Post on 26-Sep-2015
description
KOORDINASI RELAY ARUS LEBIH DAN RECLOSER PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH GARDU INDUK SRONDOLRino Adi Putra1, Ir. Juningtyastuti, M.T.2, Mochammad Facta, ST, MT, Ph.D.3Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email : rinoadiputra5@gmail.comABSTRAK
Sistem distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi menyalurkan listrik ke konsumen. Sistem distribusi terdiri dari jaringan tegangan menengah (JTM) dan jaringan tegangan rendah (JTR). Jaringan tegangan menengah dan jaringan tegangan rendah umumnya beroperasi secara radial. Dengan meningkatnya beban yang sejalan dengan pertumbuhan penduduk, mengakibatkan terjadinya kenaikan persentasi gangguan. Salah satu gangguan yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan fasa tanah. Besarnya arus gangguan hubung singkat yang dapat terjadi di dalam sistem distribusi menuntut agar sistem proteksi ditingkatkan keandalannya. Salah satu upayanya adalah mengoptimalkan koordinasi sistem pengaman berupa relay arus lebih, relay gangguan tanah dan recloser untuk mendapat keandalan yang baik. Untuk memudahkan dalam menghitung dan menganalisis arus gangguan hubung singkat serta menentukan koordinasi relay arus lebih, relay gangguan tanah, dan recloser yang ada pada penyulang Gardu Induk Srondol bisa menggunakan simulasi ETAP 7.0. Dengan adanya koordinasi yang baik antara relay arus lebih, relay gangguan tanah, dan recloser maka keandalan suatu proteksi akan maksimal. Dari hasil perhitungan dan simulasi dengan ETAP 7.0, kinerja relay dan recloser tidak hanya dipengaruhi oleh nilai setting TMS nya saja, jarak gangguan dan besarnya arus gangguan yang terjadi juga dapat mempengaruhi kerja dari relay.Kata kunci : tegangan menengah, proteksi, OCR dan GFR, recloser
ABSTRACTThe distribution system is part of a power system that serves to supply power to the consumer. The distribution system consists of medium voltage network (JTM) and the low voltage network (JTR). Medium voltage network and low voltage networks generally operates radially. With the increasing burden in line with population growth, resulting in a percentage increase in disorder. One of the most common disorders are short circuit between phases or phase disturbance of land. The amount of short circuit fault current that can occur in the distribution system requires that enhanced protection system reliability. One of its efforts is to optimize the coordination of security systems such as overcurrent relays, ground fault relays and recloser to get good reliability. To make it easier to calculate and analyze the short circuit fault current and to determine the coordination of overcurrent relays, ground fault relays, and recloser that existed at the substation feeders Srondol can use simulation ETAP 7.0. With good coordination between the relay overcurrent, ground fault relays, and the reliability of a protection recloser will be maximum. From the results of calculation and simulation in ETAP 7.0, the performance of the relay and recloser is not only influenced by the value of TMS setting its course, the distance and magnitude of fault current interruption that occurs also may affect the operation of the relay.Keywords: medium voltage, protection, OCR and GFR, Recloser.
1. PendahuluanSistem distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik ke konsumen. Sistem distribusi terdiri dari jaringan tegangan menengah (JTM) dan jaringan tegangan rendah (JTR), dan pada umumnya beroperasi secara radial. Dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk yang sejalan dengan meningkatnya beban, mengakibatkan terjadinya persentasi kenaikan gangguan. Salah satu gangguan yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan fasa tanah. Besarnya arus gangguan hubung singkat yang terjadi pada sistem distribusi menuntut sistem proteksi untuk lebih sensitif, Salah satu caranya adalah mengoptimalkan koordinasi sistem pengaman berupa relay arus lebih dan recloser untuk mendapat keandalan yang baik.
