ANALISA PENTANAHAN NETRAL PADA GARDU INDUK 150 kV PADA SISTEM INTERKONEKSI SUMBAGSEL

ANALISA PENTANAHAN NETRAL PADA GARDU INDUK
150 kV PADA SISTEM INTERKONEKSI SUMBAGSEL

Oleh

FARDINAN AHMAD
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2013

ABSTRACT
NETRAL GROUNDING ANALYSIS OF 150 kV SUBSTATIONS AT

SOUTHERN SUMATERA INTERCONNECTION SYSTEM

By
FARDINAN AHMAD

Short circuit fault in power system has a transient characteristic which has to be
withstood by all power system components. A short circuit always results in sudden increase of
current magnitude which is much higher than its normal condition and voltage at the point of
fault drops to a very low magnitude. By installing new generating plants in power system, it is
suspected that an increase in fault current would occur. Therefore, this research aims to analyze
the change in current magnitude due to new installations of two power plants i.e. Sebalang Coalfired Power Plant and Ulubelu Geothermal Power Plant. Simulation using ETAP Power Station
6.0 was conducted to obtain single line to ground fault current at every 150 kV Substation of
Southern Sumatra Interconnection System. The obtained results show that the existing grounding
resistors are still suitable to contain the ground fault current after installation of the new power
plants.

Keywords: single line to ground fault, neutral grounding resistor

ABSTRAK
ANALISA PENTANAHAN NETRAL PADA GARDU INDUK

150 kV PADA SISTEM INTERKONEKSI SUMBAGSEL

Oleh
FARDINAN AHMAD

Gangguan hubung singkat pada sistem tenaga mempunyai karakteristik
transiet yang harus diatasi oleh seluruh komponen sistem tenaga. Gangguan
hubung singkat selalu menghasilkan lonjakan magnitude arus yang jauh lebih
tinggi dari keadaan normal dan tegangan pada titik gangguan menjadi sangat
rendah. Dengan pemasangan unit pembangkitan baru pada sistem tenaga, diduga
akan mengakibatkan terjadinya peningkatan arus gangguan. Oleh karena itu,
penelitian ini bertujuan untuk menganalisa perubahan magnitude arus setelah
pemasangan dua pembangkit baru yaitu PLTU Sebalang dan PLTP Ulubelu.
Simulasi dilakukan dengan menggunakan ETAP Power Station 6.0 untuk
mendapatkan nilai arus gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah pada setiap
Gardu Induk 150 kV Sistem Interkoneksi Sumbagsel. Dari hasil yang diperoleh
menunjukkan bahwa tahanan pentanahan yang ada masih mampu menahan arus
gangguan tanah setelah pemasangan unit pembangkit baru.

Kata kunci: gangguan satu fasa ke tanah, tahanan pentanahan netral

SIOZ JunI'

ZI

: lsd!.Dls upllo

/

onn
rorou,
"
'Y'g'(I 'IuplIJY

snu
Bunduel

IluIaI

se11sra,r1uo

J'Id 'J,'S 'qJsErr.rnd 6u!u!N

:

sntnl te66ueJ,

or sos96r Jr.,

,,

r

4 l-1
r\r
Ati
I
:t
It

Sulqulqural uelng
1!-nSua2

'I'td "I's 'lpaursnD u.roll :

-:"lyu

ps'Irl 'J,'S

tI{EII

JnuEu{n I 'Sug 'rO

:

su4aqas

enlay
rth8uatr

NIITHYSSDNSH

up'1

roo r so666r 60goa96r JIN
'o'ru 'I'I^t 'I's 'otuEslrJ, sn6v

oJDI"lg

'cS'Irl

-I'S

llurlal uEsnjnf enlay 'z

zoo t zr oooz gzmzz6l JIN
'upJEU InrrErrr{n1 'Sug 'J(

I qo666r qI80I a6I drN
'J,'I{ "I'S 'JporusnD lxou

goo

Bulqulqura; ts1uoy

'I

IOTOISINgI,{

IlUIAJ

ssllnIEJ

orlYalg YJUIaJ

ugsninf

I IOI SOSIAO P,rsrsPqPLJ YO{Od

yutualv u,ol g,to4

'ISSDVSIInS ISYSNOYUSINI
IiISISIS VOVJ A{ Ogf Yn(INI n(IUVD
V(IVJ 'IYAJ,SN NVIIVNYINSJ VSITSLIV

JOTUON

BrtrslseuBLl Br..ueN

:sdlJ}{S

lnpnf

II0tt0st80

'n)Plroq 8ue,t un]nq uE8u5p

pnses ls{ues Jeuollp erpesreq e(es BlBur 'rEueq 1ep4 e,{es us€E,{ued BlrqBdv

'lJrpues
B,{Bs

qelo Enqlp

ru lsdlqs

uelep !p ue)llnqasrp

e^rq€q

?lnd ualqe,{ueu e{es nlr ulEIeS

qEJol 8uBtr 8u€rupSeqes rur qolsEu rrrBl€p nc€lp

.B)Istsnd Jeuep

stl$,rol eleces

llBncel 'ulel Suao qslo uoFrq.rellp nel€ sltnllp 8ue,( ledepued nBle eX&I pdepiel
)epR e8n[ e,{es uenqBle8uedas ?ueluedes uep 'urel Suero q.lo ue)ln)plrp qeued
8uB{ B,fte) p&prol lepp rur rsdrJrls urelBp e lqeq uelu1€,{uoru eXBs Iul ue8ue6

NvvJY,.\NUAdMnS

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................

i

ABSTRAK ......................................................................................................

ii

DAFTAR ISI...................................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

vi

DAFTAR TABEL .........................................................................................

vii

BAB I.

PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................

1

1.2 Tujuan Penelitan ......................................................................

2

1.3

Manfaat Penelitian ..................................................................

3

1.4

Perumusan masalah.................................................................

3

1.5

Batasan Masalah .....................................................................

3

1.6

Hipotesis .................................................................................

4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Terdahulu Tentang Pentanahan Netral .....................

5

2.2 Sintesis Fasor Tak Simetris dari Komponen Simetrisnya .........

10

2.3 Jaringan Urutan pada Sistem Tenaga Listrik.............................

12

2.4 Diagram Garis pada Komponen Jaringan..................................

13

2.4.1 Generator .........................................................................

13

2.4.2 Transformator ..................................................................

14

2.5 Perhitungan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah ....................

15

2.6 Metode Sistem Pentanahan di Indonesia ...................................

17

2.7 Sistem Kelistrikan Sumbagsel ...................................................

19

v

BAB III.

