146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
-
Upload
redhianto-edwin-suryadharma -
Category
Documents
-
view
77 -
download
1
description
Transcript of 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 1/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Mbulan zigzag1. POLA PROTEKSI GARDU INDUK
Sistem proteksi merupakan bagian yang sangat penting dalam suatu instalasi
tenaga listrik, selain untuk melindungi peralatan utama bila terjadi gangguan
hubungsingkat, system proteksi juga harus dapat mengeliminiir daerah yang
terganggu dan memisahkan daerah yang tidak tergangggu, sehingga gangguan
tidak meluas dan kerugian yang timbuk akibat gangguan tersebut dapat di
minimalisasi. Relai proteksi gardu induk seperti yang terlihat pada gambar 1.1
terdiri dari :
• Relai proteksi Trafo Tenaga
• Relai proteksi busbar atau kopel
• Relai proteksi PMT
• Relai proteksi kapasitor dan reaktor
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1
Gbr 1.1 : iagram Proteksi gardu induk
!GR : 1" #
1$$$%
!GR: 1" #
1$$$ %
&!'!(T)" *+$ M%-
PLTG
BUS 150KV-000AIII
P!"#$%&i BUSBAR
P!"#$%&i P'T P!"#$%&i P'T
P!"#$%&iPEMBANGKIT
O'L O'L
P!"#$%&i TRA(OP!"#$%&i TRA(O
P!"#$%&i (EEDER
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 2/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1.1 P!"#$%&i T!a)" T$naga
Peralatan proteksi trafo tenaga terdiri dari Relai Proteksi, Trafo %rus *T-, Trafo
Tegangan *PT/T-, PMT, atu daya %/ yang terintegrasi dalam suatu
rangkaian, sehingga satu sama lainnya saling keterkaitan. 0ungsi peralatan
proteksi adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian
jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih sehat serta sekaligus
mengamankan bagian yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian yang lebih
besar
a-. Gangguan *a+a T!a)" T$naga
o Gangguan in#$!nal
Gangguan yang terjadi di daerah proteksi trafo, baik di dalam trafo
maupun diluar trafo sebatas lokasi T.
Penyebab gangguan internal biasanya akibat
) 2egagalan isolasi pada belitan, lempengan inti atau baut pengikat
inti atau Penurunan nilai isolasi minyak yang dapat disebabkanoleh kualitas minyak buruk, ter3emar uap air dan adanya
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2
RELAIPROTEKSI
O,RG(
RELAIPROTEKSI
CT150
∆
PMT 150 KV
PMT /0 KV
CT20
CTN150
CTN20
NGR
• Indikasi relai
• Data Scada
• Event Recorder
• Disturbance Recorder
CATU DAYA
DC / AC
Gbr 1." : Peralatan sistem proteksi trafo tenaga 14$/"$ k
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 3/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
dekomposisi karena o5erheating, oksidasi akibat sambungan
listrik yang buruk
) 2ebo3oran minyak
) 2etidaktahanan terhadap arus gangguan *ele3tri3al dan
me3hani3al stresses-
) Gangguan pada tap 3hanger
) Gangguan pada sistem pendingin
) Gangguan pada bushing
Gangguan internal dapat dikelompokan menjadi incipient fault dan
active fault
Incipient fault : gangguan terbentuk lambat, dan akan berkembang
menjadi gangguan besar jika tidak terdeteksi dan tidak diatasi.
Seprti Overheating, overfluxsing, dan over presure
P$n$bab O$!2$a#ing
2etidaksempurnaan sambungan baik elektrik maupun magnetik
2ebo3oran minyak
%liran sistem pendingin tersumbat
2egagalan kipas atau pompa sistem pendingin
P$n$bab "$!)lu3ing
Terjadi saat o5er5oltage dan under frekuensi, dapat menyebabkan
bertambahnya rugi)rugi besi sehingga terjadi pemanasan yang
dapat menyebabkan kerusakan isolasi lempengani inti dan bahkan
isolasi belitan
P$n$bab O$!*!$&&u!$
Pelepasan gas akibat o5erheating
6ubung singkat belitan)belitan sefasa
Pelepasan gas akibat proses kimia
A4#i$ )aul# : disebabkan oleh kegagalan isolasi atau komponen
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
3
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 4/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
lainnya yang terjadi se3ara 3epat dan biasanya dapat menyebabkan
kerusakan yang parah
Penyebab gangguan %3ti5e fault yaitu sbb
6ubung singkat fasa)fasa atau fasa dengan ground
6ubung singkat antar lilitan sefasa *intern turn-
ore faults
Tank faults
7ushing flasho5ers
o Gangguan $%&#$!nal
Gangguan yang terjadi diluar daerah proteksi trafo. &mumnya
gangguan ini terjadi pada jaringan yang akan dirasakan dan
berdampak terhadap ketahanan kumparan primer maupun
sekunder/tersier Trafo. 0enomena gangguan ekternal seperti :
$ 6ubungsingkat pada jaringan sekunder atau tersier *penyulang-
yang menimbulkan through fault 3urrent. 0rekuensi dan besaran
arus gangguan diprediksi akan mengurangi umur operasi trafo.
$ Pembebanan lebih *(5erload -$ (5er5oltage akibat surja hubung atau surja petir
$ &nder atau o5er fre8uen3y akibat gangguan sistem
$ 9ternal system short 3ir3uit
b. (ung&i P!"#$%&i T!a)" #$naga #$!2a+a* gangguan
&ntuk memperoleh efektifitas dan efisen dalam menentukan sistem
proteksi trafo tenaga, maka setiap peralatan proteksi yang dipasangharus disesuaikan dengan kebutuhan dan prediksi gangguan yang
akan terjadi yang mengan3am ketahanan trafo itu sendiri. ;enis relai
proteksi yang dibutuhkan seperti tabel)1
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
4
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 5/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Tabel)1 : 2ebutuhan fungsi relai proteksi thd berbagai gangguan
4 P"la P!"#$%&i T!a)" #$naga b$!+a&a!%an SPLN 5/-1
2ebutuhan peralatan proteksi trafo berdasarkan kapasitas trafo sesuaiSP<! adalah seperti pada tabel)".
