Makalah Seminar Kerja Praktek - elektro.undip.ac.id filejaringan distribusi primer (JTM) menuju...
Transcript of Makalah Seminar Kerja Praktek - elektro.undip.ac.id filejaringan distribusi primer (JTM) menuju...
1
Makalah Seminar Kerja Praktek
ANALISIS PERHITUNGAN SETTING RELAY ARUS LEBIH (OCR) GARDU HUBUNG
KANTOR PT. PLN PERSERO AREA JAMBI
Rizky Patra Jaya (21060110110005)(1)
Ir. Yuningtyastuti, MT(2)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
ABSTRAK
Seiring dengan kemajuan zaman, kebutuhan akan energi listrik semakin meningkat, baik dari segi kuantitas
maupun kualitas. Dari segi kuantitas, menuntut tersedianya energi listrik dalam jumlah yang memadai, sedangkan dari
segi kualitas, menuntut pendistribusian energi listrik dengan tingkat keandalan yang tinggi kepada para konsumen.
Dalam memenuhi syarat kuantitas penyaluran energi listrik maka sistem tenaga listrik sudah harus dilayani oleh dua
buah pusat listrik atau lebih. Akan tetapi pusat listrik akan sulit untuk mengatur pasokan energi disetiap beban tanpa
adanya pembagian yang lebih terperinci. Sehingga dibutuhkan sebuah gardu hubung untuk mengaturnya.
Gardu hubung merupakan gardu yang menerima energi listrik dari gardu induk yang telah diturunkan
menjadi tegangan menengah dan menyalurkan atau membagi energi listrik tanpa merubah tegangannya melalui
jaringan distribusi primer (JTM) menuju gardu atau transformator distribusi. Untuk menjamin penyaluran energi
listrik pada gardu hubung maka diperlukan pengaman pada sistem penyalurannya, salah satunya adalah penggunaan
relay arus lebih (OCR).
Relay arus lebih atau over current relay (OCR) adalah alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu
jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting. Saat
melakukan setting pada OCR perlu dilakukan perhitungan, agar settingan OCR dapat berfungsi dengan baik.
Di PT. PLN PERSERO WS2JB Area Jambi khususnya dalam bidang proteksi jaringan. Perhitungan setting OCR
secara tepat di Gardu Hubung, diharapkan mampu meningkatkan keandalan dan kontinuitas penyaluran energi
listrik terhadap pelanggan
.Kata Kunci : Gardu hubung, OCR, Perhitungan setting OCR
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Listrik merupakan salah satu sarana yang
dibutuhkan oleh masyarakat. Energi listrik digunakan
untuk mendukung aktivitas masyarakat sehari-hari,
dimulai dari penerangan, tenaga penggerak, pemanas
dan lain-lain. Oleh karena itu, untuk menjamin
keandalan dan kontinuitas penyaluran energi listrik
maka diperlukan keandalan pada sistem
penyalurannya.
Energi listrik dapat dibangkitkan dan
disalurkan ke pusat beban secara berkelanjutan,
ekonomis, effisien, aman dan optimum dengan
keandalan yang tinggi apabila dilengkapi dengan
sistem pengaman yang memadai. Tanpa adanya
sistem pengaman, berbagai gangguan yang terjadi
pada sistem tenaga listrik, baik eksternal maupun
internal tidak dapat diatasi dengan baik. Untuk itu
digunakan relay proteksi sebagai pengaman, salah
satunya adalah relay arus lebih. Dengan demikian
mengurangi kerusakan dan pemadaman, baik pada
pusat beban maupun pada komponen sistem tenaga
listrik.
1.2 Tujuan
Sesuai dengan kurikulum yang ada di
Universitas Diponegoro, maka tujuan Kerja
praktek ini adalah :
1. Menambah pengetahuan dan pemahaman
tentang Setting Relay yang dipergunakan di PT
PLN (Persero) WS2JB Area Jambi
2. Memberikan bekal pengalaman praktek,
sehingga teori yang didapatkan dapat
diterapkan di lapangan. 3. Memenuhi prasyarat sks wajib sesuai
kurikulum yang di berlakukan di
Universitas Diponegoro.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam penulisan laporan kerja praktek
ini, penulis hanya menjelaskan tentang gardu
hubung, serta perhitungan setting relay arus
lebih (OCR) pada gardu hubung PT. PLN area
Jambi.
2. PENDAHULUAN
2.1 GARDU HUBUNG PT. PLN AREA
JAMBI
2.1.1 Pengertiam umum gardu hubung
Gardu Hubung merupakan tempat
pemusatan daya dari pembangkit dan
interkoneksi atau dengan kata lain Gardu
hubung merupakan gardu yang menerima daya
listrik dari gardu induk yang telah diturunkan
menjadi tegangan menengah dan menyalurkan
atau membagi daya listrik tanpa merubah
tegangannya melalui jaringan distribusi primer
(JTM) menuju gardu atau transformator
distribusi, seperti Gambar (1)
2
Beban
TR
Beban TMPembangkit Gardu induk Gardu Hubung
ᴥ PMT
ᴥ PMS
ᴥ Lagthning Arrester
ᴥ Transformator
ᴥ Rel Daya
ᴥ Batere
ᴥ Relay
ᴥ Peralatan Kontrol
Trafo distribusi
Gambar 1. Diagram tungggal gardu hubung
Didalam gardu hubung terdapat macam-
macam peralatan yang diletakan dalam
kubikel,seperti Gambar (2) sebagai berikut :
Gambar 2. Kubikel Gardu Hubung PT. PLN area Jambi
2.1.2 Peralatan Utama Gardu Hubung
1 Pemutus Tenaga (PMT)
Circuit Breaker atau Sakelar Pemutus Tenaga
(PMT) adalah suatu peralatan pemutus rangkaian
listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu
untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada
semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai
dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang
normal ataupun tidak normal.
