INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG FAKUL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO S-1
KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK
ANALISIS ZERO SEQUENCE BLOCKING TRANSFORMATOR (ZSBT) UNTUK
MENGURANGI ARUS GROUND FAULT PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV
KABUPATEN LOMBOK TENGAH
Disusun Oleh:
M. MALIK IBRAHIM
NIM : 13.12.013
Malang,
Juli 2017
Diperiksa dan Disetujui Oleh:
Dosen Pembimbing I
Ir. Teguh Herbasuki, MT
NIP.Y 1038900209
Dosen Pembimbing II
Ir. Ni Putu Agustini, MT
NIP.Y 103010037
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Analisis Zero Sequence Blocking
Transformator (ZSBT) Untuk Mengurangi
Arus Ground Fault Pada Jaringan
Distribusi 20 kV Kabupaten Lombok
Tengah
M. Malik Ibrahim
Teguh Herbasuki
1312013
[email protected]
Pembimbing I
Ni Putu Agustini
Pembimbing II
Abstrak – Pada sistem tenaga listrik, sistem distribusi
pemadaman bergilir karena adanya gangguan
eksternal seperti pohon tumbang dan sambaran petir
sedangkan gangguan internalnya karena gagalnya
peralatan proteksi dalam mengamankan sistem itu
sendiri, oleh sebab itu sistem proteksi memiliki
peran penting agar sistem bekerja dengan optimal.
dengan di netralkan nilai arus oleh Zero Sequence
Bloking.
berperan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber
daya listrik yang bertegangan tinggi hingga ke saluran
tegangan menengah hingga sampai ke beban atau
konsumen. Sistem distribusi berperan penting dalam
menyalurkan daya ke beban. Saat ini yang harus di
perhatikan di lombok tengah adalah di jaringan 20 kv
dengan melihat permasalahan yang ada pada jaringan
20 kv yaitu seringnya pemadaman bergilir karena
adanya gangguan eksternal seperti pohon tumbang dan
sambaran petir sedangkan gangguan internalnya
karena
gagalnya
peralatan
proteksi
dalam
mengamankan sistem itu sendiri, oleh sebab itu sistem
proteksi memiliki peran penting agar sistem bekerja
dengan optimal. dengan di netralkan nilai arus oleh
Zero Sequence Bloking Transformator (ZSBT), oleh
sebab itu ZSBT ini harus dapat mengurangi arus pada
sisi netral transformatornya dengan memblocking arus
agar tidak menimbulkkan harmonisa yang di peralatan
tersebut.
Pada penelitian ini penulis menggunakan
metode Zero Sequence Blocking Transformator untuk
mengurangi arus graound fault pada Transformator
Gardu Induk mantang kapasitas 150 kV 20 kV 30 MVA.
Sistem Zero Sequence Blocking Transformator
(ZSBT) dapat mengurangi arus ground fault pada sisi
netral Transformator dari nilai arus yang paling tinggi
8,3 ampere dan setelah di terapkan ZSBT yang
memblocking arus turun menjadi 2,9 ampere yang
sangat bagus di terapkan di gardu induk mantang.
Transformator (ZSBT), oleh sebab itu ZSBT
ini harus dapat mengurangi arus pada sisi netral
transformatornya dengan memblocking arus agar
tidak menimbulkkan harmonisa yang di peralatan
tersebut. Zero Sequence Blocking Transformator
harus dapat memblok arus pada sisi kawat netral
peralatan seperti generator, transformator, transmisi
dan jaringan distribusi. agar kerja sistem tersebut
dapat aman untuk dipakai saat sistem tersebut di
oprasikan. Pengaruh arus netral yang sangat tinggi
akan membuat transformator menjadi rusak dan
loses menjadi tinggi dan pembebanan pada
transformator, agar sistem tersebut tidak trip atau
mati, oleh sebab itu peran penting dari Zero
Sequence Blocking Transformator tersebut untuk
mengamankan sistem saluran distribusi 20 kv agar
tetap pada kondisi steady state.
sistem kelistrikan lombok tengah sering terjadi
gangguan karena adanya faktor gangguan internal
dan gangguan external. Maka skripsi ini akan
membahas arus dan tegangan yang balik ke titik
netral transformator yang dapat menimbulkan
gangguan pada fasa-fasa trasnformator, maka
penelitian ini di lakukan di GI Mantang lombok
Tengah dan akan menganalisis gangguan yang
terjadi di Transformator Daya GI Mantang dengan
kapasitas Transformator dengan tegangan 150 kV
di sisi primer Transformator 20 kv sisi sekunder
dengan kapasitas Daya pada Transformator 30
MVA yang akan menyalurkan tegangan ke feederfeeder jaringan 20 kV yang jumlah feedernya yaitu
7 feeder.
Kata Kunci : Transformator, Arus ground Fault,
ZSBT
I.
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Pada sistem tenaga listrik, sistem distribusi
berperan untuk menyalurkan daya listrik dari
sumber daya listrik yang bertegangan tinggi hingga
ke saluran tegangan menengah hingga sampai ke
beban atau konsumen. Sistem distribusi berperan
penting dalam menyalurkan daya ke beban. Saat ini
yang harus di perhatikan di lombok tengah adalah
di jaringan 20 kv dengan melihat permasalahan
yang ada pada jaringan 20 kv yaitu seringnya
1
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Maka dari itu, pada skripsi ini akan membahas
Analisis Zero Sequence Blocking Transformator
(ZSBT) Untuk Mengurangi Arus Ground Fault pada
Jaringan Distribusi 20 kV Kabupaten Lombok
Tengah.
