1

Presentasi Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem Tenaga

Jurusan Teknik Elektro ITS

STUDI ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

MENGGUNAKAN PEMODELAN ATP/EMTP PADA

JARINGAN TRANSMISI 150 KV DI SULAWESI SELATAN

Franky Dwi Setyaatmoko NRP 2207100616

Dosen Pembimbing

Ir. R. Wahyudi

I.G.N. Satriyadi Hernanda,ST.,MT.

2

LATAR BELAKANG

Gangguan hubung singkat akan menimbulkan arus

hubung singkat yang cukup besar dan tegangan yang

sangat rendah di lokasi gangguan.

Gangguan hubung singkat yang besar dapat

mengakibatkan kerusakan atau mempengaruhi suatu

sistem tenaga listrik.

3

PERMASALAHAN

Karakteristik perubahan arus dan tegangan selama

terjadinya gangguan hubung singkat maupun tanpa

gangguan pada saluran transmisi di Sulawesi Selatan

dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP.

Perbedaan karakteristik arus dan tegangan selama

terjadinya gangguan hubung singkat pada saluran

transmisi di Sulawesi Selatan dengan impedansi

ataupun tanpa impedansi gangguan dengan

menggunakan simulasi ATP/EMTP.

4

BATASAN MASALAH

Simulasi dikerjakan dengan software ATP/EMTP

Hanya mempelajari gangguan hubung singkat

di saluran transmisi.

Simulasi dilakukan pada kondisi normal dan kondisi

selama terjadinya gangguan hubung singkat.

5

TUJUAN

Untuk meneliti perubahan arus dan tegangan selama

terjadinya gangguan hubung singkat dengan impedansi

gangguan ataupun tanpa impedansi gangguan pada

sistem jaringan transmisi 150 kV di Sulawesi Selatan

dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP.

6

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Pengumpulan Data

Pemodelan Sistem

Simulasi Sistem

Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan

7

GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

Hubung singkat sebagai salah satu gangguan dalam

sistem tenaga listrik yang mempunyai karakteristik

transient yang harus dapat diatasi oleh peralatan

pengaman. Terjadinya hubung singkat mengakibatkan

timbulnya lonjakan arus dengan magnitude lebih tinggi

dari keadaan normal dan tegangan di tempat tersebut

menjadi sangat rendah yang dapat mengakibatkan

kerusakan pada peralatan sistem tenaga listrik.

8

JENIS G. HUBUNG SINGKAT

2-phase

1-phase

3-phase

9

HUBUNG SINGKAT DI SALURAN

TRANSMISI

I = [ sin (ωt+ α) – θ) – sin (α – θ) ]t

L

R

e)(−

Bentuk Arus dari penjumlahan 2 komponen

i = iac + idc

θθθθ

θθθθ

αααα- θθθθ

Z

E

10

HUBUNG SINGKAT DI SALURAN

TRANSMISI

11

ATP/EMTP

Electromeganetic Transient Program (EMTP)

dikembangkan pada domain public di Bonneville Power

Administration (BPA) Portland.

Program ini mampu memperkirakan hasil dari variabel

tertentu (tegangan dan arus) pada sebuah rangkaian

listrik dalam fungsi waktu.

Digunakan secara luas untuk studi analisa switching,

surja petir, gangguan hubung singkat, koordinasi isolasi,

harmonisa dan keandalan sistem tenaga listrik, dsb.

12

TAMPILAN ATP/EMTP

13

SISTEM KELISTRIKAN SULSEL

PT PLN (PERSERO)

GI Bone

GI Sengkang

GI Majene

GI Bulukumba

GI Tallasa

GI Palopo

GI Jeneponto

GI Tello

GI Makale

GI Bakaru

GI Tonasa

GI Polmas

GI Pare

U

GI Bosowa

GI Tjg. Bunga

PLTA

BAKARU

126 MW

THERMAL TELLO

197,7 MW

PLTD SUPPA

62 MW

GI Barru

GI Pangkep

GI. Tallo Lama

GI Soppeng

GI Sidrap

PLTA BILI-BILI

20 MWPLTD SEWA 15 MW

PLTGU SENGKANG

135 MW

Pembangkit PLN

Pembangkit IPP/SEWA

PLTD PAlLOPO 6 MW

PLTD SEWA 7 MW

LOKASI

GANGGUAN

14

SINGLE LINE SULSEL

15

SIMULASI SISTEM

16

BENTUK TEGANGAN PADA SALURAN

TRANSMISI 150 KV TANPA GANGGUAN

123.860 V

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20[s]

-150

-100

-50

0

50

100

150

[kV]

17

BENTUK ARUS PADA SALURAN TRANSMISI

150 KV TANPA GANGGUAN

50,525 A

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20[s]

-60

-40

-20

0

20

40

60

[A]

18

BENTUK ARUS GANGGUAN HUBUNG

SINGKAT SATU PHASA KE TANAH

2.260,0 A

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20[s]

-2500

-1875

-1250

-625

0

625

1250

1875

2500

[A]

19

BENTUK TEGANGAN GANGGUAN HUBUNG

SINGKAT SATU PHASA KE TANAH

11.298 V

174.820 V

182.880 V

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

[kV]