Tabel)" :2riteria sistem proteksi sesuai SP<! 4")1
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 6/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
+ P!"#$%&i u#a6a T!a)" T$naga
Proteksi utama adalah suatu sistem proteksi yang diharapkan sebagai
prioritas untuk mengamankan gangguan atau menghilangkan kondisi
tidak normal pada trafo tenaga. Proteksi tersebut biasanya
dimaksudkan untuk memprakarsainya saat terjadinya gangguan
dalam ka=asan yang harus dilindungi. *l9 14)$4)$"4-.
iri)3iri pengaman utama :
• =aktu kerjanya sangat 3epat seketika *instanteneoues-
• tidak bisa dikoordinasikan dengan relai proteksi lainnya
• Tidak tergantung dari proteksi lainnya
• aerah pengamanannya dibatasi oleh pasangan trafo arus,
dimana relai differensial dipasang
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
!
OCR/GFR50/51/51G
REL 20 kV
OCR/GFR
50/51P/51GP
OCR/GFR50/51S/51GS
87T
87N
P
87N
S
SBEF
51NS
Gbr 1.".$ : Sistem proteksi trafo tenaga 14$/"$ k
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 7/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1.1.1 Di))$!$n#ial !$la 7 89T
Relai diferensial arus berdasarkan 6. 2ir3hof, dimana arus yang
masuk pada suatu titik, sama dengan arus yang keluar dari titik
tersebut
Relai diferensial arus membandingkan arus yang melalui daerah
pengamanan
0ungsi relai diferensial pada trafo tenaga adalah Mengamankan
transformator dari gangguan hubung singkat yang terjadi di dalam
transformator, antara lain hubung singkat antara kumparan dengan
kumparan atau antara kumparan dengan tangki. Relai ini harus
bekerja kalau terjadi gangguan di daerah pengamanan, dan tidak
boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan di luar daerah
pengamanan.
Relai ini merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas
mutlak. 2arakteristi diffrensial relay
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
"
(I1-I2 )
Slo#e $Id
I%
I%
Id
Id&
Slope 1
Slope "
Operate area
block area
1'' (
Gbr 1.".1a : prinsip kerja relai differensial
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 8/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1.1./ R$&#!i4#$+ Ea!#2 (aul# 7RE(
Prinsip kerja relai R90 sama dengan dengan relai differensial yaitu
membandingkan besarnya arus sekunder kedua trafo arus yang
digunakan, akan tetapi batasan daerah kerjanya hanya antara T
fasa dengan T titik netralnya. R90 ditujukan unuk memproteksi
gangguan 1)fasa ketanah
Pada =aktu tidak terjadi gangguan/keadaan normal atau gangguan di
luar daerah pengaman, maka ke dua arus sekunder tersebut di atas
besarnya sama, sehingga tidak ada arus yang mengalir pada relai,
akibatnya relai tidak bekerja.
Pada =aktu terjadi gangguan di daerah pengamanannya, maka
kedua arus sekunder trafo arus besarnya tidak sama oleh karena itu,
akan ada arus yang mengalir pada relai, selanjutnya relai bekerja.
0ungsi dari R90 adalah untuk mengamankan transformator bila ada
gangguan satu satu fasa ke tanah di dekat titik netral transformator yang
tidak dirasakan oleh rele differensial
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
)
(I1+I2)/2Gbr 1.".1b : 2arakteristik kerja relai differential
Gbr 1."." : Rangkaian arus relai R90 saat terjadi ggn ekternal
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 9/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1.1. P!"#$%&i ,a+angan
Proteksi 3adangan adalah suatu sistem proteksi yang diran3ang untuk
bekerja ketika terjadi gangguan pada sistem tetapi tidak dapat diamankan
atau tidak terdeteksinya dalam kurun =aktu tertentu karena kerusakan atau
ketidakmampuan proteksi yang lain *proteksi utama- untuk mengerjakan
Pemutus tenaga yang tepat.
Proteksi 3adangan dipasang untuk bekerja sebagai pengganti bagi proteksi
utama pada =aktu proteksi utama gagal atau tidak dapat bekerja
sebagaimana mestinya. *'9 l+)$4)$>$-.
iri)3iri pengaman 3adangan :
• =aktu kerjanya lebih lambat atau ada =aktu tunda *time delay-, untuk
memberi kesempatan kepada pengaman utama bekerja lebih dahulu.
• Relai pengaman 3adangan harus dikoordinasikan dengan relai proteksi
pengamanan 3adangan lainnya di sisi lain.
• Se3ara sistem, proteksi 3adangan terpisah dari proteksi utama
Pola Proteksi 3adangan pada trafo tenaga umumnya terdiri dari (R
untuk gangguan fasa)fasa atau >)fasa dan G0R untuk gangguan 1)fasa
ketanah seperti yang terlihat pada tabel)1 di atas.
1.1..1 R$lai A!u& L$bi2 75051
Prinsip kerja relai arus lebih adalah berdasarkan pengukuran arus,
yaitu relai akan bekerja apabila merasakan arus diatas nilai settingnya.
(R diran3ang sebagai pengaman 3adangan Trafo jika terjadi
gangguan hubung singkat baik dalam trafo *internal fault- maupun
gangguan ekternal *eternal fault-. (leh karena itu, setting arus (R
harus lebih besar dari kemampuan arus nominal trafo yang diamankan
*11$ ? 1"$@ dari nominal-, sehingga tidak bekerja pada saat trafo
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
*
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 10/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
dibebani nominal, akan tetapi harus dipastikan bah=a setting arus relai
masih tetap bekerja pada arus hubung singkat fasa)fasa minimum.
2arateristik =aktu kerja terdiri dari :
) efinite
) !ormal/Standar in5erse
) ery in5erse
) <ong time in5erse
Relai ini digunakan untuk mendeteksi gangguan fasa ? fasa,
mempunyai karakteristik in5erse *=aktu kerja relai akan semakin 3epat
apabila arus gangguan yang dirasakannya semakin besar- atau
definite *=aktu kerja tetap untuk setiap besaran gangguan-. Selain itu
pada relai arus lebih tersedia fungsi high set yang bekerja seketika
*moment /instantaneous-.
