bab ivv

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. HASIL

1. Data hasil Observasi dan Wawancara

Gardu Induk Medari terdiri atas 6 buah penyulang (feeder) Yaitu

Medari 1, Medari 2, Medari 3, Medari 4, Medari 5, dan Medari 6. Penyulang

Medari 1,2,3, dan 4 merupakan saluran udara dan Medari 5 dan 6 merupakan

saluran kabel.

Data yang diperoleh sebagai berikut :

Ø Jenis relai arus lebih yang digunakan pada gardu induk medari jenis

standart inverse.

Ø Ratio CT untuk sisi incoming 1000/1 dan sisi outgoing 400/1, karena

disesuaikan dengan besarnya arus setelan primer relai.

Ø Impedansi trafo sebesar 12,54% (dalam PU) untuk sisi.

Ø MVA shot circuit pada sisi 150 kV sebesar 2806,29 MVA.

Ø Jenis penghantar yang digunakan adalah AAAC 240 mm2.

Ø Perbedaan waktu sebesar 5 detik antara sisi incoming dan outgoing karena

mengingat kondisi trafo yang digunakan.

Ø Pada Gardu Induk medari tidak pernah terjadi Simpatetik trip.

37

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE

www.docutrack.com Clic

k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com

http://www.docu-track.com/index.php?page=38


38

Tabel 1. Arus Beban Dan Panjang Jaringan Untuk Setiap Penyulang

PenyulangImpdansi

TrafoI beban Jenis Penghantar

Panjang

Jaringan

Medari 1

12,54% (PU)

98 A

AAAC 240 mm2

6 km

Medari 2 80Amp 5,8 km

Medari 3 125 Amp 17,37 km

Medari 4 208Amp 25,2 km

Medari 5 146 Amp NFA2XSY 240 mm2 1,9 km

Medari 6 70 Amp NFA2XSY 240 mm2 1,9 km

2. Penyetelan Relai Arus Lebih di Gardu Induk Medari

a. Penyetelan Arus Lebih

1) Penyetelan Incoming 20 kV

a) Nilai Penyetelan Relai Arus Lebih

i. Nilai Penyetelan Arus

Untuk menghitung nilai penyetelan relai arus lebih disisi

incoming 20 kV transformator tenaga, perlu terlebih dahulu

dihitung arus nominal trafo tenaga tersebut, sebagai berikut :

Kapasitas = 30 MVA

Tegangan = 150/20 kV

Impedansi = 12,54 %

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



39

CT Ratio = 1000/1 (pada sisi incoming 20 kV)

Arus nominal transformator tenaga pada sisi 20 kV :

IN (sisi 20 kV) =3*kV

kVAr

=3*20

000.30

= 866,025 Amp

Iset (primer) = 1,2 * IN (sisi 20 kV)

= 1,2 * 866,025 Amp

= 1039,26 Amp

Nilai setelan tersebut adalah nilai primer, untuk mendapatkan

nilai setelan sekunder dihitung menggunakan data ratio trafo

arus (1/1000) yang terpasang pada incoming 20 kV tersebut,

yaitu :

Iset (sec) = Iset (pri) * 1/ ratio CT

= 1039,26 * 1/1000

= 1,039 Amp = 1 Amp

ii. Penyetelan Tms

Nilai Tms pada sisi incoming sebesar 0,25

Waktu kerja relai 1 detik

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



40

b) Penyetelan Relai Gangguan Tanah

i. Penyetelan Arus Incoming

Penentuan settingan arus harus memperhitungkan arus

ketidakseimbangan beban yang cukup besar akibat

digunakannya trafo distribusi 1 fasa, dan juga besar arus

hubung tanah dimana arus cukup besar karena pentanahan

lansung. Sehingga ditetapkan bahwa settingan arus adalah :

Iset = 30 – 50% x Arus beban puncak

Ibeban puncak = In Trafo

IN =3*kV

kVAr

=3*20

30000

= 866,05 Amp

Untuk sistem di DIY digunakan settingan 40% x IN Trafo

Iset pri = 0,5 x IN Trafo

= 0,5 x 866,05 Amp

= 433,025 Amp

Iset sec = Iset pri x (RCT)

= 433,025 x 1 / 1000

= 0,433 Amp

= 0,4 Amp

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



41

ii. Penyetelan Tms Incoming

Setelan Tms untuk Incoming sebesar 0,4

Waktu Kerja relai 1detik

2) Penyetelan Outgoing 20 kV

a) Nilai Penyetelan Arus Lebih


Data ratio trafo arusnya adalah 400/1 serta jenis arus lebih

yang digunakan adalah jenis standar inverse. Dimana I set =

120% X I Ratio CT.

Iset (pri) = Iset * I prim CT

= 1,2 * 400 Amp

= 480 Amp


nilai setelan sekunder, maka harus dihitung dengan

menggunakan data ratio trafo arus yang terpasang di penyulang

tersebut :

Iset (sec) = Iset (pri) * 1 / ratio CT

= 480 * 1/400

= 1,2 Amp (Nilai sama dengan nilai setelan

arus untuk penyulang yang lain).