BAB IV.

BAB V.

2.7.1 Sistem Kelistrikan Saat ini ..............................................

19

2.7.2 Rencana Pembangunan Pembangkit Sumbagsel .............

20

METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................

24

3.2 Alat dan Bahan .......................................................................

24

3.3 Langkah-langkah Penelitian....................................................

25

3.3.1 Studi Literatur ...............................................................

25

3.3.2 Pengumpulan Data dari UPB Sumatera ........................

25

3.3.3 Simulasi.........................................................................

25

3.4 Diagram Penelitian..................................................................

37

HASIL DAN ANALISA
4.1 Sistem Pentanahan Netral Gardu Induk ..................................

35

4.2 Hasil Simulasi dan Analisa .....................................................

40

4.2.1 Setting Arus Pada NGR..................................................

41

4.2.2 Hasil Simulasi Gangguan Hubung Singkat ...................

42

4.3 Analisa Hasil Simulasi ............................................................

50

4.3.1 Nilai NGR 10 Ohm.........................................................

50

4.3.2 Nilai NGR 20 Ohm..........................................................

51

4.3.3 Nilai NGR 30 Ohm..........................................................

52

4.3.4 Nilai NGR 40 Ohm..........................................................

53

SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan .................................................................................

55

5.2 Saran.......................................................................................

56

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vii

DAFTAR TABEL

Tabel

Hal

2.1 Data Rencana Pembangunan Pembangkit Provinsi Sumatera Selatan ........ 20
2.2 Data Rencana Pembangunan Pembangkit Provinsi Bengkulu..................... 21
2. Data Rencana Pembangunan Pembangkit Provinsi Lampung ....................... 21
4.1 Data Pembangkitan Provinsi Sumatera Selatan ........................................... 36
4.2 Data Pembangkitan Provinsi Bengkulu ....................................................... 37
4.3 Data Pembangkitan Provinsi Lampung........................................................ 37
4.4 Data Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan ............................................. 37
4.5 Data Pembebanan Provinsi Sumatera Selatan ............................................. 38
4.6 Data Pembebanan Provisi Bengkulu............................................................ 39
4.7 Data Pembebanan Provinsi Lampung .......................................................... 39
4.8 Data Pembebanan Sumatera Bagian Selatan................................................ 40
4.9 Data Pembangkitan dan Beban Sumbagsel.................................................. 40
4.10 Perbandingan arus gangguan sebelum dan sesudah penambahan unit
pembangkit Ulubelu dan Sebalang dengan NGR 10 Ohm .......................... 44
4.11 Perbandingan arus gangguan sebelum dan sesudah penambahan unit
pembangkit Ulubelu dan Sebalang dengan NGR 20 Ohm .......................... 45
4.12 Perbandingan arus gangguan sebelum dan sesudah penambahan unit
pembangkit Ulubelu dan Sebalang dengan NGR 30 Ohm .......................... 46
4.13 Perbandingan arus gangguan sebelum dan sesudah penambahan unit
pembangkit Ulubelu dan Sebalang dengan NGR 40 Ohm .......................... 48

viii

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Hal

2.1 Tiga himpunan fasor seimbang ................................................................. 12
2.2 Single line diagram sistem tenaga listrik ................................................ 12
2.3 Jaringan urutan positif.............................................................................. 12
2.4 Jaringan urutan negatif............................................................................. 13
2.5 Jaringan urutan nol................................................................................... 13
2.6 Komponen urutan pada generator ............................................................ 14
2.7 Rangkaian ekivalen urutan pada generator .............................................. 14
2.8 Rangkaian ekivalen pada transformator................................................... 14
2.9 Gangguan satu fasa ke tanah .................................................................... 16
2.10 Rangkaian ekivalen gangguan satu fasa ke tanah .................................. 41
3.1 Single Diagram Sistem Sumbagsel.......................................................... 30
3.2 Tampilan pertama ETAP Power Station .................................................. 31
3.3 Tampilan Create New Project File .......................................................... 31
3.4 Tampilan User Information ETAP Power Station................................... 32
3.5 Tampilan Utama Program ETAP Power Station .................................... 32
36. Single line diagram ETAP Power Station ............................................... 33
3.7 Diagram alir penelitian............................................................................. 37
4.1 Sistem pentanahan.................................................................................... 36
4.2 Single diagram sistem Sumbagsel ........................................................... 42
4.3 Single diagram sistem Sumbagsel ........................................................... 43

111

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Gangguan 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 isolasi, kerusakan mekanis pada konduktor, bunga api listrik
dan keadaan terburuk yaitu kegagalan operasi sistem secara keseluruhan.

Pada sistem pentanahan titik netral bila terjadi gangguan hubung singkat fasa
ke tanah arus gangguan yang timbul akan besar dan busur listrik tidak dapat
lagi padam dengan sendirinya timbulnya gejala-gejala “busur listrik ke tanah
(arcing ground)” sangat berbahaya karena menimbulkan tegangan lebih
transient yang dapat merusak peralatan. Apabila hal diatas dibiarkan, maka
kontinuitas penyaluran tenaga listrik akan terhenti yang berarti dapat
menimbulkan kerugian yang cukup besar. Oleh karena itu sistem-sistem
tenaga listrik tidak lagi dibuat terapung (floating) yang lazim disebut sistem
delta, tetapi titik netralnya ditanahkan melalui tahanan, reaktor dan

2

ditanahkan langsung (solid grounding). Pada sistem kelistrikan, umumnya
transformator daya pada gardu induk dilengkapi dengan NGR (Netral
Grounding Resistor) dengan nilai resistansi permanen yang berfungsi untuk
membatasi arus gangguan tanah. Salah satu kelemahan sistem pentanahan
dengan NGR adalah saat terjadi gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah,
arus gangguan tanah dapat membesar melebihi batas nilai tahanan NGR yang
dipergunakan. Hal ini dapat menyebabkan rusaknya NGR dan peralatan
lainnya. Membesarnya nilai arus gangguan tanah disebabkan oleh pengaruh
kapasitansi dari saluran transmisi. Jika terjadi gangguan hubung singkat satu
fasa ke tanah maka akan timbul arus gangguan tanah yang besar akibat line
discharging dari saluran transmisi.

Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisa dan perhitungan untuk
mendapatkan suatu nilai arus gangguan hubung singkat fasa ketanah guna
untuk mengevaluasi apakah rating pentanahan titik netral pada Gardu Induk
sistem interkoneksi Sumbagsel sudah tepat. Untuk melakukan semua
perhitungan tersebut dengan cepat da akurat, maka diperlukan suatu media
perhitungan melalui bantuan komputer yakni dengan menggunakan software
ETAP Power Station.

