Post on 07-Jan-2023
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
PROYEK AKHIR
PENENTUAN LOKASI TITIK GANGGUAN DENGAN METODE
IMPEDANSI PADA SKTM 20 KV PENYULANG MENWA GARDU
INDUK CILEDUG
DISUSUN OLEH:
SHARI ARIFIN
NIM : 2017-71-096
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
JAKARTA 2020
i
LEMBAR PENGESAHAN
PROYEK AKHIR DENGAN JUDUL
PENENTUAN LOKASI TITIK GANGGUAN DENGAN METODE
IMPEDANSI PADA SKTM 20 KV PENYULANG MENWA GARDU
INDUK CILEDUG
Disusun Oleh :
SHARI ARIFIN
NIM : 2017-71-096
Diajukan untuk memenuhi persyaratan pada
Program Studi Diploma III
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
Jakarta, 19 Juli 2020
Mengetahui,
Kepala Program Studi DIII
Teknologi Listrik
(Retno Aita Diantari, ST., MT)
Disetujui,
Dosen Pembimbing Utama
(Juara Mangapul T, ST., M.Si)
Dosen Pembimbing Kedua
(Aas Wasri Hasanah, S.Si., MT)
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
Nama : Shari Arifin
NIM : 2017-71-096
Program Studi : D3 Teknologi Listrik
Judul : Penentuan Lokasi Titik Gangguan dengan Metode
Impedansi Pada SKTM 20 KV Penyulang Menwa
Gardu Induk Ciledug
Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada
Program Studi Diploma III Teknologi Listrik Fakultas Ketenagalistrikan
dan Energi Terbarukan Institut Teknologi – PLN pada tanggal 12 Agustus
2020.
Tim Penguji Jabatan Tanda Tangan
1. Nurmiati Pasra,
ST., MT
Ketua Sidang
2. Septianissa Azahra,
ST., MT
Sekretaris Sidang
3. Albert Gifson
Hutadjulu, ST., MT Anggota Sidang
Mengetahui :
Kepala Program Studi D-III Teknologi Listrik
(Retno Aita Diantari, ST., MT.)
iv
UCAPAN TERIMAKASIH
Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada yang terhormat:
Bapak Juara Mangapul T, ST., M.Si Selaku Pembimbing I
Ibu Aas Wasri Hasanah, S.Si., MT Selaku Pembimbing II
Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga
Proyek Akhir ini dapat diselesaikan.
Terimakasih yang sama, saya sampaikan kepada:
1. Bapak Supriyatna Selaku Manager II Jaringan.
2. Bapak Nana Rohana Selaku Junior Operasi dan Pembimbing Lapangan
Di Tempat Magang.
3. Bapak Faldy Rhayhan Selaku SPV Pemeliharaan.
4. Bapak Dian Perkasa Putra Selaku SPV Operasi.
5. Kak Rana Pramesti Selaku Junior Engineering.
Yang telah mengizinkan melakukan penelitian di PT. PLN UP3 Cengkareng.
Jakarta, 19 Juli 2020
Shari Arifin
(2017-71-096)
v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi - PLN, saya yang bertanda tangan
di bawah ini :
Nama : SHARI ARIFIN
NIM : 2017-71-096
Program Studi : DIPLOMA TIGA
Jurusan : TEKNOLOGI LISTRIK
Jenis karya : PROYEK AKHIR
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan
kepada Institut Tekonologi - PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif
(Nonexclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
Penetuan Lokasi Titik Gangguan dengan Metode Impedansi Pada SKTM
20 KV Penyulang Menwa Gardu Induk Ciledug. Beserta perangkat yang ada
(jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Institut Tekonologi
- PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk
pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan Proyek Akhir saya
selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai
pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta
Pada tanggal : 19 Juli 2020
Yang menyatakan,
Shari Arifin
(2017-71-096)
vi
PENENTUAN LOKASI TITIK GANGGUAN DENGAN METODE
IMPEDANSI PADA SKTM 20 KV PENYULANG MENWA GARDU
INDUK CILEDUG
Shari Arifin, 2017-71-096
Dibawah bimbingan Juara Mangapul T, ST., M.Si
ABSTRAK
Dalam proses penyaluran energi listrik tidak terlepas dari gangguan hubung singkat. Jika terjadi gangguan hubung singkat yang permanen, sulit sekali melacak lokasi gangguan. Hal ini mungkin membutuhkan waktu yang cukup lama. Untuk meminimalisir terjadinya pemadaman listrik yang berkepanjangan diperlukan adanya suatu metode untuk menentukan lokasi titik gangguan. Salah satu cara yang dapat digunakan dalam menghitung besar arus hubung singkat yaitu dengan menggunakan metode impedansi. Kelebihan dari metode ini karena penerapannya yang mudah dan menghasilkan perkiraan lokasi yang akurat. Berdasarkan data rekaman arus gangguan pada relai menunjukkan fasa S sebesar 7835 A, fasa R sebesar 7903 A dan fasa T sebesar 8078. Data gangguan tersebut dicocokan dengan hasil perhitungan arus gangguan hubung singkat di sisi 20 kV menggunakan metode impedansi. Nilai yang paling mendekati dengan data rekaman arus gangguan terletak pada titik 5,184 km yang besar arus gangguan 3 fasanya senilai 7337,2 A. Dengan demikian gangguan dapat langsung dilokalisir pada segmen yang terganggu untuk mempercepat lama pemadaman akibat gangguan tersebut. Jika gangguan semakin dekat dari sumber atau pada titik gangguan 1% maka arus gangguan semakin besar sedangkan semakin jauh gangguan dengan sumber atau pada titik 100% maka arus gangguannya semakin kecil. Kata Kunci : Hubung singkat, metode impedansi, lokasi gangguan
vii
DETERMINING FAULT LOCATION USING THE IMPEDANCE
METHOD IN SKTM 20 KV PENYULANG MENWA GARDU INDUK
CILEDUG
Shari Arifin, 2017-71-096
Under the guidance of Juara Mangapul T, ST., M.Si
ABSTRACT
In the process of distributing electrical energy, it cannot be separated from a short circuit. If there is permanent short circuit fault, it is very difficult to trace the location of the fault. This may take a while. To minimize the occurrence of a prolonged blackout, a method is needed to determine the location of the disturbance point. One way that can be used in calculating the amount of short circuit current is by using the impedance method. The advantage of this method is that it is easy to implement and results in accurate location estimates. Based on the recorded fault current data on the relay, the S phase is 7835 A, the R phase is 7903 A and the T phase is 8078. The fault data is matched with the results of the calculation of short circuit fault current on the 20 kV side using the impedance method. The value that is closest to the recorded fault current data is at the point of 5,184 km, the 3-phase fault current is 7337.2 A. Thus the disturbance can be directly localized to the disturbed segment to accelerate the length of the blackout due to the disturbance. If the disturbance is further away from the source or at the 1% fault point, the greater the noise current, while the closer the disturbance is to the source or at the 100% point, the smaller the noise current.
Key words : Short circuit, Impedance method, fault location
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR ............................................ iii UCAPAN TERIMAKASIH ........................................................................... iv HALAMAN PERNYATAAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................................................... v ABSTRAK ................................................................................................. vi ABSTRACT ................................................................................................ vii DAFTAR ISI ............................................................................................... viii DAFTAR TABEL ........................................................................................ x DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1 1.2 Permasalahan Penelitian ........................................................ 2 1.2.1 Identifikasi Masalah ...................................................... 2 1.2.2 Ruang Lingkup Masalah .............................................. 2 1.2.3 Rumusan Masalah ....................................................... 2 1.3. Tujuan dan Manfaat ............................................................... 2 1.3.1 Tujuan .......................................................................... 2 1.3.2 Manfaat. ....................................................................... 3 1.4. Sistematika Penulisan ........................................................... 3 BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................... 4 2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................... 5 2.2 Teori Pendukung .................................................................... 6 2.2.1 Saluran Distribusi Tegangan Menengah ...................... 6 2.2.2 Jaringan Tegangan Menengah .................................... 6 2.2.3 Kabel Bawah Tanah ..................................................... 6 2.2.4 Jenis Kabel SKTM ....................................................... 7 2.2.5 Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik ........................ 8 2.2.6 Penyebab Teradinya Ganggua .................................... 9 2.2.7 Dampak Gangguan ...................................................... 10 BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 12 3.1 Perancangan Penelitian ......................................................... 12 3.2 Teknik Analisis ....................................................................... 13
3.2.1 Perhitungan Impedansi ................................................ 14 3.2.2 Perhitungan Reaktansi Trafo ....................................... 15 3.2.3 Pehitungan Impedansi Jaringan Distribusi ................... 16 3.2.4 Perhitungan Impedansi Ekivalen.................................. 16 3.2.5 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat ............. 16
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 18 4.1 Hasil ....................................................................................... 18
ix
4.1.1 Single Line Diagram Penyulang Menwa ........................ 19 4.1.2 Data ............................................................................... 19 4.1.3 Perhitungan Impedansi .................................................. 19 4.2 Pembahasan .......................................................................... 27
4.2.1 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat ............... 27 4.2.2 Cara Menentukan Lokasi Gangguan ............................. 37
BAB V PENUTUP .................................................................................... 39 5.1. Kesimpulan ............................................................................ 39 5.2. Saran ..................................................................................... 39 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 40 DAFTAR RIWAYAT HIDUP ....................................................................... 42
x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jenis-jenis Kabel SKTM ............................................................. 7 Tabel 4.1. Impedansi Jaringan ................................................................... 22 Tabel 4.2. Impedansi Ekivalen Urutan Positif dan Negatif ......................... 24 Tabel 4.3. Impedansi Ekivalen Urutan Nol ................................................. 26 Tabel 4.4. Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ................................... 28 Tabel 4.5. Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ke Tanah ................... 31 Tabel 4.6. Arus Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah ................... 33 Tabel 4.7. Hitungan Arus Gangguan .......................................................... 35 Tabel 4.8. Rekaman Arus Gangguan ......................................................... 37
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik ............................................................. 4 Gambar 2.2 Gangguan Hubung Singkat .................................................... 9 Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ............................................................... 13 Gambar 3.2 Interkoneksi antara Pusat Listrik ............................................ 14 Gambar 3.3 Transformasi Impedansi Trafo ............................................... 15 Gambar 3.4 Rangkaian Ekivalen saat terjadi gangguan ............................ 16 Gambar 4.1 Single Line Diagram Penyulang Menwa ................................ 18
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lembar Bimbingan Proyek Akhir ............................................ A1 Lampiran B Data Hubung Singkat GI Ciledug ............................................ B1 Lampiran C Data Panjang Jaringan Penyulang Menwa ............................. C1 Lampiran D Data Relay .............................................................................. D1 Lampiran E Data Rekaman Arus Gangguan .............................................. E1 Lampiran F Data Impedansi Kabel Tanah ................................................. F1 Lampiran G Data Koordinasi Penyulang .................................................... G1 Lampiran H Data Trafo .............................................................................. H1 Lampiran I Single Line Diagram Penyulang Menwa .................................. I1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat proses penyaluran energimlistrikmkempelanggan, diperlukanmsistem
tenagamlistrikmyangmmhandal..danmbaik. Penyaluran energi listrik yang
dimaksudmadalahkpenyaluranmdarimsaluranndistribusi kembeban-beban yang
memerlukan energi listrik. Jaringanmteganganmmenengahmyang menyalurkan
energi listrik dari gardu induk sampai gardu distribusi disebut dengan
penyulang. Jaringan tegangan menengah ini terdiri dari Saluran Kabel
Tegangan Menengah (SKTM) dan Saluran Udara Tegangan Menengah
(SUTM). Jika dibandingkan dengan saluran udara pengaturan tegangan sistem
kabel bawah tanah lebih efisien. Pada suatu sistem tenaga listrik tidak dapat
dihindari adanya gangguan yang mengakibatkan terganggunya penyaluran
tenaga listrik ke konsumen.