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



42

ii. Nilai Penyetelan Tms

Nilai Setelan Tms sebesar 0,175 (Nilai sama dengan nilai

setelan Tms untuk penyulang yang lain).

Waktu kerja relai sebesar 0,5 detik

b) Nilai Penyetelan Relai Hubung Tanah


Iset pri = 0,5 x I Ratio CT

= 0,5 x 400 Amp

= 200 Amp

Iset sec = 200 x 1/400 = 0,5 Amp

ii. Nilai Penyetelan Tms

Nilai Setelan Tms sebesar 0,25

Waktu kerja relai sebesar 0,5 detik

b. Kinerja Relai Arus Lebih di GI Medari

Berdasarkan data PMT trip bulan Februari, maret, dan april di

Gardu Induk Medari, PMT trip tidak dalam waktu bersamaan dan bukan

karena satu jenis gangguan. Menandakan bahwa pada Gardu Induk Medari

tidak pernah terjadi Simpatetik Trip. Gangguan yang sering terjadi berupa

gangguan tidak ketemu, gangguan FCO putus, FCO rusak, jaringan kena

bambu, jaringan kena pohon, cuaca hujan dan angin kencang. Berdasarkan

data tersebut menandakan bahwa kondisi jaringan stabil dan peralatan pro

teksi bekerja dengan baik.

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



43

3. Penyetelan Berdasarkan Kajian Pustaka

a. Penyetelan Relai Arus Lebih

1) Perhitungan Arus Hubung Singkat

Gardu Induk Medari terdiri atas 6 buah penyulang (feeder)

Yaitu Medari 1, Medari 2, Medari 3, Medari 4, Medari 5, dan Medari

6. Penyulang Medari 1,2,3, dan 4 merupakan saluran udara dan Medari

5 dan 6 merupakan saluran kabel. Perhitungan arus hubung singkat

dari sistem jaringan 20 KV yang di pasok dari Gardu Induk Medari

seperti gambar berikut :

Gambar 11. Gardu Induk

Bus 150 kV adalah bus yang dipasok dari pusat listrik yang di

interkoneksi. Maka dibutuhkan arus hubung singkat dari sisi 150 kV.

Ini digunakan untuk perhitungan impedansi sumber (Xsc).

Perhitungan arus hubung singkat pada gambar 11 system diatas

adalah sebagai berikut :

• Perhitungan besar impedansi sumber (reaktansi), yang

diperoleh dari data hubung singkat di Bus 150 kV

• Perhitungan reaktansi trafo tenaga

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



44

• Perhitungan impedansi penyulang dalam hal ini di di bagi

per 25%, 50%, 75%, dan 100% panjang penyulang.

Data yang di perlukan untuk perhitungan arus hubung singkat

atau koordinasi relay adalah :

MVA short circuit di Bus 150 kV

Data trafo

Ø Kapasitas trafo (MVA)

Ø Reaktansi urutan positif trafo (%)

Ø Ratio Tegangan

Ø Mempunyai belitan delta atau tidak

Ø Ratio CT di incoming Feeder

Ø NeutralGrounding Resistance yang terpasang

Impedansi urutan positif dan nol penyulang

Arus beban penyulang

Ratio CT di penyulang

2) Perhitungan Impedansi

Data Hubung singkat di Bus 150 kV GI Medari adalah sebesar

2806,29 MVA

Kapasitas trafo = 30 MVA

Perhitungan impedansi sumber

Ω=== 018,829,2806

15022

Shoortsc MVA

kVX

Karena nilai impedansi sumber adalah nilai Ohm pada sisi 150 kV,

dan arus gangguan hubung singkat yang akan dihitung pada sisi 20

kV, maka impedansi sumber tersebut harus dikonversikan dulu kesisi

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



45

20 kV, sehingga arus hubung singkatnya sudah mempergunakan 20

kV.

Gambar 12. Konversi ke sistem 20 kV

Ω==Ω= 1425,0018,822500400018,8

15020)20( 2

2

XxkVsisiX sc

3) Perhitungan Reaktansi Transformator Tenaga

Reaktansi Transformator daya 30 MVA (GI Medari) adalah

sebesar 10 %. Nilai yang didapat pada sisi 20 kV harus dalam Ohm

yang dihitung dengan cara :

XT(pada 100%) = Ω== 33,13302022

MVAkV

Nilai reaktansi transformator daya adalah nilai reaktansi urutan

positif,negative (XT1 = XT2).

Maka : XT = 12,454% * XT (100%)

= 12,454% * 13,33

= 1,67

Reaktansi urutan Nol (XT0) diperoleh dengan memperhatikan

data transformator itu sendiri yaitu kapasitas belitan delta yang ada

pada transformator tersebut.

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



46

• Untuk trafo daya dengan hubungan belitan Y, dimana kapasitas

belitan Delta sama dengan kapasitas belitan Y, maka XT0 = XT1 =

1,67Ohm.