Jaringan sekunder dan Sambungan pelayanan,
Pentanahan.
1)
Gangguan Hubung Singkat
Dalam suatu sistem distribusi, pencatuan daya
melalui sistem jaringan transimis yang berpola
radial yaitu dengan generator dengan pangkalnya.
Besar impedansi urutan positif dan urutan negatif
dapat di hitung dengan menjumlah seluruh
impedansi urutan positif dan negatif komponen
yang ada mulai dari generator sampai gardu induk.
Sedangkan impedansi urutan nol di tentukan
dengan cara lain[8].
B. RUMUSAN MASALAH
Sesuai dengan latar belakang, maka rumusan
masalah pada skripsi ini adalah :
bagaimana mensimulasikan sistem Zero Sequence
Blocking Transformator untuk mengurangi arus
ground fault pada jaringan distribusi lombok
dengan software PSCAD ?
2) Gangguan Satu Fasa Ketanah
Persamaan arus gangguan hubung singkat satu fasa
ketanah dapat dinyakatan sebagai berikut[8] :
C. TUJUAN
Tujuan dari skripsi ini adalah untuk
mensimulasi sistem ZSBT untuk mengurangi arus
ground fault sisi netral pentanahan dan mengurangi
arus gangguan pada trafo dengan menggunakan
software PSCAD.
I1 = I2 = I0 =
3 Vf
Z 1+ Z 2+ Z 0
(1)
3)
Batasan Nilai Tegangan Standar Kelistrikan
Batas nilai tegangan yang di perbolehkan
dalam kelistrikan indonesia tegangan Sistem harus
dipertahankan dalam batasan sebagai berikut:
Tegangan Nominal
Kondisi Normal
20 kV
+5%, - 10%
distorsi harrnonik total maksimum pada setiap titik
sambungan dalam kondisi operasi normal dim pada
kondisi-kondisi keluar terencana maupun tak
terencana harus memenuhi sebagai berikut:
Tegangan Nominal
Distorsi Total
20 kV
3%
komponen urutan negatif maksimum dari tegangan
fasa dalam jaringan tidak boleh melebihi 1% pada
kondisi operasi normal dan keluar terencana, serta
tidak melebihi 2% selama kejadian tegangan impuls
sesaat (infrequently short duration peaks), dan
fluktuasi tegangan pada suatu titik sambungan
dengan beban berfluktuasi, harus tidak melebihi
batasan:
a.
2% dari tingkat tegangan untuk setiap
perubahan step, yang dapat terjadi berulang.
Setiap kejadian ekskursi tegangan yang
besar di luar perubahan step dapat diizinkan
hingga 3% asalkan tidak menimbulkan
risiko terhadap jaringan transmisi, atau
instalasi Pemakai Jaringan. Kedip tegangan
hingga 5% saat menjalankan motor listrik
yang tidak sering terjadi, dapat ditolerir.
b. flicker Jangka pendek 1.0 unit dm jangkapanjang 0.8 unit yang terukur dengan flicker
meter sesuai dengan spesifikasi IEC868[10].
D. BATASAN MASALAH
Agar permasalahan yang dibahas tidak terlalu
meluas, maka ruang lingkup pembahasan Skripsi
ini adalah sebagai berikut :
1. Hanya membahas Zero Sequence Bloking
Transformator
2. Hanya membahas tegangan 20 kV di
kabupaten lombok tengah
3. Hanya membahas penyebab terjadinya
Arus Netral pada trafo.
II. KAJIAN PUSTAKA
A. SISTEM DISTRIBUSI
Suatu sistem tenaga listrik biasanya terbagi atas
tiga bagian utama, yaitu pusat pembangkit, saluran
transmisi, dan distribusi. Pusat-pusat pembangkit
listrik ada beberapa macam meliputi : PLTA, PLTU,
PLTD, PLTG dan lain-lain, tenaga listrik yang
dibangkitkan kemudian disalurkan melalui sistem
penyaluran distribusi tenaga listrik dari pusat
pembangkit kepusat beban. Setelah melewati
saluran transmisi maka tenaga listrik akan
memasuki Gardu Induk (GI), disini tegangannya
diturunkan dengan trafo penurun tegangan (step
down transformer) menjadi tegangan distribusi
primer dengan besarnya adalah 20 kV, dan 6 kV.
Setelah melewati saluran distribusi primer tenaga
listrik diturunkan lagi tegangannya oleh trafo
distribusi menjadi tegangan rendah dengan
tegangan 380/220 Volt atau 220/127 Volt sebagai
Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dan kemudian
disalurankan ke konsumen dengan Sambungan
Rumah (SR). (SPLN 72 :1987)Sistem distribusi
tenaga listrik berfungsi mendistribusikan tenaga
listrik dari Gardu Induk ke pusat-pusat beban.
Komponen-komponen sistem distribusi terdiri
dari :jaringan subtransmisi, Gardu Induk distribusi,
Penyulang Utama (primari feeder), Trafo distribusi,
B. GROUND FAULT
Rele gangguan tanah merupakan rele
pengaman arus lebih yang dilengkapi dengan
zero sequence current filter. Rele gangguan tanah
bekerja untuk mengamankan gangguan satu fasa
dan dua fasa ke tanah[6].