Gangguanmpadamsistemxtenagam.listrik merupakan segala macam
kejadian yang menyebabkan kondisi pada sistem tenaga listrik menjadi
abnormal. Gangguan yang paling sering terjadi adalah gangguan hubung
singkat. Hal tersebut dikarenan adanya kegagalan isolasi pada sistem tenaga
listrik ataupun karena adanya kerusakan yang terjadi pada kabel jaringan
tegangan menengah. Kerusakan itu dapat mengakibatkan terjadinya hubung
singkat 3 fasa, 2 fasa, gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah, yang bisa
bersifat permanen atau temporer.
Jika terjadi gangguan hubung singkat yang permanen, sulit sekali melacak
lokasi gangguan, hal ini dapat terjadi 1 hari mungkin sampai berhari-hari.
Sehingga menyebabkan pemadaman listrik yang tidak dapat dihindari. Untuk
meminimalisir terjadinya pemadaman listrik yang berkepanjangan diperlukan
adanya penentuan lokasi titik gangguan. Salah satu cara yang dapat digunakan
untuk mencari lokasi titik gangguan yaitu dengan menggunakan metode
perhitungan impedansi. Kelebihan dari metode ini karena penerapannya yang
mudah dan menghasilkan perkiraan lokasi yang cukup akurat. Pada sistem
2
kelistrikan pendeteksian lokasi titik gangguan secara cepat akan membantu
melindungi peralatan, menjaga sistem tetap stabil dan meminimalisir kerusakan
jaringan serta kerugian ekonomis.
1.2 Permasalah Penelitian
1.2.1 Identifikasi.Masalah
Pada umumnya proses pencarian titik gangguan pada kabel bawah
tanah membutuhkan waktu yang tidak sebentar dan apabila petugas tidak
mengetahui alur penanaman kabel bawah tanah akan sulit untuk menentukan
kemana arah gangguan tersebut. Untuk mengurangi dampak pemadaman atau
kerusakan alat akibat adanya gangguan.hubung.singkat maka diperlukan suatu
cara untuk menentukan titik lokasi terjadinya gangguan. Dengan metode
impedansi ini dapat membantu petugas dalam pemulihan jaringan saat
gangguan terjadi secara cepat.
1.2.2 Ruang Lingkup Masalah
Berdasarkan.identifikasimmasalah.yangkdikemukakanmdi atas. Adapun
ruang lingkup masalah pada penulisan proyek akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Metode yang akan digunakan untuk mecari lokasi titik gangguan
dengan perhitungan impedansi.
2. Titik gangguan yang akan dicari yaitu pada penyulang Menwa.
1.2.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah maka dapat dibuat
rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana cara menghitung arus gangguan hubung singkat di sisi 20
kV menggunakan metode impedansi?
2. Bagaimana cara mencari lokasi titik gangguan pada penyulang
Menwa?
1.3 Tujuan dan Manfaat
1.3.1 Tujuan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:
3
1. Mengetahui besarnya arus gangguan hubung singkat tiga fasa, dua
fasa dan satu fasa ketanah.
2. Untuk menentukan lokasi jarak titik gangguan pada penyulang.
1.3.2 Manfaat
Manfaat dari penulisan proyek akhir ini yaitu:
1. Dapat menambah wawasan dan pengetahuan tentang gangguan
hubung singkat yang terjadi pada penyulang 20 kV khusunya
penyulang MENWA.
2. Dapat mengetahui bagaimana cara yang dilakukan untuk
menentukan titik lokasi gangguan pada penyulang 20 kV.
1.4 Sistematika Penulisan
Bab satu berisi tentang latar belakang, permasalahan penelitian meliputi
identifikasi masalah, ruang lingkup masalah, rumusan masalah, tujuan dan
manfaat penelitian dan sistematika penulisan. Bab dua membahas teori-teori
umum mengenai kabel bawah tanah, gangguan pada kabel bawah tanah,
gangguan hubung singkat dan rumus perhitungan impedansi. Bab tiga
membahas metodologi penelitian, rumus yang digunakan untuk menghitung
jarak titik lokasi gangguan dari tempat pengukuran. Bab empat membahas
mengenai hasil dan pembahasan proyek akhir dan bab lima merupakn penutup
dari proyek akhir yang berisi kesimpulan dan saran.
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Untuk membantu menyelesaikan proyek akhir terdapat beberapa
penelitian sebelumnya yang telah membahas mengenai penentuan lokasi
gangguan dengan metode impedansi. Penelitian yang dimaksud digunakan
sebagai acuan dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Hendri Agustin Sibarani dan Firdaus, 2019. Dalam Jurnal Online
Mahasiswa (JOM) Bidang Teknik dan Sains, Vol. 6. yang berjudul
“Sistem Penentuan Lokasi Gangguan Pada Jaringan Distribusi 20 Kv Gi
Garuda Sakti Penyulang Panam dengan Metode Impedansi”. Dalam
jurnal ini membahas tentang menstimulasikan gangguan hubung
singkat satu fasa ke tanah, fasa ke tanah dan tiga fasa pada single line
diagram jaringan distribusi penyulang Panam menggunakan software
ETAP 12.6. Hasil simulasi yang didapatkan dianalisa dengan metode
impedansi untuk menentukan lokasi gangguan.
2. Yellyna Sari Agus dan Edy Ervanto, 2016. Berdasarkan Jurnal Online
Mahasiswa FTEKNIK, Volume 3 Nomor 2 berjudul “Menentukan Lokasi
Gangguan Dengan Metode Reactance dan Takagi pada Saluran
Distribusi Bangko PT. Chevron Pacific Indonesia” menjelaskan tentang
deteksi lokasi gangguan menggunakan metode simple reactance dan
metode takagi, yakni dengan membandingkan hasil perhitungan lokasi
gangguan menggunakan kedua metode ini kemudian dibandingkan
dengan jarak lokasi gangguan sebenarnya.
3. Hendriyadi, 2017. Pada jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura
Volume 1 Nomor 1 diterbitkan tahun 2017 yang berjudul “Perhitungan
Arus Gangguan Hubung Singkat Jaringan Distribusi Kota Pontianak”
membahas tentang perhitungan arus gangguan hubung singkat pada
jaringan distribusi.
5
4. Ir. Wahyudi Sarimun. N. MT, 2016 dalam bukunya yang berjudul
“Proteksi Distribusi Tenaga Listrik”. Menjelaskan tentang impedansi
jaringan distribusi.
2.2 Teori Pendukung
2.2.1 Saluran.Distribusi.Tegangan.Menengah
Sistem.distribusimtenagadlistrikkmerupakan sistemmtenagamlistrikpyang
fungsinyakuntukmmenyalurkanktenagaklistrikkdenganktegangankkrendah atau
tegangan oeprasi menengah. Jaringan distribusi yang beroperasi pada jaringan
tegangan rendah adalah jaringan distribusi sekunder, sedangkan jaringan
distribusi yang beroperasi pada jaringan tegangan menengah yaitu jaringan
distribusi primer.
Gardu.distribusimadalahmsalahmsatucbagian.dari.sistem.distribusi.yang
berfungsi untuk mengubahmtegangankmenengahkmenjadiktegangan rendah,
peralatan utama pada gardu distribusi adalah transformator step down
berfungsi menurunkan tegangankdariktegangan.menengah.ke.tegangan rendah
serta perlengkapan lainnya seperti PHB. Pada umumnya sistem distribusi terdiri
atas tiga bagian jaringan yaitu jaringan distribusi primer, jaringan distribusi
sekunder dan gardu distribusi. Fungsi dari gardu distribusi yaitu untuk
menyalurkan daya dari sisi jaringan distribusi primer ke sisi jaringan distribusi
sekunder sekaligus mengubah tegangan dari tegangan menengah ke tegangan
rendah.
Gambar 2.1. Sistem.Tenaga.Listrik
6
2.2.2 Jaringan.Tegangan.Menengah
Jaringan.tegangan.menengah (JTM) merupakan saluran distribusi primer
yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk gardu-gardu
distribusi konsumen tegangan menengah. Berdasarkan konstruksinya, JTM
terbagi kedalam dua jenis, yaitu saluran kabel tegangan menengah (SKTM) dan
saluran udara tegangan menengah (SUTM).