Gambar 3. PMT dan PMS pada GH PT. PLN area Jambi
2. Pemisah (PMS)
Disconnecting Switch atau saklar
pemisah (PMS) yaitu suatu peralatan sistem
tenaga yang berfungsi sebagai pemisah
peralatan listrik dari peralatan lain yang
bertegangan, dimana PMS ini dapat membuka
dan menutup hanya pada kondisi tanpa beban,
seperti Gambar (3).
3. Ligthning Arrester ( LA )
Arrester adalah alat pelindung bagi
peralatan sistem tenaga listrik terhadap surya
petir. Alat ini bersifat bypass disekitar ilolasi
yang berbentuk jalan dan mudah dialirin arus
ke sistem pentanahan pada saat terjadi surja
hubung atau sambaran petir, sehingga hal itu
tidak menibulkan tegangan lebih dan tidak
merusak peralatan listrik. Jadi pada keadaan
normal arrester berlaku sebagai isolator. Bila
timbul tegangan surja maka arrester bersifat
sabagai konduktor yang tahananya relative
rendah, sehingga dapat dilalaui arus dengan
baik. Adapun arrester yang digunakan pada
gardu hubung PT. PLN area Jambi seperti
Gambar (4) :
Gambar 4. LA pada GH PT. PLN area Jambi
4. Rel Daya ( Busbar )
Busbar jenis tunggal adalah sistem rel
yang sederhana, karena hanya menggunakan
sedikit peralatan dan ruang maka dari segi
ekonomis sistem ini sangat menguntungkan.
Rel daya tunggal digunakan pada gardu skala
kecil yang hanya mempunyai sedikit saluran
ke luar ( outgoing ).
Sistem Busbar pada gardu hubung PT.
PLN area Jambi seperti Gambar (5).
PMT
PMS
3
Gambar 5. Busbar pada GH PT. PLN area Jambi
Sistem busbar yang ada pada gardu hubung .
PLN area Jambi adalah sistem single bus ( rel daya
tunggal ). Tengangan 20 kV yang berada pada busbar
didistribusikan kebeban melalui tiga penyulang :
Penyulang Pijoan
Penyulang Mayang
Penyulang Kebun Handil
5. Transformator Ukur
Pada umumnya alat - alat ukur seperti voltmeter
dan ampermeter dibuat dalam batas yang relative
kecil. Untuk itu pada pengukuran listrik arus bolak–
balik digunakan transformator yang berfungsi sesuai
kegunaannya antara lain:
a. Transformator Arus ( Current Transfomator )
Transformator arus berfungsi untuk
menurunkan arus yang besar menjadi arus yang
kecil.Gambar Current Transfomator pada gardu
hubung PT. PLN area Jambi
Gambar 6. Current Transfomator pada gardu hubung PT.
PLN area Jambi
b. Transformator Tegangan ( Potensial
Transformer )
Transformator tegangan berfungsi untuk
menurunkan tegangan kerja dari yang besar pada
tengangan menengah menjadi tegangan yang kecil.
Gambar Potensial Transfomator pada gardu
hubung PT. PLN area Jambi
Gambar 7. Potensial Transfomator pada gardu
hubung PT. PLN area Jambi
6 Batere
Batere dipakai sebagai sumber tenaga
untuk peralatan control dan proteksi dari
Gardu Hubung. Peranan dari batere ini adalah
sangat penting karena justru pada saat
gangguan, batere inilah yang merupakan
sumber tenaga untuk menggerakan alat – alat
control dan proteksi. Pada gardu hubung PT.
PLN area Jambi jenis batere yang digunakan
adalah jenis batere Alkali.
Gambar 8. Batere GH PT PLN area Jambi
7 Relay
Relay adalah peralatan elektronik yang
memberikan perintah pada PMT untuk
membuka apabila terjadi suatu gangguan. Ini
untuk melindungi peralatan tenaga listrik dan
sistem jaringannya. Prinsip kerja relay adalah
sebagai otak dari sebuah sistem tenaga listrik.
Relay akan bekerja apabila dideteksi adanya
gangguan, seperti Gambar (9).
Gambar 9. Prinsip Kerja Relay
CT
PT
PMT
4
Dan Gardu hubung PT. PLN area jambi
menggunakan relay SPAJ 140C dan relay SPAJ
144C, sesuai dengan data berikut :
Gambar 10. Ralay SPAJ 140 C
Gambar 11. Ralay SPAJ 144 C
Fungsi relay yaitu sebagai berikut ini:
Merupakan rele pengaman utama dan cadangan,
Mengamankan gangguan hubung pendek antara
fasa maupun hubung pendek satu fasa ke tanah
dan dalam beberapa hal dapat digunakan sebagai
pengaman beban lebih (overload),
Pengamanan utama pada jaringan distribusi dan
subtransmisi radial,
Pengaman cadangan untuk generator, trafo
tenaga dan saluran transmisi.