2
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
5 – 10% x Isc L-G ≤
Iset ≤ 50% − Isc L-G
(2)
Dengan Isc L-G merupakan arus hubung singkat
satu
fasa
ke
dari tiga buah transformator satu fasa dengan
perbandingan belitan 1:1 yang diperlihatkan pada
Gambar 2.3 Suatu ZBST haruslah mempunyai
impedansi yang besar terhadap arus harmonisa
urutan nol dan impedansi yang rendah terhadap
arus urutan lainnya. Dalam proses pengurangan
harmonisa arus di jala-jala sistem distribusi
tenaga listrik tiga fasa empat kawat, ZSBT
berfungsi sebagai panahan arus urutan nol dan
pelalu
arus urutan
lainnya[2].
tanah.
Pengaman rele ini akan aktif jika arus sisa Ires
= Ia+Ib+Ic yang mengalir naik melebihi setelan
treshold.
Simetri
Ir = Ia+Ib+Ic = 0
(3)
Asimetris
Ir = Ia+Ib+Ic = 3Iao
(4)
(a)
Gambar
2.3 ZSBT
Menggunakan Tiga Buah Transformator Satu
Fasa[2].
(b)
Gambar 2.1 (a) Rangkaian Zero Sequence Current
Filter[6]. Gambar 2.2 (b) Hubung Singkat Satu
Fasa ke Tanah[6].
Pada Gambar 2.3, N1 adalah belitan pada sisi
primer dan N2 adalah belitan pada sisi sekunder.
Pada sisi primer transformator terhubung seri
dengan sumber dan beban dan pada sekunder
tranformator terhubung paralel.
C. TRANSFORMATOR 3 FASA
Transformator merupakan suatu alat listrik
yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu
tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu
gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip
induksi-elektromagnet. Transformator terdiri atas
sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua
buah kumparan, yaitu kumparan primer dan
kumparan sekunder.Penggunaan transformator yang
sederhana dan handal memungkinkan dipilihnya
tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap
keperluan serta merupakan salah satu sebab penting
bahwa arus bolak-balik sangat banyak dipergunakan
untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik.
Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan
hukum Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus
listrik dapat menimbulkan medan magnet dan
sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus
listrik. Jika pada salah satu kumparan pada
transformator diberi arus bolak-balik maka jumlah
garis gaya magnet berubah-ubah. Akibatnya pada
sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima
garis gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya
berubah-ubah pula. Maka di sisi sekunder juga
timbul induksi, akibatnya antara dua ujung terdapat
beda tegangan[9].
Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Dari ZSBT[2]
Rangkaian ekivalen dari ZSBT ditunjukkan pada
Gambar 2.4 yang merupakan rangkaian listrik
untuk transformator satu fasa. Llk adalah
induktansi bocor dan Lo adalah induktansi
magnetisasi dari setiap transformator satu fasa.
Untuk memudahkan analisis, semua resistansi
telah diabaikan dan telah dianggap bahwa rasio
untuk setiap transformator satu fasa adalah 1:1
(N1=N2).
Pada sisi sekunder dari transformator terhubung
paralel, maka jumlah arus pada setiap sisi sekunder
transformator adalah nol.
iR2 + iS2 + iT2 = 0
1)
Zero Sequence Blocking Transformator
Pada pembahasan ini, zero sequence blocking
transformer (ZSBT) yang digunakan dibentuk
(5)
Tegangan pada sisi sekunder transformator v0
dapat dinyatakan: v 0 = L0
d
dt
( iS1-iS2) = L0
d
dt
d
dt
( iR1-iR2) = L0
( iT1-iT2)
(6)
Dari persamaan (4) dan (5) di peroleh tegangan v0 :
3
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
L0 =
Lₒ
3
d
dt
positif dan negatif, dapat diturunkan bahwa
impedansi yang ada adalah impedansi bocor .
( iR1 + iS1 + iT2)
(Zdiff =Lik ω)
(7)
Pada penelitian ini digunakan 2 buah ZSBT dengan
jenis
belitan
konvensional
dan
bifilar.
Perbandingan belitan setiap transformator 1:1.
Belitan konvensinal adalah kawat berisolasi yang
dililit pada suatu inti. Kawat primer terlebih
dahulu dililitkan setelah itu kawat skunder
dililitkan.
Gambar
2.5
menunjukkan
transformator yang dililit secara konvensional.
Belitan bifilar adalah sepasang kawat berisolasi
yang saling berdekatan satu sama lain dan dililit
pada suatu inti yang sama. Satu kawat sebagai
lilitan primer sedangkan kawat yang lain sebagai
lilitan sekunder[2].
dimana Lo adalah induktansi magnetisasi dari
transformator satu fasa :
2
Lo =
N
R
(8)
Dengan N dan R menjadi jumlah gulungan atau
belitan dan reluktansi dari transformator satu
fasa.
Tegangan pada sisi primer dari fasa a dapat
dinyatakan :
vR = Lik .
d
dt
(iR1) +
Lo
3
.
(10)
d
dt
(iR1+iS1+iT1)
(9)
Impedansi
dapat
dengan
dari
ZSBT
diturunkan
Gambar 2.5 Transformator
Konvensional[2].
Dengan
Belitan
Gambar 2.6
Bifilar[2]
Dengan
Belitan
menggabungkan persamaan
iZB
=
iR +iS +iS
3
= iRZB+iRZB =TB2B
Transformator
Gambar 2.7 menunjukkan rangkaian pengurangan
arus
harmonisa
urutan
nol menggunakan
ZSBT[2].
