Sistem Pentanahan Pembumian Titik Netral

SISTEM PENTANAHAN (PEMBUMIAN) TITIK NETRALBelajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Grounding System
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Pokok Bahasan
1.1. Umum/ Pendahuluan
1.3 Sistem yang tidak ditanahkan (Floating Grounding)
1.4. Metoda Pentanahan Titik Netral
1.5. Pentanahan Langsung
1.7. Batasan Operasi NGR
1.9. Trafo Pentanahan
Pentanahan Peralatan (Grounding Equipment)
2.1. Pengertian Pentanahan Peralatan
2.2. Tujuan pentanahan peralatan
2.5. Pengaruh tahanan pentanahan terhadap system tenaga listrik
2.6. Pengaruh Tahanan Pentanahan Yang Kecil Pada Sistem
2.7. Macam-Macam Elektroda Pentanahan
GROUNDING SYSTEM
Grounding Equipment (Pentanahan / Pembumian Peralatan)
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
NETRAL GROUNDING SYSTEM
TUJUAN PENTANAHAN TITIK NETRAL SISTEM
Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.
Membatasi tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang sehat).
Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik.
Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault).
Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan.
SISTEM YANG TIDAK DITANAHKAN
Contoh Sistem yang Tidak ditanahkan
Sistem tegangan primer
Metoda Pentanahan Titik Netral
Pentanahan langsung (effective grounding)
PENTANAHAN TITIK NETRAL TANPA IMPEDANSI
(PENTANAHAN LANGSUNG/SOLID GROUNDING)
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)
R
S
T
N
ZR
Zs
ZT
PENTANAHAN TITIK NETRAL TANPA IMPEDANSI
(PENTANAHAN LANGSUNG/SOLID GROUNDING)
Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui
Sederhana dan murah dari segi pemasangan
Kerugian :
setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan terputusnya daya
arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat membahayakan makhluk hidup didekatnya dan kerusakan peralatan listrik yang dilaluinya
PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN (RESISTANCE GROUNDING)
Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) yang dimaksud adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral dihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor), sebagai contoh terlihat pada gambar dibawah ini
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan (Resistor)
Groundng Resistor
Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubung netral adalah
dimana :
I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.
R = Ohm
Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai
1. jenis logam (metalic resistor), perhatikan gambar dibawah ini
jenis logam (metalic resistor)
Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai
2. jenis cairan (liquid resistor), perhatikan gambar dibawah ini
jenis cairan (liquid resistor)
- Keuntungan :
Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah kecil.
Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya.
- Kerugian :
Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah.
Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman menjadi berkurang dan lokasi gangguan tidak cepat diketahui.
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan (Resistor)
PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN
(RESISTANCE GROUNDING)
Grounding Resistor
Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubungan netral adalah :
R = Ohm
I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.
Besarnya tahanan pentanahan NGR pada sistem tenaga listrik (contohnya di PLN P3B Jawa Bali Region Jabar), adalah sebagai berikut :
Sistem 70 kV sebesar 62 Ohm
Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42 Ohm.
Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai adalah jenis logam (metalic resistor) atau jenis cairan (liquid resistor),
NGR Jenis Metalic
NGR Jenis Liquid
Pada gambar ini tunjukan mana yang dimaksud NGR ?
PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO TENAGA DENGAN NGR
(Netral Grounding Resistor)
Fungsi NGR :
Untuk menghambat atau membatasi arus hubung singkat satu fasa ketanah, sehingga nilainya dibawah arus Nominal Trafo.
BATASAN OPERASINYA BAGAIMANA ?
BATASAN OPERASI NGR
Batasan Operasi NGR:
Tegangan : 70 kV
Tahanan : 62 Ohm
Batasan Operasi NGR :
Tegangan : 20 kV
Tahanan : 13 Ohm
Keuntungan & kerugian Pentanahan dengan NGR
Keuntungan :
Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah kecil.
Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya.
Kerugian :
Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah.
Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman menjadi berkurang dan lokasi gangguan tidak cepat diketahui.
Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen
Sistem pentanahan dengan kumparan Petersen adalah dimana titik netral dihubungkan ke tanah melalui kumparan Petersen (Petersen Coil). Kumparan Petersen ini mempunyai harga reaktansi (XL) yang dapat diatur dengan menggunakan Tap.
Meningkatkan kompetensi menawarkan solusi Anton Suranto
Contoh Pemasangan Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen.
TRAFO
TENAGA
RESISTOR
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen
Kumparan Petersen
Keuntungan & Kerugian Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen
- Keuntungan :
Arus gangguan dapat dibuat kecil sehingga tidak berbahaya bagi mahluk hidup.
Kerusakan peralatan sistem dimana arus gangguan mengalir dapat dihindari.
Sistem dapat terus beroperasi meskipun terjadi gangguan fasa ke tanah.
Gejala busur api dapat dihilangkan.
- Kerugian :
Rele gangguan tanah (ground fault relay) sukar dilaksanakan karena arus gangguan tanah relatif kecil.
Tidak dapat menghilangkan gangguan fasa ke tanah yang menetap (permanen) pada sistem.
Operasi kumparan Petersen harus selalu diawasi karena bila ada perubahan pada sistem, kumparan Petersen harus disetel (tuning) kembali.
Transformator Pentanahan
Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidak terdapat titik netral, sedangkan sistem itu harus diketanahkan, maka sistem itu dapat ditanahkan dengan menambahkan “Transformator Pentanahan” (grounding transformer).
Transformator pentanahan itu dapat terdiri dari transformator Zig-zag atau transformator bintang-segitiga (Y-Δ). Trafo pentanahan yang paling umum digunakan adalah transformator zig-zag tanpa belitan sekunder.
Transformator Pentanahan
TRAFO PENTANAHAN
Penetapan Sistem Pentanahan di Indonesia
Sistem 150 KV
Pentanahan netral sistem 150 KV beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut:
Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan efektif (Pentanahan langsung).
Pengaman sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup cepat
Sistem 66 KV
Sistem 20 KV
Pentanahan netral sistem 20 KV beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut :
Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan tahanan.
Pengaman Sistem Dilaksanakan Sebagai Berikut :
Bagi saluran udara maupun saluran dalam tanah dipakai pemutus dengan rele arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasa dan rele tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Pada gardu distribusi dipasang penunjuk gangguan.
Bagi saluran udara dipakai pula penutup cepat atau lambat, sedang bagi saluran dalam tanah tidak dipakai penutup kembali.
Ketetapan SPLN 26:1980 mengenai besar tahanan pentanahan sebagai berikut :
Tahanan rendah 12 ohm dan arus gangguan tanah maksimum 1000 ampere dipakai pada jaringan kabel tanah
Tahanan rendah 40 ohm dan arus gangguan maksimum 300 ampere dipakai pada jaringan saluran udara dan campuran saluran udara dengan kabel tanah
Tahanan tinggi 500 ohm dan arus gangguan maksimum 25 ampere dipakai pada saluran udara
Sistem 275 KV PT Inalum dan Sistem 500 KV
Walaupun belum diatur dalam SPLN, tetapi pentanahan Sistem 275 KV PT Inalum di Asahan dan Sistem 500 KV di Pulau Jawa sudah dilakukan dengan sistem pentanahan Solid Grounding (pentanahan langsung).
II. GROUNDING EQUIPMENT (PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN)
Pengertian Pentanahan Peralatan
Pentanahan ini pada kerja normal tidak dilalui arus.
Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan
Tujuan pentanahan peralatan adalah sebagai berikut :
Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia.
Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya.
Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem.
Tahanan Pentanahan
Adalah besarnya tahanan pada kontak/hubung antara masa (body) dengan tanah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya pentanahan :
Tahanan jenis tanah
Panjang elektroda pentanahan
Harga pentanahan makin kecil makin baik. Untuk perlindungan personil dan peralatan perlu diusahakan tahanan pentanahan lebih kecil dari 1 Ohm.
Untuk memahami mengapa tahanan pentanahan harus rendah, dapat digunakan hukum Ohm yaitu:
dimana :
Contoh/ Ilustrasi Gangguan pada tahanan pentanahan yang tinggi.