Disamping itu ada syarat penting dalam pengamanan,
yaitu:
a. Kepekaan (Sensitivity)
Pada prinsipnya relay harus peka sehingga
dapat mendeteksi gangguan dikawasan
pengamannya meskipun dalam kondisi
rangsangan yang minimum.
b. Keandalan (Reliability)
Ada 3 aspek keandalan, yaitu sebagai berikut :
1. Depedability yaitu tingkat
kepastian bekerjanya, dapat
diandalkan dan tidak boleh gagal
dalam bekerja.
2. Security yaitu tingkat kepastian
untuk tidak salah kerja.
3. Avaliability yaitu perbandingan
antara waktu dimana pengaman
dalam keadaan siap kerja dan
waktu total operasinya.
c. Selektivitas ( selectivity)
Pengaman harus dapat memisahkan
bagian sistem yang terganggu sekecil
mungkin yaitu hanya seksi yang
terganggu yang menjadi kawasan
pengamanan utamanya.
d. Kecepatan
Untuk memperkecil kerugian/
kerusakkan akibat gangguan, maka
bagian yang terganggu harus dipisahkan
secepat mungkin.
Adapun jenis-jenis relay sebagai berikut :
Pengamanan Generator
Relay Stator Hubung Tanah
Relay arus urutan negatif
Relay diferensial
Relay hilang medan
Relay Tegangan lebih
Relay daya balik
Relay arus lebih / Relai jarak
Relay Putaran lebih
Relay Out of step
Pengamanan Transformator
Relay Diferensial
Relay Tangki
Relay Buchhclzs
Relay Suhu (Temperatur)
Relay Arus Lebih
Relay Tekanan
Penggamanan Transmisi
Relay Jarak
Relay Current Differential
Relay Phase Comparison
Pengamanan Distribusi
Relay Gangguan Antar Fasa
(OCR)
Relay Gangguan Satu Fasa
Ketanah (GFR)
Dikarenakan relay gardu hubung PT.
PLN area Jambi adalah pengaman sistem
jaringan 20 kv, maka relay arus lebih (OCR).
5
8 Peralatan Kontrol
Peralatan kontrol digunakan untuk
mengontrol peralatan gardu hubung.
Peralatan kontrol ini terdapat pada panel box
kontrol. Panel box kontrol pada GH PT.
PLN area Jambi yaitu :
Gambar 12. Panel Box Kontrol
2.2 Relay Arus Lebih (OCR)
Pada dasarnya relay arus lebih adalah alat yang
mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan
dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang
boleh melewatinya disebut dengan setting.
Karakteristik Waktu Kerja OCR yaitu sebagai berikut
ini :
Relay arus lebih seketika (moment). Rele
arus lebih dengan karakteristik waktu kerja
seketika (moment) ialah jika jangka waktu
rele mulai saat rele arusnya pick up (kerja)
sampai selesainya kerja rele sangat singkat
(20-100 ms), yaitu tanpa penundaan waktu.
Rele ini pada umumnya dikombinasikan
dengan rele arus lebih dengan karakteristik
waktu tertentu (definite time) atau waktu
terbalik (inverse time) dan hanya dalam
beberapa hal berdiri sendiri secara khusus.
Relay arus lebih dengan karakteristik waktu
tertentu (Definite time). Rele arus lebih
dengan karakteristik waktu tertentu ialah jika
jangka waktu mulai rele arus pick up sampai
selesainya kerja rele diperpanjang dengan
nilai tertentu dan tidak tergantung dari
besarnya arus yang menggerakan.
Relay arus lebih dengan karakteristik waktu
terbalik (Inverse time).
Rele dangan karakteristik waktu terbalik
adalah jika jangka waktu mulai rele arus pick
up sampai selesainya kerja diperpanjang
dengan besarnya nilai yang berbanding
terbalik dengan arus yang menggerakkan.
Koordinasi relai arus lebih
1. Definite Time Relay.
Koordinasi Relay yang
mentripkan PMT (Pemutus) dalam
jaringan Radial dilakukan dengan
membuat setelan waktu yang tetap
untuk setiap titik gangguan
hubungan singkat, tetapi nilai
setelannya bertingkat.
Ga mbar 13. Defini te Time Relay
Pada Gambar (13) arus
gangguan makin dekat ke sumber
makin besar , tetapi waktu kerja
relay malah makin lambat.
2. Inverse Time Relay.
Waktu kerja relay berdasarkan
arus gangguan yang mengalir pada
relay. Jadi Koordinasinya perlu
hasil hitungan Arus gangguan
Hubungan Singkat di setiap titik
gangguan.
Cara Kerja Inverse Time
Relay :
a) Relay mulai kerja pada arus
gangguan pick up >I set.
b) Bila perbandingan arus
gangguan dan setelan arus >I,
maka elemen waktu mulai
menghitung.
c) Hitungan waktu selesai bila
kontak menutup,dan lamanya
tergantung perbandingan arus
itu, makin besar arus makin
cepat relay bekerja.
Gambar 14. Inverse Time Relay
Pada gambar Gambar (14),
arus gangguan makin dekat
kesumber arus gangguan makin
6
besar, waktu kerja relay sudah dapat
ditekan.
Untuk mendapatkan karakteristik
yang diharapkan seperti diatas perlu
dihitung arus gangguan, nilai setelan arus
dan setelan waktu.