1. Saluran.Kabel.Tegangan.Menengah (SKTM)
Saluran Kabel Tegangan Menengah adalah jaringan kabel yang
berisolasi XLPE yang ditanam didalam tanah sepanjang jaringan.
Jaringan penghantar SKTM menggunakan kabel berinti tunggal atau
tiga dan memiliki keandalan penyaluran yang tinggi.
2. Saluran.Udara.Tegangan.Menengah.(SUTM)
Saluran Udara Tegangan Menengah merupakan jaringan kawat tanpa
isolasi yang terbentang diudara yang ditahan oleh tiang penyangga.
Jaringan SUTM dapat dibangun dengan sistem fasa tiga atau tunggal.
2.2.3 Kabel Bawah Tanah
Kabel bawah tanah merupakan satu atau beberapa.kawat yang
diisolasikan, agar tahan.terhadap tegangan.antara penghantar yang satu
dengan.penghantar yang.lainnya atau penghantar dengan tanah yang
dibungkus dengan.pelindung. Hal ini dilakukan.agar terhindar dari pengaruh-
pengaruh kimia.yang terdapat didalam tanah, maka.dari itu komponen pada
kabel harus mampu beroperasi secara terus menerus karena persyaratan yang
dimiliki isolasi yang khusus untuk melindunginya.dari segala.bentuk-bentuk
pengaruh-pengaruh.yang terdapat didalam.tanah misalnya saja.pengaruh
kelembaban,
Penggunaan kabel saluran bawah tanah tegangan menengah atau
bisasa disebut SKTM dinilai dapat atau mampu menciptakan keindahan dan
kenyamanan tata kota. Namun investasi yang diperlukan relatif tinggi, karena
biaya komponen-komponen dalam pemangan kabel bawah tanah yang cukup
mahal. Akan tetapi penggunaan SKTM sangat diperlukan terutama jika kita
tinjau dari segi estetika.
7
Pemasangan saluran kabel bawah tanah bisa dilakukan dengan dua
cara yaitu dengan melalui saluran pelindung dan penanaman langsung.
Instalasi kabel tanah dengan penanaman langsung merupakan kabel dipasang
secara langsung tanpa menggunakan saluran pelindung (duct atau pipa),
kemudian ditanam didalam tanah. Kondisi pemasangan kabel dapat
berpengaruh terhadap kemampuannya dalam membawa arus. Kondisi
pemasangan ini dapat berupa jarak antar kabel, kondisi tanah, kedalaman
penanaman, susunan peletakan kabel, pelindung (shield) dan pentanahan
selubung logam (sheath)
2.2.4 Jenis.Kabel.SKTM
Adapun spesifikasi.konstruksi kabel SKTM harus memenuhi SPLN berikut:
Tabel 2.1 Jenis-jenis Kabel SKTM
NO Jenis Kabel SKTM
1 SPLN.23-5-1 : 1995-Kabel.pilin.tanah.berisolasi.XLPE.dan
berselubung.PE/PVC.dengan.tegangan].pengenal.12/20(24
kV.
2 SPNi43-5-2:1995-KabelppilinkudaralberisolasiwXLPEydan
berselubungkPVClbergantungkpenghantarmbajamdengan
teganganlpengenal 12/20 (24) kV.
3 SPLN 43-5-3:1995 – Kabelmtanahmintimtunggalmberisolasi
XLPEmdanmberselubungmPE/PVCmdengan atauutanpa
perisaiuteganganupengenalu3,6/6u(7,2 kV s/d 12/20 (24) kV.
4 SPLN 43-5-4:1995-Kabel Tanah inti tiga berisolasi XLPE san
berselubung PE/PVC dengan atau tanpa perisai tegangan
pengenal 3,6/6 (7,2) kV s/d 12/20 (24) kV.
5 SPLN 43-5-5:1995-KabelkintiktunggalkberisolasikXLPEkdan
berselubungkPE/PVCkberpenghantarkkonsntriskdengan
atauktanpakperisaiktegangankpengenal 3,6/6 (7,2) kV s/d
12/20 (24) kV.
8
Untuk pemilihan kabel bawah tanah harus disesuaikan dengan
kebutuhan dilapangan. Misalnya untuk kabel dengan konstruksi dalam
terowongan (ducting), tidak menggunakan kabel yang jenisnya kabel dengan
perisai baja, tetapi jika untuk ditanam langsung di tanah harus menggunakan
kabel yang jenisnya kabel dengan perisai baja.
2.2.5 Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik
Gangguan sistem tenaga listik adalah suatu keadaan tidak normal
dimana keadaan ini dapat mengakibatkan terganggunya kontinuitas pelayanan
tenaga listrik. Gangguan pada sistem tenaga listrik sangat beragam besaran
dan jenisnya. Penyebab gangguan pada sistem tenaga listrik secara umum
disebabkan oleh dua faktor antara lain:
1. Gangguan.yang.berasal.dari.sistem.
a. Pemasangan.yang.kurang.baik.
b. Beban.lebih.
c. Kerusakan.material.
d. Kesalahan.mekanis.yang.disebakan.oleh.proses.penuaan.
e. Arus.dan.tegangan.abnormal.
2. Gangguan.yang.berasal.dari.luar.sistem.
a. Pengaruh cuaca, seperti angin, surja petir, serta hujan.
Gangguan yang disebabkan oleh surja petir bisa menyebabkan
gangguan hubung singkat akibat dari gangguan tegangan lebih.
b. Pengaruh lingkungan misalnya binatang, pohon, serta bisa juga
diakibatkan karena kecerobohan manusia.
c. Gangguan mekanis yang disebabkan oleh pekerjaan galian
saluran lain. Gangguan jenis ini bisanya terjadi untuk sistem
pemasangan bawah tanah.
Bila ditinjau dari segi lamanya waktu gangguan, maka dapat dikelompokkan
menjadi:
6 SPLN 43-5-6:1995-KabelmtanahiintimtigamberisolasimXLPE
danmberselubungmPE/PVCmberpenghantarmdenganmatau
tanpamperisaimteganganmpengenal 3,6/6 (7,2) kV s/d 12/20
(24) kV.
9
1. Gangguan yang bersifat temporer, merupakan gangguan sementara
karena bisa hilang dengan sendirinya dengan cara memutuskan
bagian yang terganggu. Gangguan ini bisanya terjadi pada kawat
penghantar yang tidak berisolasi, jadi setelah gangguan itu hilang
peralatan bisa beroperasi kembali.
2. Gangguan yang bersifat permanen, merupakan gangguan yang tidak
dapat hilang dengan sendirinya dan butuh penanganan dari petugas
untuk menangani penyebab gangguan tersebut. Contoh-contoh
gangguan yang bisa dikategorikan sebagai gangguan permanen
adalah seperti kawat putus, gangguan karena isolator bocor,
kegagalan Lighting Arrester dan lain-lain.
2.2.6 Penyebab Terjadinya Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik
1. Gangguan.beban.lebih.(overload)
Gangguan beban lebih (overload) tidak termasuk gangguan
murni. Namun jika dibiarkan terus menerus berlangsung bisa
merusak peralatan listrik yang dialiri arus tersebut. Pada gangguan
ini arus yang mengalir melebihi dari kapasitas pemgaman yang
terpasang dan peralatan listrik.
2. Gangguan.hubung.singkat
Gambar 2.2 Gangguan.Hubung.Singkat
10
Gangguan hubung singkat atau short circuit merupakan
kondisi karena terdapat kesalahan antara bagian-bagian yang
bertegangan. Gangguan ini dapat disebabka dampak adanya isolasi
yang bocor.atau.rusak.karena.tidak tahan terhadap tegangan lebih.
Jika gangguan hubung singkat berlangsung agak lama pada suatu
sistem tenaga listrik, dapat menimbulkan akibat-akibat yang tidak
diinginkan terjadi. Berikut ini akibat yang ditimbulkan oleh gangguan
hubung singkat antara lain:
a. Peralatan-peralatan yang berada dekat dengan gangguan rusak
diakibatkan oleh arus tak seimbang,atau tegangan rendah yang
ditimbulkan oleh hubung singkat.
b. Peralatan yang mendangdung minyak isolasi bisa saja meledak
dan menimbulkan kebakaran.
c. Berkurangnya batas-batas kestabilan untuk sistem daya.
Gangguan hubung singkat yang sering terjadi pada sistem
tenaga listrik 3 fasa sebagai berikut:
1) Gangguan 3 fasa
2) Gangguan 2 fasa
3) Gangguan 2 fasa-tanah
4) Gangguan 1 fasa- tanah
3. Gangguan.tegangan.lebih
Gangguan tegangan lebih diakibatkan karena adanya
kelainan pada sistem. Gangguan.tegangan.lebih.dapat terjadi.antara
lain.karena:
1. Gangguan.petir.
2. Gangguan surja.hubung, diantaranya adalah penutupan saluran
yang tidak bersamaan pada pemutus tiga fasa, pelepasan beban
karena gangguan, penutupan kembali saluran dengan cepat dan
sebagainya.
2.2.7 Dampak.Gangguan
Gangguan.yang.terjadi pada sistem.distribusi memiliki dampak negatif.
Dampak paling serius dari gangguan adalah kebakaran yang tidak hanya
11
merusak peralatan, melainkan dapat berimbas pada sistem dan mengakibatkan
kegagalan pada seluruh sistem distribusi (black out). Selain dampak gangguan
diatas ada beberapa dampak gangguan lainnya seperti arus hubung singkat
yang mengakibatkan pemanasan berlebih (overheating) pada peralatan,
tegangan kerja yang turun akan mengakibatkan kegagalan operasi peralatan
sistem tenaga listrik hingga merugikan pelanggan. Gangguan yang terjadi dapat
mempengaruhi stabilitas sistem hingga mengakibatkan pemadaman
menyeluruh pada sistem distribusi.