Untuk Penyederhanaan analisa pengurangan arus
harmonisa di jala-jala sistem maka digunakan
rangkaian ekivalan ururan nol perfasa dari
rangkaian pengurangan arus harmonisa Gambar
2.7 . Gambar 2.8 merupakan rangkaian ekivalen
urutan nol per fasa[2].
dengan
Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Urutan Nol Sistem
Menggunakan ZSBT
Persamaan (7) dan mengabaikan induktansi
bocor, impedansi yang dihasilkan oleh ZSBT
terhadap arus urutan nol adalah impedansi
magnetisasi dari transformator satu fasa (ZZB =
(Lik+Lo)) ω ≈ Loω) Untuk komponen urutan
di mana :
4
VS
= Sumber tegangan
iL0
= Sumber arus urutan nol
iN
= Arus netral menuju sumber
ZS
= Impedansi sumber
ZZB
= Impedansi ZSBT
ZL
= Impedansi beban
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Dari Gambar 2.8 besar arus iN dapat diperoleh
sebagai berikut:
ZL
ZS+ ZZB+ZL
iN =
diabaikan karena harganya kecil. Besar impedansi
ini dihitung melalui persamaan[8] :
Z1T = Z2T = + jz1 x
iL0
Pada Persamaan (6) dapat dilihat bahwa
efektifitas pengurangan arus netral menuju
sumber tergantung kepada perbandingan antara
impedansi beban (ZL) dan impedansi urutan nol
ZSBT (ZZB). Jika impedansi urutan nol ZSBT
(ZZB) jauh lebih besar dibanding impedansi
beban (ZL) maka makin besar pengurangan arus
netral[2].
2)
Perhitungan
Arus
Beban
Penuh
Transformator
Daya transformator bila ditinjau dari sisi
tegangan tinggi (primer) dapat dirumuskan sebagai
berikut[9]:
S= √3 . V . I
(12)
dimana:
S = daya transformator (kVA)
V = tegangan sisi primer transformator (kV)
I
= arus jala-jala (A)
Sehingga untuk menghitung arus beban penuh
(full load) dapat menggunakan rumus :
III.
(13)
dimana:
IFL = arus beban penuh (A)
S
= daya transformator (kVA)
V
= tegangan sisi sekunder transformator
(kV)
Agar tidak terlalu meluas maka skripsi ini
mencoba membahas satu Gardu Induk saja yaitu
Gardu Induk mantang yang terletak di desa
mantang kecamatan batukeliang selatan kabupaten
lombok tengah dengan kapasitas dari transfomator
tegangan sisi primer 150 kV dan sisi sekunder 20
kV dengan kapasitas daya 30 MVA yang akan
menyuplai ke 7 penyulang yaitu penyulang
pemakaian sendiri dengan kapasitas 20 kV dan 380
V dengan daya 200 KVA sedangka penyulang 2
pemepek, penyulang 3 mantang , penyulang 4 aik
bukak, 5 kopel gardu hubung kopang, penyulang 6
bodak, penyulang 7 pringarata yang mempunyai
beban-beban yang berbeda.
3) Impedansi Urutan Sumber
Adapun cara lain bila diketahui daya hubung
singkat pada system transmisi dalam MVA, yaitu
besar daya gangguan hubung singkat tiga fasa
dan daya gangguan hubung singkat satu fasa ke
tanah, pada sisi tegangan tinggi gardu induk.
Impedansi urutan sumber dapat dihitung melalui
persamaan[8] :
(14)
X0s =
kV2
MVA sc−3 ϕ
3k V
MVA sc−1 ϕ
A. Data Sumber Gardu Induk Jeranjang Dan
Sengkol
– ( X1s + X2s )
(15)
Data ini merupakan data yang sangat penting di
bagian transformator yang akan mengirim daya ke
saluran transmisi 150 kV Yang akan di terima oleh
gardu penurun tegangan menjadi 20 kv dengan
daya seperti yang di tabel 3.1 dibawah
Impedansi sumber :
Z1s = Z2s = X1s
METODOLOGI PENELITIAN
Jaringan distribusi 20 kV Kabupaten lombok tengah
saat ini sering terjadi pemadaman yang di akibatkan
oleh kendala-kendala gangguan yang terjadi di titik
penyulang 20 kV yang akan mengakibatkan tripnya
Circuit Breaker (CB) untuk memutuskan arus
maupun tegangan yang lebih untuk mengurangi
pemadaman yang cukup sering. Oleh karena itu
jaringan distribusi 20 kV kabupaten lombok tengah
mempunyai beberapa Gardu Induk penurun
tegangan (step down) yaitu Gardu Induk Mantang,
Gardu Induk Sengkol dan Gardu Induk Kuta. Gardu
Induk tersebut mempunyai peran penting yang
sama yaitu untuk penurunkan dari tegangan primer
150 kV ke tegangan sekunder 20 kV yang akan di
teransferkan ke masing-masing penyulang maupun
pemakaian sendiri untuk mengoprasikan peralatanperalatan bantu di Gardu Induk tersebut.