1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa rating impedansi NGR
(Neutral Grounding Resistor) pada gardu induk sistem interkoneksi
Sumbagsel, dan pengaruh penambahan unit pembangkit PLTP Ulubelu dan
PLTU Sebalang.

3

1.3 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Analisa arus gangguan hubung singkat fasa ketanah dapat digunakan untuk
menentukan rating yang tepat pada sistem pentanahan titik netral.
2. Diharapkan dapat memberikan tambahan informasi tentang software
ETAP Power Station sebagai program simulasi yang mempunyai berbagai
fasilitas yang mendukung untuk simulasi sebuah sistem.

1.4 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan di atas dapat dirumuskan
permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh besar arus gangguan tanah terhadap nilai NGR pada
setiap gardu induk di Provinsi Lampung pada kondisi sebelum dah
sesudah penambahan PLTU Sebalang dan PLTP Ulubelu.
2. Bagaimana penerapan rating impedansi pentanahan pada gardu induk
apakah telah memiliki nilai yang memadai untuk menyalurkan arus
gangguan tanah.

1.5 Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini permasalahan yang akan diuraikan dibatasi pada
perhitungan arus gangguan hubung singkat fasa ke tanah dan evaluasi rating
tahanan pentanahan gardu induk di Provinsi Lampung dengan bantuan
program ETAP Power Station.

4

1.6 Hipotesa
Hipotesa dari penelitian ini adalah nilai rating impedansi pentanahan yang
ada pada tiap gardu induk 150 kV Sistem Interkoneksi Sumbagsel, masih
mampu menahan peningkatan arus gangguan satu fasa ke tanah yang
disebabkan oleh penambahan dua unit pembangkit baru yaitu PLTU Sebalang
dan PLTP Ulubelu.

5

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu Tentang Pentanahan Netral
Dalam kaitan dengan pentanahan netral sistem tenaga, beberapa penelitian
terdahulu telah diidentifikasi, misalnya dalam pemilihan metode pentanahan
pada saluran di jaringan distribusi yang ditulis oleh (Song et al, 2007) dalam
makalahnya [1] yang dilakukan di daerah perkotaan di China. Penelitian
tersebut menganalisa beberapa metode pentanahan netral yaitu isolasi netral,
kumparan Petersen dan tahanan rendah. Penelitian ini bertujuan untuk
menentukan metode pentanahan yang tepat bagi jaringan distribusi. Untuk
menentukan metode pentanahan yang tepat maka dilakukan analisa terhadap
karakteristik seluruh metode pentanahan netral, termasuk nilai tegangan
lebih, koordinasi isolasi, keamanan personel, keandalan suplai daya dan rele
proteksi. Dari hasil penelitian tersebut didapatkan bahwa metode isolasi
netral hanya dapat diterapkan pada arus gangguan kecil, karena jika nilai
arus kapasitansi semakin besar, busur api tidak dapat dipadamkan dengan
sendirinya. Sehingga jenis pentanahan ini tidak dapat digunakan pada
jaringan distribusi. Metode tahanan rendah memiliki kelemahan karena pada
saat terjadi gangguan peralatan proteksi bekerja dan terjadi pemutusan pada

6

daerah gangguan, sehingga keandalan kontinuitas pelayanan menjadi
terganggu. Metode kumparan Petersen dapat mengkompensasi nilai arus
kapasitansi yang besar pada saluran distribusi, hal ini dapat mempermudah
pemadaman busur api. Oleh karena itu metode kumparan Petersen dapat
diterapkan pada jaringan distribusi.

Penelitian untuk penerapan HRNG (High Resistance Neutral Grounding)
pada tegangan menengah yang di analisa oleh (Kingrey et al, 2011) pada
makalahnya [2] yang bertujuan untuk menganalisa penerapan metode
HRNG pada sistem jaringan distribusi tegangan menengah di kawasan
industri. Penelitian ini dilakukan dengan menganalisa beberapa aspek
seperti teori kelistrikan, filosofi sistem pentanahan netral, efek dari berbagai
komponen pada sistem daya industri dan pembatasan nilai tahanan tinggi
yang digunakan. Dari hasil penelitian ini didapatkan bahwa pada standar
industri metode HRNG membatasi arus gangguan Igf ≤ 10 A, Ir ≥ 3ICo.
Standar tersebut harus ditinjau kembali karena metode pentanahan ini
hanya bisa digunakan jika nilai arus charging kapasitansi sangat kecil, maka
batas Igf harus dikurangi dari ≤ 10 A menjadi ≤ 7 A dan 3ICo dibatasi
menjadi 5 A. Kerusakan yang diakibatkan oleh busur api pada level energi
di titik gangguan, mengharuskan HRNG bekerja dengan cepat untuk
mengurangi kerusakan dan mencegah peningkatan gangguan menjadi
gangguan antar fasa. Sistem HRNG pada tegangan menengah juga
mengharuskan konduktor pada fasa dan netral mempunyai tingkat isolasi
sebesar 173%.

7

Selanjutnya mengenai metode pentanahan netral pada sistem distribusi telah
dilakukan penelitian oleh (Oka et al, 2002) dalam makalahnya [3].
Penelitian ini menganalisa beberapa metode pentanahan netral, yang
hasilnya digunakan sebagai pertimbangan terhadap kenaikan nilai tegangan
rendah dan induksi tegangan pada sistem tiga fasa empat kawat jaringan
distribusi pada saat terjadi gangguan. Penelitian ini melakukan simulasi
untuk menganalisa beberapa metode pentanahan netral yaitu metode
multigrounded common neutral, low voltage multigrounded neutral dan
resistance single grounding. Untuk keakuratan maka dilakukan evaluasi
dengan membandingkan hasil simulasi dengan hasil pengukuran sebenarnya
pada saluran. Dari hasil simulasi dan pengukuran terdapat perbedaan nilai
arus yaitu sebesar 10%, perbedaan tersebut masih bisa diterima sehingga
hasil dari simulasi dapat digunakan sebagai acuan dari penelitian. Sebagai
hasilnya metode resistance single grounding merupakan metode pentanahan
netral yang sesuai untuk sistem jaringan distribusi 11,4 kV. Nilai tahanan
pentanahan harus sebesar 20 ohm atau lebih agar dapat menjaga kondisi saat
terjadi induksi tegangan pada saluran dan meningkatnya nilai tegangan
rendah pada saluran.