• Untuk trafo daya dengan belitan Yyd, dimana kapasitas belitan

delta (d) biasanya sepertiga dari belitan Y (belitan yang dipakai

untuk menyalurkan daya, sedangkan belitan delta ada dalam trafo

tetapi tidak dikeluarkan kecuali satu terminal delta untuk

ditanahkan), maka nilai XT0 = 3 * XT1 = 3* 1,67 = 5,01

• Untuk trafo daya dengan hubungan belitan YY dan tidak

mempunyai belitan delta didalamnya, maka besarnya XT0 berkisar

antara 9 s/d 14 * XT1, dan diambil nilai XT0 = 10 * 1,67 Ohm =

16,67 Ohm.

4) Perhitungan Impedansi Penyulang

Impedansi penyulang tergantung dari besarnya impedansi per

Km dari penyulang yang bersangkutan. Untuk GI Medari 1,2,3, dan 4,

jenis kabel untuk penyulang yang digunakan adalah jenis AAAC

240mm2 dimana besarnya tahanan (R) dan Reaktansi (XL) untuk

impedansi urutan positif, negatif adalah 0,3619 + j0,9327 dan

impedansi urutan nol adalah 0,3930 + j0,9435 (Tabel).

Maka : Z = (R + jX) Ohm/km sebesar

Z1 = Z2 = (0,3619 + j0,9327) Ohm/km

Z0 = (0,3930 + j0,9435) ohm/km

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



47

Nilai impedansi penyulang dengan lokasi gangguan yang

diperkirakan terjadi pada 25%, 50%, 75%, 100% panjang penyulang 6

km, dapat dihitung sebagai berkut :

Tabel 2. Impedansi penyulang urutan positif dan negatif (Z1 & Z2)

% panjang Impedansi penyulang urutan positif dan negatif (Z1 & Z2)

25% 25% * 6 * (0,3619 + j0,9327) =

0,5428 + j1,39911,9795 08,68∠

50% 50% * 6 * (0,3619 + j0,9327) =

1,0857+ j 2,7981

08,683∠

75% 75% * 6 * (0,3619 + j0,9327) =

1,6286 + j 4,1972

08,685,4 ∠

100% 100% * 6* (0,3619 + j0,9327) =

2,1714 + j 5,5962

08,686∠

Tabel 3. Impedansi penyulang urutan Nol

% panjang Impedansi penyulang urutan Nol (Z0)

25% 25% * 6 * (0,3930 + j0,9435) =

0,5895 + j 1,41521,53 038,67∠

50% 50% * 6 * (0,3930 + j0,9435) =

1,179 + j 2,83053,1 038,67∠

75% 75% * 6 * (0,3930 + j0,9435) =

1,7685 + j 4,24574,6 038,67∠

100% 100% * 6 * (0,3930 + j0,9435) =

2,358 + j 5,6616,13 038,67∠

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



48

5) Perhitungan Reaktansi Ekivalen

Perhitungan dilakukan untuk mengetahui nilai impedansi

ekivalen urutan positif (Z1eq), impedansi ekivalen urutan negatif (Z2eq),

dan impedansi ekivalen urutan nol (Z0eq) dari titik gangguan samapi ke

sumber.

Gambar 13. Rangkaian Reaktansi Ekivalen

Perhitungan Z1eq dan Z2eq dapat lansung dijumlahkan

impedansiimpedansi seperti gambar diatas, sedangkan Z0eq dimulai

dari titik gangguan sampai ke trafo tenaga yang netralnya ditanahkan.

Trafo tenaga yang terpasang mempunyai hubungan Yyd dimana

mempunyai nilai XT0 = 3 * XT1.

Perhitungan Z1eq dan Z2eq :

Z1eq = Z2eq = ZS1 + ZT1 + Z1 penyulang

= j 0,1425 + j 1,67 + Z1 penyulang

= j 1,8125 + Z1 penyulang

Karena lokasi gangguan diasumsikan terjadi pada 25%, 50%, 75% dan

100% panjang jaringan, maka Z1eq = Z2eq yang didapat adalah:

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



49

Tabel 4. Nilai Ekivalen Impedansi penyulang urutan positif dan

negatif (Z1 & Z2)

% panjang Impedansi Z1 = Z2

25% 0,5428 + j1,3991+ j 1,8125 =

0,5428 + j 2,87492,92 031,79∠

50% 1,0857+ j 2,7981+ j 1,8125 =

1,0857 + j 4,27394,40 075,75∠

75% 1,6286 + j 4,1972+ j 1,8125 =

1,6286 + j 5,67305,90 098,73∠

100% 2,1714 + j 5,5962+ j 1,8125 =

2,1714 + j 7,07207,16 093,72∠

Perhitungan Z0eq

Z0eq = ZT0 + Z0 penyulang

= j (3*1,67) + Z0 penyulang

= j 5,01 + Z0 penyulang

Tabel 5. Impedansi ekivalen urutan nol (Z0eq)

% panjang Impedansi penyulang urutan Nol (Z0)