Keandalan proteksi berupa koordinasi antara OCR dan Recloser juga dibutuhkan untuk meminimalisir daerah yang padam pada saat terjadinya gangguan, walaupun gangguan yang terjadi hanya sementara. Kondisi yang sifatnya sementara ini tetap harus diperhitungkan koordinasi pengamannya, sehingga apabila terjadi gangguan dimanapun titiknya, kinerja pengaman jaringan tetap terpenuhi2. Metode Penelitian2.1 Langkah PenelitianPada Tugas Akhir ini terdapat beberapa langkah penelitian yang ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1. Metode penelitian analisis evaluasi Setting relay menggunakan simulasi progam ETAP 2.2 Data Sistem
Di Gardu Induk Srondol, terdapat 2 trafo tenaga dengan tegangan 150/22 kV. Yang di mana masing masing trafo berkapasitas 30 MVA dan 31.5 MVA. Pada tugas akhir ini peneliti membahas tentang Koordinasi relay arus lebih dan Recloser pada penyulang SRL.04 pada trafo 2 (31,5 MVA). Bentuk jaringan satu garis yang ada di trafo 31,5MVA di Gardu Induk Srondol dapat di lihat pada gambar 2
Gambar 2 Bentuk diagram satu garis di Gardu Induk SrondolAdapun data data yang di perlukan untuk analisis ini adalah sebagai berikut Tabel 1 Data Trafo TenagaData Trafo Tenaga
Merk=PAUWELS
Tipe=DRF 31,5/275
Daya=31,5MVA
Arus HS=2134.27MVA
Tegangan=150/22KV
Impedansi ( Z %)=18.21%
Rasio CT=400/1
Vektor Grup=YNyn0
Tabel 2 Data OCR dan GFR pada outgoing Trafo 31,5 MVA
Data OCR IncomingData OCR Outgoing
merkAREVASCHWEITZER
typeMICOM P122SELL 551
karakteristikStandart inversStandart invers
I nominal5A5A
Rasio CT1000/5600/1
TMS OCR0.200.13
TMS GFR0.400.21
Tabel 3 Data RecloserData Recloser 1& 2
MerkCooper
karakteristikStandart invers
TypeNOVA 27
Tabel 4 Data Teknis Kabel AAAC mm2Kabel A3CData per Km (ohm)
RjX
Z1/Km (240 mm2)0.13440.3158
Z2/Km (240 mm2)0.13440.3158
Z0/Km (150mm2)0.34411.618
2.3 Pengoperasian Progam ETAP
Pada simulasi yang dibuat pada program ETAP, jarak tiap hubung singkat yang di hitung yaitu jarak 0% , 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% hingga 100 %.Simulasi hubung singkat di lakukan dengan simulasi jaringan seperti gambar 4 dengan memilih short-circuit analysis pada progam ETAP 7.0. Selanjutnya memilih menu Unbelance Load Flow dan kemudian memilih pilihan run, maka arus hubung singkat akan langsung di simulasikan. Berikut Screenshoot simulasi aliran daya pada ETAP 7.0
Gambar 3 Simulasi aliran daya ETAP SRL 04 GI Srondol
Setelah simulasi arus hubung singkat yang di tampilkan pada gambar 3 di lakukan, melihat arus hubung singkat yang terjadi pada simulasi ETAP dilihat pada report manager. Pemilihan report manager di pilih ANSI Unbalance SC Manager lalu Complete.2.4 Simulasi Relay Pada ETAP
. Berikut gambar input nilai untuk melakukan setting relay :
Gambar 4 Memasukan nilai TMS pada ETAP 7.0Tabel 5 Keterangan setting relayData Input OCR
Curve TypeKarakteristikIEC Standard Inverse
Pickup RangeBatas I Beban0,1 25 x CT Sec
PickupPickup Time0,991
Relay AmpsI Beban4.995 - 991
Time DialTMS0,146
Dari progam ETAP 7.0 kita dapat menvisualisasikan koordinasi dengan memilih menu star protective device coordination lalu Fault insertion dan memilih bus yang akan di berikan gangguan hubung singkat. Berikut hasil dari koordinasi kerja relay pada ETAP 7.0
Gambar 5 Koordinasi relay incoming dan outgoing saat terjadi gangguan 3 fasa dalam ETAP 7.03. Perhitungan dan analisa
3.1 Hasil Simulasi ETAP 7.03.1.1 Arus Gangguan Hubung Singkat ETAP 7.0
Pada simulasi arus gangguan hubung singkat pada ETAP, data yang dimasukkan merupakan data yang diambil di lapangan yaitu GI Srondol dan APD Jawa Tengah. Data yang dimasukkan terdapat pada Tabel 1, 2, 3, dan 4. Hasil simulasi arus gangguan untuk penyulang SRL 04 ditunjukkan pada Tabel 6.Tabel 6 Hasil simulasi ETAP 7.0 arus hubung singkat
Jarak (%)Jarak
(Km)I fault LLLI fault LL I fault LLGI fault LG
0%04199363742003637
Cabang 11.1883730323128603231
10%1.36153670317827303178
20%2.7233253281720202817
30%4.08452918252716002527
40%5.4462643228913202289
Cbg 2 Atas7.0962276197110201971
Cbg 2 Bwh7.1192273196910201969
50%6.80752414209111302091
60%8.169222119249851924
Cabang 38.707215318659381865
70%9.5305205617818731781
80%10.892191416577841657
Cabang 413.331170214746631474
90%12.253178915497351549
Cabang 513.101171214826681482
100%13.615168014556511455
3.1.2 Waktu Kerja Relay Bardasar Simulasi ETAPBerikut visualisasi koordinasi relay saat terjadi gangguan pada ujung penyulang.
