terbagi menjadi tiga tipe yaitu : tipe gardu, tipe saluran dan arester mesin berputar.

Dikatakan jenis gardu induk karena biasa digunakan pada gardu induk besar untuk melindungi peralatan mahal pada rangkaian mulai dari 2.400 Volt hingga 287 KV. Karakteristik pembatas tegangan impuls dari suatu arester adalah nilai yang dapat dipertahankan pada terminalnya ketika arus tertentu dialirkan. Memiliki batas termal berarti kemampuan menyalurkan arus lonjakan yang bertahan lama atau bahkan terjadi berulang kali tanpa menaikkan suhu.

Koordinasi Isolasi

Tingkat Isolasi Dasar(TID)
Koordinasi Alat Pelindung dengan Isolasi Peralatan
Azas-azas Pemilihan dan Penempatan Arrester
Pemilihan AncMcr
Menentukan Spesifikasi Arrester dan TID Peralatan
Pemilihan Tegangan Dasar Arrester
Menentukan TID
Penempatan Arrester

Masalah koordinasinya adalah tingkat isolasi dasar (TID) peralatan dengan tegangan maksimum yang akan terjadi pada terminal arester. Jarak antara arester dengan isolasi peralatan yang dilindungi dapat mempengaruhi besarnya tegangan yang terjadi pada peralatan tersebut. Dalam hal proteksi sistem, guncangan langsung pada arester harus dihindari dengan tindakan proteksi yang tepat.

Penangkal petir harus mampu memberikan proteksi jika terdapat perbedaan (margin) yang cukup antara tingkat pelepasan arester dengan TID peralatannya. Nilai tegangan arus petir harus ditentukan untuk menentukan tingkat proteksi arester, yang harus dikoordinasikan dengan tingkat isolasi dasar (TID) peralatan. Agar fungsi arester sebagai alat proteksi utama dapat memberikan proteksi yang baik dan andal, maka tegangan pengenal arester harus dikoordinasikan dengan tingkat isolasi peralatan yang akan dilindungi.

Meskipun yang terbaik adalah menempatkan arester sedekat mungkin dengan perangkat yang akan dilindungi, dalam praktiknya hal ini terkadang tidak memungkinkan. Oleh karena itu, jaraknya harus sedekat mungkin dengan perangkat sehingga tegangan pelepasan arester tidak melebihi kekuatan insulasi perangkat. Namun dalam prakteknya tidak selalu mudah untuk memperolehnya, karena banyak faktor yang mempengaruhi tahanan pentanahan.

Perubahan komposisi kimia tanah dapat dilakukan dengan menambahkan garam pada tanah di dekat elektroda grounding untuk mencapai ketahanan tanah yang rendah. Untuk memperoleh rata-rata ketahanan tanah diperlukan suatu perencanaan, sehingga diperlukan penyelidikan atau pengukuran dalam jangka waktu tertentu, misalnya 1 (satu) tahun. Untuk mengurangi perubahan ketahanan tanah akibat pengaruh musim, pentanahan dapat dilakukan dengan menempatkan elektroda pentanahan pada kedalaman yang terdapat genangan air.

Karena pada saat penanaman kelembaban dan suhu dapat berbeda-beda, maka nilai ketahanan tanah sebaiknya diambil pada kondisi terburuk yaitu tanah kering dan dingin. Jenis tanah: tanah berpasir, kerikil dan tanah berpasir, tanah liat dan tanah basah, basah, basah, kerikil berbatu.

Tabel 2.2. Tegangan Pelepasan Arrester Tegangan Dasar

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Iempat

Metode Penelitian

Metode penelitian ini dirancang untuk memberikan kepada penulis arahan dan metode yang jelas sehingga penyusunan skripsi ini dapat berjalan dengan lancar. Yaitu mengambil bahan penulisan skripsi dari referensi dan literatur yang berkaitan dengan masalah yang sedang dibahas.

Gambar Blok Diagram

Penghantar bumi menggunakan kawat tembaga (BC) berukuran 50 mm2 dan elektroda bumi menggunakan elektroda batang yang panjangnya minimal 3 meter yang ditanam minimal 20 cm di dalam tanah. Elektroda Grounding adalah komponen yang terbuat dari bahan konduktif; seperti tembaga yang berfungsi sebagai penghantar listrik yang bersentuhan dengan tanah atau ditanam di dalam tanah dengan tujuan untuk mempercepat penyerapan muatan listrik akibat sambaran petir, arus bocor, korsleting atau tegangan lebih dalam tanah. Tujuannya adalah untuk membatasi tegangan antara bagian-bagian peralatan yang tidak diaktifkan dan antara bagian-bagian tersebut dengan tanah pada suatu nilai yang aman untuk semua kondisi pengoperasian, baik pada kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan.

Untuk gangguan yang mungkin terjadi di dalam sistem, peralatan dilindungi oleh relai proteksi, sedangkan untuk gangguan yang terjadi di luar sistem berupa sambaran petir dilindungi oleh arester. Untuk sistem yang dibumikan dengan resistor, tegangan operasi atau tegangan pengenal arester dikurangi hingga 80% dari tegangan sistem maksimum, dan kemudian ditambahkan tegangan tambahan sebesar 5% dari tegangan normal. Berdasarkan prinsip pemilihan dan penempatan arester (2.2.4.), tegangan pelepasan arester, ditambah 10% tegangan pelepasan, merupakan nilai tingkat proteksi (TP) arester.

Untuk membandingkan dan mengevaluasi proteksi yang diberikan oleh arester pada perangkat, perlu diketahui data perangkat yang ada, sebagai berikut. Untuk perangkat TID, nilai TID perangkat yang dihitung adalah 16,12 KV lebih kecil dibandingkan dengan TID perangkat terpasang yaitu 325 KV. Berdasarkan hasil perbandingan antara downloader dengan TID perangkat yang terpasang serta hasil perhitungan terdapat perbedaan nilai dimana nilai downloader dan TID perangkat terpasang lebih besar dari nilai perhitungan.

Dengan TID peralatan yang terpasang sebesar 325 KV, lebih besar 16,12 KV dari TID peralatan yang direkomendasikan untuk tegangan sistem 70 KV yaitu 308,88 KV, maka akan mampu menahan tegangan sistem baik pada kondisi normal maupun kondisi abnormal yang dapat timbul. di dalam atau di luar sistem. Padahal penempatan arester yang tepat adalah sedekat mungkin dengan peralatan, namun dengan jarak 6 meter dari peralatan yang akan dilindungi, arester dapat melindungi peralatan dari sambaran petir.