S
√3 . V
X1s = X2s =
(17)
Dimana :
zt
= Impedansi bocor transformator yang
tertulis pada papan nama (%)
Z1
= Impedansi
urutan
positif
transformator(ohm)
Z2
= Impedansi
urutan
negative
transformator (ohm)
Vd
= Tegangan dasar (kV)
Sd
= Daya dasar yang besarnya sama
dengan rating transformator tersebut (MVA)
(11)
IFL =
Vd 2
sd
(16)
Z0s = X0s
4) Impedansi Urutan Transformator
Perhitungan impedansi suatu transformator yang
diambil adalah reaktansinya, sedangkan tahananya
Tabel 3.1 Data daya kirim dari transformator Gardu
Induk Jeranjang dan Sengkol
5
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Tabel 3.4 data panjang kabel jenis (dalam meter)
1) Data Gardu Induk Mantang
Data pada transformator ini hanya
memperlihatkan name plate dari transformator
penurun tegangan yang akan di step down menjadi
150 kV ke 20 kV di mana data ini merupakan acuan
untuk dapat mensimulasikan pada software
PSCAD/EMTDC seperti tabel 3.2 di bawah :
Daya sisi kirim GI
jeranjang
Daya sisi kirim dari
kopel sengkol
150 kV
150 KV
35.4 MVA
34.5 MVA
penyulang 20 kv gardu induk
Tabel 3.2 Data daya terima dari Transformator
Gardu Induk Mantang 150 20 kV 30 MVA
Gardu Induk Mantang
2) Data Transformator Pemakaian Sendiri
Transformator pemakaian sendiri kapasitas
tegangan primer 20 kV dan tegangan sekunder
380/400 V mempunyai satu unit transformator
dengan kapasitas 200 KVA yang terhubung dari bus
20 kV seperti pada tabel 3.3 :
Name Plate
Tabel 3.3 Data Transfromator pemakaian sendiri
Transformator
pemakaian sendiri
Data
Transformator
daya
Data Transformator
pemakaian
Name Plate
Tipe Merek
Unindo
Daya
30 MVA
Phasa
3
Tipe Kontruksi
Outdor
Tegangan
Primer/pengukuran/Sekunde
r
150 kV / 10 kV /
20 kV
Arus Primer/ pengukuran /
Sekunder
115,5 A / 333,3
√3 A /
866.0 A
Tipe Merek
Trafindo
Daya
200 KVA
Phasa
3
Hubungan
Y/∆/Y
Tipe Kontruksi
Outdor / Indor
Frequensi
50 Hz
Tegangan Primer
/Sekunder
20 kV / 400 V
Volume Minyak
12000 L
Impedansi
12,08 %
Arus Primer/ Sekunder
5.77 A / 288.67 A
Berat Total
58000 Kg
Hubungan
∆/Y
Sistem Pendingin
Onan / Onaf
Frequensi
50 Hz
Volume Minyak
310 L
Impedansi
4.0 %
Berat Total
1075 Kg
Sistem Pendingin
Onan
3) Data Kabel Penyulang 20 KV Gardu Induk
Mantang
Data kabel pada tiap penyulang yang ada pada
Gardu Induk Mantang ini dapat di tampilkan seperti
tabel 3.4 merupakan data real dari PT. PLN
PERSERO Area Mataram Yang setiap tahun yang
selalu di perbarui
sebagai acuan dalam
penyalurkan daya ke beban yang akan di salurkan
dan di hubungkan ke beban melalui saluran kabel
Jaringan tegangan Menengah atau (SKJTM)
6
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Sumber Supply
Penyu
lang
GH/GI/PLTD
NO
GI Mantang
Nama
Panjang
(KMS)
-
-
MVTIC
3X150
AAAC
3X150
1
Mantan
g
35,08
3,10
31,98
2
Pemepe
k
60,08
1,46
58,62
3
Aik
Bukak
53,23
1,12
52,11
4
GH
Kopang
44,34
-
21,52
5
Bodak
51,80
-
17,82
-
-
-
AAACS
3X150
ACSR
3X70
-
-
3,15
30,83
-
Praya
4) Data Beban Gardu Induk Mantang
Data beban gardu Induk Mantang yaitu berupa
data beban 24 jam yang dapat di tampilkan di tabel
3.5 di bawah ini dengan data yang sudah ada dari
PT. PLN PERSERO Area Mataram data-data beban
Mega Watt mulai dari jam 00.00 sampe jam 24.00
yang dapat di tampilkan dalam tabel di bawah ini
mulai dari data beban OG pemepek, OG Mantang,
OG Aik Bukak, KPL GH Kopang, OG Bodak, OG
Pringarata
Data beban keselurahan merupakan beban dari jam
00.00-24.00 yaitu beban satu hari dari beban-beban
penyulang OG Pemepek, OG Mantang, OG Aik
Bukak, KPL GI Kopang, OG Bodak, OG
Pringgarata. Data-data seperti tabel 3.5 di bawah ini
:
Tabel 3.5 Data Keselurahan beban Gardu Induk
Mantang 150/20 kV 30 MVA
N
o
Nama
Penyulang
Kapasitas Beban
Keseluruhan (MW)
1
OG Pemepek
74,66 MW
2
OG Mantang
54,63 MW
3
OG Aik Bukak
40,55 MW
4
KPL GI
Kopang
114,48 MW
5
OG Bodak
81,43 MW
6
OG
Pringgarata
83,43 MW
B.
Single Line Sistem Kelistrikan Gardu Induk
Mantang
Untuk mensimulasikan sistem dalam software
PSCAD Power Simulasi maka terlebih dahulu di
gambarkan rangkaian Gardu Induk Mantang ke
dalam lembar kerja pada software kemudian
simulasi sesuai dengan urutan langkah kerja dan
menganalisa hasilnya. Berikut adalah gambar single
line Kelistrikan Gardu Induk Mantang yang
digunakan sebagai penelitian dalam penerapan
ZSBT untuk mengurangi ground fault yang akan
block pada sisi netral transformator.