&ntuk karakteristik in5erse menga3u kepada standar '9 atau
%!S'/'999. Relai ini digunakan sebagai proteksi 3adangan karena
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1'
Gbr 1.>.1 : 2ur5a / karakteristik in5erse
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 11/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
tidak dapat menentukan titik gangguan se3ara tepat, dan juga
ditujukan untuk keamanan peralatan apabila proteksi utama gagal
kerja.
%gar dapat dikoordinasikan dengan baik terhadap relai arus lebih disisi
yang lain *bukan relai arus lebih yang terpasang di penghantar-, maka
karakteristik untuk proteksi penghantar yang dipilih adalah kur5a yang
sama yaitu standard in5erse *'9- / normal in5erse *%!S'/'999-.
1.1../ G!"un+ (aul# R$la 750N51N
Prinsip kerja G0R sama dengan (R yaitu berdasarkan pengukuran
arus, dimana relai akan bekerja apabila merasakan arus diatas nilai
settingnya.
G0R diran3ang sebagai pengaman 3adangan Trafo jika terjadi
gangguan hubung singkat fasa terhadap tanah, baik dalam trafo
*internal fault- maupun gangguan ekternal *eternal fault-. Setting arus
G0R lebih ke3il daripada (R, karena nilai arus hubungsingkatnya
pun lebih ke3il dari pada arus hubung singkat fasa)fasa.
2arateristik =aktu kerja terdiri dari :
) efinite
) !ormal/Standar in5erse
) ery in5erse
) <ong time in5erse
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
11
Gbr 1.>." : 2ur5a / karakteristik Rele
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 12/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Relai ini digunakan untuk mendeteksi gangguan fasa ? tanah,
sehingga karakteristik =aktu yang dipilihpun 3enderung lebih lambat
daripada =aktu (R. Pada G0R setting highset diblok, ke3uali untuk
tahanan 4$$ ohm di sisi sekunder trafo.
1.1.. S#an+ B Ea!#2 (aul# 7SBE(
i 'ndonesia ada tiga jenis pentanahan netral yaitu dengan tahanan
rendah *1" A, B$ A-, langsung *solid- dan pentanahan dengan
tahanan tinggi *4$$ A-. Stand 7y 9arth 0ault adalah rele
pengamanan untuk sistem pentanahan dengan !eutral Grounding
Resistan3e *!GR- pada trafo.Penyetelan relai S790 ini mempertimbangkan faktor ? faktor sebagai
berikut :
o Pola pentanahan netral trafo
o 2etahanan termis tahanan netral trafo *!GR-
o 2etahanan shielding kabel disisi dipasang !GR *khususnya
pada sistem dengan netral yang ditanahkan langsung atau
dengan !GR tahanan rendah-o Sensitifitas relai terhadap gangguan tanah
o Pengaruh konfigurasi belitan traso *dilengkap dengan belitan
delta atau tidak-
&ntuk pemilihan =aktu dan karakteristik S790 dengan
memperhatikan ketahanan termis !GR. 2arena arus yang mengalir
ke !GR sudah dibatasi oleh resistansi terpasang pada !GR irusendiri. 2arena nilai arus yang flat, maka pemilihan karakteristik
=aktu disarankan menggunakan efinite atau <ong Time 'n5erse
1. Tahanan Rendah, NGR 12 Ohm, 1000 A, 10 detik
;enis relai : relai gangguan tanah tak berarah *S790, 41!S-2arakteristik : long time in5erseSetelan arus : *$.1 ? $."- 'n !GRSetelan =aktu : ≤ 4$@ ketahanan termis !GR, pada 'fC1$$$ %
Setelan arus highset : tidak diaktifkan
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
12
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 13/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
2. Tahanan Rendah, NGR 40 Ohm, 300 A, 10 detik
;enis : relai gangguan tanah *S790, simbol 41!S-
2arakteristik : <ong Time 'n5erseSetelan arus : *$.> ? $.B- 'n !GRSetelan =aktu : ≤ 4$ @ ketahanan termis !GR, pada 'fC>$$ %
Setelan arus high)set : tidak diaktifkan
3. Tahanan Tinggi, NGR 500 Ohm, 30 detik.
;enis : relai gangguan tanah tak berarah2arakteristik : long time in5erse *<T'-/ definiteSetelan arus : *$." ? $.>- 'n !GRSetelan =aktu : 1. ≤ D detik *<T'- trip sisi in3oming dan 1$ detik untuk sisi
14$ 2 pada 'fC"4 % untuk !GR yang mempunyai t C
>$ detik
". %pabila belum ada relai dengan karakteristik <T' maka
menggunakan definite, t1C1$ detik *trip sisi "$ k- dan t"
C 1> detik *trip sisi 14$ k-.
1.1.. O$!Un+$! V"l#ag$ R$la 75:/9
(5er oltage Relay *(R dan &nder oltage Relay adalah relay
yang mengamankan peralatan instalasi dari pengaruh perubahan
tegangan lebih atau tegangan kurang. Peralatan instalasi mempunyai
nilai batas maksimum dan minimum dalam pengoperasiannya. ;ika
melebihi nilai maksimum atau minimum batas kerja operasinya,
peralatan tersebut dapat rusak. Sehingga untuk mejaga peralatan
dari kerusakan akibat perubahan tegangan yang signifikan tersebut
dibutuhkan (R dan &R.
Prinsip dasar (R dan &R adalah bekerja apabila dia men3apai
titik setingannya. (R akan bekerja jika tegangan naik, melebihi dari
setingannya, sedangka &R bekerja jika tegangan turun, kurang dari
nilai setingannya.
OVR +ia*li%a&i%an *a+a ;
1. Sebagai pengaman gangguan fasa ke tanah E pergeseran titik
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
13
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 14/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
netral F pada jaringan yang disupli dari trafo tenaga dimana
titik netralnya ditanahkan melalui tahanan tinggi /
mengambang .
". Sebagai pengaman gangguan fasa ke tanah stator generator
dimana titik netral generator di tnahkan le=at trafo distribusi .
>. Sebagai pengaman o5erspeed pada generator .
UVR +ia*li%a&i%an *a+a;
1. 7erfungsi men3egah srating motor bila suplai tegangan
turun .
