1.2 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah 1. Mengetahui akibat terputusnya kawat netral terhadap kerja GFR dan
ELCB 2. Mengetahui dampaknya terhadap kenaikan tegangan sentuh di sisi
konsumen 3. Mengetahui dampaknya terhadap phasa-phasa yang tidak terganggu
1.3 Batasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini dibatasi 1. Pada GFR dan ELCB yang berjenis rele statik
2. Pada jenis pentanahan yang mana titik netral transformatornya
menggunakan sistem pentanahan langsung. 3. Hanya pada sisi distribusi tiga phasa 380 V
1.4 Metodologi Penulisan
Metode yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah 1. Studi literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku
teks pendukung 2. Diskusi, yaitu berupa bimbingan dan tanya jawab dengan dosen
pembimbing tentang pengaruh terputusnya kawat netral terhadap sistem distribusi tegangan rendah.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini disusun secara sistematis sebagai berikut
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi mengenai Latar Belakang Masalah, Tujuan Penulisan, Batasan Masalah, Metodologi Penulisan dan
Sistematika Penulisan
Universitas Sumatera Utara
BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Bab ini berisi tentang sistem distribusi tiga phasa, gangguan pada sistem distribusi serta sistem pentanahan yang digunakan pada sisi
konsumen
BAB III SISTEM PROTEKSI AKIBAT GANGGUAN TANAH
Bab ini berisi tentang sistem proteksi yang digunakan terhadap gangguan tanah,jenis-jenisnya dan prinsip kerjanya.
BAB IV PENGARUH PUTUSNYA KAWAT NETRAL PADA SISI
KONSUMEN Bab ini membahas mengenai pengaruh putusnya kawat netral dan
kawat netral yang ditanahkan terhadap Ground Fault Relay GFR dan Earth Leakage Circuit Breaker ELCB, tegangan sentuh,
kenaikan tegangan pada phasa-phasa sehat, arus gangguan akibat sambaran petir.
BAB V KESIMPULAN
SARAN
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Pada sistem penyaluran tenaga listrik terdapat sistem pembangkitan, transmisi dan distribusi, pada sistem distribusi ini telah menggunakan kawat netral
yang mana kawat netral ini ditanahkan , dengan adanya kawat netral maka sistem satu phasa akan dapat digunakan, dalam penulisan tugas akhir ini hanya
membahas pada sistem distribusi sisi tegangan rendahnya saja.
2.1 Sistem Tiga Phasa
Pada sistem tiga phasa terbagi atas dua bagian yaitu : 1. Sistem tiga phasa hubungan bintang Y
2. Sistem tiga phasa hubungan delta
Sistem Tiga Phasa Hubungan Bintang Y
Pada sistem distribusi yang menggunakan sistem bintang Y dimana mempunyai titik netral dapat ditunjukkan melalui Gambar 2.1 a
dan b dan diagram phasornya pada Gambar 2.1 c
Line 1 T
S E
R
V
RS
E
T
E
R
V
RT
Line 2 V
ST
R Line 3
a b
Universitas Sumatera Utara
E
R
I
R
I
T
I
S
E
T
E
S
c Gambar 2.1
a. Rangkaian Tiga Phasa Terhubung Bintang b. Rangkaian Ekivalen Hubungan Bintang
c. Diagram Phasor Tiga Phasa Terhubung Bintang
E
R
= E
S
= E
T
= E
ph
V
RS
tegangan antara line 1 dan2 dan merupakan perbedaan phasor antara E
R
dan E
S,
V
ST
tegangan antara line 2 dan 3 merupakan perbedaan vektor antara E
S
dan E
T,
V
TR
tegangan antara line 1 dan 3 dan merupakan perbedaan phasor antara E
T
dan E
R
. Sehingga besarnya V
RS
dapat ditentukan sesuai aturan vektor V
RS
= E
R
- E
S
..............................................2.1 Secara aturan vektor besarnya V
RS
ditunjukkan pada Gambar 2.2, dimana besarnya V
RS
ditunjukkan dengan garis yang membagi sama besar sudut antara E
R
yaitu 120 2 = 60
Besarnya V
RS
adalah : V
RS
= E
R
- E
S
V
RS
= 2 E
ph
2 60
cos V
RS
= 2 E
ph
cos 30
Universitas Sumatera Utara
R
S T
V
RS
= 2 E
ph
2 3
V
RS
= 3 E
ph
Sehingga dapat kita ketahui bahwa dengan sistem bintang besarnya tegangan line adalah 3 dari tegangan linenya, namun arus line
akan sama dengan arus phasanya.