25% j 5,01 + 0,5895 + j 1,4152 = 0,5895 +

j 5,41525,44 079,83∠

50% j 5,01 + 1,179 + j 2,8305 = 1,179 + j

6,83056,93 021,80∠

75% j 5,01 + 1,7685 + j 4,2457 = 1,7685 +

j 8,24578,43 09,77∠

100% j 5,01 + 2,358 + j 5,661 = 2,358 + j

9,66109,94 028,76∠

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



50

6) Peritungan Arus Gangguan Hubung Singkat

Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa

Dengan mempergunakan persamaan 21 dapat dihitung besarnya arus

gangguan hubung singkat 3 fasa sebagai berikut :

I =1Z

V

Dimana I = arus hubung singkat 3 fasa

V = tegangan fasa netral sistem 20 kV = 20.000/ 3 V

Z1 = impedansi urutan positif yang diperoleh dari

perhitungan diatas

Sehingga arus gangguan hubung singkat 3 fasa dapat dihitung sebagai

berikut :

If3 fasa = AmpZ eq1

3000.20

Tabel 6. Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa

% panjang Arus Gangguan Hubung singkat 3 fasa

25% Aj

71,39468749,25428,0

115478749,25428,0

1154722

=+

=+

50% Aj

54,26182739,48057,1

115472739,40857,1

1154722

=+

=+

75% Aj

41,19566730,56285,1

115476730,56285,1

1154722

=+

=+

100% Aj

85,15600720,71714,2

115470720,71714,2

1154722

=+

=+

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



51

Gangguan Hubung singkat 2 fasa

Dengan persamaan 20 dapat dihitung gangguan hubung singkat

2 fasa sebagai berikut :

I2fasa =12Z

E

Karena Z1 = Z2

Dimana I = arus 2 fasa yang dicariE = tegangan fasafasa sistem 20 kV = 20.000 VZ1 = impedansi urutan positifZ2 = impedansi urutan negatif

Sehingga arus gangguan 2 fasa adalah sebagai berikut :

I f 2fasa =eqZ1*2

000.20

Tabel 7. Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa

% panjang Arus Gangguan Hubung singkat 2 fasa

25%A

j96,3417

7498,50857,120000

)8749,25428,0(*220000

22=

+=

+

50%A

j72,2267

5479,81714,220000

)2739,40857,1(*220000

22=

+=

+

75% Aj

3,16943460,112571,3

20000)6730,56285,1(*2

2000022

=+

=+

100%A

j73,1351

1441,143428,420000

)0720,71714,2(*220000

22=

+=

+

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



52

Arus Gangguan Hubung Singkat 1 fasa ke tanah

Dengan menggunakan persamaan 19 dapat dihitung besarnya

arus gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah sebagai berikut :

I1fasa =021

3ZZZ

E ph

++

Dimana : I = arus gangguan hubung singkat ketanahV = tegangan fasa netral sistem 20 kV = 20000/ 3Z1 = impedansi urutan positifZ2 = impedansi urutan negatifZ0 = Impedansi urutan Nol

Sehingga arus gangguan hubung singkat 1 fasa ketanah dapat dihitung

sebagai berikut :

If1fasa=eqeqeqeqeqeqeqeq

ph

ZZZZZZZZE

01021021 *2016,346413

000.20*33+

=++

=++

Tabel 8. Arus Gangguan Singkat 1 Fasa Ke Tanah

% panjang Arus Gangguan Hubung Singkat 1

Fasa Ke Tanah

25%A

jj27,3068

1651,11675,1016,34641

4152,55890,0)8749,25428,0(*2016,34641

22=

+=

+++

50%A

jj94,2200

3784,153504,3016,34641

8305,6179,1)2759,48057,1(*2016,34641

22=

+=

+++

75%A

jj69,1712

5918,190256,5016,34641

2457,87685,1)6730,56285,1(*2016,34641

22=

+=

+++

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



53

100%A

jj75,1400

8051,2367008016,34641

661,9358,2)0720,71714,2(*2016,34641

22=

+=

+++

7) Perhitungan Koordinasi Relay Arus Lebih

Arus beban penyulang di GI Medari Penyulang Medari 1

adalah sebesar 98 A, data ratio trafo arusnya adalah 400/1 serta jenis

arus lebih yang digunakan adalah jenis standar inverse. Dimana I set

= 120% X I Ratio CT.

a) Nilai setelan arus relai penyulang 20 kV

i. Setelan Arus :

Iset (pri) = Iset * I prim CT

= 1,2 * 400 Amp

= 480 Amp


nilai setelan sekunder, maka harus dihitung dengan

menggunakan data ratio trafo arus yang terpasang di penyulang

tersebut :

Iset (sec) = Iset (pri) * 1 / ratio CT

= 480 * 1/400

= 1,2 Amp

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



54

ii. Setelan Waktu (Tms) di Penyulang (Out Going Feeder)

Setelan waktu relai standar inverse dihitung dengan

menggunakan rumus kurva waktu Vs arus, yang dalam hal ini

diambil dari rumus kurva waktu Vs arus dari standard British :

t =

1

14,002,0

)(Pr

−

iSET

FAULT

II

xTms (22)

Tms =14,0

1*02,0

−

SET

FAULT

IIt

Sehingga didapat hasil seperti tabel 9.