Gambar 3.1 Sistem Kelistrikan Gardu Induk
Mantang 150 /20 Kv 30 MVA
C. Memulai PSCAD/EMTDC Power Simulation,
Setelah mendesain sistem seperti yang dibutuhkan,
maka dapat kita lihat tampilan single line dalam
modul utama sebagai berikut
7
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
IV ANALISA DAN HASIL
Pada simulasi akan dilakukan pengambilan data
dengan perbandingan saat menggunakan Zero
Sequence Blocking Transformator dengan tanpa
menggunakan
Zero
Sequence
Blocking
Transformator. Setelah itu hasil keluaran dari
gelombang ground fault akan di analisa dan dapat
di lihat seberapa besar gelombang ground fault
Gambar 3.2
Tampilan sistem kelistrikan Gardu Induk Mantang
dalam PSCAD/EMTDC
D. Flowchart Simulasi Menggunakan Sofware
PSCAD/EMTDC
yang bisa di blocking dengan Zero Sequence
Blocking Transformator pada sisi pentanahan
transformator. Untuk mensimulasi sistem dalam
sofware PSCAD Power Simulation maka terlebih
dahulu digambarkan Single Line sistem Gardu
Induk Mantang. Kemudian mensimulasikan sesuai
dengan langkah kerja dan menganalisa hasilnya.
Power Simulation. Berikut Single Line sistem
kelistrikan Gardu Induk Mantang yang di
gambarkan
di mengunakan sofware PSCAD
/EMTDC SIMULATION.
Gambar
Alur
Gambar 4.1
Sistem Kelistrikan Gardu Induk Mantang
Dalam Software PSCAD
3.3
Gambar 4.2 rangkaian ZSBT di transformator daya
mantang
A.
penyelesaian
masalah
PSCAD/EMTDC
dengan
sofware
Solusi Menggurangi Ground Fault Pada Sisi
Netral Transformator
Software PSCAD/EMTDC V.4.5 Power Simulation
merupakan graphical user interface yang fleksibel
8
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
dan powerful. Dengan software ini secara skematik
kita dapat mengkontruksi rangkaian, menjalankan
satu fasa terjadi maka gelombang sinus pada fasa R
maupun fasa S dan T.
simulasi, menganalisa hasil dan menejemen data
dalam sebuah integrasi yang lengkap dalam hal
grafis, termasuk pentanahan dan pengukuran
resistansi
pentanahan.
Dengan
demikian
permasalahan yang ada pada Gardu Induk Mantang
dan solusi penerapan yang ingin diberikan dapat di
lakukakn menggunakan software PSCAD.
Gambar 4.4 niliai arus Ig Fault 2,0 ampere
Pada detik 0.20 nilai arus Ig yaitu x = 0.1460
Ampere dan Ig Fault = 2,008 Ampere
Gambar 4.5 niliai arus Ig Fault 2,8 ampere
Pada detik 0.30 nilai arus Ig yaitu x = 0.25 Ampere
dan Ig Fault = 2,8553 Ampere
1). Hasil Ketika Sebelum Pemasangan Zero
Sequence Blocking Transformator
Gelombang ground fault pada Ig sisi netral
trasnformator
Gambar 4.6 nilai arus Ig Fault 8,3 Ampere
GRAFIK IGROUND FAULT SEBELUM PEMASANGAN ZSBT
Gambar 4.3 niliai arus Iground fault 2,6 ampere
Grafik Ground Fault pada Sisi Netral Transformator
Daya Mantang
Nilai Arus IG Fault
10
5
2.6
0
0.1
8.3
2.8
2
0.2
0.3
0.4
Durasi Waktu IG Fault
Pada detik 0.40 nilai arus Ig yaitu x = 0,3705
Gambar 4.3 menerangkan bahwa pada sisi Iground
fault transformator terjadi kenaikan arus karena
terjadi gangguan di bus penyulang 20 kV dengan
Ampere dan Ig Fault = 8,3648 Ampere
Grafik 4.1 arus ground fault sebelum penerapan
Zero Sequence Blocking Trasnformator
2). Hasil Ketika Sesudah Pemasangan Zero
Sequence Blocking Transformator
nilai arus gangguan Iground fault 2,6905 ampere
dengan durasi gannguan yang di berikan waktu
gangguan 0.1 detik sedangkan durasi lamanya
gangguan yaitu 0.5 detik. Gangguan yang diberikan
berupa gangguan arus lebih dan tegangan lebih
yang menjadikanya sebagai acuan dalam melihat
besar gelombangnya sinus pada durasi waktu
gangguan satu fasa ke tanah maka ketika gangguan
Saat sesudah penerapan Zero Sequence Blocking
Transformator dapat di analisa bahwa penurunan
arus yang dapat di blocking dengan ZSBT dapat di
lihat pada gambar gelombang di bawah ini :
Gambar 4.7 nilai arus Ig Fault 2,9 Ampere
9
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.20 yang besar nilai
yang di tampilkan pada gambar 4. 9 yaitu 2,5548
ampere.
Pada detik 0.10 nilai arus Ig yaitu x = 0,0409
Ampere dan Ig Fault = 2,9761 Ampere
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.10 yang besar nilai
yang di tampilkan pada gambar 4.7 yaitu 2,9761
ampere.