Gambar 7 Simulasi kerja relay saat terjadi gangguan
Report yang didapat dari simulasi tersebut adalah sebagai berikut
Gambar 7 Report dari hasil kerja relay pada ETAP 7,0Dari gambar 7 report yang di hasilkan ETAP 7.0 di atas, recloser 2 bekerja dengan waktu 315 ms, recloser 1 bekerja pada waktu 398 ms, sedangkan relay pada sisi outgoing bekerja dengan waktu 519 ms dan pada sisi incoming bekerja dengan waktu 1927 ms. . Dengan cara yang sama, didapat hasil kerja relay yang digunakan untuk melakukan perbandingan hasil simulasi dengan hasil perhitungan sebagai berikut :Tabel 7 Hasil simulasi ETAP 7.0 waktu kerja relay pada SRL 04JarakKerja relay pada gangguan (detik)
IncomingOutgoing
3 fasa2 fasa2fasatanah1fasa-tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa-tanah
0%0,6980,6980.7010.7010,2970,2970.3990.399
Cbg 10,7610,8850.8400.7890,3140,3390.4630.440
10%0,7700,8670.8600.8020,3170,3420.4720.446
20%0,8500,9681,0230.9040,3370,3650.5410.491
30%0,9361,0821,1961,0080,3580,3900.6080.535
40%1,0321,2111,3861,1170,3790,4150.6770.578
Cbg2atas1,2191,4761,7641,3140,4160,4590.7980.652
Cbg2bwh1,2211,4791,7691,3170,4170,4600.80.652
50%1,1381,3591,5991,2310,4100,4410.7470.621
60%1,2561,5311,8421,3520,4230,4670.8210.665
cbg 31,3071,6071,9481,4020,4320,4780.8510.682
70%1,3901,7342,1951,4820,4460,4950.8990.709
80%1,5431,9772,4631,6230,4690,5240.9820.755
cbg 41,8802,5663,2711,9090,5130,5801,1460.840
90%1,7202,2762,8741,7770,4940,5551,0700.802
cbg 51,8602,5283,2191,8930,5510,5771,1360.836
100%1,9272,6523,3891,9460,5190,5871,1660.850
Tabel 8 Hasil simulasi ETAP 7.0 waktu kerja recloser pada SRL 04JarakKerja relay pada gangguan (detik)
IncomingOutgoing
3 fasa2 fasa2fasa-tanah1fasa-tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa-tanah
0%--------
Cbg 1--------
10%--------
20%--------
30%--------
40%--------
Cbg2atas0.3120.340.3440.43----
Cbg2bawah0.3120.340.3440.44----
50%0.3080.330.3300.42----
60%0.3250.350.3500.470.250.2830.270.378
cbg 30.3320.360.3500.500.260.2900.270.395
70%0.3430.380.3710.530.270.3000.290.422
80%0.3610.400.3920.590.280.3180.300.471
cbg 40.3950.440.4320.730.310.3520.340.578
90%0.3800.420.4140.660.290.3370.320.527
cbg 50.3920.440.4300.710.300.3490.330.566
100%0.3990.450.4370.750.310.4270.340.710
3.1.3 Koordinasi OCR dan Recloser
Melalui fitur star protective device coordination dari ETAP 7.0 , kita bisa melakukan simulasi kerja relay serta menentukan grafik setting OCR, GFR dan Recloser seperti ditunjukkan pada Gambar 9:
Gambar 8 Grafik setting koordinasi OCR dan Recloser Gardu Induk Srondol dengan jenis setting standard inverse3.2 Hasil Perhitungan Manual Arus Hubung SingkatPada penyulang SRL 04, akan dianalisis tentang nilai arus gangguan hubung singkat dan koordinasi OCR dan Recloser. Untuk mencari arus hubung singkat sebelumnya kita harus menentukan impedansi penyulang dan impedansi jaringan pada jaringan tersebut.
