SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG BUNISARI - … awal.pdf · 2.2.6.5 Pengukuran Kurang Tepat ......

TUGAS AKHIR

STUDI PENGARUH SETTING RELE PENGAMAN

UNTUK MEMINIMALKAN GANGGUAN

SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG

BUNISARI - SUWUNG

I KOMANG ANOM ASTANA ADY

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN-BALI

2015

i

TUGAS AKHIR




BUNI SARI - SUWUNG


NIM. 0904405067



JIMBARAN-BALI

2015

1u33uug

uu8ue; BpuBI

IAIIN

?r-uaN {py uuelsv ruouy Sueuroy 1 :

'ruuaq ue8uep uu>1u1ufu e,{us qu1a1

>1n[nrrp undneru dpnXp 8uu,t >1;uq raquns unwas usp6gJpuas uz(us uzfuu>l IIsBq qBIBpe Ju11sd1qg

sl0z roqua^oN Lz :

SYII-IYNISIUO NYYIYANUfld TIVgWtrT

II

iii




BUNISARI - SUWUNG

Tugas Akhir/Skripsi ini Diajukan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata 1 (S1)

dalam Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas Udayana


NIM. 0904405067



BUKIT JIMBARAN - BALI

2015

AI

orl{alg {!u{al!nqB

g l0z rsque^oN az : [e83uEIu€leqLLrrf ]I)ing,{lu{eJ

su][n{uc euBrepo se}rsra^ruf} ort{ola {Fqer uesn]nf sndtuB) : rp u€>ldB}a}rc

) 11,fi ''3:E'N'e,(eft16 egy ue,(u16 1

'JN ''8rE'lAI'eque4 Erpul epaD IoJ'1ytr 'eue[:y eue,{g apeD I

IfNSNEd NY,4d[C

uuefepl sullsrollun'{IuIaJ sB}In{uC 6or1>1a1g

{lutal uasnrnf upud (1g) {Iu>IoI uuulrugrula8 qeloradueu {nlun ue>1n1radrp Buu,{ uelurufsrad uur8uq re8eqaseurralrp uep rfn8uad uu/uaq uudepuq Ip uu{uuqegadlp IIsuqraq qBIaI

1111 'suurg ue,{e,111

lpri'3ur1a16 rql snruoluv

lfn8ue4

1[n5ueg

Ifn8ued

ll Eurqurrque4

l Surqulrque4

'rI

'rI

'rI

'rl

'rl

Euutng - Irusrung 3uu1n,{ua4BpBd dl,rt cqaq4oduttg uun88ueg uu{IururuFuo6Inlun uuruu8ua4 aIaU Bug4ag qnru8ua4 lpnls

e8eue; uelsrs {1uIeI /orplelg IIu{eJ

.(p y e uels y -""f ff 8XI"or? ?

IsdlDIS Inpnlu€srunf

WINuruBN

felp pl Isdtqs : qslo rrc>ln

uuquseEuad Juqurarl

IOO hEO166I

v

UCAPAN

TERIMA KASIH

“Om Swastiastu”,

Puja dan puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi

Wasa Tuhan Yang Maha Esa atas karunia_Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini, dengan judul “STUDI PENGARUH SETTING

RELE PENGAMAN UNTUK MEMINIMALKAN GANGGUAN

SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG BUNISARI - SUWUNG”.

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi bagian persyaratan untuk

mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Elektro, Konsentrasi

Sistem Tenaga Listrik, Universitas Udayana.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak

terlepas dari bantuan berbagai pihak yang telah memberikan dukungan baik moril

maupun material. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima

kasih kepada:

1. Bapak Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3. Bapak Ngurah Indra ER, ST. MSc., selaku Pembimbing Akademik

4. Bapak Ir. I Gede Dyana Arjana, MT. selaku Dosen pembimbing I

Tugas Akhir atas bimbingannya selama penulis menyelesaikan studi.

5. Bapak Ir. Cok Gede Indra Partha, M.Erg., MT. selaku Dosen

pembimbing II Tugas Akhir atas bimbingannya selama penulis

menyelesaikan studi.