Tabel 9. Nilai Setelan Tms Relai

% panjangIhs

(Amp)

Iset

(pri)Iset sec

t

(dtk)Tms

25% 3417,96

480 A 1,2 A 0.5

0,13

50% 2267,72 0,10

75% 1694,3 0,08

100% 1351,73 0,07

Nilai setelan Tms yang diambil adalah 0,1 (berdasarkan nilai

setingan yang ada pada relai). Karena yang diambil sebagai

acuan penyetelan adalah gangguan antar fasa (2 fasa).

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



55

b) Setelan Nilai Incoming 20 kV Transformator Tenaga

i. Nilai Setelan Arus

Untuk menghitung nilai setelan relai arus lebih disisi incoming

20 kV transformator tenaga, perlu terlebih dahulu dihitung arus

nominal trafo tenaga tersebut, sebagai berikut :

Kapasitas = 30 MVA

Tegangan = 150/20 kV

Impedansi = 10 %

CT Ratio = 1000/1 (pada sisi incoming 20 kV)

Arus nominal transformator tenaga pada sisi 20 kV :

IN (sisi 20 kV) =3*kV

kVAr

=3*20

000.30

= 866,025 Amp

Iset (primer) = 1,2 * Ibeban

= 1,2 * 866,025 Amp

= 1039,26 Amp


nilai setelan sekunder dihitung menggunakan data ratio trafo

arus (1/1000) yang terpasang pada incoming 20 kV tersebut,

yaitu :

Iset (sec) = Iset (pri) * 1/ ratio CT

= 1039,26 * 1/1000

= 1,039 Amp = 1 Amp

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



56

ii. Setelan Waktu (Tms) di Incoming Feeder

Dengan menggunakan persamaan 22 karena Tms pada relai

arus lebihnya pada penyulang yang akan disetkan pada relai

arus lebihnya diambil pada angka arus gangguan hubung

singkat (IFAULT) sebesar arus gangguan 2 fasa pada lokasi

gangguan 25% panjang penyulang (3946,71Amp)

Tabel 10. Setelan Tms OCR incomng Feeder GHS 2 Fasa

%

panjang

Ihs

(Amp)

Iset

(pri)

Iset

sek

t

(dtk)Tms

25% 3417,96

1039,26 1,039 0.5`

0,11

50% 2267,72

75% 1694,3

100% 1351,73

Nilai setelan Tms yang diambil adalah 0,25 (berdasarkan nilai

penyetelan yang ada pada relai). Karena yang diambil sebagai

acuan penyetelan adalah gangguan antar fasa (2 fasa).

8) Hasil Perhitungan Penyulang Yang Lain

Untuk Penyulang Yang Lain berdasarkan perhitungan seperti pada

penyulang 1 diatas maka didapat hasil sebagai berkut :

a) Penyulang 2

Datadata trafo dan penghantar :

Kapasitas Trafo : 30 MVA

MVA Shoort circuit : 2806,29 MVA

Reaktansi trafo : 12,454 %

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



57

Tegangan Primer : 150 kV

Tegangan Sekunder : 20 kV

Ratio CT : 400/1

I Beban : 80Amp

Panjang jaringan : 5,8 km

Jenis Penghantar : AAAC 240 mm2

Impedansi Urutan Positif : 0,3619 + j 0,9320

Impedansi Urutan Nol : 0,3930 + j 0,94435

Tabel 11. Arus Gangguan hubung Singkat dan Tms Penyulang 2

Lokasi

Gangguan

3 Fasa

(Amp)

2 Fasa

(Amp)

I fasa

(Amp)

Penyulang Incoming

Tms Tms

25 % 4014,177 3476,381 3108,79 0,14 0,17

50 % 2678,857 2319,96 2243,44 0,11

75 % 2007,228 1738,311 1751,631 0,09

100 % 1604,115 1389,285 1435,66 0,07

Berdasarakan tabel 12 maka nilai Tms yang di pilih adalah :

Nilai setelan Tms penyulang 0,1 (berdasarkan nilai setelan yang

ada pada relai).

Nilai setelan Tms incomig 0,25 (Karena relai incoming yang

digunakan satu dengan penyulang lain).

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



58

b) Penyulang 3







Ratio CT : 400/1

I Beban : 125 Amp





Tabel 12. Arus Gangguan hubung Singkat dan Tms Pnyulang 3

Lokasi

Gangguan

3 Fasa

(Amp)

2 Fasa

(Amp)

1 fasa

(Amp)

Penyulang Incoming

Tms

2 fasa

Tms

2 fasa

25 % 1903,39 1648,385 1602,74 0,09 0,06

50 % 1110,693 961,89 1006,74 0,05

75 % 783,67 678,675 729,367 0,024

100 % 605,324 524,23 571,654 0,01

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



59


Nilai penyetelan Tms penyulang 0,025 (Karena relai incoming

yang digunakan satu dengan penyulang lain).