V
L-L
= 3 V
ph
I
L-L
= I
ph
V
RS
E
S
E
R
60 30
E
T
E
S
E
R
V
TR
Gambar 2.2 Diagram Phasor Pada Beban Terhubung Bintang
Sistem Tiga Phasa Hubungan Delta
Pada sistem tiga phasa yang terhubung delta dapat ditunjukkan pada Gambar 2.3 a dan rangkaian ekivalennya pada Gambar 2.3 b
I
R
I
T
S T
I
T
I
R
I
S
I
S
I
R
I
T
I
S
T
a b
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 a. Rangkaian Tiga Phasa Terhubung Delta b. Rangkaian Ekivalen Hubungan Delta
Pada Gambar 2.3 a terlihat bahwa pada line1,2 V
RS
dan line 2,3 V
ST
kita dapat mengetahui bahwa V
RS
mendahului V
ST
sebesar 120
0.
Besarnya arus pada line 1 adalah I
1
dan besarnya adalah I
1
= I
R
- I
T
Besarnya arus pada line 2 adalah I
2
dan besarnya adalah I
2
= I
S
I
R
Besarnya arus pada line 3 adalah I
3
dan besarnya adalah I
3
= I
T
- I
S
Pada gambar diagram phasor 2.4 arus pada line 1 merupakan penjumlahan antara I
R
dan I
T
. Sudut antara I
R
dan I
T
adalah 60 .
I
R
, I
S
, I
T
adalah arus phasa I
ph
dan I
1
, I
2
, I
3
adalah arus line I
L
Sehingga dapat diketahui besarnya arus pada line 1 adalah I
1
= I
R
- I
T
I
1
= 2 I
ph
cos
2
60
I
1
= 2 I
ph
cos 30 Dan besarnya tegangan line dan phasa adalah
V
L
= V
ph
V
RS
I
R
I
R
-I
S
-I
S
-I
T
I
T
I
S
V
TR
V
ST
Gambar 2.4 Diagram Phasor Arus Pada Hubungan Delta
Pada Sistem Tiga Phasa terdapat dua sequence yaitu sequence dengan urutan ABC dengan urutan CBA, adapun perbedaan antara kedua urutan ini adalah
perbedaan sudut phasanya.
Universitas Sumatera Utara
Pada urutan ABC besaran phasa-phasanya adalah :
150 3
30 3
90 3
240 120
L CN
L BN
L AN
L CA
L BC
L AB
V V
V V
V V
V V
V V
V V
Sedangkan untuk urutan CBA besaran tegangan phasa-phasanya adalah :
150 3
30 3
90 3
120 240
L CN
L BN
L AN
L CA
L BC
L AB
V V
V V
V V
V V
V V
V V
2.2 Sistem Distribusi Tegangan Pada Konsumen
Pada sistem distribusi pada sisi konsumen terbagi atas : 1.
Sistem satu phasa dua kawat 2.
Sistem satu phasa tiga kawat 3.
Sistem dua phasa tiga kawat 4.
Sistem dua phasa empat kawat 5.
Sistem tiga phasa tiga kawat 6.
Sistem tiga phasa empat kawat
2.2.1 Sistem Satu Phasa Dua Kawat
Universitas Sumatera Utara
Sistem satu phasa dua kawat adalah seperti terlihat pada Gambar 2.5, dan dibuat pentanahan pada transformator
L L
V
ph
V
ph
N N
Gambar 2.5 Rangkaian Dua Phasa Dua Kawat
2.2.2 Sistem Satu Phasa Tiga Kawat
Sistem satu phasa tiga kawat adalah sistem dimana pada titik tengah transformator sisi skundernya dijadikan sebagai titik netralnya, hal ini dapat
dijelaskan melalui Gambar 2.6
L L
1
110V 220V
N
N L
2
Gambar 2.6 Rangkaian Satu Phasa Tiga Kawat
Dari Gambar 2.6 diatas dapat kita ketahui total tegangannya adalah 220 V dan apabila menjadi terbagi 2 maka tegangan masing-masing menjadi 110
V.
2.2.3 Sistem Dua Phasa Tiga Kawat
Universitas Sumatera Utara
Sistem ini masih digunakan pada beberapa tempat dimana kawat ketiga diambil pada titik tengah persambungan antara dua transformator pada sisi
skundernya seperti terlihat pada Gambar 2.7 dibawah ini
V 2 V
Gambar 2.7 Rangkaian Dua Phasa Tiga Kawat
Dari Gambar 2.7 diatas terlihat bahwa total tegangan adalah sebesar V dan besarnya tegangan pada sistem adalah
2 V
2.2.4 Sistem Dua Phasa Empat Kawat
Sistem ini mempunyai dua trafo pada sisi skundernya namun pada kedua transformator tersebut mempunyai masing-masing kawat netralnya.
