17
Berdasarkan perhitungan arus gangguan 3 fasa pada contoh - contoh diatas dapat diperoleh bahwa semakin banyak jumlah Distributed Generation yang
terhubung dengan jaringan distribusi maka besar arus gangguan yang timbul
pada titik gangguan semakin besar. 2.4 Peralatan – Peralatan Perlindungan Arus Lebih Pada Jaringan Distribusi
Gangguan arus lebih pada jaringan distribusi sistem tenaga adalah salah satu jenis gangguan yang sangat membahayakan gardu distribusi, pelanggan
konsumen dan peralatan – peralatan listrik yang terdapat pada jaringan dikarenakan saat gangguan ini terjadi, sejumlah arus yang sangat besar mengalir
pada jaringan distribusi. Oleh karena itu, diperlukan peralatan – peralatan yang dipasang pada jaringan distribusi untuk memisahkan bagian sistem yang terkena
gangguan dengan yang tidak terkena gangguan. Peralatan tersebut antara lain: fuse dan recloser.
2.4.1 Fuse
Fuse adalah suatu perangkat proteksi arus lebih yang memiliki rangkaian pembuka berdifusi, dimana rangkaian tersebut akan membuka bila dilalui oleh
panas dari arus lebih yang diakibatkan oleh kondisi hubung singkat atau beban lebih [11]. Bentuk fisik fuse bertipe expulsion ditunjukkan pada Gambar 2.9.
Universitas Sumatera Utara
18
Gambar 2.9 Bentuk Fisik Fuse tipe Expulsion Rangkaian pembuka yang berdifusi adalah suatu element dari fuse yang dapat
melebur bila arus lebih mengalir padanya. Fuse didesain untuk bekerja pada waktu tertentu dengan berbagai arus lebih yang mengalir, dimana semakin besar
arus lebih yang mengalir pada fuse maka semakin cepat fuse untuk bekerja membuka. Fuse memiliki karakteristik arus waktu yang menggambarkan kinerja
dari fuse yang ditampilkan oleh 2 kurva yaitu kurva minimum lebur MMT, dimana kurva ini menyajikan hubungan antara waktu dengan arus minimum
elemen fuse untuk melebur dan kurva waktu clearing TCT yang menyajikan hubungan antara waktu maksimum dengan arus lebur fuse. Kurva ini ditampilkan
pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Karakteristik Waktu Arus Fuse TCC
Universitas Sumatera Utara
19
Fuse memiliki peran sebagai pelindung arus lebih pada sistem distribusi oleh karena itu diperlukan beberapa data dalam pemilihan rating fuse. Data – data
yang diperlukan pemilihan rating fuse antara lain [11 - 12]: 1. Tegangan dari sistem yang akan dilindungi oleh fuse.
2. Besar arus beban yang mengalir pada sistem yang akan dilindungi. 3. Ratio XR pada titik peletakkan fuse.
4. Arus interrupting fuse.
2.4.2 Recloser
Recloser adalah suatu perangkat pengaman arus lebih yang secara otomatis trip dan menutup balik dalam beberapa waktu tertentu saat terjadi gangguan
sementara atau gangguan tetap [11]. Kondisi gangguan sementara yang dimaksud adalah kondisi dimana gangguan timbul dalam waktu yang singkat. Kondisi
gangguan tetap adalah kondisi dimana gangguan timbul terus – menerus dalam selang waktu yang lama. Bentuk fisik recloser dapat dilihat dari Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Bentuk Fisik Recloser
Universitas Sumatera Utara
20
Recloser memiliki 2 operasi kerja yaitu operasi pemutusan segera instantaneous dan operasi pemutusan tunda time delay. Kedua operasi
merepresentasikan kinerja dari recloser saat terjadi gangguan. Operasi pemutusan segera adalah operasi yang terjadi saat gangguan timbul, recloser membuka dan
menutup rangkaian dengan segera dalam beberapa siklus yang singkat cepat. Operasi pemutusan tunda adalah operasi yang terjadi saat gangguan timbul,
recloser membuka dan menutup rangkaian dalam beberapa siklus yang lebih lama dari operasi pemutusan segera. Saat terjadi gangguan sementara, recloser hanya
bekerja saat operasi pemutusan segera dikarenakan gangguan sementara terjadi dalam waktu yang singkat. Saat terjadi gangguan tetap, recloser bekerja dalam 2
operasi tersebut dengan urutan bahwa operasi pemutusan segera bekerja pertama kali, lalu operasi pemutusan tunda bekerja kemudian. Setelah kedua operasi
tersebut terjadi, recloser mengalami lock out. Lock out adalah kondisi dimana recloser akan terbuka terus – menerus sehingga gangguan dapat dipisahkan dari
daerah yang tidak terkena gangguan secara tetap. Operasi pemutusan segera dan operasi pemutusan tunda dapat dipilih secara kombinasi misalnya 2 kali waktu
operasi pemutusan segera dan 2 kali operasi pemutusan tunda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12 Urutan Operasi Recloser Saat Terjadi Gangguan Tetap
Instant Instant
Delay Delay
Lock Out
Universitas Sumatera Utara
21
Pada beberapa jenis dari recloser, terdapat operasi pemutusan tunda tambahan extended time delay tetapi operasi ini jarang sekali digunakan. Kurva
arus waktu dari recloser yang menggambarkan ketiga operasi ini ditunjukkan oleh Gambar 2.13.