Penelitian mengenai berbagai metode pentanahan netral dianalisa oleh (D.D
Ship et al, 2005) pada makalahnya [4]. Penelitian ini menganalisa
karakteristik pada beberapa metode pentanahan netral yang diterapkan pada
perindustrian dan menampilkan informasi dari masing-masing metode
pentanahan. Metode pentanahan yang akan dianalisa adalah metode
pentanahan langsung, sistem yang tidak ditanahkan, pentanahan dengan

8

induktansi, pentanahan dengan tahanan rendah dan tahanan tinggi, serta
transformator pentanahan. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat
disimpulkan bahwa yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan metode
pentanahan yaitu beban saluran-netral dan kontinuitas pelayanan. Untuk
persyaratan kontinuitas pelayanan, semua metode pentanahan harus dapat
melakukan pemisahan zona yang terganggu dengan pengoperasian peralatan
proteksi. Untuk penerapan metode pentanahan pada sistem tegangan
menengah (2.4 kV – 7.5 kV) dapat diterapkan metode dengan tahanan tinggi
karena metode pentanahan ini mampu membatasi arus gangguan menjadi
sangat kecil sehingga dapat menghindari kerusakan akibat gangguan dan
dapat mengontrol tegangan lebih transient, sehingga timbulnya tegangan
lebih transien dapat berkurang. Selain itu metode tahanan rendah juga dapat
diterapkan pada sistem tegangan menengah, walaupun mengharuskan
peralatan proteksi bekerja dan terjadi pemutusan di daerah gangguan.
Sedangkan untuk metode pentanahan langsung lebih sering digunakan pada
sistem dengan tegangan diatas 15 kV.

Selanjutnya untuk membahas tentang sistem pentanahan dengan reaktor
pada sistem tegangan ekstra tinggi yang dianalisa oleh (Nayak et al, 2007)
pada makalahnya [5]. Penelitian menjelaskan bahwa untuk menjaga
keandalan pada sistem transmisi, penerapan peralatan proteksi seperti saklar
fasa tunggal dan penutup balik otomatis sangat diperlukan. Akan tetapi
untuk meningkatkan kerja dari penutup balik otomatis dalam pemadaman
busur api maka perlu dipasangnya NGR (Neutral Grounding Reactor).

9

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan parameter NGR yang optimal
pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi. Penelitian ini melakukan
analisa terhadap nilai arus busur api, nilai NGR untuk mengkompensasi
rangkaian kapasitif dan pemilihan nilai NGR yang akan digunakan pada
sistem. Dari hasil penelitian didapatkan nilai reaktansi, arus dan rating
tegangan pada saluran sirkit ganda untuk menjamin kesuksesan kerja saklar
fasa tunggal ditampilkan pada program EMTP. Dimana nilai optimal NGR
yang dipilih untuk menjamin kesuksesan kerja dari saklar fasa tunggal
dalam memadamkan busur api dengan batas yang layak sebesar 600 ohm.

Penelitian mengenai metode pentanahan netral dengan tahanan tinggi pada
sistem tegangan rendah dianalisa oleh (Nelson et al, 1999) dalam
makalahnya [6]. Penelitian ini menganalisa penerapan pentanahan netral
dengan tahanan tinggi pada sistem tegangan rendah di kawasan industri
kimia dan perminyakan, yang meliputi beberapa aspek yaitu, permasalahan
koordinasi dengan sistem proteksi, gangguan busur api, pertimbangan
perancangan, selanjutnya dilakukan pengujian dan pemasangan terhadap
pentanahan dengan tahanan tinggi. Dari penelitian ini dapat ditarik
kesimpulan bahwa, metode tahanan tinggi memiliki kinerja yang baik pada
industri kimia dan perminyakan, yang menjadi acuannya adalah, arus
kapasitif pada sistem tegangan rendah (440-600 V) memiliki nilai yang
cukup rendah (< 5 A), hal ini menunjukkan bahwa tahanan mampu
mengontrol arus pada nilai yang rendah untuk menghindari peningkatan
arus gangguan yang akan menyebabkan kerusakan peralatan. Penerapan

10

yang tepat pada metode tahanan tinggi akan mampu membatasi tegangan
lebih transien yang disebabkan oleh gangguan busur api ke nilai yang
memungkinkan. Makalah ini menampilkan keuntungan dari pentanahan
dengan tahanan tinggi untuk menjaga kontinuitas proses industri. Ketika
keandalan dan pembatasan gangguan tanah merupakan permasalahan yang
sangat penting, sistem pentanahan dengan tahanan tinggi sangat dianjurkan.
Dengan perancangan dan pengujian yang tepat, metode pentanahan ini
mampu menyediakan keamanan dan keandalan yang dibutuhkan oleh
industri perminyakan atau industri lainnya.

2.2 Sintesis Fasor Tak Simetris dari Komponen-Komponen Simetrisnya
Menurut Fortescue suatu sistem tak seimbang yang terdiri dari n fasor yang
berhubungan dapat diuraikan menjadi n buah sistem dengan fasor seimbang
yang dinamakan komponen-komponen simetris dari fasor aslinya. N buah
fasor pada setiap himpunan komponennya adalah sama panjang dan sudut
diantara fasor yang bersebelahan dalam himpunan itu sama besarnya [7].

Menurut teorema Fortescue, tiga fasor tak seimbang dari sistem tiga phasa
dapat diuraikan menjadi tiga sistem fasor yang seimbang. Himpunan
komponen seimbang itu adalah :
1. Komponen urutan positif yang teridiri dari tiga fasor yang sama besarnya,
memiliki selisih sudut phasa sebesar 1200 dan mempunyai urutan phasa
yang sama seperti aslinya.

11

2. Komponen urutan negatif yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya,
memiliki selisih sudut phasa sebesar 1200, namun memiliki urutan phasa
yang berlawanan dengan fasor aslinya.
3. Komponen urutan nol yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya dan
dengan pergeseran phasa nol antar fasor yang satu dengan fasor yang lain.