Penulis juga ingin berterima kasih sebesar-besarnya kepada keluarga

tercinta, bapak I Komang Sutana, ibu Ni Ketut Werni, kakak Ni Putu Tina Rolina

Dewi, Ni Made Henna Juli Astuti, adik I Ketut Ariek Astana Adi tercinta yang

telah memberikan bantuan dana, tenaga, doa, dan pikiran sehingga penulis bisa

menyelesaikan Tugas Akhir ini, dan Ni Made Nia Khristina yang setia

http://www.ee.unud.ac.id/index.php?p=divisi&act=DetailStaff&idd=13&ids=51

http://ee.unud.ac.id/index.php?p=divisi&act=DetailStaff&idd=13&ids=16

vi

memberikan motivasinya dan semangatnya dalam penulisan hingga

terselesaikannya Tugas Akhir ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang

tulus disertai penghargaan kepada kepada sahabat-sahabat saya di Teknik Elektro

Universitas Udayana angkatan 2009 atas dukungan dan doanya yang tulus dan

tiada hentinya untuk memotivasi. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis

sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga penulisan

Tugas Akhir ini bisa selesai tepat pada waktunya.

Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini,

saran-saran yang membangun sangat diharapkan untuk menyempurnakan

Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini

dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan yang

bermanfaat bagi kita semua.

“Om Santih Santih Santih Om”,

Denpasar, November 2015

Penulis.

vii

ABSTRAK

Sympathetic Trip yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik

menyebabkan penyulang yang sehat ikut terganggu karena merasakan gangguan

pada penyulang yang terkena gangguan.

Arus sisa yang mengalir akibat gangguan satu fasa ke tanah pada

penyulang Bunisari sebesar 183,9 A akan dirasakan oleh fasa yang sama pada

penyulang Suwung yang memiliki arus sisa sebesar 196,9 A, sehingga terjadi

akumulasi arus kapasitif sejumlah 380,8 A.

Upaya yang diperoleh untuk menghindari terjadinya Sympathetic Trip

kembali dengan setting ground fault relay untuk penyulang Bunisari yaitu Iset =

25,72 A, tms = 0,11 SI dengan waktu kerja rele selama 0,27 detik dan untuk

penyulang Suwung yaitu diperoleh Iset = 24,59 A, tms = 0,115 SI dengan waktu

kerja rele selama 0286 detik.

Kata kunci : Sistem proteksi, setting ground fault relay, Simpatitik Trip.

viii

ABSTRACT

Sympathetic Trip that happened in the electricity distribution system

cause the healthy feeder distrupted because feel a disorder in feeder which

affected by a disorder.

A residual current that flows as a result of disruption of the one phase to

ground on the Bunisari feeder as much as 183,9 A will be perceived by the same

phase in the Suwung feeder which has a residual current of 196,9 A, that resulting

in the accumulation of capacitive current as much as 380,8 A.

The efforts obtained to prevent the Sympathetic trip back with ground

fault relay setting as Iset = 25,72 A, tms = 0,11 SI with relay working time for

0,27 seconds and for Suwung feeder is obtained Iset = 24,59 A, tms = 0,115 SI

with relay working time for 0286 seconds.

Keywords : protection system , stting ground fault relay , Sympathetic Trip.

ix

DAFTAR ISI

Halaman

SAMPUL DALAM . ........................................................................................ i

PERNYATAAN ORISINALITAS .................................................................. ii

PERSYARATAN GELAR ............................................................................. iii

PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................................... iv

UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................... v

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................ xv

BAB I : PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 2

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ................................................................................ 3

BAB II : KAJIAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir ................................................ ............................. 4

2.2 Tinjauan Pustaka ............................................................................... 4

2.2.1 Sistem Jaringan Distribusi ........................................................ 4

2.2.1.1 Sistem Jaringan Distribusi Primer 20 kV ......................... 5

2.2.1.2 Sistem Jaringan Distribusi Sekunder 220/380 V............... 6

2.2.2 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ................................... 7

2.2.2.1 Jaringan Distribusi Primer Tipe Radial ............................ 9

2.2.2.2 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Spindle .............. 10