Kedua transformator tersebut akan dijumper, hal ini dapat dijelaskan pada Gambar 2.8
L V
N L
V N
Gambar 2.8 Rangkaian Dua Phasa Empat Kawat
Universitas Sumatera Utara
R
S T
Besarnya total tegangan sebesar V, dan untuk tiap-tiap transformatornya adalah sebesar
2 V
2.2.5 Sistem Tiga Phasa Tiga Kawat
Sistem tiga phasa tiga kawat adalah sistem dimana biasanya yang menggunakan hubungan delta. Sistem ini dapat dilihat pada Gambar 2.9
V
L
V
L
V
L
Gambar 2.9 Rangkaian Tiga Phasa Tiga Kawat
Besarnya tegangan dan arus pada sistem ini adalah V
L
= V
ph
I
L
= 3 I
ph
2.2.6 Sistem Tiga Phasa Empat Kawat
Sistem tiga phasa empat kawat adalah sistem yang menggunakan kawat netral, dan digunakan pada sistem bintang yang pada titik tengahnya
menggunakan kawat netral seperti terlihat pada Gambar 2.10
R
V
ph
N V
L
S V
L
T
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.10 Rangkaian Tiga Phasa Empat Kawat
Besarnya tegangan dan arus pada sistem empat kawat ini adalah V
L
= 3 V
ph
I
L
= I
ph
2.3 Sistem Pentanahan Pada Sisi Konsumen
Sistem pentanahan dimana titik netralnya ditanahkan pada sisi skunder transformator adalah sangat penting, tujuannya adalah untuk menghindari
terjadinya tegangan sentuh yang besar dan untuk melindungi peralatan pada saat terjadi gangguan baik gangguan tanah ataupun gangguan dari sambaran petir.
Pada sistem pentanahan yang mana titik netral ditanahkan terdapat tiga bagian besar tipe pentanahan yang digunakan pada sisi konsumen yaitu :
1. Sistem TT 2. Sistem IT
3. Sistem TN
2.3.1 Sistem TT
Pada sistem ini kawat transformator titik netralnya ditanahkan, dan peralatan pada konsumenditanahkan. Untuk lebih jelas dapat kita lihat pada
Gambar 2.11
R S
T N
peralatan listrik
Gambar 2.11 Rangkaian Sistem TT
2.3.2 Sistem IT
Universitas Sumatera Utara
R S
T
p e r a la t a n lis t r ik
R S
T N
P e p e ra la ta n lis trik
Pada sistem ini konsumen tidak menggunakan kawat netral pada peralatannya dan peralatan konsumen tersebut ditanahkan seperti pada
Gambar 2.12
Gambar 2.12 Rangkaian Sistem IT 2.3.3 Sitem TN
Sistem TN adalah sistem pentanahan dimana titik netral pada transformatornya dihubungkan ke tanah, hal ini seperti hubungan bintang yang
titik tengahnya ditanahkan. Pada sistem TN pentanahan dan netral peralatan berasal dari satu kawat yaitu kawat netral yang ditanahkan pada sisi
transformatornya, hal ini dapat dijelaskan melalui Gambar 2.13
Gambar 2.13 Rangkaian Sistem TN
Pada sistem TN terbagi lagi menjadi tiga bagian yaitu : 1. Sistem TN-S
2. Sistem TN-C 3. Sistem TN-C-S
2.3.3.1 Sistem TN-S
Sistem ini sama seperti Gambar 2.13
Universitas Sumatera Utara
2.3.3.2 Sistem TN-C
Sistem ini adalah sistem yang mana kawat netral skunder transformatornya ditanahkan, kawat netral dari transformator tersebut
pada sisi konsumen digunakan sebagai kawat netral dan juga sebagai kawat pentanahan seperti terlihat pada Gambar 2.14
R S
T N
peralatan listrik
Gambar 2.14 Rangkaian Sistem TN-C
2.3.3.3 Sistem TN-C-S
Sistem ini adalah sistem dimana kawat netral dan pentanahan berasal dari kawat netral yang ditanahkan pada sisi skunder
transformatornya, namun yang membedakan dengan sistem TN-C adalah adanya pemisahan jalur antara kawat netral dan pentanahan pada sisi
konsumen, hal ini dapat diterangkan melalui Gambar 2.15
Universitas Sumatera Utara
R S
T N
peralatan listrik
Gambar 2.15 Rangkaian Sistem TN-C-S
Universitas Sumatera Utara
BAB III SISTEM PROTEKSI AKIBAT GANGGUAN TANAH
Kategori