Nilai setelan Tms incomig 0,25 (Karena relai incoming yang

digunakan satu dengan penyulang lain).

c) Penyulang 4







Ratio CT : 400/1

I Beban : 208Amp






Lokasi

Gangguan

3 Fasa

(Amp)

2 Fasa

(Amp)

1 fasa

(Amp)

Penyulang Incoming

Tms

2 fasa

Tms

2 fasa

25 % 1440,44 1247,46 1271,75 0,07 0,05

50 % 807,07 698,94 749,72 0,03

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



60

75 % 560,39 485,31 531,167 0,01

100 % 429,16 371,66 411,205 0,01


Nilai setelan Tms penyulang 0,025

Nilai setelan Tms incomig 0,25

d) Penyulang 5







Ratio CT : 400/1

I Beban : 146 Amp


Jenis Penghantar : NFA2XSY 240 mm2

Impedansi Urutan Positif : 0,08 + j 0,1 (Tabel)

Impedansi Urutan Nol : 0,24 + j 0,3 (Tabel)


Lokasi

Gangguan

3 Fasa

(Amp)

2 Fasa

(Amp)

1 fasa

(Amp)

Penyulang Incoming

Tms

2 fasa

Tms

2 fasa

25 % 6217,78 5384,76 3910,73 0,17 0,23

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



61

50 % 6065,13 5247,36 3806,14 0,17

75 % 5906,30 5115,011 3705,6 0,17

100 % 5759,18 4987,6 3608,99 0,17

Berdasarakan tabel 15 maka nilai Tms yang di pilih adalah:



e) Penyulang 6







Ratio CT : 400/1

I Beban : 70 Amp


Jenis Penghantar : NFA2XSY 240 mm2

Impedansi Urutan Positif : 0,08 + j 0,1 (Tabel)

Impedansi Urutan Nol : 0,24 + j 0,3 (Tabel)

Tabel 15. Arus Gangguan hubung Singkat dan Tms

Pnyulang 6

Lokasi 3 Fasa 2 Fasa 1 fasa Penyulang Incoming

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



62

Gangguan (Amp) (Amp) (Amp) Tms

2 fasa

Tms

2 fasa

25 % 5990,53 5190,53 4172,143 0,17 0,25

50 % 4837,81 4189,66 3579,164 0,16

75 % 4048,76 3506,33 3129,43 0,14

100 % 3478,03 3012,06 2777,84 0,13




b. Penyetelan Relai Hubung Tanah

1) Setelan Arus Relai Hubung Tanah

Penentuan settingan arus harus memperhitungkan arus

ketidakseimbangan beban yang cukup besar akibat digunakannya trafo

distribusi 1 fasa, dan juga besar arus hubung tanah dimana arus cukup

besar karena pentanahan lansung. Sehingga ditetapkan bahwa

settingan arus adalah :

Iset = 30 – 50% x Arus beban puncak

Ibeban puncak = In Trafo

a) Setelan incoming :

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



63

IN =3*kV

kVAr

=3*20

30000

= 866,05 Amp

Untuk sistem di DIY digunakan settingan 40% x IN Trafo

Iset pri = 0,5 x IN Trafo

= 0,5 x 866,05 Amp

= 433,025 Amp

Iset sec = Iset pri x (RCT)

= 433,025 x 1 / 1000

= 0,433 Amp = 0,4 A

b) Setelan Penyulang :

Iset pri = 0,5 x I Ratio CT

= 0,5 x 400 Amp =200 Amp

Iset sec = 200 x 1/400 = 0,5 Amp

Tms =14,0

1*02,0

−

SET

FAULT

IIt

Untuk incoming dipilih waktu (t) = 1 detik

Untuk penyulang dipilih waktu (t) = 0,5 detik

Tabel 16. Hasil Perhitungan Iset Primer, Iset sec, dan Tms

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



64

PenyulangI Beban

(Amp)

Iset pri

(Amp)

Iset sec

(Amp)

Penyulang Incoming

Tms Tms

Medar 1 98 160 0,16

0,19 0,26

0,16

0,15

0,14

Medari 2 80 346 0,8

0,12 0,28

0,11

0,09

0,08

Medari 3 125 346 0,8

0,09 0.19

0,07

0,07

0,05

Medari 4 208 346 0,8

0,08 16

0,06

0,04

0,03

Medari 5 146 346 0,8

0,13 0,2

0,13

0,13

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



65

0,13

Medari 6 70 346 0,8

0,13 0,23

0,13

0,13

0,13


Penyulang 1 : Nilai setelan Tms penyulang 0,125 dan Nilai setelan

Tms incomig 0,25


Tms incomig 0,25


Tms incomig 0,25


Tms incomig 0,25


Tms incomig 0,25


Tms incomig 0,25

2) Perhitungan Kapasitansi Total, Arus Kapasitif, dan Arus 3 I0R

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



66

Berdasarkan data trafo dan data penyulang pada butir A maka didapat

hasil sebagai berikut :

3 I0R = 0,054 A/km (Untuk Saluran Udara)

= 2 A/km (Untuk saluran kabel)