2.2.3 Karakteristik Beban .................................................................. 11

2.2.4 Drop Tegangan pada Sistem Distribusi .................................... 12

2.2.4.1 Pengaruh Drop Tegangan pada Peralatan Listrik ............ 15

x

2.2.5 Analisa Aliran Daya ................................................................. 15

2.2.6 Faktor-Faktor Kegagalan Sistem Distribusi ............................. 18

2.2.6.1 Perencanaan Yang Tidak Mengindahkan Kriteria Teknik

Yang Baik .......................................................................... 18

2.2.6.2 Pembangunan Tidak Sesuai Dengan Standar ................... 18

2.2.6.3 Pengoperasian Yang Tidak Optimum .............................. 18

2.2.6.4 Proses Pengelolaan Pelanggan Kurang Dikendalikan ...... 19

2.2.6.5 Pengukuran Kurang Tepat ................................................ 19

2.2.6.6 Pengaman Instalasi Tidak Sesuai Aturan ......................... 19

2.2.7 Gangguan Sympathetic Trip Akibat Pengaruh Arus Kapasitif . 20

2.2.7.1 Arus Kapasitif .................................................................. 21

2.2.8 Pengertian dan Fungsi Pengaman ............................................ 21

2.2.8.1 Pengertian Pengaman ....................................................... 21

2.2.8.2 Fungsi Pengaman ............................................................. 22

2.2.9 Persyaratan Kerja Sistem Pengaman ....................................... 22

2.2.10 Perhitungan Arus Hubung Singkat ....................................... 23

2.2.11 Menghitung Impedansi ........................................................... 24

2.2.12 Ground Fault Relay (GFR) .................................................... 27

2.2.12.1 Jenis Ground Fault Relay Berdasarkan Waktu Kerja...... 28

2.2.12.2 Penyetelan Ground Fault Relay ( GFR ) ........................ 30

2.2.12.3 Penyetelan Ground Fault Relay ( GFR ) pada Sistem

Tanpa Pentanahan .......................................................... 31


Pentanahan Langsung .................................................... 31


Pentanahan Melalui Tahanan Rendah ............................ 32


Pentanahan Melalui Tahanan Tinggi ............................. 32

2.2.12.7 Setting GFR .................................................................... 33

BAB III : METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 36

xi

3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian ...................................................... 36