". alam pengamanan sistem dapat dikombinasikan dengan
relai frekuensi kurang .
2arakteristik =aktu (R/&R adalah in5erse :
a. &nder oltage Relay
b. (5er oltage Relay
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
14
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 15/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
2et :
t : =aktu
2 : 2osntanta *4 atau B$-
: tegangan input
s : tegangan seting
Tms: Time Multiple Setting
1./ P!"#$%&i Bu&ba! Dia6$#$! K"*$l
Peralatan proteksi busbar diran3ang untuk mengamankan peralatan busbar
jika terjadi gangguan hubungsingkat pada busbar. Pada sistem gardu induk
yang menggunakan >)PMT atau satu)setengah PMT *one and a half
breaker-, proteksi busbar disebut juga proteksi diameter. Gangguan
hubung singkat pada busbar umumnya jarang terjadi, namun jika terjadidampaknya sangat besar terhadap ketahanan peralatan instalasi dan dapat
menimbulkan masalah stabilitas transient, serta dapat menimbulkan
pemadaman yang meluas.
(leh karena itu fungsi proteksi busbar atau diameter, selain untuk
menghindari kerusakan peralatan instalasi, juga sangat diharapkan dapat
menghindari pemadaman se3ara menyeruh dalam suatu gardu induk jika
terjadi gangguan hubung singkat di busbar.
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 16/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Ma3am)ma3am proteksi busbar/diameter pada sistem tegangan tinggi /
ekstra tinggi yaitu :
• Relai ifferential busbar
• Relai %rus Sirkulasi *ir3ulating urrent Prote3tion ? P-
• Relai 2egagalan PMT * ir3uit 7reaker 0ailure ? 70-
• Relai %rus ;angkauan Pendek *Short one Prote3tion ? SP-
• Relai %rus <ebih Gangguan fasa)fasa *(R-
• Relai arus <ebih gangguan fasa)tanah *G0R-
1./.1 R$lai Di))$!$n#ial Bu&ba!
Mengingat besarnya dampak yang ditimbulkan akibat gangguan hubung
singkat di busbar, maka diran3ang suatu proteksi yang selektif dan dapat
bekerja dengan 3epat.
2euntungan relai ifferential busbar antara lain :
Haktu pemutusan yang 3epat *pada basi3 time-
7ekerja untuk gangguan di daerah proteksinya.
Tidak bekerja untuk gangguan di luar daerah proteksinya.
Selektfi, hanya mentripkan pmt)pmt yang terhubung ke seksi yang
terganggu.
'mune terhadap malakerja, karena proteksi ini mentripkan banyak
pmt
2erugian relai ifferential busbar antara lain :
Pemasangannya lebih rumit harus mengontrol status PMT dan PMS
Relatif lebih mahal dibandingan dengan relai arus lebih, karena
dibutuhkan T pada setiap bay yang diproteksi
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1!
150KV
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 17/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
2onfigurasi pemutus yang digunakan pada gardu induk tegangan tinggi
yang menggunakan skema konfigurasi sat)setengah pmt * 3ir3uit breaker
and a half -. Relai differential busbar *buspro- diterapkan di kedua busbar
dengan pola duplikasi *77P)%1 I 77P)%" dan 77P)71 I 77P)7" -
Rangkaian yang paling sederhana untuk memberikan proteksi busbar
duplikasi adalah skema duplikasi menggunakan relai impedansi tinggi
seperti pada sistem proteksi sisi tegangan tinggi trafo tenaga.
Pemutusan diberikan berdasarkan susunan pemutusan dua dari dua
*two)out )of )two- untuk memenuhi persyaratan pengamanan sistem.
Sebuah skema tunggal berdasarkan prinsip diferensial bias impedansi
rendah dapat digunakan pada skema proteksi busbar numerik. Skema ini
memiliki susunan integrasi penuh, serta tingkat keamanan dan
kehandalan diberikan oleh skema monitor internal * internal watchdog -
sehingga tidak diperlukan skema duplikasi penuh.
;enis/pola proteksi busbar banyak ragamnya, tetapi yang akan di bahas
disini adalah proteksi busbar diferensial dengan <$ni& l"= i6*$+an& +an
2ig2 i6*$+an&+
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1"
B
A
77P)1
77P)"
T1)1 T1)" T1)> T1)B
T")1 T")" T")>
O'L-1 O'L-/
TD-1 TD-/ TD-
KOPEL
Gbr ".1.$ : Pola proteksi ifferensial 7usbar pada gardu induk 14$ k
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 18/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
a. Di))$!$n#ial >$ni& L"= I6*$+an4$
Relai diferensial bekerja berdasarkan hukum 2ir3hoff yaitu jumlah arus
yang melalui satu titik sama dengan nol. Pada relai diferensial yang
dimaksud suatu titik adalah daerah yang diamankan *prote3ted Jones-
yang dibatasi trafo arus yang tersambung ke relai diferensial Pada
keadaan tanpa gangguan atau gangguan di luar daerah yang
diamankan, jumlah arus yang melalui daerah yang diamankan sama
dengan nol. Pada keadaan gangguan di dalam daerah yang
diamankan, jumlah arus yang melalui daerah yang diamankan tidak
sama dengan nol.Relai diferensial jenis lo= impedans merupakan relai diferensial arus,
se3ara sederhana dapat digambarkan seperti Gambar ".1.1.
Perbedaan *diferensial- arus yang melalui daerah yang diamankan ini
akan melalui operating 3oil relai.
Se3ara umum relai diferensial arus adalah :
ο Membandingkan besaran arus yang melalui suatu daerah yang
diamankan
ο Relai ini harus bekerja jika gangguan di dalam daerah yang
diamankan dan harus stabil jika gangguan di luar daerah proteksi.
ο Merupakan suatu unit prote3tion
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1)
IA
P!"#$4#$+ ?"n$&End A End B
IB
(1
IR1 % &
Gbr ".1.1 : Pola proteksi ifferensial 7usbar jenis lo= impedan3e
(/
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 19/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Pada saat terjadi gangguan diluar daerah pengamanannya *01-, arus
diferensial yang masuk ke relai 'R C $, sebaliknya jika gangguan
terjadi didaerah pengamananya 'R $ , sehingga relai akan
bekerja
Ka!a%#$!i&#i% %$!<a
• aerah pengaman adalah di dalam daerah yang dilingkupi T
yang tersambung ke relai diferensial.