12
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Penelitian
Jenismpenelitianmyang dipergunakan dalam penulisan proyek akhir ini
adalah metode kuantatif. Metode kuantatif adalah metode yang data
penelitiannya berupa angka-angka dan analisis menggunakan statistik. Untuk
membantu dalam penyusunan penelitian ini maka perlu adanya susunan
perancangan penelitian yang jelas tahapan-tahapannya. Adapun perancangan
penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1 Flowchart.Penelitian
Mulai
PengumpulanmData: 1. DatalMVAlhubung singkat tiga fasa pada GH dan GI
2. Data Panjang penyulang 3. Data transformator daya
4. Data rekaman arus gangguan penyulang Menwa
Menentukan: 1. Impedansi sumber
2. Impedansi hubung singkat 3. Impedansi jaringan distribusi
4. Impedansi ekivalen
Menghitung: 1. Arus gangguan tiga fasa 2. Arus gangguan dua fasa
3. Arus gangguan satu fasa ke tanah
Memasukkan data rekaman arus gangguan pada relai dan data arus gangguan hasil perhitungan
Mencari lokasi gangguan berdasarkan data hitungan arus gangguan
Selesai
13
Berdasarkan perancangan penelitianmyangctelahcdigambarkan di atas,
makacdapatcdiuraikankpembahasanmmasing-masing tahap dalam penelitian
sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pencarian referensi dari berbagai literatur
seperti buku, jurnal ataupun penelitian sebelumnya yang berkaitan
dengan peneliatan ini agar dapat menambah pembendaharaan
konsep sehingga dapat menjadi landasan keilmuan yang akurat.
2. Pengambilan Data
Data penelitian diambil di Gardu Induk Ciledug dan dari PLN UP3
Cengkareng.
3. Pengolahan Data
Setelah data-data yang dikumpulkan sudah lengkap maka dilakukan
pengolahan data berupa penentuan impedansi jaringan distribusi dan
menghitung arus gangguankhubungksingkatkdiksisi 20 kV.
4. Analisa Data
Pada tahap ini akan dilakukan analisa mengenai perbandingan antara
data rekaman arus gangguan pada relai dengan data hasil
perhitungan arus gangguan hubung singkat. Jika nilai arus
gangguannya sama maka pencarian lokasi gangguan bisa dilakukan.
5. Pembuatan Proyek Akhir
Proyek akhir disusun berdasarkan dari hasil penelitian yang dilakukan
dan disusun sesuai dengan Pedoman Penulisan Tugas Akhir.
3.2 Teknik Analisis
Setelah dilakukan studi literatur dan pengambilan data maka akan
dilakukan analisis data dengan membandingkan antara data hasil rekaman
arus gangguan pada relai dengan data hasil perhitungan arus gangguan
hubung singkat menggunakan metode impedansi. Jika nilai arus gangguannya
sama maka akan dilakukan pencarian lokasi titik gangguan sesuai dengan
hasil yang didapatkan.
14
3.2.1 Perhitungan impedansi
Perhitunganmimpedansidsumber:
Impedansi sumber diperoleh dari arus beban puncakmmengalirkdari
sistemkinterkoneksikkekgardukinduk.
MVASC = √𝟑 ∙ 𝑽 ∙ 𝑰 (MVA) (3.1)
selanjutnya di hitung impedansi hubung singkat (short shircuit):
XSC = 𝒌𝑽𝟐
𝑴𝑽𝑨 (3.2)
Perlu diketahui bahwa impedansi sumber ini merupakan nilai tahanan
pada sisi 150 kV, yang mewakili semua unit pembangkit beroperasi. Adapun
reaktansi (impedansi) sumber mencakup: impedansi sumber pembangkit,
impedansi trafo tenaga di Pusat Listrik dan impedansi transmisi, seperti terlihat
pada gambar 3.1. dibawah ini.
Gambar 3.2 Interkoneksi antara Pusat Listrik
Karena arus ganguan hubung singkat yang akan dihitung adalah
gangguan hubung singkat disisi 20 kV maka impedansi sumber tersebut harus
dikonversi terlebih dahulu ke sisi 20 kV, sehingga perhitungan arus gangguan
hubung singkatnya nanti sudah menggunakan tegangan 20 kV sebagai sumber
dan tidak lagi menggunakan tegangan 150 kV, sebab semua impedansi sudah
dikonversi ke sistem tegangan 20 kV.
Untuk mengkonversikan impedansi yang terletak di sisi 150 kV ke sisi 20
kV, dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Daya trafo tenaga anatara sisi primer dan sekunder sama, maka:
15
Gambar 3.3 Transformasi impedansi trafo tenaga
𝐤𝐕𝟐
𝐙𝟏=
𝐤𝐕𝟐𝟐
𝐙𝟐 (3.3)
𝒁𝟐 = 𝒌𝑽𝟐
𝟐
𝒌𝑽𝟏𝟐 𝒙 𝒁𝟏 (3.4)
Dimana:
kV1= Tegangan.transformator.tenaga.sisi.primer (kV)
kV2= Tegangan.transformator.tenaga.sisi.sekunder (kV)
Z1 = Impedansi.transformator.tenaga.sisi.primer.(ohm)
Z2 = Impedansi.transformator.tenaga.sisi.sekunder (ohm)
3.2.2 Perhitungan Reaktansi Transformator Tenaga
1) Reaktansi urutan positif dan reaktansi urutan negatif (XT1)
Dimana XT1 = XT2, untuk memperoleh nilai impedansi dalam ohm,
maka digunakan persamaan berikut:
XT(ohm)= 𝒌𝑽𝟐
𝑴𝑽𝑨 (3.5)
Nilai reaktansi trafo tenaga ini adalah nilai reaktansi positif dan
negatif (XT1 = XT2), jadi :
XT1 = XT1(%) x XT1(ohm) (3.6)
2) Reaktansi urutan Nol (XT0)
Pada perhitungan reaktansi urutan nol trafo tenaga, perlu dilihat,
apakah ada belitan delta atau tidak, dalam aplikasi ini trafo tenaga
mempunyai belitan delta, maka nilai reaktansi urutan nol, sebagai
berikut:
XTO = 3 x XT1 (3.7)
16
3.2.3 Perhitungan Impedansi Jaringan Distribusi
Impedansi penyulang yang akan dihitung, tergantung pada besarnya
impedansi per km (ohm/km) dari penyulang yang dihitung, yang nilainya
ditentukan oleh luas penampang, jenis penghantar dan Panjang jaringan
SKTM.
Impedansi kabel:
𝒁𝒋𝒂𝒓𝒊𝒏𝒈𝒂𝒏 = (𝑹 + 𝒋𝑿) × 𝒑𝒂𝒏𝒋𝒂𝒏𝒈 𝒋𝒂𝒓𝒊𝒏𝒈𝒂𝒏 (𝒐𝒉𝒎
𝒌𝒎. 𝒌𝒎) (3.8)
3.2.4 Perhitungan Impedansi Ekivalen
Perhitungan yang akan dilakukan selanjutnya adalah menghitung besarnya
impedansi ekivalen urutan positif (Z1eq) impedansi ekivalen urutan negatif (Z2eq)
dan impedansi urutan nol (Z0eq) dari titik gangguan sampai ke sumber, jaringan
ekivalennya dapat dilihat seperti pada gambar 3.3 dibawah ini. Perhitungan
Z1eq dan Z2eq dapat langsung dijumlahkan dengan impedansi-impedansi yang
ada, sedangkan Z0eq dimulai dari titik gangguan sampai ke trafo tenaga yang
netralnya.ditanahkan.
Gambar 3.4 Rangkaian equivalent saat terjadi gangguan hubung singkat
Perhitungan Z1eq dan Z0eq langsung dapat menjumlahkan impedansi-
impedansi dari titik gangguan sampai ke trafo tenaga netralnya di tanahkan.
Z1eq(%) = ZSC + ZT1 + Z1jar(%) (3.9)
Zeq(%) = ZT0 + Z0jar(%) + 3 × NGR (3.10)
3.2.5 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat
1. Perhitungan arus gangguan hubung singkat 3 fasa
If3fasa = 𝑽𝒇
𝒁𝟏𝒆𝒒 = (3.11)
17
Dimana:
I3fasa = Arus.hubung.singkat.tiga.fasa (A)
Vf = Tegangan.fasa-netral.sistem.20 kV = 20000
√3
Z1eq = Impedansi.ekivalen.urutan.positif (ohm)
2. Perhitungan.arus.gangguan.hubung.singkat.dua.fasa
I2fasa=𝒊𝒇 𝟑 𝒇𝒂𝒔𝒂 ×√𝟑
𝟐………………….……………………………… (3.12)
Dimana:
If2fasa = Arus.hubung.singkat 2.fasa (A)
If3fasa = Arus.hubung.singkat.3.fasa (A)
3. Perhitungan gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah
I1fasa = 𝟑 × 𝑽𝒇
𝟐 × 𝒁𝟏𝒆𝒌𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏+𝒁𝟎𝒆𝒌𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏………………………………… (3.13)
Dimana:
I1fasa-tanah = Arus.hubung.singkat.1.fasa-tanah
Vf = Tegangan.fasa-netral.sistem 20 kV = 20000
√3
Z1ekivalen = impedansi.urutan.positif.(ohm)
Z0ekivalen = impedansi.urutan.nol (ohm)
18
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Single Line Diagram dan Data pada Penyulang Menwa
Gambar 4.1 Single Line Diagram penyulang Menwa
19
4.1.2 Data
Data yang diperoleh untuk keperluan perhitungan adalah sebagai
berikut:
1. Data transformator:
Kapasitas transformator : 60 MVA
Reaktansi urutan positif transformator : 12,89%
Rasio tegangan : 150/20 KV
NGR : 40 ohm
Arus nominal transformator : 1732 A
Arus hubung singkat 150 KV 3fasa : 21,39 kA
2. Data penyulang Menwa
Panjang penyulang : 11,52 KM
Jenis penampang kabel : XLPE 240 mm2
Impedansi urutan positif dan negatif : (0,125 + j0,097) ohm/km
Impedansi urutan nol : (0,275 + j0,290) om/km
4.1.3 Perhitungan Impedansi
1. Perhitungan Impedansi Sumber
Impedansi.sumber diambil.dari arus.beban.puncak.yang.mengalir
dari.sistem.interkoneksi.ke.gardu.induk. Dalam kasus ini daimbil arus
hubung singkat sebesar 21,39 kA maka daya hubung singkat:
MVASC = √3 ∙ 𝑉 ∙ 𝐼
MVASC = √3 ∙ 150 ∙ 21,39 𝑘𝐴
MVASC =5557,2850 MVA
2. Impedansi Hubung Singkat
Arus 21,39 kA adalah arus saat beban puncak dimana pasokan
daya dari pusat-pusat listrik yang di interkoneksi masuk ke gardu
induk yang ditinjau selanjutnya dihitung impedansi hubung singkat
(short circuit) :
Z1SC (sisi 150 KV) = 𝑘𝑉2
𝑀𝑉𝐴
Z1SC sisi 150 KV) = 1502
5557,2850
Z1SCsisi (150 KV) = 4,0487 ohm
20
Impedansi yang didapat adalah.nilai.ohm dari sisi 150 KV,
karena.arus. gangguan. yang.akan dihitung.adalah arus gangguan
hubung singkat di sisi 20 KV, maka.impedansi.sumber.tersebut.harus
dikonversikan terlebih dahulu ke sisi 20 KV.