Waktu
Sebelum Penerapan ZSBT
Mikro Detik
0.10
Iground Fault
2,6 Ampere
0.20
Iground Fault
2 Ampere
0.30
Iground Fault
2,8 Ampere
0.40
Iground Fault
8,3 Ampere
Nilai Arus IG Fault
GRAFIK IGROUND FAULT SESUDAH PEMASANGAN ZSBT
Gambar 4.8 nilai arus Ig Fault 1,6 Ampere
Pada detik 0.20 nilai arus Ig yaitu x = 0,1592
Ampere dan Ig Fault = 1,6743 Ampere
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.20 yang besar nilai
42.9
3
2
1
0
0.1
1.6
0.2
2.5
2.9
0.3
0.4
Durasi Waktu IG Fault
Grafik 4.2 arus ground fault sesudah penerapan
Zero Sequence Blocking Trasnformator
Tabel 4.1 sebelum pemblockingan arus dengan
menggunakan
Zero
Sequence
Blocking
Transformato (ZSBT) di gardu induk mantang.
yang di tampilkan pada gambar 4.8 yaitu 1,6743
ampere.
Tabel 4.2 sesudah pemblockingan arus dengan
menggunakan
Zero
Sequence
Blocking
Transformato (ZSBT) di gardu induk mantang.
Gambar 4.9 nilai arus Ig Fault 2,5 Ampere
Pada detik 0.30 nilai arus Ig yaitu x = 0,2643
Ampere dan Ig Fault = 2,5548 Ampere
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.20 yang besar nilai
yang di tampilkan pada gambar 4.9 yaitu 2,5548
ampere.
Waktu
Sesudah Penerapan ZSBT
Mikro Detik
Gambar 4.9 nilai arus Ig Fault 2,9 Ampere
Pada detik 0.40 nilai arus Ig yaitu x = 0,3639
Ampere dan Ig Fault = 2,9424 Ampere
10
0.10
Iground Fault
2,9 Ampere
0.20
Iground Fault
1,6 Ampere
0.30
Iground Fault
2,5 Ampere
0.40
Iground Fault
2,9 Ampere
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Dari tabel 4.1 dapat di analisa bawha arus sebelum
penerapan nilai arus ig sangat tinggi dan sesudah
penerapan arus akan menjadi turun penerapan Zero
Sequence
Blocking
Transformator
sangat
memungkinkan untuk memblocking arus balik ke
titik Netral Transformator daya Gardu Induk
mantang 150/20 kV 30 MVA sangatlah bagus
karena dapat mengamankan Transformator daya
dari kerusakan gangguan yang sering terjadi agar
sistem penyaluran tegangan dari transformator ke
beban dapat di salurkan dengan maksimal mungkin.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Jinyong, L., Xiaobin, G., (2016). A Novel
Adaptive Zero-sequence Current Protection
for Low Resistance Grounding System.
IEEE16, 6: 978-1-5090-5417.
Zhaohui, G., Yongheng, Y., Xiaobin Z.,
Frede, B., Wenli, Y., (2014) Zero Sequence
Blocking Transformers for Multi-Pulse
Rectifier in Aerospace Applications.
IEEEDOI: 10.1109/ECCE.2014.6953508.
Dengan kapasitas yang digunakan dalam
penerapan ZSBT dapat di lihat dalam tabel di
bawah ini :
[2].
Tabel 4.3 kapasitas dari transformator ZSBT
Transformator ZSBT
Data Transformator
ZSBT
Daya Tranformator
5 MVA
Tegangan
Primer/Sekunder
5 kV/3kV
frekuensi
50 Hz
Zulkarnaen, P., T. Fakhrul, H., (2014).
Pengurangan Arus Netral Pada Sistem
Distribusi Tiga Fasa Empat Kawat
Menggunakan Zero Sequence Blocking
Transformer. SINGUDA ENSIKOM : 1
VOL. 9 NO. 1.
[3]. Jusmin ,S, C., Hadzer, M., and Syafrudin, M.,
(2002). Zero-Sequence Harmonics Current
Minimization Using
Zero-Blocking
Transformer and Shunt LC Passive Filters.
IEE2 0:7803-7459.
Dari tabel 4.3 di atas dapat di lihat data dari
spesifikasi penerapan Zero Sequence Blocking
Transformator dari rangkaian satu pasa menjadi tiga
pasa yang dapat mengurangi arus balik ke titik
netral transformator daya 150/20 kV dengan daya
30 MVA.
V KESIMPULAN
Pengaruh penerapan Zero Sequence Blocking
Transformator (ZSBT) pada sistem kelistrikan
Gardu Induk Mantang dengan menggunakan
bantuan software PSCAD/EMTDC V4.5 Power
System Simulation, maka dapat di ambil
kesimpulan :
Sistem Zero Sequence Blocking Transformator
(ZSBT) dapat mengurangi arus ground fault pada
sisi netral Transformator dari nilai arus yang paling
tinggi 8,3 ampere dan setelah di terapkan ZSBT
yang memblocking arus turun menjadi 2,9 ampere
yang sangat bagus di terapkan di gardu induk
mantang.
[4].
Javier C,Z., Member, I,., Jon A, B,
Student ,M, I., Aitor Laka., (2012). Novel
Zero- Sequence Blocking Transformer
(ZSBT)
Using
Three
Single-Phase
Transformers. IEEE Transactions On
EnergyConvertions, VOL. 28, NO. 1:08858969.
[5].
Riyanto., Kartono., Juningtyastuti., (2005).
Analisis Dampak Terputusnya Kawat Netral
Terhadap JTM 20 kV. Vol. 10, No. 2.
[6]. Wahyudi, R., Pujiantara, M., Yuniwirawan, E,.