• 7ekerja seketika.
• Tidak perlu dikoordinasikan dengan pengaman lain
• merupakan pengaman utama dan tidak berlaku sebagai
pengaman 3adangan.
a- b-
Relai diferensial jenis non bias menggunakan relai arus lebih sebagai
operating 3oil dan pada kondisi arus gangguan eksternal yang besar
sekali relai ini tidak stabil.
6al ini disebabkan oleh :ο 2omponen d3 arus gangguan tidak sama
ο 2ejenuhan setiap T tidak sama
ο Rasio setiap T tidak tepat sama
Relai diferensial jenis bias memperbaiki kelemahan di atas dengan
prosentasi slope tertentu seperti pada Gambar ".1.>
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
1*
,a&bar 2+1+2 a- .enis on 0ias Relai
b-+ .enis 0ias relai
'era!e'era!e
es!raines!rain
I di I di
Troug" *urren! Troug" *urren!
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 20/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Setelan arus kerja :
@ min pi3k up C
7erdasarkan persamaan diatas maka :
%rus minimum pi3k up : >$ ? B$@ 'n
Setelan slope : >$ ? 4$@ dengan pertimbangan :
• 2esalahan trafo arus T : 1$ @
• Mismat3h : B @
• %rus eksitasi : 1 @• 0aktor keamanan : 4 @
,$% ?"n$ ;
3he3k Jone berfungsi untuk memastikan bah=a gangguan merupakan
gangguan internal dan untuk men3egah maloperasi jika ada kelainan
pada proteksi busbar masing)masing Jone, misalnya ada =iring yang
terbuka atau terhubung singkat.
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2'
IA
Prote3ted onesEnd A End B
IB
,a&bar 2+1+3 Relai dierensial arus
B % bias + res!rain *oil
, 1'' (
IA - I
B
%
(IA . I
B) + /
0 1'' (
smallest 3urrent in operating 3oil to 3ause operation
rated 3urrent of the operating 3oil
Setelan slo#e
( slo#e $ , 1'' (current in o#eratin coil to cause o#eration
current in restrainin
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 21/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
;ika terjadi gangguan pada Jone 1, maka jumlah arus dari masing)masing
T a, b dan 3 tidak sama dengan nol, akibatnya ada arus yang melalui
relai R1. 6al ini juga dirasakan oleh relai R> yang akan menutup
kontaknya untuk memberi tegangan positip, dan dengan menutupnya
kontak dari relai R1 maka sinyal trip akan dikirim ke pmt yang dilingkupi
T a,b dan 3. engan demikian Jone 1 dapat diisolir dari sistem.. ;ika
ada rangkaian arus yang terbuka pada Jone proteksi, maka pada saat
beban yang 3ukup besar atau pada saat ada gangguan eksternal, akan
menyebabkan proteksi busbar pada Jone tersebut tidak stabil atau relai
dari busbar tersebut akan menutup kontaknya. Tetapi dengan adanya
3hek Jone, relai tersebut tidak mendapat tegangan positip sehingga mal
operasi dapat di3egah.
b R$lai +i)$!$n&ial bu&ba! <$ni& 2ig2 i6*$+an4$.
Relai ifferensial jenis 6igh impedan3e menggunakan stabilising resistor
yang dipasang seri dengan relai diferensial arusnya. Relai disetting
dengan memperhitungkan sensiti5itas untuk gangguan internal dan
stabilitas untuk gangguan eksternal. Sensiti5itas terhadap gangguan
internal ditentukan oleh besarnya setting arus relai
Setelan arus ditentukan *"$@ ? >$@- 'n T.
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
21
R
R stabR ct1 R 1 R 2 R ct2
CT2CT15
I
I
Ekivalensi CT 6enu%I7
Gambar ".1.B Relai diferensial jenis high impedan3e
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 22/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Stabilitas untuk gangguan eksternal ditentukan oleh besarnya nilai
stabilising resistor yang dihitung berdasarkan drop tegangan pada salah
satu rangkaian T *- pada arus hubung singkat eksternal maksimum *'f-
dengan salah satu T jenuh. 7esarnya tegangan pada terminal stabilising
resistor dan relai *R- harus diset lebih besar dari drop tegangan
tersebut, sehingga pada kondisi terburuk ini relai masih stabil.
Setelan tegangan harus lebih besar dari tegangan pada terminal
stabilising resistor.
imana C tegangan jatuh pada terminal stabilising resistor
k C 0aktor keamanan *antara 1.4 ? ".$ -
2arena relai diset pada arus hubung singkat tertentu, jika suatu saat arus
hubung singkat tersebut bertambah besar dan salah satu relai jenuh
maka relai tersebut menjadi tidak stabil untuk gangguan eksternal, tetapi
akan tetap stabil jika tidak ada T yang jenuh.
ari uraian di atas dapat dikatakan relai differential high impedan3e
memiliki stabilitas yang lebih baik untuk gangguan eksternal khususnya
jika terjadi kejenuhan dari salah satu T.
Tidak seperti relai differensial lo= impedan3e yang memiliki bias/restraint
yang dapat menetralisir akibat perbedaan rasio *delta rasio ke3il- pada
gangguan eksternal, relai high impedan3e tidak memiliki kemampuan ini
sehingga disyaratkan T yang digunakan memiliki rasio yang sama.Se3ara keseluruhan kebutuhan yang harus dipenuhi untuk relai
diferensial high impedan3e ini adalah *pertimbangan dalam menentukan
setelan-:
# rasio T sama
# resistansi T rendah
# knee 5oltage T tinggi
# burden =iring T rendah
# T jenis lo= rea3tan3e
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
22
set K k
set K k 'f *R<" L R3t" -
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 23/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
ari uraian di atas jika T terpasang tidak sama dan rasio disamakan
dengan penambahan %T maka harus dipenuhi persyaratan di atas,
tetapi sulit dipenuhi %T dengan kebutuhan di atas, sehingga pemakaian
AT tidak di!ek"menda#ikan untuk !elai diff!en#ial $eni# high
impedance.