Menghitung impedansi sumber dengan persamaanXs = = QUOTE
= 0,226 i ohm
Menghitung reaktansi trafo dengan Persamaan :Xt = * % trafo = x 18,21% = 2,797i ohm
Menghitung arus base dan z base
I base = =
= 2,624 kA
Z base = = = 4,84 ohm
Sehingga didapat nilai R dan X dalam per unit (pu) di 10%
Zeq = R + X + Xs +Xt = 0.18298 + 0.431323 i +0,226 i
+ 2,797 i
= 0,18294 + 3,4561 i
R pu = = = 0.037807 pu
X pu = = = 0.71406 pu
Rumus gangguan hubung singkat 3 fasa
I 3fasa (pu)= = =
= 1.600129 pu
I 3 fasa (A)= I 3 fasa(pu) * I base
= 1.600129* 2,624 kA
= 4199.249 A
Rumus arus gangguan hubung singkat 2 fasa
I 2 fasa (pu) = = = x I hs 3 fasa=
= 1.38575 pu
I 2 fasa (A) = I 2 fasa(pu) * I base
= 1.38575 * 2,624 kA
= 3636.657 ARumus arus gangguan hubung singkat 2 fasa tanah
Ia1 = =
= 1,4208 -90
Ia0 = -( ) = - (
= 0,7104 puI 2 fasa tanah (pu) = 3 x Ia0 = 3 x 0,7104
= 1.600129pu
I 2 fasa tanah(A) = I 2 fasa tanah(pu) * I base
= 2,1313 * 2,624 kA
= 4199.2492 A
Rumus arus gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah
I 1 fasa-tanah (pu)= = =
= 1.600129 pu
I 1 fasa-tanah (A) = I 1 fasa(pu) * I base
= 1.600129 * 2,624 kA
= 4199.249ADengan cara yang sama untuk persentase jarak yang lain di dapat
Tabel 9 Hasil perhitungan arus hubung singkat penyulang SRL04Jarak %Jarak (Km)Arus gangguan (ampere)
3 fasa2fasa2fasatanah1fasatanah
0%04199.2493636.6574199.244199.249
Cbg 11.1883730.4633230.6762858.073236.509
10%1.36153670.0373178.3452729.953130.953
20%2.7233253.0182817.1962017.912490.759
30%4.08452917.6012526.7171599.412066.168
40%5.4462642.8242288.7531324.301764.45
Cbg 2 Atas7.0962370.4622052.881095.641498.62
Cbg 2 Bwh7.1192367.0522049.9271093.011495.476
50%6.80752414.072090.6461129.761539.201
60%8.1692220.9391923.39984.9751364.709
Cabang 38.7072152.7061864.298937.4801306.148
70%9.53052055.8721780.437873.0291225.604
80%10.8921913.2671656.938783.9011112.139
Cabang 413.3311701.2311473.31662.662953.8008
90%12.25351788.8981549.231711.2661017.839
Cabang 513.1011719.2251488.893672.471966.7868
100%13.6151679.521454.507650.936938.2379
3.3 Setting Relay dan Recloser3.3.1 Setting TMS
Pemeriksaan waktu kerja relay terhadap jarak adalah untuk mengetahui kerja relay terhadap arus yang timbul di tiap titik gangguan yang terjadi dengan nilai setting untuk penyetelan waktu minimum relay arus lebih terutama di penyulang tidak boleh lebih kecil dari 0,3 untuk outgoing dan +0,4 untuk relay pada incoming[3]. maka dihitung dengan persamaan 2.28 di dapat waktu kerja relay pada 0% pada outgoing adalah :
TMS= TMS= TMS= 0.09493.3.2 Setting Relay arus lebih
Hasil perhitungan setting koordinasi proteksi relay arus lebih pada outgoing dan incoming di Gardu Induk Srondol, dengan jenis setting Standard Inverse Time secara lengkap dan jelas dapat dilihat pada Tabel 10 berikutTabel 10 Hasil perhitungan setting relay OCRRelayData hasil
perhitungan
OCRtms0,146
(incoming)rasio CT1000 / 5
t (s)0,7
I set primer991,99 A
I set sekunder4,959 A
OCRtms0,094
(outgoing)rasio CT600/ 1
t (s)0,3
I set primer480 A
I set sekunder0,8 A
3.3.3 Setting Relay Gangguan Tanah
Hasil perhitungan setting relay arus lebih pada penyulang dan incoming di gardu induk srondol, dengan jenis setting Standard Inverse Time secara lengkap dan jelas dapat dilihat pada Tabel 11Tabel 11 Hasil perhitungan setting relay GFR
RelayData hasil
perhitungan
GFRtms0,241
(incoming)rasio CT1000 / 5
t (s)0,7
I set primer396,80 A
I set sekunder1,983 A
GFRtms0,168
(outgoing)rasio CT600/ 1
t (s)0,3
I set primer240 A
I set sekunder0,4 A
3.3.4 Setting RecloserHasil perhitungan setting recloser 1 dan 2 di Gardu Induk Srondol dengan jenis setting Standard Inverse Time secara lengkap dan jelas dapat dilihat pada Tabel 12Tabel 12 Hasil perhitungan setting RecloserRelayData hasil