Untuk mengkonversikan impedansi.yang.terletak.di sisi 150 KV
ke sisi.20 KV dilakukan dengan cara :
Z2SC(sisi 20 Kv) = 𝑘𝑉2
2
𝑘𝑉12 × 𝑍1
Z2SC(sisi 20 KV) = 202
1502 × 4,0487 𝑜ℎ𝑚
Z2SC(sisi 20 KV) = 0,0719 𝑜ℎ𝑚
3. Perhitungan Reaktansi Transformator Tenaga
a. Reaktansi.urutan.positif.dan.reaktansi.urutan.negatif
Reaktansi urutan positif tercantum pada papan nama (name plate)
pada transformator tenaga, besarnya tergantung dari kapasitas
trafo tenaga.
Dimana :
XT1 = XT2
Reaktansi trafo tenaga 60 MVA adalah sebesar 12,89%. Untuk
memperoleh nilai impedansi dalam ohm, dihitung dengan cara
sebagai berikut:
XT = 𝑘𝑉2
𝑀𝑉𝐴=
202
60 = 6,66 ohm
Nilai reaktansi trafo tenaga ini adalah nilai reaktansi urutan
positif dan negatif (XT1 = XT2), jadi :
XT1 = XT1(%)× XT1
XT1 = 12,89% × 6,66 ohm
XT1 = 0,859 ohm
b. Reaktansi urutan nol (XT0)
Bila trafo tenaga memiliki belitan delta. Pada saat terjadi
gangguan satu fasa ketanah, arus urutan Nol (3I0) mengalir pada
tiap fasanya sehingga pada inti besi akan membentuk fluks. Fluks
ini akan berputar di belitan delta. Sehingga fluks yang timbul, tidak
21
berinteraksi dengan minyak trafo, yang dapat memperkecil
besarnya nilai reaktansi urutan Nol. Pada trafo tenaga Gardu
Induk Ciledug mempunyai belitan delta, maka nilai reaktansi
urutan nol, sebagai berikut:
XT0 = 3 x XT1
XT0 = 3 x 0,859 ohm
XT0 = 2,578 ohm
4. Arus Nominal Trafo
In trafo = 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜
𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑘𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟 ∙√3 =
60000 𝑘𝑉𝐴
20 𝑘𝑉 ∙√3 = 1732,1 A
5. Impedansi.Jaringan.Distribusi
Untuk menghitung jaringan, diperlukan data jenis penghantar,
panjang penghantar dan impedansi penghantar. Panjang penyulang
Menwa adalah 11,52 km. Berdasarkan SPLN 64: 1985. Diketahui kabel
XLPE 240 mm2 adalah sebagai berikut:.
a. Pada penyulang (SKTM)
Z1penyulang=Z2Penyulang = 11,52 km x (0,125 +j0,097)
= 1,440 + j1,117 Ω
Z0penyulang = 11,52 km (0,275 + j0,029)
= 3,168 + j 3,341 Ω
Tahanan Pentanahan = 3 × RN
= 3 x 40 ohm
= 120 ohm
Impedansi penyulang didapat dari perkalian antara impedansi
kabel dengan panjang penyulang yang dibuat dengan presentasi
kelipatan 5%.
22
Tabel 4.1 Impedansi jaringan
Impedansi Kabel XLPE
240 mm2 (ohm/km)
Panjang
Jaringan
Impedansi Jaringan (ohm)
Z1=Z2 Z0 % KM Z1=Z2 Z0
0,125+j0,097 0,275+j0,290
1 0,11
5
0,0144 + j0,0112
0,0317 + j0,0334
5
0,57
6
0,0720 + j0,0559
0,1584 + j0,1670
10
1,15
2
0,1440 + j0,1117
0,3168 + j0,3341
15
1,72
8
0,2160 + j0,1676
0,4752 + j0,5011
20
2,30
4
0,2880 + j0,2235
0,6336 + j0,6682
25 2,88 0,3600 + j0,2794
0,7920 + j0,8352
30
3,45
6
0,4320 + j0,3352
0,9504 + j1,0022
35
4,03
2
0,5040+ j0,3911
1,1088 + j1,1693
40
4,60
8
0,5760 + j0,4470
1,2672 + j1,3363
45
5,18
4
0,6480 + j0,5028
1,4256 + j1,5034
50 5,76 0,7200 + j0,5587
1,5840 + j1,6704
23
55
6,33
6
0,7920 + j0,6146
1,7424 + j1,8374
60
6,91
2
0,8640 + j0,6705
1,9008 + j2,0045
65
7,48
8
0,9360 + j0,7263
2,0592 + j2,1715
70
8,06
4
1,0080 + j0,7822
2,217 + j2,3386
75 8,64 1,0800 + j0,8381
2,3760 + j2,5056
80
9,21
6
1,1520 + j0,8940
2,5344 + j2,6726
85
9,79
2
1,2240 + j0,9498
j2,6928 +2,8397
90
10,3
68
1,2960 + j1,0057
2,8512 + j3,0067
95
10,9
44
1,3680 + j1,0616
3,0096 + j3,1738
100
11,5
2
1,4400 + j1,1174
3,1680 + j3,3408
6. Impedansi Ekivalen
a. Impedansi.Ekivalen.Urutan.Positif.dan.Negatif
Persamaan impedansi Ekivalen pada titik gangguan 1% (maximum)
dari penyulang Menwa adalah sebagai berikut:
Z1eq(1%) = ZS + ZT1 + Z1jar(%)
Z1eq(1%) = j0,0719 + j0,859 + 0,0144 + j0,0112
Z1eq(1%) = 0,0144 + j0,942
24
Persamaan impedansi ekivalen pada titik gangguan 100%
(minimum) dari penyulang Menwa adalah sebagai berikut :
Z1eq(100%) = ZS + ZT1 + Z1jar(100%)
Z1eq(100%) = j0,0719 + j0,859 + 1,44 + j1,11744
Z1eq(100%) = 1,44 + j2.049
Tabel 4.2 Impedansi.Ekivalen.Urutan.Positif.dan.Negatif
(%Panjang)
Impedansi Ekivalen Urutan Positif dan Negatif(Z1eq dan Z2eq)
Zs + ZT1 + Z1jar(%) Z1eq(%)
1 j0,0719 + j0,859 + 0,0144 + j0,0112 0,0144 + j0,9425
5 j0,0719 + j0,859 + 0,0720 + j0,0559 0,0720 + j0,9872
10 j0,0719 + j0,859 + 0,144 + j0,112
0,1440 + j1,0431
15 j0,0719 + j0,859 + 0,216 + j0,168
0,2160 + j1,0989
20 j0,0719 + j0,859 + 0,288 + j 0,223
0,2880+j1,1548
25 j0,0719 + j0,859 + 0,360 + j0,279
0,3600 + j1,2107
30 j0,0719 + j0,859 + 0,432 + j 0,335
0,4320 + j1,2665
35 j0,0719 + j0,859 + 0,504 + j0,391
0,5040 + j1,3224
40 j0,0719 + j0,859 + 0,576 + j 0,4470
0,5760 + j1,3783
45 j0,0719 + j0,859 + 0,648 + j0,5028
0,6480 + j1,4342
50 j0,0719 + j0,859 + 0,720 + j 0,5587
0,7200 + j1,4900
55 j0,0719 + j0,859 + 0,792 + j0,6146
0,7920 + j1,5459
25
60 j0,0719 + j0,859 + 0,864 + j 0,6705
0,8640 + j1,6018
65 j0,0719 + j0,859 + 0,9360+ j0,7263
0,9360 + j1,6576
70 j0,0719 + j0,859 + 1,008 + j0,7822
1,0080 + j1,7135
75 j0,0719 + j0,859 + 1,080 + j0,8381
1,0800 + j1,7694
80 j0,0719 + j0,859 + 1,152 + j 0,8940
1,1520 + j1,8253
85 j0,0719 + j0,859 + 1,224 + j0,9498
1,2240 + j1,8811
90 j0,0719 + j0,859 + 1,296 + j 1,0057
1,2960 + j1,9370
95 j0,0719 + j0,859 + 1,368 + j1,0616
1,3680 + j1,9929
100 j0,0719 + j0,859 + 1,44 + j1,1174
1,4400 + j2,0488
b. Impedansi Ekivalen Urutan Nol
Perasamaan Impedansi Ekivalen pada titik gangguan 1%
(maximum) dari penyulang Menwa adalah sebagai berikut:
Z0eq(1%) = ZT0 + Z0jar(100%)+ 3 × NGR
Z0eq(1%) = j2,578 + 0,0317 + j0,0334 + (3 × 40)
Z0eq(1%) = 120,063 + j2,611
Perasamaan Impedansi Ekivalen pada titik gangguan 100%
(minimum) dari penyulang Menwa adalah sebagai berikut:
Z0eq(100%) = ZT0 + Z0jar(100%)+ 3 × NGR
Z0eq(100%) = j2,578 + 2,5344 + j3,341 + (3 × 40)
Z0eq(100%) = 123,168+ j5,919
26
Tabel 4.3 Impedansi.Ekivalen.Urutan.Nol
(%Panjang)
Impedansi Ekivalen Urutan Nol(Z0eq)
ZT0 + Z0jar(%)+ 3 × NGR Z0eq(%)
1 j2,578 + 0,0317 + j0,0334 + 120 120,032 + j2,611
5 j2,578 + 0,1584 + j0,1670 + 120 120,158 + j2,745
10 j2,578 + 0,3168 + j0,3341+ 120 120,317 + j2,912
15 j2,578 + 0,4752 + j0,5011 + 120 120,475 + j3,079
20 j2,578 + 0,6336 + j0,6682 + 120 120,634 + j3,246
25 j2,578 + 0,7920 + j0,8352 + 120 120,792 + j3,413
30 j2,578 + 0,9504 + j1,0022 + 120 120,950 + j3,580
35 j2,578 + 1,1088 + j1,1693 + 120 121,109 + j3,747
40 j2,578 + 1,2672 + j1,3363 + 120 121,267 + j3,914
45 j2,578 + 1,4256 + j1,5034 + 120 121,426 + j4,081
50 j2,578 + 1,5840 + j1,6704 + 120 121,584 + j4,248
55 j2,578 + 1,7424 + j1,8374 + 120 121,742 + j4,415
60 j2,578 + 1,9008 + j2,0045 + 120 121,901 + j4,582
65 j2,578 + 2,0592 + j2,1715 + 120 122,059 + j4,750
70 j2,578 + 2,217 + j2,3386 + 120 122,218 + j4,917
75 j2,578 + 2,3760 + j2,5056+ 120 122,376 + j5,084
27
80 j2,578 + 2,5344 + j2,6726 + 120 122,534 + j5,251
85 j2,578 + j2,6928 +2,8397 + 120 122,693 + j5,418
90 j2,578 + 2,8512 + j3,0067 + 120 122,851+ j5,585
95 j2,578 + 3,0096 + j3,1738 + 120 123,010 + j5,752
100 j2,578 + 3,1680 + j3,3408 + 120 123,168+ j5,919
5,585
5,585
5,585
5,585
4.2 Pembahasan
4.2.1 Perhitungan.Arus.Hubung.Singkat.di Sisi 20 KV
Gangguan hubung..singkat...adalah gangguan..yang..disebabkan..oleh
kesalahan..antara..bagian-bagian..yang.bertegangan..atau.dengan kata lain
gangguan hubung singkat dapat didefinisikan sebagai kondisi dimana
penghantar yang berarus terhubung dengan penghantar lain atau penghantar
tanah. Gangguan.hubung.dapat disebabkan oleh beberapa faktor misalnya saja
gangguan.hubung.singkat.akibat.adanya.isolasi.tembus.atau.rusak.karena.tidak
tahan terhadap tegangan lebih. Perhitungan hubung singkat perlu dilakukan
untuk mengetahui besarnya arus maksimum dan minimum gangguan pada
lokasi yang berbeda. Perhitungan hubung singkat ini juga dipakai untuk
menentukan setting relai proteksi yang digunakan pada sistem proteksi tenaga
listrik.