3. Inverse Definite Minimum Time
(IDMT) Relay.
Gambar 15. Kombinasi relay inverse dan definite
Relay mempunyai kombinasi
antara Inverse dan Definte Time
relay.Relay Jenis ini yang digunakan
pada Gardu Hubung Kantor.
2.3 SETTING RELAY GARDU
HUBUNG PT. PLN AREA
JAMBI Gardu hubung merupakan gardu yang
menerima energi listrik dari gardu induk yang telah
diturunkan menjadi tegangan menengah dan
menyalurkan atau membagi energi listrik tanpa
merubah tegangannya melalui jaringan distribusi
primer (JTM) menuju gardu atau transformator
distribusi. Untuk menjamin penyaluran energi listrik
pada gardu hubung maka diperlukan pengaman pada
sistem penyalurannya, salah satunya adalah
penggunaan relay arus lebih (OCR).
Relay arus lebih atau over current relay (OCR)
adalah alat yang mendeteksi besaran arus yang
melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus.
Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut
dengan setting. Saat melakukan setting pada OCR
perlu dilakukan perhitungan, agar settingan OCR
dapat berfungsi dengan baik. Untuk melakukan
perhitungan setting relay arus lebih (OCR) harus
diketahui arus gangguan data CT yang digunakan.
2.3.1 Data
Pada laporan ini digunakan 3 jenis data, yaitu :
1. Data arus gangguan yang terjadi di tiap
penyulang pada Tabel (4.1) digunakan untuk
perhitungan waktu kerja relay arus lebih,
serta perhitungan koordinasi kerja relay di
gardu hubung PT. PLN area Jambi.
2. Data rasio CT dan setting relay pada
Tabel (4.2) digunakan untuk
perhitungan waktu kerja relai arus
lebih , serta perhitungan koordinasi
kerja relay gardu hubung PT. PLN
area Jambi.
3. Data single line diagram jaringan di
area Jambi (terlampir)
Tabel 1. Database Arus gangguan GH PT.
PLN area Jambi
x InARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms
1,01 404 0,20 1,01 404 0,20 1,01 101 0,05 1,01 152 0,05 1,01 152 0,05
1,02 408 0,20 1,02 408 0,20 1,02 102 0,05 1,02 153 0,05 1,02 153 0,05
1,03 412 0,20 1,03 412 0,20 1,03 103 0,05 1,03 155 0,05 1,03 155 0,051,04 416 0,20 1,04 416 0,20 1,04 104 0,05 1,04 156 0,05 1,04 156 0,05
1,05 420 0,20 1,05 420 0,20 1,05 105 0,05 1,05 158 0,05 1,05 158 0,05
1,1 440 0,20 1,06 424 0,20 1,1 110 0,05 1,1 165 0,05 1,1 165 0,051,15 460 0,20 1,07 428 0,20 1,15 115 0,05 1,15 173 0,05 1,15 173 0,05
1,2 480 0,20 1,08 432 0,20 1,2 120 0,05 1,2 180 0,05 1,2 180 0,05
1,25 500 0,20 1,09 436 0,20 1,25 125 0,05 1,25 188 0,05 1,25 188 0,051,3 520 0,20 1,1 440 0,20 1,3 130 0,05 1,3 195 0,05 1,3 195 0,05
1,35 540 0,20 1,11 444 0,20 1,35 135 0,05 1,35 203 0,05 1,35 203 0,05
1,4 560 0,20 1,12 448 0,20 1,4 140 0,05 1,4 210 0,05 1,4 210 0,051,45 580 0,20 1,13 452 0,20 1,45 145 0,05 1,45 218 0,05 1,45 218 0,05
1,5 600 0,20 1,14 456 0,20 1,5 150 0,05 1,5 225 0,05 1,5 225 0,05
1,55 620 0,20 1,15 460 0,20 1,55 155 0,05 1,55 233 0,05 1,55 233 0,05
1,6 640 0,20 1,15 460 0,20 1,75 175 0,05 1,75 263 0,05 1,75 263 0,05
1,65 660 0,20 1,6 640 0,20 2 200 0,05 2 300 0,05 2 300 0,05
1,7 680 0,20 1,7 680 0,20 3 300 0,05 2,25 338 0,05 2,25 338 0,05
1,75 700 0,20 1,8 720 0,20 4 400 0,05 2,5 375 0,05 2,5 375 0,05
1,8 720 0,20 1,9 760 0,20 4,5 450 0,05 3 450 0,05 3 450 0,05
1,9 760 0,20 2 800 0,20 4,8 480 0,05 3,5 525 0,05 3,4 510 0,05
5.400 0,20 5.400 0,20 300 0,05 225 0,05 450 0,05
5.400 0,20 5.400 0,20 300 0,05 225 0,05 450 0,055.400 0,20 5.400 0,20 300 0,05 225 0,05 450 0,05
GH KANTOR MAYANG GH KANTOR PIJOAN
ARUS GANGGUAN
SISTEM 20 KV GH KANTOR
GI SELINCAH PNL ANGGREK GH KANTOR INCOMING GH KANTOR KEBUN HANDIL