perhitungan
Recloser 1tms0,0723
t (s)0,3
I set primer480 A
Recloser 2tms0,057
t (s)0,25
I set primer480 A
3.4 Pemeriksaan Waktu Kerja OCR dan Recloser
Pemeriksaan waktu kerja relay adalah untuk mengetahui kerja relay terhadap arus yang timbul di tiap titik, maka di hitung:
T = T =
T = 0.7 detik
Dengan cara yang sama, akan di peroleh nilai waktu kerja relay saat terjadi gangguan 3 fasa, 2fasa, 2 fasa ke tanah dan 1 fasa ke tanah pada incoming dan outgoing untuk jarak 10%-100%Tabel 13 Hasil perhitungan waktu kerja relay pada SRL 04
JarakKerja relay pada gangguan (detik)
IncomingOutgoing
3 fasa2 fasa2fasa-tanah1fasa tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa tanah
0%0.70.77860.70.70.30.32170.40.4
Cbg 10.76340.85770.83960.78890.31760.34210.46390.4411
10%0.77310.86980.86000.80180.32030.34510.47280.4470
20%0.85260.97151.02290.90370.34090.36910.54160.4918
30%0.93971.08581.19621.00800.36180.39370.60940.5355
40%1.03551.21551.38621.11640.38320.41910.67810.5788
Cbg2atas1.16611.39881.64801.25570.40970.45090.76410.6315
Cbg2bawah1.16811.40161.65201.25770.41010.45140.76540.6322
50%1.14201.36431.59921.23060.40500.44530.74880.6222
60%1.26121.53741.84301.35210.42740.47240.82270.6661
cbg 31.31241.61401.94991.40250.43640.48340.85290.6837
70%1.39601.74182.12761.48260.45050.50060.90060.7108
80%1.54991.98732.46681.62390.47420.53010.98360.7566
cbg 41.88962.58053.28051.91120.51890.58631.14830.8421
90%1.72772.28852.88061.77820.49880.56081.07270.8037
cbg 51.85322.51343.18861.88200.51450.58081.13170.8338
100%1.93592.66743.399461.94810.52430.59311.16900.8524
Tabel 14 Hasil perhitungan waktu kerja relay pada SRL 04
JarakKerja relay pada gangguan (detik)
IncomingOutgoing
3 fasa2 fasa2fasa-tanah1fasa-tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa-tanah
0%--------
Cbg 1--------
10%--------
20%--------
30%--------
40%--------
Cbg2atas0.31220.34360.34450.43998----
Cbg2bawah0.31240.34390.34480.440800.25690.28390.276590.37854
50%0.30860.33920.33070.429770.26230.29060.276790.39530
60%0.32570.35990.35060.479840.27080.30090.292880.42241
cbg 30.33250.36830.35080.501080.28500.31860.309620.47171
70%0.34320.38140.37120.535450.31190.35240.341400.57811
80%0.36130.40390.39240.597940.29980.33710.326980.52778
cbg 40.39530.44670.43270.732810.30930.34910.339660.56687
90%0.38000.42730.41440.669020.31510.42780.345380.71088
cbg 50.39200.44250.43050.718560.25690.28390.276590.37854
100%0.39940.45190.43780.750920.26230.29060.276790.39530
Dari hasil tersebut terlihat bahwa makin jauh jarak gangguan maka semakin besar waktu trip pada relay dan recloser.3.5 Rekapitulasi Data Simulasi ETAP dan Hasil Perhitungan
3.5.1 Perbandingan Arus Hubung Singkat
Berdasarkan Tabel 6 dan 9 bisa dilihat perbandingan nilai arus hubung singkat antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada Tabel 15:Tabel 15 Perbandingan Arus Hubung Singkat antara ETAP dan Perhitungan 3 Fasa
JarakArus Hubung Singkat (A)
ETAPPerhitungan
3 fasa2 fasa2fasa-tanah1 fasa-tanah3 fasa2 fasa2 fasa tanah1 fasa-tanah
0%41993637420041994199.23636.64199.244199.24
Cbg 137303231286032373730.43230.62858.073236.50
10%367031782730313236703178.32729.953130.95
20%325328172020249132532817.12017.912490.75
30%29182527160020672917.62526.71599.412066.16
40%26432289132017652642.82288.71324.301764.45
2 Atas22761971102014142370.42052.81095.641498.62
2 Bwh22731969102014112367.02049.91093.011495.47
50%24142091113015402414.02090.61129.761539.20
60%2221192498513652220.91923.3984.9751364.70
Cbg 32153186593813062152.71864.2937.4801306.14
70%2056178187312262055.81780.4873.0291225.60
80%1914165778411131913.21656.9783.9011112.13
Cbg 4170214746639541701.21473.3662.662953.800