3.2.1 Sumber Data Penelitian............................................................. 36

3.2.2 Jenis Data Penelitian ................................................................. 36

3.2.3 Prosedur Penelitian ................................................................... 36

3.3 Tahapan Penelitian ............................................................................ 37

3.4 Analisa Data ...................................................................................... 37

3.5 Alur Analisis ..................................................................................... 39

BAB IV : HASIL DAN ANALISIS

4.1 Data MVA Short Circuit di Bus 150 kV di Gardu Induk .................. 40

4.1.1 Impedansi Sumber .................................................................... 40

4.1.2 Impedansi Trafo ....................................................................... 40

4.2 Data Trafo Gardu Induk .................................................................... 41

4.3 Data Penyulang 20 Kv ...................................................................... 42

4.3.1 Menghitung Impedansi Penyulang Bunisari ............................ 42

4.3.2 Menghitung Impedansi Ekivalen Penyulang Bunisari ............. 45

4.3.3 Menghitung Impedansi Penyulang Suwung ............................. 46

4.3.4 Menghitung Impedansi Ekivalen Penyulang Suwung ............. 48

4.4 Perhitungan Arus Hubung Singkat ................................................... 49

4.4.1 Arus Hubung Singkat 1 Fasa – Tanah Penyulang Bunisari ..... 50

4.4.2 Arus Hubung Singkat 1 Fasa – Tanah Penyulang Suwung ..... 51

4.5 Perhitungan Arus Kapasitif ................................................................ 52

4.6 Perhitungan Setting Relay ................................................................ 55

4.6.1 Setting relai di sisi incoming 20 Kv .......................................... 55

4.6.1.1 Setting Relai Gangguan Tanah ...................................... 55

4.6.1.2 Pemeriksaan Waktu Kerja Relay Incoming ................... 56

4.6.2 Setting relai di sisi penyulang Bunisari ................................... 57

4.6.2.1 Setting Relai Gangguan Tanah ....................................... 57

4.6.2.2 Pemeriksaan Waktu Kerja Relay Penyulan Bunisari ...... 58

4.6.3 Setting relai di sisi penyulang Suwung ..................................... 59

4.6.3.1 Setting Relai Gangguan Tanah ...................................... 59

4.6.3.2 Pemeriksaan Waktu Kerja Relay Penyulan Suwung ...... 60

xii

4.7 Analisis Perhitungan Setting Ground Fault Relay ............................ 62

BAB V : PENUTUP

5.1 Simpulan ............................................................................................ 64

5.2 Saran .................................................................................................. 66

Daftar Pustaka .................................................................................................. 67

Lampiran

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Data trafo 5 gardu induk Pesanggaran ............................................. 41

Tabel 4.2 Nilai Impedansi penyulang Bunisari ................................................ 43

Tabel 4.3 Impedansi penyulang urutan Positif dan Negatif Bunisari ............. 44

Tabel 4.4 Impedansi penyulang urutan Nol Bunisari ...................................... 45

Tabel 4.5 Impedansi ekivalen urutan Positif dan Negatif penyulang Bunisari 45

Tabel 4.6 Impedansi ekivalen urutan Nol penyulang Bunisari ....................... 46

Tabel 4.7 Nilai Impedansi penyulang Suwung ................................................ 46

Tabel 4.8 Impedansi penyulang urutan Positif dan Negatif Suwung ............... 47

Tabel 4.9 Impedansi penyulang urutan Nol Suwung ...................................... 48

Tabel 4.10 Impedansi ekivalen urutan Positif dan Negatif penyulang Suwung 49

Tabel 4.11 Impedansi ekivalen urutan Nol penyulang Suwung ..................... 49

Tabel 4.12 Arus Hubung Singkat 1 Fasa – Tanah Penyulang Bunisari .......... 51

Tabel 4.13 Arus Hubung Singkat 1 Fasa – Tanah Penyulang Suwung .......... 52

Tabel 4.14 Hasil setting rele GFR ................................................................... 62

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Hubungan Tegangan Menengah ke Tegangan Rendah dan

Konsumen ............................................................................. 7

Gambar 2.2 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Radial .................... 10

Gambar 2.3 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Spindel ................. 11

Gambar 2.4 Konfigurasi Penghantar ........................................................ 14

Gambar 2.5 Kondisi Saat Terjadi Gangguan ............................................ 20

Gambar 2.6 Rangkaian Pengawatan Rele GFR ....................................... 28

Gambar 2.7 Karakteristik Inverse ............................................................ 29

Gambar 2.8 Karakteristik Definite ........................................................... 29

Gambar 2.9 Karakteristik Instantaneous .................................................. 30

Gambar 3.1 Flowchart Alur Analisa ....................................................... 39

xv

DAFTAR SINGKATAN

A = Ampere

GFR = Ground Fault Relay

Ice = Arus Kapasitif

Ifault =Arus Gangguan

Ip = Arus primer

Is = Arus sekunder

Iset = Arus Setting

kms = Kilometer sirkuit

kV = kiloVolt

NGR = Netral Ground Resistor

SI = Standar Inverse

tms = Time Multiple Setting

tset = Setting waktu

V = Volt

XC = Reaktansi Kapasitif

Z = Impedansi

Z0 = Impedansi urutan nol

Z0eq = Impedansi ekivalen urutan nol

Z1 = Z2 = Impedansi urutan positif negatif

Z1eq = Z2eq = Impedansi ekivalen urutan positif negatif

Zt = Impedansi trafo

Zt0 = Impedansi urutan nol trafo

Zt1 = Zt2 = Impedansi urutan positif negatif trafo

Ω = Ohm

SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG BUNISARI - … awal.pdf · 2.2.6.5 Pengukuran Kurang Tepat ......

Documents

Transcript of SYMPATHETIC TRIP PADA PENYULANG BUNISARI - … awal.pdf · 2.2.6.5 Pengukuran Kurang Tepat ......