20

BENTUK ARUS GANGGUAN HUBUNG

SINGKAT TIGA PHASA

6.530,1 A

6.040,6 A

5.907,1 A

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20[s]

-7000

-5250

-3500

-1750

0

1750

3500

5250

7000

[A]

21

BENTUK TEGANGAN GANGGUAN HUBUNG

SINGKAT TIGA PHASA

78.780 V

75.302 V

77.187 V

0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20[s]

-120

-80

-40

0

40

80

120

[kV]

22

ARUS HUBUNG SINGKAT TANPA IMPEDANSI

GANGGUAN

159,1152,8175,88.039,37.719,28.882,1LLL

159,4154,0175,58.056,27.780,68.867,4LLLG

39783,5146,9146,90,001277.423,37.423,3LL

28384,8143,9151,30,001787.270,97.646,7LLG

26.592,127.914,449,20,001900,001812.487,7LGBONE

ke

BLKMB

150 KV

TSRTSR

% PerubahanArus Gangguan (A)FaultLokasi

23

ARUS HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN

IMPEDANSI GANGGUAN 5 ΩΩΩΩ

119,6129,3129,26.040,66.907,16.530,1LLL

119,8117,1129,06.064,45.913,66.520,0LLLG

40.099,2109,1109,00,001265.509,25.509,2LL

29.037,4106,8112,10,001745.355,25.666,3LLG

27.609,328.871,444,70,001830,001752.260,0LGBONE

ke

BLKMB

150 KV

TSRTSR

% Perubahan5 Ohm

Arus Gangguan (Ampere)

FaultLokasi

24

ARUS HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN

IMPEDANSI GANGGUAN 25 ΩΩΩΩ

60,559,662,93.055,93.009,83.176,3LLL

60,659,661,73.061,53.010,33.117,2LLL

G

40.420,053,653,60,001252.708,6 2.708,6 LL

30.807,953,655,70,001642.705,92.816,4LLG

30.621,231.776,732,70,001650,001591.654,2LGBONE

ke

BLKMB

150 KV

TSRTSR

% Perubahan25 Ohm

Arus Gangguan (Ampere)

FaultLokasi

25

TEGANGAN HUBUNG SINGKAT TANPA

IMPEDANSI GANGGUAN

123.860123.860123.860000LLL

123.860123.860123.860000LLLG

1,02,02,0127.64061.59661.596LL

1,40,0123.860178.11000LLG

1,51,5123.860190.000181.0000LGBONE

ke

BLKMB

150 KV

TSRTSR

% PerubahanTegangan Gangguan (A)FaultLokasi

26

TEGANGAN HUBUNG SINGKAT DENGAN

IMPEDANSI GANGGUAN 5 Ω

3,94,24,031.87229.66731.239LLL

4,14,23,830.24829.44732.589LLL

G

1,02,11,7126.43057.85074.133LL

1,44,64,4174.08026.92428.240LLG

1,51,411,0182.880174.82011.290LGBONE

ke

BLKM

B

150 KV

TSRTSR

% Perubahan5 Ohm

Tegangan Hubung Singkat (Voltage)

FaultLokasi

27

TEGANGAN HUBUNG SINGKAT DENGAN

IMPEDANSI GANGGUAN 25 ΩΩΩΩ

1,61,61,677.18775.30278.780LLL

1,61,61,676.52475.27779.290LLLG

1,01,51,3124.90080.74297.506LL

1,31,81,8164.07067.64870.350LLG

1,31,33,0164.520159.12041.343LGBONE

ke

BLKM

B

150 KV

TSRTSR

% Perubahan25 Ohm

Tegangan Hubung Singkat (Voltage)

FaultLokasi

28

KESIMPULAN Studi tentang arus gangguan hubung singkat pada sistem transmisi

tegangan tinggi 150 kV menggunakan ATP-EMTP di Sulawesi Selatan yang disebabkan adanya beberapa jenis gangguanhubung singkat di lokasi saluran udara antara GI Bone dengan GI BLKMB, yaitu; pada gangguan 3 phasa menghasilkan arustransient sebesar 8.882,1 A dan arus minimum pada gangguansatu phasa ke tanah sebesar 1.654,2 A. Sedangkan untuktegangan maksimum dan minimum terletak pada gangguanhubung singkat satu phasa ke tanah sebesar 190.000 V dantegangan minimum 0 V.

Besarnya arus dan tegangan yang terjadi pada saluran transmisitegangan tinggi 150 kV di Sulawesi Selatan dengan impedansigangguan yang lebih kecil yaitu tanpa impedansi akanmenghasilkan arus yang sangat besar dan tegangan yang rendah. Sebaliknya, semakin besar nilai impedansi gangguan, makasemakin kecil arus hubung singkat yang dihasilkan.

Diperoleh karakteristik arus dengan perubahan kenaikan sangatbesar. Perubahan secara tiba-tiba dikarenakan adanya gangguanhubung singkat dengan arus yang sangat besar dan memilikikomponen DC sehingga menimbulkan karakteristik kurvamelengkung ke bawah sampai menuju steady state.

29

TERIMAKASIH