Gambar 2.13 Kurva Arus Waktu Recloser Diperlukan beberapa data dalam pemilihan setelan recloser yang tepat
sehingga recloser dapat bekerja dengan baik saat kondisi operasi pemutusan segera dan pemutusan tunda. Data – data yang diperlukan antara lain:
1. Rating tegangan sistem. 2. Arus gangguan interrupting maksimum yang simetris.
3. Arus pemutusan minimal. 4. Setelan waktu saat operasi pemutusan segera dan operasi pemutusan
tunda. 2.4.2.1 Penempatan dan Jumlah Recloser Pada Jaringan Distribusi
Penempatan dan jumlah recloser sangat mempengaruhi nilai indeks - indeks keandalan jaringan distribusi. Indeks jaringan distribusi adalah suatu
Universitas Sumatera Utara
22
parameter yang digunakan untuk mengetahui besarnya tingkat keandalan suatu jaringan distribusi. Beberapa indeks yang digunakan adalah :
1. System Average Interruption Frequency Index SAIFI ; Merupakan indeks yang menunjukkan frekuensi pemadaman yang terjadi per
pelanggan pada sistem. 2. System Average Interruption Duration Index SAIDI ; Merupakan indeks
yang menunjukan durasi pemadaman yang terjadi per pelanggan pada sistem.
3. Costumer Average Interruption Duration Index CAIDI ; Merupakan indeks yang menunjukkan durasi pemadaman yang terjadi per pelanggan
dan menginformasikan waktu penormalan gangguan. 4. Average Service Availability Index ASAI ; Merupakan indeks yang
menunjukkan ketersediaan tenaga listrik. 5. Average Service Unavailability Index ASUI ; Merupakan indeks yang
menunjukkan ketidaktersediaan tenaga listrik. Bila nilai indeks SAIDI, SAIFI, CAIDI dan ASUI semakin kecil maka
keandalan jaringan distribusi semakin baik. Sebaliknya bila nilai indeks SAIDI, SAIFI, CAIDI dan ASUI semakin besar maka keandalan jaringan distribusi
semakin buruk sedangkan bila semakin kecil nilai indeks ASAI pada jaringan distribusi maka keandalan jaringan distribusi semakin buruk dan bila semakin
besar nilai indeks ASAI maka keandalan jaringan distribusi semakin baik. Recloser ditempatkan pada jaringan distribusi utama main line sebelum
titik atau bus yang akan membagi beberapa seksi percabangan dikarenakan
Universitas Sumatera Utara
23
recloser memiliki peranan penting dalam mengurangi nilai SAIFI, SAIDI, dan CAIDI yang diakibatkan gangguan pada jaringan distribusi utama main line
dimana gangguan ini memberikan kontribusi paling besar terhadap ketiga nilai indeks keandalan tersebut pada suatu jaringan distribusi [6]. Jumlah recloser yang
terpasang di sepanjang jaringan distribusi juga mempengaruhi nilai – nilai indeks keandalan, dimana semakin banyak recloser yang terpasang pada jaringan maka
keandalan jaringan distribusi semakin baik. Hal ini dikarenakan semakin banyak jumlah recloser yang terpasang pada jaringan distribusi, maka semakin banyak
pelanggan atau konsumen yang dapat dipisahkan dari jaringan distribusi yang mengalami gangguan. Penentuan jumlah recloser pada jaringan distribusi
tergantung pada berapa banyak jumlah titik jaringan distribusi utama yang akan membagi beberapa seksi percabangan. Gambar 2.14 menunjukkan recloser –
recloser yang diletakkan di sepanjang suatu jaringan distribusi yang memiliki 3 bus percabangan.
Gambar 2.14 Recloser - Recloser yang Diletakkan Pada Suatu Jaringan Distribusi
2.5 Koordinasi Fuse dan Recloser