90%1789154973510181788.81549.2711.2661017.83
Cbg 5171214826689621719.21488.8672.471966.786
100%168014556519391679.51454.5650.936938.237
3.5.2 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 3 Fasa
Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada Tabel 4.13:
Tabel 16 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 3 FasaJarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)
ETAPPerhitungan
OCR IncOCR OutRec 1Rec 2OCR IncOCR OutRec 1Rec 2
0%0.700.39--0.70.4--
Cabang10.840.46--0.830.46--
10%0.860.47--0.860.47--
20%1,020.54--1.020.54--
30%1,190.60--1.190.60--
40%1,380.67--1.380.67--
Cbg 2 atas1,760.790.343-1.640.760.344-
Cbg 2 bwh1,760.80.344-1.650.760.344-
50%1,590.740.33-1.590.740.330-
60%1,840.820.350.271.840.820.3500.2765
Cbg 31,940.850.3580.281.940.850.3500.2767
70%2,190.890.370.292.120.900.3710.292
80%2,460.980.390.302.460.980.3920.309
Cbg 43,271,140.430.343.281.140.4320.341
90%2,871,070.410.322.881.070.4140.326
Cbg 53,211,130.420.333.181.130.4300.339
100%3,381,160.430.343.391.160.4370.345
Dari Tabel 16 bisa dibuat grafik perbandingan waktu kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan perhitungan manual sebagai berikut :
Gambar 9 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 3 Fasa3.5.3 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 2 Fasa
Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada tabel dibawah:Tabel 17 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 2 Fasa
JarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)
ETAPPerhitungan
OCR IncOCR OutRec 1Rec 2OCR IncOCR OutRec 1Rec 2
0%0.700,29--0.70.321--
Cabang10.780,33--0.780.342--
10%0.800,34--0.800.345--
20%0.900,36--0.900.36--
30%1,000,39--1.000.39--
40%1,110,41--1.110.41--
Cbg 2 atas1,310,450.35-1.250.450.34-
Cbg 2 bawah1,310,460.35-1.250.450.34-
50%1,230,440.33-1.230.440.33-
60%1,350,460.350.281.350.470.350.28
Cbg 31,400,470.360.291.400.480.360.29
70%1,480,490.380.301.480.500.380.30
80%1,620,520.400.311.620.530.400.31
Cbg 41,900,580.440.351.910.580.440.35
90%1,770,550.420.331.770.560.420.33
Cbg 51,890,570.440.351.880.580.440.34
100%1,940,580.450.351.940.590.450.35
Dari Tabel 17 bisa dibuat grafik perbandingan waktu kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan perhitungan manual sebagai berikut :
Gambar 10 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 2 Fasa
3.5.4 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 2 Fasa Tanah
Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada tabel dibawah:Tabel 18 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 2 Fasa TanahJarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)
ETAPPerhitungan
OCR IncOCR OutRec 1Rec 2OCR IncOCR OutRec 1Rec 2
0%0.690,297--0.70.3--
Cabang10.760,314--0.760.31--
10%0,770,317--0.770.32--
20%0,850,337--0.850.34--
30%0,930,358--0.930.36--
40%1,030,379--1.030.38--
Cbg 2 atas1,210,4160.31-1.160.400.31-
Cbg 2 bwh1,220,4170.32-1.160.410.32-
50%1,130,4100.30-1.140.400.30-
60%1,250,4230.320.251.260.420.320.25
Cbg 31,300,4320.330.261.310.430.330.26
70%1,390,4460.340.271.390.450.340.27
80%1,540,4690.360.281.540.470.360.28
Cbg 41,880,5130.390.311.880.510.390.31
90%1,720,4940.370.291.720.490.370.29
Cbg 51,860,5510.390.311.850.510.390.31
100%1,920,5190.390.311.930.520.390.31
Dari Tabel 18 bisa dibuat grafik perbandingan waktu kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan perhitungan manual sebagai berikut :
Gambar 11 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 2 Fasa Tanah
3.5.5 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 1 Fasa
Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada tabel dibawah:Tabel 19 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 1 FasaJarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)