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, kita telah.mendapatkan.impedansi
ekivalen yang sesuai.dengan.lokasi.gangguan,.selanjutnya.adalah.perhitungan
arus.gangguan.hubung.singkat.dapat.dihitung.menggunakan.rumus.dasar.yang
tedapat pada bab iii, hanya saja impedansi ekivalen mana yang dimasukan
kedalam..rumus.dasar..tersebut..adalah.tergantung.dari.jenis.gangguan.hubung
singkatnya, dimana...gangguan..hubung..singkat..itu..bisa..gangguan..hubung
singkat 3 fasa, 2 fasa, atau satu fasa ke tanah. Untuk perhitungan arus
gangguan hubung singkat sisi 20 KV bisa kita lihat sebagai berikut:
28
A. Hubung.Singkat.Tiga.Fasa
Jadi untuk perhitungan gangguan 3 fasa titik gangguan panjang
penyulang 1% sebagai berikut :
If3fasa = 𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,014 + j0,942 =
1157
√0,0142+0,9422 = 12250,2 A
Tabel 4.4 Arus.gangguan.hubung .singkat.3.fasa
PANJAR
Arus.Gangguan.Hubung.Singkat.3.Fasa (%)
(KM)
1 0,115 𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,0144 + j0,9425 =
1157
√(0,01442+0,9422) =
12250,2 A
5 0,576
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,0720 + j0,9872 =
1157
√0,0722+0,98722 =
11665,9 A
10 1,152
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,144 + j1,043 =
1157
√0,14402+1,0432 = 10966,4
A
15 1,728
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,2160 + j1,0989 =
1157
√0,21602+1,09892 =
10310,3 A
20 2,304
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,288 + j1,155 =
1157
√0,2882+1,1552 = 9702,2 A
25 2,88
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,3600 + j1,2107 =
1157
√0,3602+1,21072 =9142,1
A
30 3,456
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,432 + j1,267 =
1157
√0,43202+1,2672 = 8628,8 A
35 4,032
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,5040 + j1,3224 =
1157
√0,50402+1,32242 =8159,3
A
40 4,608
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,576 + j1,378 =
1157
√0,5762+1,3782 = 7729,9 A
29
45 5,184
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,6480+𝑗4,081 =
1157
√0,64802+1,43422 =7337,2
A
50 5,76
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,72 + j1,490 =
1157
√0,722+1,4902 = 6977,6 A
55 6,336
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,7424 + j1,8374 =
1157
√0,7922+1,54592 =6647,8
A
60 6,912
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,864 + j1,602 =
1157
√0,8642+1,60182 = 6344,7
A
65 7,488
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
0,9360 + j1,6576 =
1157
√0,93602+1,65762
=6065,7 A
70 8,064
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,008 + j1,714 =
1157
√1,0082+1,7142 = 5808,3 A
75 8,64
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,0800 + j1,7694 =
1157
√1,0802+1,71352 =5570,3
A
80 9,216
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,152 + j1,825 =
1157
√1,1522+1,8252 = 5349,8 A
85 9,792
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,2240 + j1,8811 =
1157
√1,2242+1,88112 =5145,1
A
90 10,368
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,296 + j1,937 =
1157
√1,2962+1,9372 =4954,6 A
95 10,944
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,3680 + j1,9929 =
1157
√1,3682+1,99292 =4777,0
A
100 11,52
𝑉𝑓
(𝑍1)𝑒𝑞 =
20000÷√3
1,44 + j2,049 =
1157
√1,442+2,0942 = 4611,1 A
Berdasarkan hasil perhitungan arus gangguan 3 fasa yang
ditunjukkan pada tabel 4.4 bisa lihat di titik 0,115 km besar arus
gangguannya 12250,2 A, pada titik 0,576 km arus gangguannya sebesar
30
11665,9, di titik 1,152 km besar arusnya 10966,4 A, di titik 1,728 km
besar arusnya 10310,3 A, di titik 2,304 km besar arusnya 9702,2 A,di titik
2,88 km besar arusnya 9142,1 A, pada titik 4,032 km besar arusnya
8159,3 A, di titik 4,608 km besar arusnya 7729,9 A, di titik 5,184 km
besar arusnya 7337,2 A,di titik 5,76 km besar arusnya 6977,6 A, di titik
6,336 km besar arusnya 6647,8 A, di titik 6,912 km besar arusnya
6344,7 A, di titik 7,488 km besar arusnya 6065,7A, di titik 8,064 km besar
arusnya 5808,3A, di titik 9,216km besar arusnya 5349,8 A, di titik 5,184
km besar arusnya 7337,2 A, di titik 5,184 km besar arusnya 7337,2 A, di
titik 10,368 km besar arusnya 4954,6 A, di titik 10,944 km besar arusnya
4777,0 A, dan pada titik 11,52 km besarnya arus gangguan senilai
4611,1 A. Dari data-data perhitungan arus hubung singkat 3 fasa yang
memiliki nilai arus gangguan yang paling kecil di titik 11,52 km atau yang
paling jauh dari sumber dan arus hubung singkat 3 fasa yang paling
besar berada pada titik 0,115 km.
B. Hubung Singkat Dua Fasa
Kemungkinan…terjadinya...gangguan...hubung…singkat…fasa-fasa
disebabkan.oleh.putusnya.kawat.fasa.tengah.pada.transmisi.atau.distribusi.
Kemungkinan..lainnya...adalah..dari…rusaknya..isolator..di..transmisi…atau
distribusi..sekaligus fasafasa. Berdasarkan..persamaan..untuk..gangguan
fasa-fasa.dapat.dihitung :
If2fasa =𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2
Jadi untuk perhitungan gangguan fasa - fasa titik gangguan
panjang penyulang 1% sebagai berikut :
If2fasa = 1227,462×√3
2
If2fasa = 1063,012 A
31
Table 4.5 Arus gangguan hubung singkat 2 fasa ke tanah
PANJAR
Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa (%)
(KM)
1 0,115 𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
12250,2×√3
2 = 10609,0 A
5 0,576
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
11665,9×√3
2 = 10103,0 A
10 1,152
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
10966,4×√3
2 = 9497,1 A
15 1,728
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
10310,3×√3
2 =8928,9 A
20 2,304
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
9702,2×√3
2 = 8402,2 A
25 2,88
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
9142,1×√3
2 = 7917,3 A
30 3,456
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
8628,8×√3
2 = 7472,8 A
35 4,032
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
8159,3×√3
2 = 7066,1 A
40 4,608
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
7729,9×√3
2 = 6694,3 A
45 5,184
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
7337,2×√3
2 = 6354,2 A
50 5,76
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
6977,6×√3
2 = 6042,8 A
55 6,336
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
6647,8×√3
2 = 5757,1 A
60 6,912
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
635,736×√3
2 = 5494,7 A
65 7,488
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
6344,7×√3
2 = 5253,1 A
70 8,064
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
5808,3×√3
2 = 5030,1 A
75 8,64
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
5570,3×√3
2 = 4824,0 A
32
80 9,216
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
5349,8×√3
2 = 4633,1 A
85 9,792
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
5145,1×√3
2 = 4455,7 A
90 10,368
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
4954,6×√3
2 = 4290,8 A
95 10,944
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
4777,0×√3
2 = 4137,0 A
100 11,52
𝑖𝑓 3 𝑓𝑎𝑠𝑎 ×√3
2=
4611,1×√3
2 = 3993,3 A
Selanjutnya dari tabel 4.5 bisa kita lihat besar arus gangguan
hubung singkat 2 fasa ke tanah. Berdasarkan hasil perhitungan arus
gangguan tersebut hasil yang didapatkan besar arus di titik 0,115 km
senilai 10609,0 A, pada titik 0,576 km arus gangguannya sebesar
10103,0 A, di titik 1,152 km besar arusnya 9497,1A, di titik 1,728 km
besar arusnya 8928,9 A, di titik 2,304 km besar arusnya 8402,2 A,di titik
2,88 km besar arusnya 7917,3 A, pada titik 4,032 km besar arusnya
8159,3 A, di titik 4,608 km besar arusnya 7729,9 A, di titik 5,184 km
besar arusnya 7337,2 A,di titik 5,76 km besar arusnya 6354,2 A, di titik
6,336km besar arusnya 5757,1 A, di titik 6,912km besar arusnya 5494,7
A, di titik 7,488km besar arusnya 5253,1 A, di titik 8,064 km besar
arusnya 5030,1A, di titik 9,216km besar arusnya 4633,1 A, di titik
10,368km besar arusnya 4290,8 A, di titik 10,944 km besar arusnya
4137,0 A, dan pada titik 11,52 km besarnya arus gangguan senilai
3993,3 A. Pada perhitunganarus gangguan hubung singkat 2 fasa ke
tanah nilai arus gangguan yang paling kecil juga pada titik 11,52 km dan
nilai arus gangguan yang paling besar tentunya pada titik 0,115 km.