Komponen simetris phasa dari sistem dinyatakan sebagai a, b dan c sehingga
urutan phasa tegangan dan arus dari sistem adalah abc. Sehingga urutan
phasa komponen positif dari fasor tak seimbang itu adalah abc, sedangkan
urutan phasa dari komponen negatif adalah acb. Jika fasor aslinya adalah
tegangan, maka tegangan tersebut dapat dinyatakan Va, Vb, dan Vc. Ketiga
himpunan komponen simetris dinyatakan dengan subskrip tambahan 1 untuk
komponen urutan positif, angka 2 untuk komponen urutan negatif, an angka 0
untuk komponen urutan nol. Sebagai contoh komponen urutan positif dari
fasor tegangan adalah Va1, Va2, dan Va0. Begitu pula dengan urutan negatif
dan urutan nol.
Fasor tegangan dinyatakan dalam suku komponennya adalah sebagai berikut :
Va = Va1 + Va2 + Va0
Vb = Vb1 + Vb2 + Vb0
Vc = Vc1 + Vc2 + Vc0

(2.1)

12

Gambar 2.1. Tiga Himpunan Fasor Seimbang Yang Merupakan Komponen Simetris Dari
Tiga Fasor Tak Seimbang

2.3 Jaringan Urutan Pada Sistem Tenaga Tenaga Listrik
Gambar di bawah ini merupakan contoh gangguan yang terjadi pada sistem
distribusi beserta dengan rangakain ekivalent urutan positif, negatif dan
urutan nol.

Gambar 2.2. Single Line Diagram Sistem Tenaga Listrik

Xt

½ Xtr

P
Ifa(1)

Xg1

½ Xtr

Xt

+

Xg2

Xm
Vf

+

+

_

_

+
_

Gambar 2.3. Jaringan Urutan Positif

_

13

Xt

½ Xtr

P

½ Xtr

Xt

Ifa(2)
+
Xg1

Xg2

Xm
Vf

_

Gambar 2.4. Jaringan Urutan Negatif

½ Xtr

P

½ Xtr

Xt

Ifa(2)
Xg1

Xg2

Xf

Xm

Gambar 2.5. Jaringan Urutan Nol

2.4 Diagram Garis Pada Komponen Jaringan
2.4.1 Generator
Suatu generator tak berbeban yang ditanahkan melalui reaktor, dapat
dilihat pada Gambar 2.6. Bus referensi untuk jaringan urutan positif
dan negatif adalah netral generator tersebut. Bagi komponen urutan
negative dan positif netral generator berada pada potensial tanah jika
diantara netral tanah terdapat sambungan yang mempunyai impedansi
tertentu atau nol karena sambungan tersebut tidak akan mengalirkan
arus urutan positif dan negatif.

14

Gambar 2.6. Komponen urutan pada generator

Gambar 2.7. Rangkaian ekivalen urutan pada generator

2.4.2 Transformator
Berbagai kombinasi yang mungkin dari belitan primer dan sekunder
yang terhubung dalam Y atau Δ sudah tentu mengubah pula jaringan
urutan nolnya.

(a)

(b)

(d)

(e)

(c)

Gambar 2.8. Rangkaian ekivalen pada transformator

15

2.5 Perhitungan Gangguan Hubung Singkat Satu Phasa Ke Tanah
Gangguan satu phasa ke tanah disebabkan antara lain petir atau konduktor
yang membuat kontak dengan tanah. Untuk gangguan satu phasa ke tanah
melalui impedansi Zf ditunjukkan pada gambar 2.2 dimana gangguan terjadi
di phasa a. Kondisi pada bus terganggu k dinyatakan dengan persamaan
berikut:
Ifb = 0

Ifc = 0

Vka = Zf x Ifa

Dimana Ifb = Ifc = 0, komponen simetris diberikan oleh:
( )
( )

=

( )

1
1
1

1

1

0
0

dan melakukan hasil perkalian
( )

=

Substitusikan

( )

( )

=

( )

untuk

=
( )

(2.2)
dan

( )

ditunjukkan bahwa

= 3

dari persamaan di bawah ini:
( )

=

( )

=

( )

=

( ) ( )
( ) ( )

(2.3)

( )

Kita dapatkan
( )

=

( )

=

( )

=

( ) ( )

( ) ( )

( )

(2.4)

( )

, dan

16

Penjumlahan persamaan ini
( )

=

( )

=
=3

+
+

( )

memberikan

( )

+

( )

( )

= 3

( )

+

( )

(2.5)

( )

Penyelesaian untuk

( )

dan kombinasi hasil dari Persamaan (2.2), maka

didapatkan persamaan seperti di bawah ini:
( )

=

( )

=

( )

=

( )

( )

( )

(2.6)

a
If
Zf

b

c

Gambar 2.9. Gangguan Satu Phasa Ke Tanah

Persamaan (2.6) adalah persamaan untuk mencari besar arus gangguan satu
phasa ke tanah melalui impedansi Zf dan digunakan dengan hubungan
komponen simetris untuk menentukan semua tegangan dan arus pada titik P.
Jika rangkaian ekivalen thevenin tiga jaringan dihubungkan seri, seperti pada
Gambar 2.4 dengan impedansi gangguan 3Zf dan sumber tegangan sebelum
gangguan Vf.

17

Gambar 2.10. Rangkaian Ekivalen Thevenin Gangguan Satu Phasa Ke Tanah

Ketika arus

( )

,

( )

, dan

( )

diketahui, komponen tegangan pada semua

sistem bus dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.4).

2.6 Metode Sistem Pentanahan di Indonesia
Sesuai standar perusahaan umum listrik milik negara, yaitu SPLN 2: 1978 [8]
telah ditetapkan metode pentanahan untuk sistem-sistem 150 kV, 70 kV dan
20 kV. Adapun pola kriteria, pertimbangan, penerapan dan penetapan
pentanahan ditunjukkan seperti di bawah ini:
a. Pola Kriteria
Yang menjadi kriteria dalam faktor keselamatan manusia dan ekonomi.
b. Pertimbangan Penerapan
Pentanahan efektif pada sistem 150 kV memberikan keandalan yang tinggi
dan keuntungan faktor ekonomi yang menonjol dari pengurangan tingkat
isolasi. Arus gangguan yang besar diimbangi dengan kecilnya angka
keluar (outage rate).

18

c.

Penerapan Sistem Pentanahan di Indonesia.
1.

Sistem 150 kV
Pentanahan netral sistem 150 kV beserta pengamannya ditetapkan
sebagai berikut :
a. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan efektif.
Penambahan reaktansi pada sistem ini dimungkinkan selama
persyaratan pentanahan efektif dipenuhi (X0/X1=3).
b. Pengamanan sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan
penutup cepat.

2.

Sistem 70 kV
Pentanahan dengan sistem ini beserta pengamanannya ditetapkan
sebagai berikut:
1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan
tahanan.
2. Pengamanan sistem dilakukan dengan pemutus cepat dan penutup
cepat.

3.

Sistem 20 kV
Pentanahan netral sistem 20 kV beserta pengamanannya ditetapkan
sebagai berikut:
1. Untuk saluran udara dan saluran bawah tanah dipakai pemutus
dengan rele arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasa
dan rele tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah.

