45

BAB IV

PENGAMAN PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI

4.1. Gambaran Umum

Pada saat terjadi gangguan ketidak normalan pada system tenaga listrik,

misalnya adanya arus lebih, tegangan lebih, dan sebagainya, maka perlu diambil

suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika dibiarkan,

gangguan itu akan meluas keseluruh sistem sehingga bisa merusakkan semua

peralatan system tenaga listrik yang ada. Untuk mengatasi hal tersebut, mutlak

diperlukan suatu system pengaman yang andal. salah satu komponen yang penting

untuk pengaman tenaga listrik adalah relai pengaman (protective relay).

Relai pengaman adalah susunan piranti, baik elektronik maupun magnetic

yang direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidak normalan pada

peralatan listrik yang bisa membahayakan atau tidak diinginkan. Jika bahaya itu

muncul maka relai pengaman akan secara otomatis memberikan sinyal atau

perintah untuk membuka pemutus tenaga (circuit breaker) agar bagian yang

terganggu dapat dipisahkan dari sistem yang normal. Relai pengaman dapat

mengetahui adanya gangguan pada peralatan yang perlu diamankan dengan

mengukur atau membandingkan besaran – besaran yang diterimanya, misalnya

arus, tegangan, daya sudut fase, frekuensi, impedansi, dan sebagainya sesuai

dengan besaran yang telah ditentukan.

Alat tersebut kemudian akan mengambil keputusan seketika dengan

perlambatan wakut membuka pemutus tenaga atau hanya memberikan tanda tanpa

membuka pemutus tenaga. Pemutus tenaga dalam hal ini harus mempunyai

kemampuan untuk memutus arus hubung singkat maksimum yang melewatinya

dan harus mampu menutup rangkaian dalam keadaan hubung singkat yang

kemudian membuka kembali. Di samping itu relai juga berfungsi untuk

menunjukkan lokasi dan macam gangguannya. Berdasarkan data dari relai maka

akan memudahkan kita dalam menganalisis gangguanya.

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)

46

4.2. Pengertian Pengaman

Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan -

peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar,

transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain

sebagainya terhadap kondisi ab-normal operasi sistem tenaga listrik tersebut.

4.3. Fungsi Pengaman

Sistem proteksi tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada

peralatan peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator,

transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu

sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan

lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain.

Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk:

1. Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan

akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi

perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh

gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.

2. Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil

mungkin.

3. Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada

konsumen dan juga mutu listrik yang baik.

4. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan

pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem

proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang

merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan

circuit-circuit breaker (CB) yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu

atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi

seorang operator untuk mengawasi gangguan gangguan yang mungkin terjadi dan

menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut

secara manual.

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)

47

Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin

dilakukan proteksi. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk

mendeteksi keadaan keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya

menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian

atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relai.

4.4. Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi

Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu

perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu:

a) Selektivitas dan Diskriminasi

Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem

dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.

b) Stabilitas

Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona

yang melindungi (gangguan luar).

c) Kecepatan Operasi

Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin

besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting

adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum

generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi

dengan sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-

sistem tegangan tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu

ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms sehingga memerlukan relai dengan

kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying).

d) Sensitivitas (kepekaan)

Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat

dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau

sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo arus).

e) Pertimbangan ekonomis

Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis,

oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal

saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)

48

transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun

demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap

kelangsungan peralatan sistem adalah vital.

f) Realiabilitas (keandalan)

Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak

bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).

g) Proteksi Pendukung

Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya

terpisah dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu

apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat

mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo

dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo

tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi

utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada

kemungkinan suatu daerah kecil diantara zona -zona yang berdekatan

misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak

dilindungi.

4.5. Perlengkapan Pengaman Pada Jaringan Distribusi

Jaringan distribusi yang baik adalah jaringan yang memiliki perlengkapan dan

peralatan yang cukup lengkap, baik itu peralatan guna kontruksi maupun peralatan

proteksi. Untuk jaringan distribusi sistem saluran udara, peratan-peralatan proteksi

dipasangkan diatas tiang-tiang listrik berdekatan dekat letak pemasangan trafo,

perlengkapan utama pada sistem distribusi tersebut antara lain:

1. Penghantar : Berfungsi sebagai penyalur arus listrik dari trafo daya pada

gardu induk ke konsumen. Kebanyakan penghantar yang digunakan pada

sistem distribusi . Begitu juga dengan beberapa kawat jaringan bawah

tanah.

2. Recloser : Berfungsi untuk memutuskan saluran secara otomatis ketika

terjadi gangguan dan akan segera menutup kembali beberapa waktu

kemudian sesuai dengan setting waktunya. Biasanya alat ini disetting

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)

49

untuk dua kali bekerja, yaitu dua kali pemutusan dan dua kali

penyambungan . Apabila hingga kerja recloser yang kedua keadaan masih

membuka dan menutup, berarti telah terjadi gangguan permanen.

3. Fuse : Berfungsi untuk memutuskan saluran apabila terjadi gangguan

beban lebih maupun adanya gangguan hubung singkat.

4. PMT : Berfungsi untuk memutuskan saluran secara keseluruhan pada tiap

out put. Pemutusan dapat terjadi karena adanya gangguan sehingga secara

otomatis PMT akan membuka ataupun secara manual diputuskan karena

adanya pemeliharaan jaringan.

5. Tansformator : Berfungsi untuk menurunkan level tegangan sehingga

sesuai dengan tegangan kerja yang diinginkan

6. Isolator : Berfungsi untuk melindungi kebocoran arus dari penghantar,

menahan tegangan langsung.

7. Relai Arus Lebih : Berfungsi berdasarkan adanya kenaikan arus yang

melebihi suatu nilai pengaman tertentu dan jangka waktu tertentu.