1././ R$lai A!u& Si!%ula&i 7,i!4ula#ing ,u!!$n# P!"#$4#i"n 89
Pada gardu induk dengan konfigurasi diameter, filosofi Jone proteksi
harus ter3o5er oleh relai proteksi utama, seperti yang ditunjukan
gambar ".".$, dimana konfigurasi diameter % yang digunakan saluran
penghantar dan rangkaian diameter)7 digunakan bay trafo interbus.
Masing)masing busbar diproteksi oleh proteksi busbar *77Pa dan
77Pb-, Jona proteksi penghantar diproteksi oleh istan3e relai *<P-,
dan Jona proteksi Trafo interbus diproteksi oleh ifferential Trafo
'nterbus *DT-.
&ntuk meng3o5er Jona proteksi antara proteksi Penghantar dengan
Trafo 'nterbus harus diproteksi dengan proteksi arus sirkulasi
*circulating current protection/P- yang saling berpotongan *overlap-
dengan proteksi T *<P C proteksi penghantar, DT C proteksi
diferensial trafo- pada masing)masing rangkaian.
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
23
77P
<P
DT
Pb
Pa
Gbr ".".$ : Skema proteksi P
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 24/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1./. P!"#$%&i K$gagalan PMT 7B!$a%$! (ail - ,B(
Sistem proteksi kegagalan pemutus *70- bekerja pada saat relai lokal
memberikan perintah pemutusan *trip-, tetapi pemutus *PMT- gagal
membuka untuk memutuskan arus gangguan. Pola proteksi kegagalan
pemutus *70- diran3ang sederhana terdiri dari detektor gangguan,
indikasi status pemutus, dan relai =aktu yang akan bekerja ketika relai
proteksi saluran memberikan perintah pemutusan. Setelah =aktu tunda
tertentu *umumnya 1$ s.d. "$ siklus-, proteksi 70 akan memberikan
perintah trip kepada semua pemutus terkait .
;ika sistem 70 ini sering bekerja, detektor gangguan lebih baik disetel
diatas arus pembebanan maksimum dan diba=ah arus gangguan
minimum di saluran transmisi tersebut. ;ika detektor gangguan diaktifkan
hanya pada saat skema kegagalan pemutus aktif, setelan nilai kerja bisa
disetel diba=ah arus pembebanan maksimum.
Gbr)".> : iagram logi3 70
Prinsip kerja berdasarkan diagram logi3 diatas sbb :
Proteksi kegagalan pemutus *70- mulai bekerja apabila ada signal trip
internal proteksi NTR'PN *buspro- atau dari signal trip ekternal N70)9OTN
*proteksi penghantar- melalui s=it3h (!N dan dikontrol oleh elemen
arus lebih *(70-.
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
24
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 25/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
;ika elemen arus lebih bekerja terus menerus sampai batas setting
=aktu T70)", maka keluaran trip dari relai akan memerintah PMT)PMT
pengapitnya *70)TR'P-. ;uga elemen arus yang terus menerus dapat
mengerjakan T701 dan mengirim signal R9)TR'P ke PMT yang
bersangkutan. Pengiriman signal R9)TR'P ada " jalur melalui kontrol
=aktu.
kerja (R NT(N atau melalui s=it3h NTN, kedua)duanya dapat dipilih
melalui s=it3h N701N.
;ika pembukaan PMT yang bersangkutan normal, maka elemen arus
akan menganulir perintah 70, sehingga 70 akan segera reset. an
apabila signal Re)trip dari T701 berhasil mentrip PMT yang
bersangkutan, maka elemen arus (70 akan segera reset, dan 70
akan reset sehingga perintah trip ke PMT)PMT pengapit juga akan
dianulir. &ntuk memdapatkan urutan kerja yang sesuai, perlu
diperhatikan penyetelan T701 dan T70".
Proteksi kegagalan pemutus *70- harus diterapkan pada semua
pemutus 4$$ k, "4 k dan 14$ k. Penggunaan skema proteksi arus
dengan pemilihan =aktu pada masing)masing pemutus lebih disarankan
dari pada skema yang terintegrasi se3ara terpusat. Gangguan pada
salah satu elemen pada skema ini tidak akan terlalu banyak
mempengaruhi elemen yang lain. Sinyal trip *tripping signal - dapat
diulang *routed - pada proteksi busbar sehingga mengurangi biaya
tambahan pada rangkaian logika pemutusan.
Sama halnya seperti proteksi busbar, apabila sistem proteksi
menggunakan jenis numerik, skema yang digunakan biasanya juga
termasuk fasilitas untuk proteksi kegagalan pemutus *70-.
1./. P!"#$%&i ?"n$ P$n+$% 7 S2"!# ?"n$ P!"#$4#i"n @ S?P
&ntuk peralatan membuka terminal, T akan diletakkan pada salah satu
sisi pemutus. alam hal ini, skema 70 harus memasukkan proteksi
Jona pendek *short-zone protection-. Penggunaan skema ini mirip
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 26/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
dengan proteksi kegagalan pemutus kon5ensional namun sinyal inisiasi
*initiating signal - berasal dari pembukaan pemutus yang terkait dan
kelanjutan aliran arus gangguan *continuation of fault current flow -.
;ika arus gangguan mengalir terus)menerus setelah output perintah trip
dari relai, maka kondisi ini dianggap juga sebagai kegagalan PMT
*breaker failure-, oleh karena itu elemen arus lebih perlu dilengkapi
untuk masing)masing fasa. &ntuk kebutuhan ke3epatan tinggi, maka
dibutuhkan spesifikasi relai arus lebih jenis high speed o5er3urrent yang
mempunyai kemampuan reset sangat 3epat
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2!
77P
<P
DT
Pb
Pa SP
Gbr ".B.$ : Jona proteksi SP
Gbr ".B.1 : iagram urutan kerja 70
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 27/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1./.5 R$lai P!"#$%&i K"*$l
Pada instalasi gardu induk yang mempunyai dua busbar biasanya dilengkapi
fasilitas bay kopel *bus 3oupler- untuk kemudahan atau fleksibilitas operasi
saat pengaturan beban. Sistem proteksi kopel umumnya dipasang relai
differensial busbar sebagai pengaman utama dan (R/G0 untuk pengaman
3adangan. Prinsip kerja dan Jona pengaman differential busbar dan
(R/G0 telah dijelaskan di atas, sedangkan (R
1./. P$!ala#an Ban#u P!"#$%&i
1./..1 Sn42!" 42$4%
Relai Syn3hro3he3k adalah suata peralatan kontrol yang berfungsi untuk
mengetahui kondisi sinkron antara dua sisi atau subsistem yang diukur.