19

2. Untuk saluran udara dipakai penutup cepat dan lambat, sedangkat
pada saluran bawah tanah tidak dipakai penutup kembali.

2.7

Sistem Kelistrikan Sumatera Bagian Selatan (Sumbagsel)
Sistem Kelistrikan Sumatera Bagian Selatan merupakan suatu sistem yang
melayani kebutuhan energi listrik untuk wilayah Sumatera Bagian Selatan
yaitu mencakup Provinsi Lampung, Sumatera Selatan dan Bengkulu. Ketiga
provinsi ini telah tersambung atau terinterkoneksi oleh Saluran Transmisi
Tegangan Tinggi (SUTT) yang menggunakan tegangan nominal 150 kV .

2.7.1

Sistem Kelistrikan Saat ini
Provinsi Lampung terhubung ke Provinsi Sumatera Selatan
melalui dua saluran transmisi yaiu saluran transmisi BaturajaBlambangan Umpu dan Baturaja-Bukit Kemuning, sedangkan
Provinsi Bengkulu terhubung ke Provinsi Sumatera Selatan
melaluai saluran transmisi Lubuk Linggau-Pekalongan.

Sebagian besar daya pada Provinsi Lampung dipasok oleh
Provinsi Sumatera Selatan karena Provinsi Lampung masih belum
bisa memenuhi kebutuhan daya dari masing-masing pembangkit
yang dimilikinya. Selain itu pula pembangkit-pembangkit yang
menggunakan tenaga diesel juga membutuhkan biaya bahan bakar
yang lebih besar sehingga diperlukan suatu transfer daya untuk
memenuhi kekurangan daya dan juga untuk menghemat biaya
bahan bakar karena sebagian besar pembangkit yang ada di

20

Sumatera Selatan merupakan pembangkit listrik tenaga uap yang
menggunakan bahan bakar batubara dan gas. Transfer daya juga
diperlukan pada saat pembangkit melakukan pemeliharaan.
Povinsi Bengkulu dapat memenuhi kebutuhan daya sendiri, tetapi
karena provinsi ini hanya memiliki satu buah pembangkit yaitu
PLTA Musi, jadi pada saat pembangkit ini mengalami gangguan
atau pemeliharaan, maka memerlukan pasokan dari Provinsi
Sumatera Selatan. Selain itu gardu induk sebagai subsistem pada
sistem

interkoneksi

memegang

Sumbagsel

peranan

yang

dalam

penyaluran

energi

sangat

penting

dalam

mentransformasikan tenaga listrik dari satu level ke level tegangan
yang lain, serta dalam pengawasan operasi dan pengaturan sistem
tenaga listrik.

2.7.2

Rencana pembangunan pembangkit Sumatera Bagian Selatan
Untuk menjaga kontinuitas dan memenuhi kebutuhan beban yang
semakin bertambah maka PLN berencana membangun beberapa
pembangkit baru di wilayah Sumbagsel [9].

Tabel 2.1 Rencana Pembangunan Pembangkit Provinsi Pembangkitan
Sumatera Selatan

Waktu
Operasi
2013/2014

2

Pusat
Daya Terpasang
Pembangkitan
(MW)
PLTU Sumsel Mulut 2 x 200
Tambang
PLTP Hulu Lais
2 x 55

3

PLTU MT

100

2017

4

PLTP Lumut Balai

2 x 110

2013/2014

No
1

2013/2014

21

Waktu
Operasi

5

Pusat
Pembangkitan
PLTP Rantau Dedap

Daya Terpasang
(MW)
220

2015

6

PLTP Danau Ranau

110

2019

No

Tabel 2.2 Rencana Pembangunan
Bengkulu

Pusat

Pembangkitan

1

PLTU Bengkulu

Daya
Terpasang
(MW)
2 x 100

2

PLTA Simpang Aur

29

No

Pusat Pembangkitan

Tabel 2.3

Rencana Pembangunan
Lampung

Pusat

Provinsi

Waktu
Operasi
2018/2019
2015

Pembangkitan

Provinsi

1

PLTP Suoh Sekincau

Daya
Terpasang
(MW)
2 x 55

2

PLTP Ulu Belu

4 x 55

2011/2014

3

PLTP Way Ratai

55

2019

4

PLTP Raja basa

2 x 110

2013/2014

No

Pusat Pembangkitan

Waktu
Operasi
2018/2019

22

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Pengerjaan tugas akhir ini bertempat di Laboratorium Terpadu Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung pada bulan Juli 2012 sampai dengan bulan
april 2013.

3.2 Alat dan Bahan
Adapun peralatan dan bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut :
1. Satu unit laptop dan sistem operasi window XP.
2. Perangkat lunak ETAP Power Station 6.0 sebagai alat bantu untuk
perhitungan dan analisa.
3. Data-data berupa one line diagram sistem tenaga listrik wilayah lampung, dan
parameter peralatan seperti transformator,bus,serta pentanahan Gardu Induk
150 kV Sistem Sumbagsel.

23

3.3 Langkah-langkah Penelitian
Dalam penyelesaian tugas akhir ini akan dilalui beberapa tahapan sebagai
berikut:

3.3.1 Studi Literatur
Dalam studi literatur dimaksudkan untuk mempelajari dan mecari
informasi dari buku, jurnal dan artikel-artikel dari internet sebagai referensi
yang menyangkut masalah yang diangkat dalam penyusunan tugas akhir
ini, diantara nya adalah :
a.

Studi Gangguan hubung singkat

b.

Pentanahan sistem

3.3.2 Pengumpulan Data Dari UPB Sumatera
Pada penelitian ini data yang akan diambil adalah data pembangkit, data
transmisi, data beban dan lain sebagianya dari UPB Sumatera yang berguna
untuk mendukung penyelesaian tugas akhir.

3.3.3 Simulasi
Seperti yang telah disebutkan pada bab sebelumnya bahwa tujuan dari
penulisan tugas akhir ini adalah untuk menghitung nilai arus gangguan
hubung singkat fasa ke tanah dan mengevaluasi apakah pentanahan titik
netral pada gardu induk sistem Sumbagsel telah memiliki rating yang

24

cukup untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah pada kondisi sebelum
dan sesudah penambahan unit pembangkit.