PT. PLN (PERSERO) WS2JBAREA JAMBI
x InARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms x In
ARUS
GANGGUANtms
1,01 404 0,20 1,01 404 0,20 1,01 101 0,05 1,01 152 0,05 1,01 152 0,05
1,02 408 0,20 1,02 408 0,20 1,02 102 0,05 1,02 153 0,05 1,02 153 0,05
1,03 412 0,20 1,03 412 0,20 1,03 103 0,05 1,03 155 0,05 1,03 155 0,051,04 416 0,20 1,04 416 0,20 1,04 104 0,05 1,04 156 0,05 1,04 156 0,05
1,05 420 0,20 1,05 420 0,20 1,05 105 0,05 1,05 158 0,05 1,05 158 0,05
1,1 440 0,20 1,06 424 0,20 1,1 110 0,05 1,1 165 0,05 1,1 165 0,051,15 460 0,20 1,07 428 0,20 1,15 115 0,05 1,15 173 0,05 1,15 173 0,05
1,2 480 0,20 1,08 432 0,20 1,2 120 0,05 1,2 180 0,05 1,2 180 0,05
1,25 500 0,20 1,09 436 0,20 1,25 125 0,05 1,25 188 0,05 1,25 188 0,051,3 520 0,20 1,1 440 0,20 1,3 130 0,05 1,3 195 0,05 1,3 195 0,05
1,35 540 0,20 1,11 444 0,20 1,35 135 0,05 1,35 203 0,05 1,35 203 0,05
1,4 560 0,20 1,12 448 0,20 1,4 140 0,05 1,4 210 0,05 1,4 210 0,051,45 580 0,20 1,13 452 0,20 1,45 145 0,05 1,45 218 0,05 1,45 218 0,05
1,5 600 0,20 1,14 456 0,20 1,5 150 0,05 1,5 225 0,05 1,5 225 0,05
1,55 620 0,20 1,15 460 0,20 1,55 155 0,05 1,55 233 0,05 1,55 233 0,05
1,6 640 0,20 1,15 460 0,20 1,75 175 0,05 1,75 263 0,05 1,75 263 0,05
1,65 660 0,20 1,6 640 0,20 2 200 0,05 2 300 0,05 2 300 0,05
1,7 680 0,20 1,7 680 0,20 3 300 0,05 2,25 338 0,05 2,25 338 0,05
1,75 700 0,20 1,8 720 0,20 4 400 0,05 2,5 375 0,05 2,5 375 0,05
1,8 720 0,20 1,9 760 0,20 4,5 450 0,05 3 450 0,05 3 450 0,05
1,9 760 0,20 2 800 0,20 4,8 480 0,05 3,5 525 0,05 3,4 510 0,05
5.400 0,20 5.400 0,20 300 0,05 225 0,05 450 0,05
5.400 0,20 5.400 0,20 300 0,05 225 0,05 450 0,055.400 0,20 5.400 0,20 300 0,05 225 0,05 450 0,05
GH KANTOR MAYANG GH KANTOR PIJOAN
ARUS GANGGUAN
SISTEM 20 KV GH KANTOR
GI SELINCAH PNL ANGGREK GH KANTOR INCOMING GH KANTOR KEBUN HANDIL
PT. PLN (PERSERO) WS2JBAREA JAMBI
7
Tabel 2. Database tabel setting relay arus lebih pada
GH PT PLN area Jambi
1 2 3 4 5
Merk/Type Rele 5 3 4 4 3
Karakteristik 1 1 1 1 1
CT RATIO Amp 400/5 400/5 100/5 150/5 150/5
Setting I > Amp 400 400 100 150 150
Setting t > tms 0,20 0,20 0,05 0,05 0,05
Setting I >> Amp 5.400 5.400 300 225 450
Setting t >> det 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05
RESETTING ARUS LEBIH
SISTEM 20 KV GH KANTOR
URAIAN
GI SELINCAH
PNL ANGGREK
GH KANTOR
INCOMING
GH KANTOR
KEBUN HANDIL
GH KANTOR
MAYANG
GH KANTOR
PIJOAN
PT. PLN (PERSERO) WS2JBAREA JAMBI
2.3.2 PERHITUNGAN SETTING RELAY OCR
PADA GARDU HUBUNG
Pada pembahasan laporan ini digunakan
relay arus lebih (OCR) dengan karakteristik
normal invers. Persamaan dasar yang digunakan
untuk menghitung waktu kerja OCR tipe normal
invers adalah:
Dimana :
t = waktu trip (top) (detik)
K = time multiplier (tms)
β = 0.14
α = 0.02
I = Arus gangguan (Ampere)
I> = Arus setting (Iset) (Ampere)
Untuk melakukan perhitungan setting relay
secara benar, diperlukan single line diagram
gardu hubung PT. PLN area Jambi, seperti yang
ditunjukan pada Gambar (4.1)
Gambar 16. Single line diagram gardu hubung PT.PLN
area Jambi
Pada Gardu Hubung Kantor terdapat 3
penyulang Out Going, 1 penyulang Incoming
yaitu Penyulang Anggrek sebagai pensuplai
utama Gardu Hubung Kantor. Mengingat ada 3
penyulang outgoing yang mana untuk mensuplai
langsung ke jaringan Distribusi, maka untuk
menjaga keandalan sistem perlu setting dan
koordinasi Relay yang tepat antara Gardu
Hubung dan Gardu Induk agar tidak
menyebabkan padam total apabila terjadi
gangguan jaringan pada salah satu
penyulang.