ETAPPerhitungan
OCR IncOCR OutRec 1Rec 2OCR IncOCR OutRec 1Rec 2
0%0.700.39--0.70.4--
Cabang10.780.44--0.780.44--
10%0.800.44--0.800.44--
20%0.900.49--0.900.49--
30%1,000.53--1.000.53--
40%1,110.57--1.110.57--
Cbg 2 atas1,310.650.46-1.250.630.43-
Cbg 2 bawah1,310.650.46-1.250.630.44-
50%1,230.620.42-1.230.620.42-
60%1,350.660.470.371.350.660.470.37
Cbg 31,400.680.490.391.400.680.500.39
70%1,480.700.530.421.480.710.530.42
80%1,620.750.590.471.620.750.590.47
Cbg 41,900.840.720.571.910.840.730.57
90%1,770.800.660.521.770.800.660.52
Cbg 51,890.830.720.571.880.830.710.56
100%1,940.850.740.591.940.850.750.59
Dari Tabel 19 bisa dibuat grafik perbandingan waktu kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan perhitungan manual sebagai berikut :
Gambar 12 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 1 Fasa
Pada Gambar 9, 10, 11, dan 12 diatas recloser 2 akan trip terlebih dahulu karena posisinya yang terdekat dari gangguan dibanding recloser 1 yang ada di belakangnya, setelah kedua recloser trip, OCR pada sisi outgoing akan trip karena berada terdekat dari recloser 1 dan disusul oleh OCR pada sisi Incoming yang berada pada titik paling jauh jika terjadi gangguan. Pada gambar diatas koordinasi relay dan recloser sudah berjalan dengan baik, terlihat dari grafik yang tidak saling memotong. Artinya, masing-masing relay dan recloser bekerja pada waktunya sendiri (tidak saling mendahului). Perbedaan antara nilai pada perhitungan dan simulasi tidak terlampau jauh sehingga setting yang ada di Gardu Induk Srondol masih dalam kondisi baik yaitu memenuhi standart kepekaan, keandalan, selktifitas dan kecepatan.
4. Kesimpulan
Berdasarkan analisis telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut1. Arus gangguan tertinggi yang didapat pada simulasi ETAP 7.0 untuk penyulang SRL 04 pada gangguan 3 fasa = 4199.24 ampere, arus gangguan 2 fasa = 3636,65 ampere, arus gangguan 2 fasa ke tanah =4199.24 ampere dan 1 fasa ke tanah = 4199.24 ampere dengan perbedaan terbesar arus hubung singkat terletak pada cabang 2 atas, pada perhitungan manual adalah 2370,46 sedangkan di ETAP adalah 2276 (perbedaan sebesar 0,94%). Perbedaan terbedsar pada arus hubung singkat di titik lainnya yaitu pada 100%, sedangkan perhitungan manual sebesar 1679,52 dan pada ETAP 1680 (perbedaan sebesar 0,00048%).2. Penyetelan OCR untuk SRL 04 pada sisi incoming didapat nilai TMS = 0.146 dengan waktu kerja t(s) = 0,7 detik. Sedangkan setting OCR pada sisi outgoing didapat nilai TMS = 0.094 dengan waktu kerja t(s) = 0.3 detik, nilai time setting dan tms OCR sudah memenuhi standart PLN yang mengacu pada standart IEC 60255 tentang pengaturan waktu kerja relay standard inverse.3. Penyetelan GFR untuk SRL 04 pada sisi incoming didapat nilai TMS = 0.241 dengan waktu kerja t(s) = 0.3 detik. Sedangkan setting GFR pada sisi outgoing didapat nilai TMS = 0.287 dengan waktu kerja t(s) = 0.7 detik, nilai time setting dan tms GFR sudah memenuhi standatt IEC 60255 tentang pengaturan waktu kerja relay standard inverse serta standart PLN 52-3: 1983 tentang koordinasi proteksi pada jaringan distribusi.4. Waktu kerja relay outgoing di-setting lebih cepat dibandingkan dengan waktu kerja relay di incoming dengan selisih waktu (granding time) rata rata sebesar 0.4 s. Hal ini dimaksutkan untuk memberikan kesempatan relay outgoing mengidentifikasi gangguan.agar relay pada incoming tidak trip.5. Dari hasil perhitungan dan simulasi dengan ETAP 7.0, kinerja relay dan recloser tidak hanya dipengaruhi oleh nilai setting TMS nya saja, jarak gangguan dan besarnya arus gangguan yang terjadi mempengaruhi kerja dari relay.