Tabel 17. Perhitungan Arus Kapasitansi setiap penyulang

DataPenyulang 1 Penyulang 2

R J X R J X

Z1 / km 0,3619 0,9327 0,3619 0,9327

Z0 / km 0,3930 0,9435 0,3930 0,9435

Saluran terpanjang 6 km 5,8 km

Z1 saluran 2,1714 5,5962 2,09902 5,40966

Z0 saluran 2,3580 5,6610 2,2794 5,4723

Kapasistansi Ce (tabel) 5 x 103 µF 5 x 103 µF

Total panjang saluran 44,7 km 12,250 km

X Kapasitansi Total

(XKT) = Xc * Total

panjang saluran

14249,277Ohm 51995,32 Ohm

Ice = (3 Eph / 3) / XKT 2,43 Amp 0,66 Amp

Ice penyulang yang lain

= Ice2 + Ice3 + Ice4 + Ice5

10,49 Amp Ice Penyulang lain = Ice1 + Ice3 + Ice4 +

Ice5 + Ice6= 12,26 Amp

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



67

+ Ice6

3 IoR = 3 IoR * saluran

terpanjang

0.324 Amp 0,3132 Amp


R J X R J X

Z1 / km 0,3619 0,9327 0,3619 0,9327

Z0 / km 0,3930 0,9435 0,3930 0,9435

Saluran terpanjang 17,37 km 25,2 km

Z1 saluran 6,2862 16,201 9,1199 23,5040

Z0 saluran 6,8264 16,3886 9,9036 23,7762

Kapasistansi Ce (tabel) 5 x 103 µF 5 x 103 µF


X Kapasitansi Total

(XKT) = Xc * Total

panjang saluran

7304,3885 Ohm 7354,996 Ohm




+ Ice6

8,18 Amp Ice penyulang yang lain= Ice2 + Ice3 + Ice1 +


3 IoR = 3 IoR * saluran 0,93798 Amp 1,5228 Amp

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



68

terpanjang


R J X R J X

Z1 / km 0,08 0,1 0,08 0,1

Z0 / km 0,24 0,3 0,24 0,3

Saluran terpanjang 1,9 km 1,9 km

Z1 saluran 0,152 0,19 0,152 0,19

Z0 saluran 0,456 0,57 0,456 0,57

Kapasistansi Ce (tabel) 0,18 µF 0,18 µF


X Kapasitansi Total

(XKT) = Xc * Total

panjang saluran

181983,62 Ohm 181983,62 Ohm




+ Ice6

= 12,73 Amp Ice penyulang yang lain= Ice2 + Ice3 + Ice4 +


3 IoR = 3 IoR * saluran

terpanjang

3,8 Amp 3,8 Amp

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



69

Nilainilai arus kapasitif ini akan kembali kesumber melalui titik di

penyulang yang terganggu, sehingga pengertiannya adalah jika

gangguan satu fasa ketanah terjadi pada salah satu penyulang, maka

arus kapasitif penyulangpenyulang yang lain seolah memberi

sumbangan arus gangguan di penyulang terganggu.

1) Gangguan satu fasa ketanah pada penyulang satu 1, jumlah arus

kapasitif pada penyulang 2,3,4,5, dan 6 akan mengalir dipenyulang

1 melalui titik gangguan tanah kembali ke sumber dan dirasakan

oleh relai gangguan tanah di penyulang 1 sebesar 10,49 Amp.



















Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



70



B. PEMBAHASAN

1. Penyetelan Relai

a. Relai Arus Lebih

Saluran distribusi 20 kV Gardu Induk Medari Terdiri dari 6 penyulang.

Tabel 18. Perbandingan Penyetelan Relai Arus Lebih

Penyetelan di Gardu Induk Penyetelan berdasarkan kajian pustaka

incoming penyulang incoming penyulang

Iset Tms Iset Tms Iset Tms Iset Tms

1 A 0,25 1,2 A 0,175 1 A 0,25 1,2 A

0,1

0,1

0,025

0,025

0,175

0,175

1) Penyetelan Relai Arus lebih di Gardu Induk Medari

Penyetelan arus lebih pada GI Medari baik. Penyetelan arus lebih ber

dasarkan yang ada pada Gardu Induk sama dengan penyetelan berda

sarkan teori sebesar 1 Amp untuk incoming dan 1,2 Amp untuk Out

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



71

going. Penyetelan antara praktek dengan teori terlihat pada penyetelan

Tms pada Relai. Peyetelan Tms relai pada Gardu Induk melihat pada

faktor impedansi jika terjadi gangguan pada saat penyetelan, faktor ke

salahan PMT, faktor kesalahan relai, kesalahan CT dan faktor kesala

han wiring dengan waktu kerja untuk penyulang 0,5 detik dan incoming

1 detik. Untuk setiap penyulang peyetelan nilai arus maupun penyetelan

Tms sama besarnya yaitu 1,2 Amp dan 0,175. Pemberian perbedaan

waktu selama 0,5 detik dengan mempertimbangkan factor usia dari pe

ralatan itu sendiri agar waktu terjadi gangguan tidak dibebani terlalu

lama.