Pada pembahasan selanjutnya akan
dilakukan perhitungan untuk setting OCR
pada incoming dan outgoing gardu
hubung.
a. Setting OCR incoming gardu
hubung PT. PLN area Jambi
Jaringan untuk GH PT. PLN area
Jambi didapat dari penyulang anggrek.
Oleh karena itu setting waktu (tms)
dari relay arus lebih (OCR) digunakan
nilai yang lebih besar dari setting
waktu (tms) jaringan outgoing GH PT.
PLN area Jambi. (Tabel 2)
Pada data tebel (4.2) didapat nilai
waktu setting OCR (tms) untuk
penyulang anggrek sebesar 0,2 detik.
Dan pada Tabel (1) didapat arus
gangguan pada penyulang anggrek
sebesar 404 A pada sisi sekunder CT.
Sehingga bisa dicari waktu kerja OCR
sesuai perhitungannya.
Contoh perhitungan :
Dengan cara yang sama
didapat hasil perhitungan dalam tabel
(3) sebagai berikut :
t = K x β
(I/I>)α-1
t = 0.200 x 0.14
(404/400)0.02
-1
t = 0.028
1.9x10-4
t = 140,6 detik
t = K x β
(I/I>)α-1
8
Tabel 3. Tabel Perhitungan waktu Kerja OCR pada
incoming penyulang anggrek dengan arus
gangguan yang berbeda
Tabel (3) menunjukan bahwa
semakin besar arus gangguan yang terjadi
maka waktu kerja OCR untuk memberikan
perintah pada PMT untuk membuka juga
akan semakin cepat. Untuk arus gangguan
sebesar 5400 ampere merupakan settingan
pada definite, sehingga waktu untuk
membuka PMT akan instan sesuai waktu
setting yang dimasukan.
Dari Tabel (3) dapat dibuat grafik
waktu kerja relay arus (OCR) lebih terhadap
besarnya gangguan.
Gambar 17. Grafik perbandingan antara waktu kerja OCR
terhadap arus gangguan yang terjadi di
penyulang anggrek
Dari Gambar (17) diketahui bahwa
semakin besar arus gangguan yang terjadi
maka waktu kerja relay arus lebih akan lebih
cepat. Sehingga hasil perhitungan sesuai
dengan karakteristik relay yang
digunakan, yaitu normal inverse.
b. Setting OCR outgoing gardu
hubung PT. PLN area Jambi
Jaringan outgoing untuk GH
PT. PLN area Jambi dibagi menjadi 3
bagian, seperti Gambar (4.1).
Pembagiannya sebagai berikut :
Penyulang Pijoan
Penyulang Kebun Handil
Penyulang Mayang
Agar didapat syarat proteksi,
yaitu selektif dalam mengisolir
gangguan, maka relay arus lebih
(OCR) yang berada pada jaringan
outgoing harus di setting
sedemikian rupa, agar diperoleh
waktu operasi yang lebih cepat dari
jaringan incoming GH PT. PLN
area Jambi. karena digunakan jenis
dan karakteristik relai yang sama,
yaitu jenis OCR tipe normal invers,
maka setting waktu (tms) relay utuk
jaringan outgoing di setel lebih
kecil.
Pada data Tabel (4.2) didapat
nilai tms untuk setting waktu ocr
pada masing masing penyulang
outgoing sebagai berikut :
Tabel 4. Waktu setting (tms) pada outgoing GH
PT. area Jambi
Outgoing pada GH PT. PLN area Jambi Waktu Setting (tms)
Penyulang Pijoan 0,05
Penyulang Kebun Handil 0,05
Penyulang Mayang 0,05
Untuk data arus gangguan
didapat dari data PT. PLN area
Jambi untuk masing masing
outgoing gardu hubung, seperti
tabel (4.5) berikut :
Tabel 5. Arus gangguan pada outgoing GH PT.
area Jambi Outgoing pada GH PT. PLN area Jambi Arus Gangguan (A)
Penyulang Pijoan 152
Penyulang Kebun Handil 101
Penyulang Mayang 152 Dengan adanya data arus
gangguan dan waktu setting dapat
dihitung waktu operasi (top) pada
masing-masing outgoing gardu
hubung PT. area Jambi.