Badan motor
Bagian logam yang diketanahkan
Exposur Tegangan
(Voltage Exposure)
Jika ada kontak yang tidak disengaja antara bagian-bagian yang dilalui arus dengan kerangka metal dari peralatan, maka kerangka metal itu menjadi bertegangan yang sama dengan tegangan peralatan. Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut yang berbahaya kerangka peralatan metal peralatan tersebut harus dihubungkan ke tanah melalui impedansi yang rendah.
Pengaruh Tahanan Pentanahan yang Besar Terhadap Sistem Tenaga Listrik
Makin besar tahanan pentanahan, tegangan sentuh makin besar
Makin besar tahanan pentanahan pada tiang transmisi, makin besar tegangan puncak tiang
Makin besar tahanan pentanahan pada tiang tranmisi, makin banyak jumlah Isolator yang harus dipasang (jumlah isolator makin panjang).
Tahanan pentanahan mempengaruhi penampilan saluran (line Performance).
Pengaruh Tahanan Pentanahan Yang Kecil Pada Sistem Tenaga Listrik
Mengurangi tegangan pada puncak tiang
Mengurangi tegangan pada kawat penghantar
Mengurangi tegangan pada isolator
Mengurangi waktu berlangsungnya tegangan merusak (Break Down voltage).
Macam-Macam Elektroda Pentanahan
Pada dasarnya terdapat tiga macam elektroda pentanahan yaitu :
Elektroda Pita, berupa pita atau kawat berpenampang bulat yang ditanam di dalam tanah umumnya penanamannya tidak terlalu dalam. (0,5 --- 1 meter) dan caranya ada bermacam-macam.
Macam-macam penanaman elektroda pita
Elektroda Batang, berupa batang yang ditanam tegak lurus dalam tanah
Cara penanaman Elektroda batang. Untuk membuat agar tahanan pentanahan cukup kecil elektroda batang tersebut ditanam lebih dalam atau menggunakan beberapa batang elektroda.
Elektroda pelat, berupa pelat yang ditanam tegak lurus dalam tanah seperti pada gambar
Cara Penanaman elektroda pelat
Metode/Cara Pentanahan
Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menancapkan batang elektroda ke tanah.
Pentanahan dengan Driven Ground
Pentanahan Dengan Counter Poise
Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menanam kawat elektroda sejajar atau radial, beberapa cm di bawah tanah (30 cm - 90 cm).
Pentanahan menara dengan counterpoise
Pentanahan dengan counter poise biasanya digunakan apabila tahanan tanah terlalu tinggi dan tidak dapat di kurangi dengan cara pentanahan driven ground, biasanya karena tahanan jenis tanah terlalu tinggi.
Pentanahan Dengan Mesh atau Jala
Adalah cara pentanahan dengan jalan memasang kawat elektroda membujur dan melintang di bawah tanah, yang satu sama lain dihubungkan di setiap tempat sehingga membentuk jala (Mesh).
Sistem pentanahan Mesh biasanya dipasang di gardu induk dengan tujuan untuk mendapatkan harga tahanan tanah yang sangat kecil (kurang dari 1 ohm).
Gambar Pentanahan dengan mesh atau jala
Tahanan Jenis Tanah
Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas tergantung dari beberapa faktor, yaitu :
Jenis tanah = tanah liat, berpasir, berbatu, dll
Lapisan tanah = berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau uniform.
Kelembaban tanah
Harga tahanan jenis selalu bervariasi sesuai dengan keadaan pada saat pengukuran. Makin tinggi suhu makin tinggi tahanan jenisnya. Sebaliknya makin lembab tanah itu makin rendah tahanan jenisnya.
Tahanan Jenis Tanah
TANAH RAWA
100
Pengukuran Tahanan Pentanahan
Untuk mengukur tahanan pentanahan digunakan alat ukur megger tanah (Earth Resistance Tester). Cara penggunaan "Earth Resistance Tester" akan dijelaskan lebih lanjut pada materi yang lain
TERIMAKASIH

Sistem Pentanahan Pembumian Titik Netral

Documents

Transcript of Sistem Pentanahan Pembumian Titik Netral