C. Hubung Singkat 1 fasa-tanah
Dapat dihitung besarnya arus gangguan hubung singkat 1 fasa ketanah:
Dilokasi 1% depan gardu induk, sebagai berikut:
If1fasa =3 × 𝑉𝑓
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛
33
If1fasa =3 × (20000÷√3)
2(0,0144+j0,942)+(120,032 + j2,611)
If1fasa = 34641,016
√120,0602+4,4952
If1fasa = 288,32 A
Tabel 4.6 Arus gangguan hubung singkat 1 fasa-tanah
PANJAR
Arus Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa-Tanah (%)
(KM)
1 0,115 3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,0144 + j0,942)+(120,032 + j2,611)
=34641,016
√120,0602+4,4952= 288,329 A
5 0,576
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,0720 + j0,9872)+(120,158 + j2,745)
=34641,016
√120,0602+4,4952=287,73 A
10 1,152
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,144 + j1,043)+(120,317 + j2,912)
=34641,016
√120,6052+4,9982 = 286,980 A
15 1,728
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
(0,2160+j1,0989)+(120475+ 3,079)
=34641,016
√120,0602+4,4952=286,24 A
20 2,304
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,288 + j1,155)+(120,634 + j3,246)
=34641,016
√121,2192+5,5562 = 285,495 A
25 2,88
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,5040 + j1,3224)+(120,792 +3,413)
=34641,016
√120,0602+4,4952=284,76 A
30 3,456
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,432 + j1,267)+(120,950 + j3,580)
=34641,016
√121,8142+6,1142 = 284,018 A
35 4,032
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,0720 + j0,9872)+(121,109 + j3,747)
=34641,016
√120,0602+4,4952=283,28 A
40 4,608
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,576 + j1,378)+(121,267 + j3,914)
=34641,016
√122,4192+6,672 = 282,551 A
34
45 5,184
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,6480+𝑗4,081)+(121,426 + j4,081)
=34641,016
√120,0602+4,4952=281,82 A
50 5,76
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,72+j1,490)+(121,548+j4,248)
=34641,016
√122,9882+7,2282 = 281,095 A
55 6,336
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,792+ j1,546)+(121,742 + j4,415)
=34641,016
√120,0602+4,4952=280,37 A
60 6,912
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,864+j1,602)+(121,901+j4,582)
=34641,016
√123,6922+7,7862 = 279,648 A
65 7,488
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(0,936+j1,6576)+(122,059 + j4,750)
=34641,016
√123,6922+7,7862 =278,93 A
70 8,064
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,008+j1,714)+(122,218+j4,917)
=34641,016
√124,2432+8,3452 = 278,21 A
75 8,64
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,0800 + j1,7694)+(122,376 + j5,084)
=34641,016
√120,0602+4,4952=277,50 A
80 9,216
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,152+j1,825)+(122,543+j5,251)
=34641,016
√124,8472+8,9012 = 276,784 A
85 9,792
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,2240 + j1,8811)+(122,693 + j5,418)
=34641,016
√120,0602+4,4952=276,07 A
90 10,368
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,296+j1,973)+(122,851+j5,585)
=34641,016
√125,4432+9,5312 = 275,367 A
95 10,944
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,3680 + j1,9929)+(123,010 + j5,752)
=34641,016
√120,0602+4,4952=274,66 A
100 11,52
3 × 𝐸𝑓𝑎𝑠𝑎
2 × 𝑍1𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛+𝑍0𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛=
3 × (20000÷√3)
2(1,44+j2,049)+(123,168+j5,919)
=34641,016
√126,0482+10,0172 = 273,960 A
Tabel 4.6 diatas merupakan hasil perhitungan gangguan hubung
singkat 1 fasa ke tanah. Dari data perhitungan diatas dapat kita uraikan
35
besarnya arus gangguan 2 fasa ke tanah pada setiap titik lokasi yang
berbeda. Besar arus hubung singkat di titik 0,115 km senilai 288,329 A,
pada titik 0,576 km arus gangguannya sebesar 287,73 A, di titik 1,152
km besar arusnya 286,980A, di titik 1,728 km besar arusnya 286,24 A, di
titik 2,304 km besar arusnya 285,495 A,di titik 2,88 km besar arusnya
284,76 A, pada titik 3,456 km besar arusnya 284,018A, di titik 4,608 km
besar arusnya 282,551 A, di titik 5,184 km besar arusnya 281,82A,di titik
5,76 km besar arusnya 281,095 A, di titik 6,336km besar arusnya 280,37
A, di titik 6,912km besar arusnya 279,648 A, di titik 7,488km besar
arusnya 278,93 A, di titik 8,064 km besar arusnya 278,21A, di titik
9,216km besar arusnya 276,784 A, di titik 10,368km besar arusnya
275,367A, di titik 10,944 km besar arusnya 274,66 A, dan pada titik
11,52 km besarnya arus gangguan senilai 273,960 A. Pada perhitungan
arus gangguan hubung singkat 3 fasa dan dua fasa ke tanah nilai arus
gangguan yang paling kecil juga pada titik 11,52 km dan nilai arus
gangguan yang paling besar pada titik 0,115 km. Hal ini juga berlaku
pada arus gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah, nilai arus
gangguan yang paling kecil di titik lokasi 11,52 km sebesar 273,960 A
dan di titik 0,115 km besarnya 288,329 A.
Dengan data-data terlihat pada tabel diatas diperoleh besarnya
arus gangguan hubung singkat. Untuk mempermudah melihat hasil
perhitungan arus hubung singkat pada lokasi gangguan yang
diperkirakan setiap 5% dari panjang saluran dapat dilihat pada tabel
berikut:
Table 4.7 Hitungan arus gangguan
PANJAR
I 3 Fasa I 2 Fasa I 1 Fasa-tanah (%)
(KM)
1 0,115 12250,2 A 10609,0 A 288,33 A
5 0,576
11665,9 A 10103,0 A 287,73 A
36
10 1,152
10966,4 A 9497,1 A 286,98 A
15 1,728
10310,3 A 8928,9 A 286,24 A
20 2,304
9702,0 A 8402,2 A 285,49 A
25 2,88
9142,1 A 7917,3 A 284,76 A
30 3,456
8628,8 A 7472,8 A 284,02 A
35 4,032
8159,3 A 7066,1 A 283,28 A
40 4,608
7729,9 A 6694,3 A 282,55 A
45 5,184 7337,2 A 6354,2 A 281,82 A
50 5,76
6977,6 A 6042,8 A 281,09 A
55 6,336
6647,8 A 5757,1 A 280,37 A
60 6,912
6344,7 A 5494,7 A 279,65 A
65 7,488
6065,7 A 5253,1 A 278,93 A
70 8,064
5808,3 A 5030,1 A 278,21 A
75 8,64
5570,3 A 4824,0 A 277,50 A
80 9,216
5349,8 A 4633,1 A 276,78 A
85 9,792
5145,1 A 4455,7 A 276,07 A
90 10,368
4954,6 A 4290,8 A 275,37 A
95 10,944
4777,0 A 4137,0 A 274,66 A
100 11,52
4611,1 A 3993,3 A 273,96 A
37
Tabel 4.7 diatas adalah besar arus hubung singkat 3 fasa, 2 fasa
dan 1 fasa ke tanah. Dari data-data perhitungan tersebut besarnya.arus
gangguan.hubung>.singkatqqdipengaruhi+oleh:jarak.titikmgangguannya,
jadiqsemakinpjauhlkjarak titikqgangguannya maka akan semakin kecil
gangguan arus hubung singkatnya begitu juga sebaliknya, semakin
dekat jarak titik gangguannya maka arus gangguan hubung singkat
semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin besar nilai impedansi
ekivalen. Selain itu, faktor penyebab lainnya yaitu karena adanya
konfigurasi belitan transformator tenaga yang mempengaruhi nilai
tahanan gangguan. Dengan demikian kita dapat mengetahui besarnya
perhitungan arus hubung singkat 3 fasa, 2 fasa, dan 1 fasa ke tanah di
sisi 20 KV.