7esaran yang diukur oleh alat ini adalah perbedaan sudut fasa,
tegangan dan frekuensi.
• B$+a &u+u# )a&a 7f
Sudut fasa untuk mengetahui perbedaan sudut fasa urutan
tegangan antara kedua sisi yang diukur, biasanya besarnya settingsudut fasa tergantung kekuatan sistem saat itu. &ntuk sekuriti
sistem setting sudut fasa dipilih disesuaikan dengan kekuatan
sistem dengan batas maksimum adalah sekitar "$Q.
• B$+a #$gangan 7V
%dalah beda tegangan antara diantara kedua subsistem misalkan
antara tegangan bus/3ommon *&1- dengan running /in3oming *&"-.
&ntuk men3egah terjadinya asinkron saat penutupan PMT perlu
diperhatikan perbedaan kedua sisi tegangan tidak boleh lebih besar
dari setting beda tegangan. Setting perbedaan tegangan maksimal
1$@n.
• B$+a )!$%u$n&i 7(
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2"
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 28/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
7eda frekuensi adalah untuk mengetahui slip frekuensi antara
kedua subsistem yang akan dihubungkan fungsinya untuk
men3egah penutupan
PMT jika perbedaan kedua sisi frekuensi lebih besar dari setting.
Perbedaan frekuensi maksimal disetting $.11 6J.
0aktor utama yang menjadi pertimbangan dalam setelan syn3hro
3he3k adalah perbedaan frekuensi *slip-, sehingga perlu dihitung
se3ara akurat.
Perbedaan frekuensi ditentukan melalui persamaan df C /*t
1D$Q-, dimana dalam derajat dan t dalam detik.
• Ca%#u #un+a
7eda frekuensi adalah untuk mengetahui slip frekuensi antara
kedua subsistem yang akan dihubungkan fungsinya untuk
men3egah penutupan PMT jika perbedaan kedua sisi frekuensi
1./../. AVR T!a)" #$nagaa. Kuali#a& P$laanan Dan Mu#u T$gangan
Penampilan dari system distribusi tenaga listrik dan kualitas dari pada
pelayanan diantaranya terukur dari le5el tegangan yang dapat
memuaskan pelangganan, dalam kaitan pertimbangan ekonomi
Perusahaan <istrik tidak dapat memenuhi masing)masing pelanggan
dengan suatu tegangan yang konstant sesuai name plate tegangan
pada peralatan yang dipunyai pelanggan.
Terlihat pada Gambar ".+.1, !ilai tegangan yang diterima oleh
pelanggan pada sirkuit distribusi akan ber5ariasi, pelanggan yang
dekat dengan sumber *irst customers- akan merasakan tegangan
dengan nilai maksimum, sedangkan nilai tegangan minimum akan
dirasakan oleh pelanggan yang berada pada ujung sirkuit *!ast rural
customers-
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2)
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 29/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Standar kualitas tegangan yang ditentukan oleh pelanggan PT P<!
*Persero- adalah L4 @ dan )1$ @ dari tegangan nominal.
&ntuk mendapatkan tegangan sirkit distribusi dengan batasan yang
diijinkan, diperlukan suatu pengontrol tegangan, menaikan tegangan
sirkuit bila tegangan terlalu rendah dan menurunkannya bila tegangan
terlalu tinggi. Terdapat beberapa 3ara untuk meningkatkan atau
pengaturan tegangan system distribusi. 7eberapa 3ara tersebut antara
lain :
) Menggunakan pengaturan tegangan Generator
) %plikasi peralatan pengatur tegangan pada Gardu istribusi
) %plikasi 2apasitor pada Gardu istribusi
) 7alansing beban)beban pada feeder distribusi
) Menaikan ukuran penampang konduktor feeder distribusi
) Merubah feeder section dari single-phase ke multiphase
) Pemindahan beban pada feeder baru
) 'nstall Gardu 'nduk dan 0eeder baru
) Menaikan le5el tegangan primer ) %plikasi pengatur tegangan di Gardu 6ubung
) %plikasi 2apasitor shunt atau seri pada primar" feeder
b. P$nga#u! T$gangan Pa+a Ga!+u Di&#!ibu&i
Pengatur Tegangan *#oltage $egulators% digunakan untuk mengatur
tegangan output dari Transformator untuk menjaga tegangan output
tetap konstan,
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
2*
8ri&ar9 eeder Rural 8ri&ar9
7irst custo&ers ast custo&ers ast rural custo&ers
Gambar ".+1. 'lustrasi Penyebaran Tegangan pada &rimar" eeder System Radial
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 30/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Terdapat dua tipe #oltage $egulator yaitu tipe induksi dan tipe step
regulators. Pada era sekarang ini tipe step regulator telah
menggantikan tipe induksi.
Tipe step voltage regulator pada dasarnya adalah suatu
autotransformer dengan beberapa tap atau step dalam belitan seri.
Pada Transformator tegangan tinggi #oltage $egulator tipe step pada
umumnya dapat dioperasikan dalam kondisi berbeban dan dikenal
dengan sebutan On !oad 'ap (hanger *(<T-.
6al yang sangat penting regulator diran3ang untuk mengoreksi
tegangan fasa dari 1$ per3ent menaikan *boost - ke 1$ per3ent
menurunkan/mela=an *buck - *L1$ per3ent- dalam >" step, dengan 4/D
per3ent perubahan tegangan per step. atatan bah=a tegangan
regulasi se3ara penuh dengan range "$ per3ent, dengan perkataan
lain jika "$ per3ent regulasi range dipenuhi oleh >" step, maka
ditemukan 4/D per3ent regulasi per step.