Penyetelan Relai Arus Lebih di Gardu Induk melihat dari besarnya pe

nyetelan sisi incoming 150 kV. Pertimbangannya karena dilihat dari

segi ekonomis peralatan di GI dan peralatan pengamannya itu sendiri.

2) Penyetelan Relai Arus Lebih Berdasarkan Kajian Pustaka

Berdasarkan teori untuk penyetelan relai arus lebih hanya dilihat dari

faktor impedansi dan faktor panjang jaringan sehingga diperoleh nilai

penyetelan Tms yang berbeda antara penyulang yang satu dengan yang

lain. Waktu kerja relai tidak boleh lebih kecil dari 0,3 detik, hal ini agar

relai tidak sampai trip lagi akibat adanya arus inrush dari trafo distribu

si sewaktu PMT tersebut dimasukkan. Berarti penyetelan relai arus le

bih pada Gardu Induk sudah benar.

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



72

3) Analisa Perbandingan Antara penyetelan di GI dengan Kajian

Pustaka

Penyetelan di Gardu Induk Medari lebih baik daripada penyetelan ber

dasarkan kajian pustka, hal ini dikarenakan penyetelan di GI melihat

banyak pertimbangan lain selain impdansi jaringan dan panjang jarin

gan. Penyetelan di Gardu Induk juga melihat besarnya penyetelan relai

arus lebih dari sisi incoming 150 kV. Penyetelan pada Gardu Induk

Medari memberikan asumsi panjang jaringan 20 km. Hal tersebut di

dasari bahwa setelah panjang jaringan +20 km ada pengaman lain se

bagai pengaman utama.

b. Relai Hubung Tanah

Tabel 19. Perbandinga Penyetelan Relai Hubung Tanah

Penyetelan di Gardu Induk Penyetelan berdasarkan kajian pustaka

incoming penyulang Incoming penyulang

Iset Tms Iset Tms Iset Tms Iset Tms

0,4 A 0,4 0,5 A 0,25 0,25 A 0,3 0,5 A

0,14

0,1

0,05

0,05

0,15

0,15

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



73

1) Penyetelan di Gardu Induk Medari

Pada dasanya penyetelan relai hubung tanah sama dengan relai arus le

bih. Penyetelan pada gardu induk sudah benar yaitu sebesar 30%50%.

Penyetelan pada incoming sebesar 0,4 Amp dan penyetelan pada pe

nyulang sebesar 0,5 Amp.

Peyetelan arus pada gardu induk sama dengan hasil perhitungan ber

dasarkan teori. Perbedaan terletak pada nilai setelan Tms dimana pada

gardu induk nilai setelan untuk semua penyulang adalah sama yaitu

sebesar 0,25.

Berdasarkan data laporan PMT trip, simpatetik trip tidak pernah terjadi

di Gardu Induk medari dimana tripnya PMT untuk setiap penyulang ti

dak dalam waktu yang bersamaan. Berdasarkan hasil perhitungan arus

3I0R diperoleh hasil yang sangat kecil yaitu penyulang 1 sebesar 10,49

Amp, penyulang 2 sebesar 12,26 Amp, penyulang 3 sebesar 8,18 Amp,

penyulang 4 sebesar 8,21 Amp, penyulang 5 sebesar 12,73Amp dan

penyulang 6 sebesar 12,73 Amp. Nilai kemampuan arus maksimal

jaringan untuk satu fasa ketanah sebesar 200 Amp.

2) Penyetelan Berdasarkan Kajian Pustaka

Berdasarkan teori didapat nilai setelan untuk setiap penyulang berbe

dabeda hal ini dikarenakan pada perhitungan secara teori melihat be

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



74

sarnya panjang jaringan dari masingmasing penyulang yang menen

tukan besarnya nilai impedansi jaringan.

3) Analisis perbandingan antara Penyetelan di GI dengan Kajian

Pustaka

Penyetelan di Gardu Induk Medari lebih baik daripada penyetelan

berdasarkan kajian pustka, hal ini dikarenakan penyetelan di GI meli

hat banyak pertimbangan lain selain impdansi jaringan dan panjang ja

ringan. Penyetelan di Gardu Induk juga melihat besarnya penyetelan

relai arus lebih dari sisi incoming 150 kV.

2. Kinerja Relai

Kinerja relai arus lebih pada Gardu Induk baik, hal ini dapat dilihat da

ri data PMT trip pada bulan februari sampai april. Terjadinya gangguan seper

ti gangguan terkena pohon, FCO putus, kontak antar feeder, gangguan tidak

diketemukan, angin kencang, jumper trafo putus, PMT pada gardu induk sela

lu trip.

Kerja relai hubung tanah baik seperti pada data PMT trip dimana ter

jadi gangguan isolator pecah, FCO putus, kontak antar feeder, jaringan kena

binatang (ular), angina kencang, PMT digardu induk trip.

Click t

o buy NOW!

PDFXCHANGE


k to buy N

OW!PDFXCHANGE

www.docutrack.com



bab ivv

Documents

Transcript of bab ivv