4.2.2 Cara Menentukan Lokasi Gangguan
Gangguan hubung singkat dapat terjadi dimana saja jaringan tersebut
digelar, untuk mengetahui mengapa terjadi gangguan hubung singkat,
sehingga kita perlu mengetahui terlebih dulu lokasi gangguan hubung
singkatnya setelah itu baru dianalisa penyebabnya. Setelah menghitung arus
gangguan 3 fasa, 2 fasa atau 1 fasa ketanah, maka saat terjadi gangguan, jika
relai di outgoing feeder terdapat rekaman arus gangguan dapat dilihat besarnya
arus gangguan yang terjadi dan fasa mana yang terganggu.
Tabel 4.8 Rekaman Arus Gangguan
TANGGAL
PADAM GI PENYULA
NG
ARUS GANGGUAN
LOKASI SEGMEN
GANGGUAN R S T N
2020/01/14 CILEDUG
MENWA 7835
7903 8078 12,45
GI – CKG121
Dari tabel 4.8 diatas dapat kita lihat di relai nilai arus gangguan yang
terekam fasa R sebesar 7835 A, fasa S sebesar 7903 A, fasa T sebesar 8078
A dan N sebesar 12,45 A. berdasarkan data yang ada dilapangan segmen
gangguan mulai dari Gardu Induk Ciledug sampai Gardu CKG121. Penyebab
dari gangguan ini adalah hubung singkat 3 fasa. Gangguan ini terjadi pada
38
tanggal 1 Januari 2020, Wilayah padam di Jl.Raya Semanan, Perum Green
Lake City.
Selanjutnya rekaman arus gangguan diatas di cocokan dengan hasil
perhitungan arus gangguan hubung singkat yang telah dihitung menggunakan
metode impedansi. Dari hitungan ini dapat diketahui lokasi gangguan (km) dan
besarnya arus ganggan seperti yang terlihat pada tabel 4.6. Nilai yang paling
mendekati dengan rekaman arus gangguan pada tabel 4.8 yaitu arus gangguan
3 fasa yang besarnya 7337,2 A. Arus gangguan hubung singkat 3 fasa ini
berada pada titik 5,184 km. Berdasarkan data dilapangan panjang saluran dari
gardu induk ampai gardu CKG121 sepanjang 5,51 km bisa dilihat pada
lampiran B data panjang jaringan penyulang Menwa. Hal ini menunujukkan
pencarian lokasi gangguan dengan menggunakan metode perhitungan
impedansi bisa dianggap cukup akurat. Setelah ditemukannya lokasi gangguan,
maka petugas dapat langsung melokalisir segmen yang terganggu untuk
mempercepat recovery atau mempercepat lama pemadaman akibat gangguan
tersebut. Dari perhitungan tersebut waktu pemadaman karena adanya
gangguan hubung singkat dapat diperpendek.
Pelacakan dengan cara ini dapat mempermudah petugas gangguan
melacak gangguan, karena gangguan ini dapat disebabkan karena beberapa
faktor. Setelah diketahui lokasi penyebab gangguan, hasilnya dianalisa
mengapa terjadi gangguan di lokasi tersebut.
39
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil perhitungan arus gangguan hubung singkat di sisi
20 kV arus gangguan hubung singkat 3 fasa yang paling besar
berada di titik 1% sebesar 12250,2 A dan arus hubung singkat terkecil
pada titik 100% sebesar 4611,1 A. Untuk arus gangguan hubung
singkat 2 fasa dilihat dari tabel 4.7 arus hubung singkat terbesar pada
titik 1% sebesar 10609,0 A dan arus hubung singkat terkecil pada titik
100% sebesar 3993,3 A . Untuk arus gangguan hubung singkat 1 fasa
arus hubung singkat terbesar pada titik 1% sebesar 288,33 A dan arus
hubung singkat terkecil pada titik 100% sebesar 273,96 A.
2. Titik lokasi gangguan dicari berdasarkan nilai rekaman arus gangguan
hubung singkat pada relai yang kemudian dicocokan dengan hasil
perhitungan arus gangguan hubung singkat menggunakan metode
impedansi. Dari hitungan ini dapat diketahui lokasi gangguan terjadi di
titik 5,184 km yang nilai arus gangguan hubung singkatnya sebesar
7337,2 A sedangkan data dilapangan lokasi gangguan berada di titik
5,51 km besar arus gangguannya fasa R = 7835 A, fasa S = 7903 A,
dan fasa T = 8078 A.
5.2 Saran
1. Untuk mencari lokasi titik gangguan sebaiknya menggunakan software
agar hasilnya lebih akuraat selain itu bisa juga dijadikan sebagai
pembanding hasil dari perhitungan secara manual.
2. Arus gangguan hubung singkat yang diambil berdasarkan perhitungan
dengan metode impedansi harus mendekati nilai rekaman arus
gangguan pada relai.
40
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sibrani, H. A., dan Firdaus . (2019). Sistem Penentuan Lokasi Gangguan
Pada Jaringan Distribusi 20 Kv Gi Garuda Sakti Penyulang Panam dengan
Metode Impedansi. Jurnal Online Mahasiswa (JOM) Bidang Teknik dan
Sains, Vol.6, 2019.
[2] Agus, Y. S., dan Ervianto, E. (2016). Menentukan Lokasi Gangguan
Dengan Metode Simple Reactance dan Takagi pada Saluran Distribusi
Bangko PT. Chevron Pacific Indonesia Menggunakan Software ETAP
12.6.0. Jom FTEKNIK, Volume 3 No.2 Oktober, 2016.
[3] Sarimun, Wahyudi. (2008). Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik.
Depok: Garamond
[4] Aryanta, I Gede Komang. Giriantari, A. Dwi. Sukereyasa, I Wayan. (2018).
Analisis Hubung Singkat Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 Kv
Penyulang Kedongan. Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 17, 1693-2951
No. 2, Mei - Agustus 2018.
[5] Mambela, Riki. (2015). Studi Gangguan Hubung Singkat pada
Transformator Distribusi 20 KVA di PT. PLN (Persero) Area Kota Pontianak.
Jurnal Elektro Tanjungpura, Vol. 1 No. 1, 2018.
[6] Rifqiansyah, Muhammad. (2019). Dalam skripsi yang berjudul Setting
Koordinasi OCR dan GFR di Incoming Feeder, Outgoing Feeder dan Gardu
Distribusi E146 Penyulang Pantri Gardu Induk Cipinang.
[7] Pahiyanti, Novi Gusti. Sukmajati, Sigit. (2015). Proteksi Arus Lebih
Penyulang Lenguh (SKTM) dan Penyulang AUM (SUTM). Jurnal Energi
dan Kelistrikan, Vol. 7 No.2, Juni-desember 2015.
[8] Ahmad Gaffar, Sulhan Bone. A. Refa Batarigau, Muhammad Tamzil.
(2015). Analisis gangguan hubung singkat jaringan distribusi tegangan
menengah 20 KV area kendari. Jurnal Teknik Elektro No.1, Januari 2015.
[9] Indri, Safitri. Gunawan. Agus, Adhi Nugroho. (2020). Analisa Koordinasi
Setting ProteksiOver Current Relay (OCR) Outgoing 20 kV dan Recloser
pada Trafo II 60 MVA Feeder RBG 01 di Gardu Induk 150 kV Rembang.
Jurnal Teknik Elektro, Vol.12 No.1, 2020.
41
[10] Hendriyadi. (2017). Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat Jaringan
Distribusi Kota Pontianak. Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura,
Vol.1 No.1, 2017.
42
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
a. Data Personal
NIM : 2017-71-096
Tempat / Tgl. Lahir : Pangkajene, 28 Mei 1999
Jenis Kelamin : Perempuan
Agama : Islam
Program Studi : D3 Teknik Elektro
Alamat Rumah ** : Jl. Mangga No 06 Rt 001/Rw 003 Tonronge,
Kec Baranti Kab Sidenreng Rappang,
Sulawesi Selatan
Kode Pos.Kota : 91652
Telp Hp : 082344806975
Email : shariarifin28@gmail.com
Personal Web : -
b. Pendidikan
Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus
SD SD Negeri 2
Tonronge
- 2006-2011
SMP SMP Negeri 4
Baranti
- 2011-2014
SMA SMA Negeri 5
Unggulan Parepare
- 2014-2017
Universitas IT PLN Jakarta D3 Teknik
Elektro
2017-sekarang
Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.
Jakarta, 19 Juli 2020
Shari Arifin
Lampiran A – Lembar Bimbingan Proyek Akhir
A1
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR
Nama Mahasiswa : Shari Arifin
NIM : 201771096
Program Studi : Teknlogi Listrik
Jenjang : Diploma
Pembimbing Utama (Materi) : Juara Mangapul T, ST., M.Si.
Judul Tugas Akhir : Menentukan Lokasi Titik Gangguan dengan
Metode Impedansi Pada SKTM 20 KV
Penyulang Menwa Gardu Induk Ciledug
Tanggal Materi bimbingan Paraf
Pembimbing
14 Februari 2020 Penyerahan proposal proyek akhir
21 Februari 2020 Persetujuan judul dan proposal PA
28 Februari 2020 Revisi bab I dan bab II PA
6 Maret 2020 Revisi bab II dan penyerahan bab III
13 Maret 2020 Penyerahan bab IV dan pengumpulan
12 April 2020 Revisi bab III dan bab IV serta data-
data
16 April 2020 Perbaikan Bab III dan bab IV data
8 Mei 2020 Perbaikan bab IV
2 Juni 2020 Revisi ulang Bab IV data-data
19 Juni 2020 Pengumpulan dan perbaikan bab IV
Lampiran A – Lembar Bimbingan Proyek Akhir
A2
25 Juni 2020 Revisi Bab V
29 Juni 2020 Perbaikan dan pengumpulan bab V
21 Juli 2020 Rekap keseluruhab Bab I-Bab V
23 Juli 2020 Revisi akhir dan pengesahan
Lampiran F – Data Impedansi Kabel Tanah Dengan Penghantar Aluminium
F1
Luas
Penampang
mm2 R L C
Impedansi Urutan Positif
(Ohm/km)
Impedansi Urutan Nol (Ohm/km)
150 0,206 0,33 0,26 0,206 + j 0,104
0,356 + j 0,312
240 0,125 0,31 0,31 0,125 + j0,097
0,275 +j0,029
300 0,100 0,30 0,34 0,100 + j0,094
0,250 + j0,282