Makalah Seminar Kerja Praktek - elektro.undip.ac.id filejaringan distribusi primer (JTM) menuju...

12
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)

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