Simulasi Sistem Interkoneksi Sumatera Bagian Selatan dilakukan dengan
menggunakan Program ETAP. Gangguan yang disimulasikan adalah
gangguan satu fasa ketanah dan hasil simulasi perhitungan arus gangguan
hubung singkat tersebut digunakan untuk mengevaluasi nilai arus setting
NGR (Neutral Grounding Resistor). Program yang

digunakan untuk

simulasi adalah program ETAP versi 6.0 yang didalamnya terdapat fasilitas
untuk membuat Single Line Diagram yang sesuai dengan obyek penelitian
dari menu-menu program yang ada pada program ETAP 6.0, sehingga
memberikan kemudahan bagi pengguna untuk dapat menjalankan program
tersebut.
Simulasi dilakukan dengan cara :
1.

Memasukkan parameter yang di perlukan untuk melakukan simulasi,
adapun data masukan yang dibutuhkan dalam perhitungan arus hubung
singkat dengan program ETAP adalah :
a. Nama Busbar
Untuk mengidentifikasi bus yang terinterkoneksi.
b. Tipe Busbar
a. Bus Referensi/slack bus menggunakan PLTU Borang
b. Bus Beban
c. Bus Generator

25

c. Besar Tegangan Busbar
d. Data Penghantar.
a. Jarak Penghantar
b. Impedansi Penghantar
e. Data Generator
a. Daya aktif yang dibangkitkan
b. Daya semu
c. Impedansi generator
f. Data Transformator
g. Data gardu induk
Sistem kelistrikan sumbagsel terdiri dari 44 gardu induk dimana 16
gardu induk terdapat pada Provinsi Sumatera Selatan, 7 gardu induk
terdapat pada Provinsi Bengkulu, 21 pada Provinsi Lampung. Berikut
merupakan jenis gardu induk untuk simulasi pada penelitian ini.

Tabel 2.1 Gardu Induk Provinsi Sumatera Selatan

UPT PALEMBANG
I

TRAGI KERAMASAN

1

GI Keramasan

2

GI Bungaran

3

GI Sungai Kedukan

4

GI Mariana

II

TRAGI BOOM BARU

1

GI Boom Baru

2

GI Sungai Juaro

3

GI Talang Ratu

26

4

GI Seduduk Putih

5

GI Bukit Siguntang

III TRAGI BORANG
GI Borang
1
2

GI Talang Kelapa

3

GI Betung

IV TRAGI PRABUMULIH
GI Bukit Asam
1
2

GI Prabumulih

3

GI Simpang Tiga

4

GI Gunung Megang

Tabel 2.2 Gardu Induk Provinsi Bengkulu

UPT BENGKULU
I

TRAGI PEKALONGAN

1

GI Sukamerindu

2

GI Pekalongan

3

GI Tess

4

GI Musi

II

TRAGI LAHAT

1

GI Lahat

2

GI Pagar Alam

3

GI Lubuk Linggau

Tabel 2.3 Gardu Induk Provinsi Lampung

UPT TANJUNG KARANG
I

TRAGI TARAHAN

1

GI Tarahan

2

GI Teluk Betung

3

GI Sutami

27

4

GI Kalianda

5

GI New Tarahan

6

GI Sukarame

II

TRAGI TEGINENENG

1

GI Tegineneng

2

GI Taping Adi Jaya

3

GI Natar

4

GI Pagelaran

5

GI Sribawono

6

GI Metro

7

GI Batu Tegi

8

GI Seputih banyal

III

TRAGI KOTABUMI

1

GI Kotabumi

2

GI Bukit Kemuning

3

GI Baturaja

4

GI Menggala

5

GI Besai

6

GI Gumawang

7

GI Blambangan Umpu

2. Menentukan lokasi gangguan.
Untuk melakukan simulasi dengan menggunakan program ETAP Power
Station, maka Single Line Diagram dari Sistem Interkoneksi Sumbagsel
yang akan dianalisa harus dibuat modelnya terlebih dahulu sesuai
dengan komponen yang ada, yaitu mulai dari dari sumber pembangkit
hingga beban. Gambar dibawah ini merupakan Single Line Diagram

28

dari sistem Interkoneksi Sumbagsel yang akan dibuat pemodelannya
pada program ETAP Power Station.

Gambar 3.1 Single Line Diagram Sistem Sumbagsel

Untuk menghitung arus gangguan pentanahan, maka terlebih dahulu kita
membuat Single Line Diagram dari sistem itu sendiri. Berikut ini
langkah-langkahnya :

a. Jalankan program ETAP Power Station
Program ETAP Power Station dapat digunakan setelah diinstall
kedalam komputer, setelah itu program dapat digunakan dengan cara
mengklik program ETAP Power Station. Setelah program dijalankan
maka akan tampak tampilan seperti gambar 3.1 yang merupakan
tampilan pertama program ETAP Power Station.

29

Gambar 3.1 Tampilan Pertama ETAP Power Station

b. Membuat studi kasus yang baru
Untuk membuat studi kasus yang baru maka pada gambar 3.1 klik
file lalu new project dan akan muncul seperti pada gambar 3.2,
setelah itu tulis name project dan pilih unit system dan required
password sesuai dengan kebutuhan.

Gambar 3.2 Tampilan Create New Project File

30

Setelah pada gambar 3.2 diklik ok, maka akan tampil seperti gambar
3.3.

Gambar 3.3 Tampilan User Information ETAP Power Station

Masukan user name, sesuai dengan kebutuhan maka akan tampil
gambar 3.4.

c. Membuat one line diagram

Gambar 3.4 Tampilan Utama Program ETAP Power Station

31

Pada Gambar 3.4 terdapat ruang untuk menggambar one line
diagram dengan menggunakan template yang terdapat pada toolbar
yang terletak di sebelah kanan. Contoh one line diagram yang telah
dibuat seperti pada Gambar 3.5 di bawah ini.

Gambar 3.5 Single Line Diagram dalam ETAP Power Station

d. Perhitungan Besar Arus Gangguan Hubung Singkat
Untuk melakukan perhitungan arus hubung singkat, terdapat
beberapa tahap yang harus dilakukan. Terlebih dahulu kita harus
memulai perhitungan pada rel daya tegangan primer di GI untuk jenis
gangguan satu fasa ke tanah, kemudian menghitung pada titik yang
semakin jauh dari GI tersebut. Impedansi dasar pada rel daya
tegangan tinggi meliputi impedansi sumber, impedansi trafo, dan
impedansi Saluran.