Arus
gangguan
9
Contoh perhitungan :
a. Penyulang Pijoan
b. Penyulang Kebun Handil
c. Penyulang Mayang
Dengan cara yang sama didapat
hasil perhitungan dalam Tabel (6)
sebagai berikut :
Tabel 6. Tabel Perhitungan waktu Kerja OCR pada
outgoing GH PT. PLN area Jambi dengan
arus gangguan yang berbeda
tmsArus Gangguan
(A)
Waktu Kerja
(top)tms
Arus Gangguan
(A)
Waktu Kerja
(top)tms
Arus Gangguan
(A)
Waktu Kerja
(top)
0,05 101 35,17 0,05 152 26,42 0,05 152 26,42
0,05 102 17,67 0,05 153 17,67 0,05 153 17,67
0,05 103 11,84 0,05 155 10,67 0,05 155 10,67
0,05 104 8,92 0,05 156 8,92 0,05 156 8,92
0,05 105 7,17 0,05 158 6,73 0,05 158 6,73
0,05 110 3,67 0,05 165 3,67 0,05 165 3,67
0,05 115 2,50 0,05 173 2,45 0,05 173 2,45
0,05 120 1,92 0,05 180 1,92 0,05 180 1,92
0,05 125 1,56 0,05 188 1,55 0,05 188 1,55
0,05 130 1,33 0,05 195 1,33 0,05 195 1,33
0,05 135 1,16 0,05 203 1,15 0,05 203 1,15
0,05 140 1,04 0,05 210 1,04 0,05 210 1,04
0,05 145 0,94 0,05 218 0,93 0,05 218 0,93
0,05 150 0,86 0,05 225 0,86 0,05 225 0,86
0,05 155 0,80 0,05 233 0,79 0,05 233 0,79
0,05 175 0,62 0,05 263 0,62 0,05 263 0,62
0,05 200 0,50 0,05 300 0,50 0,05 300 0,50
0,05 300 0,32 0,05 338 0,43 0,05 338 0,43
0,05 400 0,25 0,05 375 0,38 0,05 375 0,38
0,05 450 0,23 0,05 450 0,32 0,05 450 0,32
0,05 480 0,22 0,05 525 0,28 0,05 510 0,28
0,05 300 Definite 0,05 225 Definite 0,05 450 Definite
0,05 300 Definite 0,05 225 Definite 0,05 450 Definite
0,05 300 Definite 0,05 225 Definite 0,05 450 Definite
GH KANTOR MAYANG GH KANTOR PIJOANGH KANTOR KEBUN HANDIL
Pada Tabel (6) waktu kerja
OCR akan semakin cepat jika arus
gangguan semakin membesar. Untuk
penyulang mayang dan pijoan waktu
kerja OCR sama, dikarenakan arus
gangguan yang terjadi dikedua
penyulang sama. Akan tetapi untuk
karakteristik OCR difinite berbeda,
penyulang mayang 225 ampere
sedangkan penyulang pijoan 450
ampere. Penyulang mayang memiliki
setting arus yang lebih kecil karena
didaerah penyulang mayang
merupakan daerah padat penduduk.
Sehingga dibutuhkan waktu kerja
OCR yang cepat agar jaringan
dipenyulang mayang aman. Sedangkan
untuk penyulang kebun handil arus
gangguan pada karakteristik definite
sebesar 300 ampere.
Dari Tabel (6) dapat dibuat
grafik perbandingan antara waktu
operasi tiap penyulangnya :
Gambar 18. Grafik perbandingan waktu kerja
OCR outgoing GH PT.PLN area
Jambi tiap Penyulang.
t = K x β
(I/I>)α-1
t = 0.05 x 0.14
(152/150)0.02
-1
t = 0.007
2.64x10-4
t = 26,42 detik
t = K x β
(I/I>)α-1
t = 0.05 x 0.14
(101/100)0.02
-1
t = 0.007
1.99x10-4
t = 35,17 detik
t = K x β
(I/I>)α-1
t = 0.05 x 0.14
(152/150)0.02
-1
t = 0.007
2.64x10-4
t = 26,42 detik
10
Pada Gambar (18) dapat dilihat
bahwa kurva waktu kerja untuk OCR pada
penyulang mayang dan pijoan adalah saling
berimpitan. Hal ini karena kedua feeder
tersebut menggunakan rasio CT yang sama,
sehingga kedua relay akan membaca nilai
arus gangguan yang sama.sedangkan
penyulang kebun handil menggunak rasio CT
yang lebih kecil, sehingga memiliki kurva
waktu kerja relay yang sedikit berbeda.
2.3.3 Koordinasi Setting OCR gardu hubung
PT. PLN area Jambi
Untuk penyetingan relay di gardu hubung
Kantor, perhitungan untuk nilai setting yang
dimasukan dalam data setting pada relay harus di
koordinasikan dengan data setting relay di Gardu
Induk Selincah agar tidak terjadi Black Out (padam
total) apabila salah satu penyulang di GH Kantor
mengalami gangguan. Karena setting relay di Gardu
Induk Selincah bukan menjadi wewenang Kantor
Cabang. Maka perhitungan nilai setting yang
dimasukkan pada relay di GH Kantor adalah tidak
mutlak berdasarkan perhitungan panjang jaringan
atau besarnya penampang, jadi nilai setting yang
dimasukkan berdasarkan pertimbangan koordinasi
nilai setting relay di GI Selincah.
Dari database arus gangguan GH PLN area Jambi
(Tabel 1) diambil sempel arus gangguan sebesar 500
ampere untuk melihat koordinasi OCR normal invers
pada gardu hubung PT. PLN area Jambi sudah
terlaksana dengan baik atau tidak. Oleh sebab itu
akan dilakukan perhitungan pada incoming
penyulang anggrek beserta outgoing penyulang
kebun handil, mayang dan pijoan.
Untuk waktu kerja incoming penyulang anggrek
perhitungannya sebagai berikut :
Penyulang Anggrek (incoming) :
I> (Iset) = 400 Ampere
t> (tms) = 0.200 detik
Maka waktu trip pada penyulang Anggrek
adalah,
Jadi PMT akan trip (membuka) dalam waktu
6.26 detik jika terjadi gangguan pada jaringan.
Untuk waktu kerja OCR outgoing tiap
penyulang perhitungannya sebagai berikut:
Penyulang Pijoan (outgoing) :
I>(Iset) = 150 Ampere
t> (tms) = 0.05 detik
Maka waktu trip pada penyulang
Pijoan adalah,
Jadi PMT akan trip (membuka) dalam
waktu 0.29 detik jika terjadi gangguan pada
jaringan.