4.6. Gangguan

Yang dimaksud dengan gangguan dalam operasi sistem tenaga listrik adalah

kejadian yang menyebabkan bekerjanya relai dan menjatuhkan Pemutus Tenaga

yang melalui (PMT) diluar kehendak operator, sehingga menyebabkan putusnya

aliran daya yang melalui PMT tersebut. Untuk bagian sistem yang tidak

dilengkapi PMT misalnya yang diamankan dengan sekering, maka gangguan

adalah kejadian yang menyebabkan putusnya hubungan (bekerjanya) sekering.

Ditinjau dari sifatnya, ada gangguan yang bersifat temporer dan ada yang

bersifat permanent. Yang bersifat Temporer ditandai dengan normalnya kerja

PMT setelah dimasukkan kembali. Yang bersifat permanent ditandai dengan

kerjanya kembali PMT untuk memutus daya listrik (dalam praktek dikatakan

PMT trip kembali). Gangguan permanen baru dapat diatasi setelah sebab

Gangguanya dihilangkan sedangkan pada Gangguan temporer sebab Gangguan

hilang dengan sendirinya setelah PMT trip.

Gangguan permanent bisa disebabkan karena ada kerusakan peralatan

sehingga gangguan ini baru hilang setelah kerusakan ini diperbaiki atau karena

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)

50

ada sesuatu yang mengganggu secara permanen misalnya dahan yang menimpa

kawat fasa dari saluran udara dan dahan ini perlu diambil terlebih dahulu untuk

dapat memasukkan kembali PMT secara normal dalam arti bahwa PMT tidak

akan trip kembali. Gangguan temporer yang terjadi berkali – kali dapat

menyebabkan timbulnya kerusakan peralatan dan akhirnya menimbulkan

gangguan yang permanent sebagai akibat timbulnya kerusakan pada peralatan

tersebut.\

4.7. Usaha – Usaha Mengurangi Jumlah Gangguan

Karena gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah hal yang tidak diinginkan

tetapi tidak dapat dihindarkan, maka perlu dilakukan usaha – usaha untuk

mengurangi jumlah gangguan dengan memperhatikan hasil analisa gangguan

seperti telah diuraikan dalam pasal – pasal terdahulu.

Usaha – Usaha untuk mengurangi jumlah gangguan dapat dilakukan dengan :

a. Merencanakan dan melaksanakan pemeliharaan peralatan sesuai dengan

buku Instruksi pemeliharaan, sehingga terjadinya Forced Outage dapat

sebanyak mungkin dicegah.

b. Membuat rencan operasi yang mencakup butir a serta juga memperhatikan

agar tidak akan ada bagian – bagian instalasi yang mengalami beban lebih.

c. Memeriksa alat – alat pengaman (Relay – relay) secara periodic dan juga

segera setelah ada laporan yang menyatakan keraguan atas kerjanya suatu

relai. Kerjanya relay yang baik diperlukan untuk mencegah kerusakan

peralatan maupun untuk mencegah luasnya gangguan.

d. Dalam Operasi Real Time mengikuti perkembangan cuaca khususnya yang

menyangkut petir karena menyebab gangguan terbesar adalah petir.

Jika diketahui bahwa daerah suatu SUTT sedang banyak petir, diusahakan

mengurangi bebannya selama ini mungkin dilakukan dengan mengatur

alokasi pembangkitan dalam sistem sehingga apabila SUTT tersebut

mengalami gangguan diharapkan tidak menimbulkan Gangguan Kaskade.

e. Menandakan analisis gerakan untuk menemukan sebab gangguan dengan

tujuan sedapat mungkin mencegah atau mengurangi kemungkinan

terulangnya gangguan yang serupa.

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)

51

f. Mengembangkan sistem seirama dengan pertumbuhan beban sehingga

dapat dicegah terjadinya beban lebih dalam sistem. Untuk ini diperlukan

analisa dan evaluasi secara terus menerus mengenai perkembangan sistem.

g. Karena salah satu sumber gangguan yang utama adalah kesalahan montage

(pemasangan) peralatan maka perlu ada pendidikan dan latihan secara

terus menerus dengan tujuan agar kesalahan montage peralatan maka perlu

ada pendidikan dan latihan secara terus menerus dengan tujuan agar

kesalahan montage peralatan dapat dihindarkan.

h. Pada SUTM dan SUTR, tanaman juga merupakan sumber gangguan yang

utama karena SUTM dan SUTR tidak mempunyai jalur khusus yang bebas

tanaman seperti halnya pada SUTT 150 KV,70 KV dan 30 KV sehingga

untuk SUTM dan SUTR perlu ada pemeliharaan yang intensif agar pada

jalurnya tidak terdapat tanaman yang menyentuh penghantar.

4.8. Akibat-Akibat Gangguan

Gangguan bisa disebabkan adanya peralatan yang rusak yang merupakan

akibat gangguan. Gangguan sesungguhnya merupakan peristiwa hubung singkat

baik antar fasa maupun antara fasa denga tanah. Apabila peristiwa hubung singkat

ini tidak segera dihilangkan maka hal ini bisa merusak peralatan seperti kawat

penghantar putus, isolator pecah, transformator arus terbakar bahkan mungkin

juga, transformator tenaga atau generator dapat terbakar.

Yang bertugas menghentikan peristiwa hubung singkat ini adalah Relay dan

PMT. PMT adalah alat yang bertugas langsung memutus arus hubung singkat

maka PMT memerlukan pemeriksaan dan pemeliharaan rutin khususnya apabila

sudah sering memutus arus hubung singkat yang besar agar PMT tidak mengalami

kerusakan -kerusakan sebagai akibat gangguan.

Recloser Sebagai Pengaman Pada Jaringan Tegangan Menengah 20 KVBadarudin (21060110060050)