32

 Impedansi Sumber
Sebelum menghitung impedansi sumber di sisi 20 kV, maka kita
harus menghitung dulu impedansi sumber di bus 150 kV.
Impedansi di bus 150 kV diperoleh dengan persamaan:
Xs =

kV2

(3.1)

MVA

Dimana:
Xs

= Impedansi sumber (Ω )

kV2

= Tegangan sisi primer trafo tenaga (kV)

MVA

= Data hubung singkat di bus 150 kV (MVA)

Arus hubung singkat di sisi 20 kV didapatkan dengan cara
mengkonversikan impedansi sumber di bus 150 kV ke sisi 20 kV
dengan persamaan sebagai berikut:
x Xs(sisi 150 kV)

Xs (sisi 20 kV) =

(3.2)

 Impedansi Trafo
Untuk menghitung nilai impedansi (ohm) pada 100 % trafo 20 kV
digunakan persamaan sebagai berikut:
Xt (pada 100%) =

kV 2
MVA

Dimana:
Xt

= Impedansi trafo tenaga (Ω )

kV2

= Tegangan sisi sekunder trafo tenaga (kV)

(3.3)

33

MVA

= Kapasitas daya trafo tenaga (MVA)

 Impedansi Saluran
Besarnya impedansi Saluran bergantung pada besar impedansi per
km dari Saluran yang akan dihitung dimana nilainya tersebut
tergantung dari jenis penghantarnya,yaitu dari bahan penghantar
dan besar kecilnya penampang penghantar. Besar impedansi suatu
Saluran dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Z = (R + jX)

(3.4)

Sedangkan untuk menghitung impedansi Saluran pada titik
tertentu pada Saluran baik urutan positif, negatif, maupun urutan
nol digunakan persamaan sebagai berikut:
Z1 = Z2 = % panjang x panjang saluran (km) x Z1, Z2, Z0
Dimana:
Z1 = Impedansi urutan positif (Ω )
Z2 = Impedansi urutan negatif (Ω )
Z0 = Impedansi urutan nol (Ω )

 Perhitungan Arus Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah
Persamaan yang digunakan untuk mencari besar arus gangguan
hubung siungkat satu fasa ke tanah adalah sebagai berikut:
I1fasa =

(3.8)

34

Dimana:
I1fasa

= Arus gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah (A)

VLN

= Tegangan fasa-netral 20 kV =

.

(V)

Z1 = Impedansi urutan positif (Ω )
Z2 = Impedansi urutan negatif (Ω )
Z0 = Impedansi urutan nol (Ω )
e. Membuat Analisa dari Hasil Simulasi
Setelah pengolahan data selesai, maka dilakukan analisa data sesuai
hasil dari simulasi software ETAP Power Station. Simulasi tersebut
terdiri arus gangguan pentanahan.

f. Penulisan Laporan
Dalam tahap ini dilakukan penulisan laporan hasil dari penelitian
secara lengkap mencakup tinjauan pustaka hingga proses simulasi
yang dilakukan dan analisa serta kesimpulan dan saran.

35

3.4 Diagram Penelitian

Mulai Penelitian

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Pemodelan Sistem pada ETAP

Masukkan nilai data-data
pentanahan gardu induk

Simulasi

Analisa Hasil Simulasi

Selesai

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

55

BAB V
SIMPULAN DAN SARAN

5.1 SIMPULAN
Setelah melakukan perhitungan menggunakan simulasi ETAP Power
Station versi 6.0.0, maka dapat dihasilkan beberapa hal mengenai hasil
dari pengerjaan tugas akhir ini, yaitu :
1. Dari hasil simulasi didapatkan nilai arus hubung singkat satu fasa ke
tanah tertinggi terjadi pada gardu induk Bukit Asam, dengan besar arus
gangguan sebelum penambahan pembangkit sebesar 285 A, dan setelah
penambahan pembangkit naik menjadi 286 A. Besar peningkatan nilai
arus gangguan masih dibawah rating NGR, sehingga sistem masih
aman setelah beroperasinya PLTU Sebalang dan PLTP Ulubelu.
2. Dari simulasi dengan menggunakan nilai impedansi 10, 20, 30 dan 40
ohm menunjukkan bahwa nilai impedansi yang paling baik untuk
membatasi arus gangguan satu fasa ke tanah adalah NGR dengan nilai
40 ohm.

56

5.2 SARAN
Kemudian adapun sarannya adalah :
1. Perlu dilakukan pengecekan besarnya tahanan sistem pentanahan netral
dan kondisi sistem secara berkala untuk memastikan sistem
pentanahan dan kondisi sistem benar-benar dalam kondisi baik.
2. Untuk penelitian selanjutnya hendaknya membahas tentang pengaruh
pentanahan sistem pada koordinasi rele pengaman untuk memperoleh
keandalan sistem,

DAFTAR PUSTAKA

[1]

Yundong Song, Shun Yuan, Chunfang Zhao, Yanfeng Jia, “Analysis and Selection of
Neutral Grounding Modes in Cables Distribution Network”, Power System
Technology, vol 28, no. 5, pp. 518-521, April 2007.

[2]

Lawrence J. Kingrey, Ralph D. Painter, “Applying High-Resistance Neutral
Grounding in Medium –Voltage Systems”, IEEE Transaction on Industry
Applications, vol 47, no.3, pp. 1220-1231, May/June 2011.

[3]

K. Oka, S. Oishi, T. Yokota, S. Uemura. “Analysis of Neutral Grounding Method for
a Three-Phase Four-Wire 11 kV Distribution System, IEEE Transaction on Industry
Applications, vol 2, no. 2, pp 998-1003, oct. 2002.

[4]

D. D. Shipp and F. J. Angelini, “Characteristics of Different Power Systems Neutral
Grounding Techniques: Fact & Fiction”. Pittsburgh, PA: Westinghouse Electric
Corp.

[5]

R. N. Nayak, Y. K Sehgal, Subir Sen, Manju Gupta, “Optimation of Neutral
Grounding Reactor Parameter-An Analysis for a Double circuit EHV Line“, Power
Grid Corporation of India Ltd.

[6]

Jhon P. Nelson, Pankaj K. Sen, “Resistance Grounding of Low-Voltage Systems: A
Standart for the Petroleum and Chemical Industry“, IEEE Transactions on industry
applications, vol. 35, no. 4, pp. 941-948, july/aug. 1999.

[7]

Stevenson, William D, Jr.,”Analisis Sistem Tenaga Listrik” , Penerbit Erlangga,
Jakarta, 1990.

[8]

--------, SPLN 2:1978, Pentanahan Netral Sistem Transmisi dan Distribusi Beserta
Pengamanannya.

[9]

--------, Perencanaan Pembangunan Pembangkit Wilayah Kerja Sumbagsel, PT. PLN
(Persero) P3B Sumatera, bidang Perencanaan, 2006.