Penyulang Mayang (outgoing) :
I>(Iset) = 100 Ampere
t> (tms) = 0.05 detik
Maka waktu trip pada penyulang
mayang adalah
Jadi PMT akan trip (membuka) dalam
waktu 0.29 detik jika terjadi gangguan pada
jaringan.
Penyulang Kebun Handil (outgoing) :
I>(Iset) = 100 Amper
t> (tms) = 0.05 detik
t = 0.05 x 0.14
(500/150)0.02
-1
t = 0.007
0.024
t = 0.29 detik
t = 0.200 x 0.14
(500/400)0.02
-1
t = 0.028
0.012
t = 6.26 detik
t = 0.05 x 0.14
(500/150)0.02
-1
t = 0.007
0.024
t = 0.29 detik
11
Maka waktu trip pada penyulang kebun
handil adalah,
Jadi PMT akan trip (membuka) dalam waktu
0.21 detik jika terjadi gangguan pada jaringan.
Dari perhitungan waktu kerja OCR di incoming
dan outgoing GH PT. PLN area Jambi dapat di buat
tabel sebagai berikut :
Tabel. 7 Perbandingan waktu kerja OCR pada GH PT.
PLN area Jambi
Waktu Kerja (top) (detik)
Incoming Anggrek 6,26
Pijoan 0,29
Mayang 0,29
Kebun Handil 0,21
outgoing
Penyulang GH PT. PLN area Jambi
Dari Tabel (7), dapat dilihat dengan arus
gangguan sebesar 500 ampere, maka waktu kerja
OCR pada penyulang pijoan dan mayang sebeasar
0,29 detik, penyulang kebun handil 0,21 detik, dan
penyulang anggrek 6,21 detik.
Jika di buat grafik perbandingan waktu kerja
OCR dari Tabel (7), akan telihat sebagai berikut :
Gambar 19. Perbandingan waktu kerja OCR pada
GH PLN area Jambi
Dari Gambar (19) terlihat bahwa OCR
Penyulang Kebun Handil akan bekerja terlebih
dahulu apabila arus gangguan 500 ampere. Dan
waktu kerja OCR yang paling lama terdapat pada
Penyulang anggrek, karena relay arus lebih (OCR) ini
difungsikan untuk pengaman cadangan dari relay
arus lebih (OCR) di outgoing.
Koordinasi setting OCR GH PT. PLN area
Jambi sudah baik, itu terlihat dari waktu kerja OCR
outgoing lebih cepat dari pada waktu kerja
OCR incoming. Sehingga jika terjadi gangguan
pada jaringan, PMT pada penyulang outgoing
akan membuka terlebih dahulu. Ini
menyebabkan PMT penyulang incoming tidak
akan membuka jika salah satu dari outgoing
GH mengalami gangguan.
3. PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari uraian di atas dapat
ditarik beberapa kesimpulan sebagai
berikut :
1. Fungsi Relay bertujuan untuk
mencegah kerusakan pada peralatan
sistem tenaga listrik akibat
terjadinya gangguan atau kondisi
operasi sistem yang tidak normal.
2. Setiap setting relay di Gardu
Hubung harus dikoordinasikan
dengan setting relay di Gardu Induk,
sehingga tidak menyebabkan padam
total (Black Out), dan juga dapat
mengetahui arah gangguan sehingga
mudah untuk mengisolir
gangguannya.
3. Pada gardu hubung PT.PLN area
Jambi karakteristik OCR yang
digunakan adalah normal inverse
dan definite.
4. Lampu emergency akan menyala
secara otomatis pada gardu hubung
PT.PLN area Jambi apabila terjadi
trip atau padam.
3.2 SARAN
Berdasarkan pengamatan penulis, maka
penulis dapat memberikan beberapa saran
yaitu sebagai berikut :
1. Dibutuhkan adanya pemasangan
alarm sinyal sebagai sinyal apabila
terjadi gangguan di penyulang.
2. Perlunya penambahan lampu
emergency pada gardu hubung
kantor, karena lampu emergency
yang terpasang sekarang masih
kurang.
t = 0.05 x 0.14
(500/100)0.02
-1
t = 0.007
0.024
t = 0.21 detik
12
DAFTAR PUSTAKA
Drs. Supryadi. Edy. 1999. Sistem Pengaman
Tenaga Listrik. Yogyakarta : Adicita
Karya Nusa.
Sukarto. J. 1985. Filosofi Pengaman. Jakarata PLN.
Rao, Madhava. 1979. Power System Protection.
Jakarta : PLN.
Ir.Wahyudi Sarimun.N.MT & Ir.Pribadi
Kadarisman, 2003. Keandalan Sistem
Distribusi Primer 20 KV. Jakarta : PLN
Buku Panduan SPAJ 140C. Spacom – SPAJ 140C :
ABB
BIODATA
Rizky Patra Jaya (21060
110110005). Lahir di Jambi,
14 Desember 1992.
Menempuh pendidikan di TK
Aisyiah III, SD Negeri 150
Jambi, SMP Negeri 7 Jambi,
SMA Negeri 4 Jambi, dan
sekarang tercatat sebagai
Mahasiswa Teknik Elektro
UNDIP, Angkatan 2010,
Konsentrasi Ketenagaan.
Menyetujui
Dosen Pembimbing
Ir. YUNINGTYASTUTI, MT
NIP. 195209261983032001