4. K"6*$n&a&i Lin$-D!"* 7%ine&'!"p "mpen#ati"n(
)"ltage Regulat"! di Gardu istribusi digunakan untuk mendapatkan
tegangan sekunder Transformator tetap konstan =alaupun tegangan
sisi primer berfluktuasi pada suatu pengaturan nilai khayal atau titik
pengaturan tanpa memperhatikan besarnya *magnitude- atau faktor
kerja * power factor - dari beban.
Titik regulasi *regulation point - biasanya dipilih di suatu lokasi diantara
regulator dan di akhir feeder *the end of the feeder -.
6al ini akan dipelihara se3ara otomatis melalui dial setting dengan
mengatur setting elemen resistance dan reactance dari unit yang
disebut line-drop compensator.
Pada kondisi beban nol penetapan nilai resistan3e diantara $egulator
dan regulation point . R dial setting pada line drop compensator dapat
ditetapkan dari:
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
3'
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 31/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
eff
s
P set xR
PT
CT R =
2eterangan :
Tp C rating dari besaran primer T
PTs C &otential transformer)s turns ratio : pri/se3
Gambar ".+ " : Schematic *iagram Sederhana dan &hasor *iagram dari Rangkaian 2ontrol
dan Rangkaian !ine-*rop (ompensator dari Suatu Step atau 'nduksi #oltage
$egulator
Reff C nilai tahanan *resistance- efektif konduktor feeder dari Gardu
'nduk sampai dengan titik pengaturan *regulation point -
Ω−
=2
l eeff
S I xr R
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
0eeder
Primary lateral
To first 3ustomer
Transformator
(<T T
PT
oltageRegulatorRelay
'<
R< O<
R< O<
0eederpoint
Gardu 'nduk
reg RR
RR
'<'<R<
'<O<
RR
reg
31
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 32/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
dimana :
re C resistan3e konduktor feeder dari regulation station sampai
dengan regulation point, U/mi per 3ondu3tor
Sl C panjang konduktor tiga fasa dari feeder diantara
regulation station sampai ke Gardu 'nduk
l C panjang feeder,mi
;uga, nilai O dial setting dari line)drop 3ompensator dapat ditetapkan
dari :
eff
s
p
set xX PT
CT X =
dimana:
Oeff C nilai reaktan3e efektif konduktor feeder dari G' sampai dengan
titik pengaturan *regulation point -,U
Ω−
=2
l l eff
S I x X X
dimana :
O< C reaktansi induktif dari konduktor feeder, U/mi
7ila nilai R dan O ditetapkan untuk total beban yang tersambung, lebih
dari sekedar untuk suatu grup pelanggan, nilai resistansi dan reaktansiditetapkan dari :
Ω=
∑=
L
n
I I DR
eff I
V
R 1
dan :
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
32
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 33/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
nnan La La L
I
n
I
DR xl r I xl r I xl r I V
++22+2+11+1+
1
++++++++++++++++ +++=∑=
dimana :
I DRV C drop tegangan dari line resistan3e satu feeder diantara regulator
station dengan regulation point, /se3tion
I
n
I
DRV ∑
=1
C Total drop tegangan dari <ine Resistan3e dari 0eeder
diantara regulator station dengan regulation point,
=1+ L
I
7esarnya arus beban pada feeder se3tion satu,%
1ar C resistan3e dari konduktor feeder se3tion satu,U/mi
1l C panjang konduktor feeder se3tion satu,mi
;uga untuk nilai O dial setting dari the line)drop 3ompensator
ditetapkan dari :
Ω=∑=
L
n
I I DX
eff I
V X 1
dan : nnan La La L
I
n
I
DR xl x I xl x I xl x I V
++22+2+11+1+
1
++++++++++++++++ +++=∑=
dimana :
I DRV C drop tegangan dari line rea3tan3e satu feeder diantara
regulator station dengan regulation point, /se3tion
I
n
I
DRV ∑
=1
C Total drop tegangan dari <ine Rea3tan3e dari 0eeder diantara
regulator station dengan regulation point,
=1+ L
I 7esarnya arus beban pada feeder se3tion satu,%
1a x C rea3tan3e dari konduktor feeder se3tion satu,U/mi
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
33
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 34/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
1l C panjang konduktor feeder se3tion satu,mi
2arena metoda diatas hanya menggambarkan untuk menentukan nilai
efektif R dan O adalah 3ukup merepotkan. isarankan suatu alternatif
dan metoda praktis untuk mengukur arus *'<- dan tegangan di lokasi
regulator dan titik pengaturan *regulating point -.
Perbedaan diantara nilai dua tegangan adalah total drop tegangan
diantara regulator dan titik pengaturan, yang mana dapat juga
didefinisikan sebagai :
V Sin X I Cos R I V eff Leff L D ++++++++ θ θ +=
ari besarnya nilai Reff dan Oeff dapat dengan mudah ditentukan bila
faktor kerja dari beban feeder dan perbandingan rata)rata r/ ratio dari
konduktor feeder diantara regulator dan regulating point diketahui
Gambar ".+.> di ba=ah ini memberikan suatu 3ontoh untuk
menentukan profil tegangan untuk beban pun3ak dan beban normal.
nilai dasar tegangan primer dari feeder adalah 1"$) base.
Gambar ".+.> ontoh (ne)line iagram Profil Tegangan pada Primary 0eeder
Berbagi dan menyebarkan ilmu enge!a"uan ser!a nilai#nilai erusa"aan
34
Primary0eeder
0irstdistributor
transformer
oltageRegulator
1 " > B 4 + D$
0eeder length beyondregulator,mi
*b-
11+
11D
1"$
1""
1"B
1"+
1"D
1>$
Regulationpoint
Peak loadprofile
<ight loadprofile
+a %
P r i m a r y , o l t a g
e * 1 " $ 5 o l t b a s e -
7/17/2019 146417842 1 Pola Proteksi Gardu Induk
http://slidepdf.com/reader/full/146417842-1-pola-proteksi-gardu-induk 35/35
PT PLN (Persero)PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN Pola Proteksi Gardu Induk
Gambar ".+.> : (ne)line diagram dan voltage profile dari suatu feeder
dengan beban distribusi diba=ah 3ontrol suatu regulator tegangan,
lokasi: *a- one line)diagram, dan *b- peak and light load profile terlihat
bayangan regulating point untuk line drop compensator settings.