6. Koodinasi OCR dan Recloser yang ada di Gardu Induk Srondol masih dalam kondisi baik,yaitu memenuhi standart kepekaan, keandalan,selektifitas dan kecepatan karena perbedaan antara simulasi ETAP dan perhitungan tidak jauh berbeda yaitu pada titik 100% perhitungan manual 3 fasa adalah 1,935 dan perhitungan ETAP adalah 1,927(Perbedaan 0,00008%)
Referensi[1] Saadat, Hadi. 1999. Power System Analysis. Mc Graw Hill.
[2] Stevenson, William D. 1996. Analisis Sistem Tenaga Listrik. Erlangga
[3] Kimbark, Edward W. 1995. Power System Stability Volume II : Power Circuit Breakers and Protective Relays. IEEE Press
[4] Sarimun N,Wahyudi. 2012 Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik . Garamond[5] SPLN 1:1995 , Tegangan standar PLN[6] Warsito, Adhi. 2013 Analisis Evaluasi Setting Relay OCR Sebagai Proteksi Pada Jaringan Distribusi Dengan Pembangkitan Terdistribusi (Studi Kasus Pada Penyulang BSB 4, Kendal Jawa Tengah) Teknik Elektro Universitas Diponegoro[7] Mazhar Ezzeddine, Robert Kaczmarek 2011, A novel method for optimal coordination of directional overcurrent relays considering their available discrete settings and several operation characteristics Ecole Suprieure dElectricit, Perancis[8] Nugroho Agus Darmanto, Susatyo Handoko,2006 Analisa Koordinasi OCR Recloser Penyulang Kaliwungu 03 Teknik Elektro Universitas Diponegoro[9] Febrianti, Dwi.2007. Evaluasi setting over load shedding (OLS) di GI Siguntang (Study kasus pemutusan daya dari PLTG musi 02) Universitas Sriwijaya[10] Thekla N. Boutsika a, Stavros A. Papathanassiou 2007. Short-Circuit Calculations In Networks With Distributed Generation National Technical University of Athens, Greece[11] Gonen T., Electric Distribution System Engineering ( New York : McGraw Hill Book Company, 1987 )[12] Kadir,Abdul,DistribusidanUtilisasiTenagaListrik,Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta : 2000[13] Wahyudin, Gangguan yang Terjadi pada Jaringan SUTM 20 kV Beserta Dampak yang Ditimbulkan, Universitas Komputer Indonesia : 2007
Biodata PenulisPenulis bernama Rino Adi Putra (21060110141036) lahir di Semarang, 5 Maret 1992. Penulis telah menempuh pendidikan di TK Al Fajar, SDN 04 Pagi Bekasi Barat, SMP N 172 Jakarta Timur, SMA N 103 Jakarta, dan saat ini menempuh pendidikan S1 di Teknik Elektro Universitas Diponegoro.Menyetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing IIIr. Juningtyastuti, MT.Mochammad Facta, ST. MT. Ph.DNIP 195209261983032001 NIP 1971061619990310031 Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro
2,3 Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro
_1482927899.vsd
Mulai
Memasukkan Data Sistem
Simulasi Hubung Singkat Dengan ETAP 7.0
Arus Gangguan ETAP = Arus Gangguan Perhitungan
Menentukan Waktu Kerja Relay OCR dan Recloser
Simulasi Setting Relay Menggunakan Software ETAP 7.0
Koordinasi Relay dan Recloser
Selesai
Perhitungan Hubung Singkat Manual
Analisis Hasil Simulasi
Tidak