(2015). Studi Koordinasi Proteksi Rele Arus
Lebih dan Ground Fault Pada Sistem
Eksisting PT. VICO Indonesia, Kalimantan
Timur. ISSN: 2337-3539. Vol.4, No.2.
Saran
Bahwa sistem kelistrikan gardu induk
mantang merupakan sistem yang sangat sering
terjadi gangguan untuk khususnya di penyulang
pringgarata, pemepek, aik bukak, bodak, mantang
dan kopang maka penerapan Zero Sequence
Blocking
Transformator
dapat
membantu
memblocking arus balik gangguan dari feeder
penyulang tersebut. Agar sistem tegangan dapat di
oprasikan dalam keadaan steady state
[7].
Fauzan., Rachman, D, Y, A., (2012)
Perencanaan Saluran Udara Tegangan
Menengah (STUM) 20 kV Pada Saluran
Komplek Perkebunan AMP (Agra Masang
Perkasa) Bawan Lubuk Basung. Volume 1,
No. 2.
[8].
Muhammad, N., Syafil., Erliwati., (2015).
Koordinasi Sistem Arus Lebih Pada
Penyulang Distribusi 20 kV GI Pauh Limo.
ISSN : 2302-2949. Vol : 4, No.2.
[9]. Taufik, M,. Adryanto, Y., Indrakoesoema, K.,
(2012). Pengaruh Ketidak
seimbangan
Beban Transformator Kering BHT02 RSG
GA SIW ABESSY Terhadap Arus Netral dan
Rugi-Rugi. ISSN 1410-8178
[10]. Yusgiantoro, P., (2017). Menteri Energi dan
Sumber Daya Mineral Republik Indonesia.
No. 03.
11
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
[11]. Tobing., Panusur, S, M, L., Simamora, Y.,
(2015). Analisa Ketidak Seimbangan Beban
Transformator
Distribusi
Untuk
Identivifikasi Beban Lebih Dan Estimasi
Rugi-Rugi Pada Tegangan Rendah. 629815240-1-SP.
[12]. Harun,
N.,
(2016).
Rekondisi
Transformator
Untuk
Mengatasi
Menurunnya Kemampuan Transformator
Distribusi 20 Kv. ITP ISSN No. 2252-3472.
12
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO S-1
KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK
ANALISIS ZERO SEQUENCE BLOCKING TRANSFORMATOR (ZSBT) UNTUK
MENGURANGI ARUS GROUND FAULT PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV
KABUPATEN LOMBOK TENGAH
Disusun Oleh:
M. MALIK IBRAHIM
NIM : 13.12.013
Malang,
Juli 2017
Diperiksa dan Disetujui Oleh:
Dosen Pembimbing I
Ir. Teguh Herbasuki, MT
NIP.Y 1038900209
Dosen Pembimbing II
Ir. Ni Putu Agustini, MT
NIP.Y 103010037
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Analisis Zero Sequence Blocking
Transformator (ZSBT) Untuk Mengurangi
Arus Ground Fault Pada Jaringan
Distribusi 20 kV Kabupaten Lombok
Tengah
M. Malik Ibrahim
Teguh Herbasuki
1312013
[email protected]
Pembimbing I
Ni Putu Agustini
Pembimbing II
Abstrak – Pada sistem tenaga listrik, sistem distribusi
pemadaman bergilir karena adanya gangguan
eksternal seperti pohon tumbang dan sambaran petir
sedangkan gangguan internalnya karena gagalnya
peralatan proteksi dalam mengamankan sistem itu
sendiri, oleh sebab itu sistem proteksi memiliki
peran penting agar sistem bekerja dengan optimal.
dengan di netralkan nilai arus oleh Zero Sequence
Bloking.
berperan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber
daya listrik yang bertegangan tinggi hingga ke saluran
tegangan menengah hingga sampai ke beban atau
konsumen. Sistem distribusi berperan penting dalam
menyalurkan daya ke beban. Saat ini yang harus di
perhatikan di lombok tengah adalah di jaringan 20 kv
dengan melihat permasalahan yang ada pada jaringan
20 kv yaitu seringnya pemadaman bergilir karena
adanya gangguan eksternal seperti pohon tumbang dan
sambaran petir sedangkan gangguan internalnya
karena
gagalnya
peralatan
proteksi
dalam
mengamankan sistem itu sendiri, oleh sebab itu sistem
proteksi memiliki peran penting agar sistem bekerja
dengan optimal. dengan di netralkan nilai arus oleh
Zero Sequence Bloking Transformator (ZSBT), oleh
sebab itu ZSBT ini harus dapat mengurangi arus pada
sisi netral transformatornya dengan memblocking arus
agar tidak menimbulkkan harmonisa yang di peralatan
tersebut.
Pada penelitian ini penulis menggunakan
metode Zero Sequence Blocking Transformator untuk
mengurangi arus graound fault pada Transformator
Gardu Induk mantang kapasitas 150 kV 20 kV 30 MVA.
Sistem Zero Sequence Blocking Transformator
(ZSBT) dapat mengurangi arus ground fault pada sisi
netral Transformator dari nilai arus yang paling tinggi
8,3 ampere dan setelah di terapkan ZSBT yang
memblocking arus turun menjadi 2,9 ampere yang
sangat bagus di terapkan di gardu induk mantang.
Transformator (ZSBT), oleh sebab itu ZSBT
ini harus dapat mengurangi arus pada sisi netral
transformatornya dengan memblocking arus agar
tidak menimbulkkan harmonisa yang di peralatan
tersebut. Zero Sequence Blocking Transformator
harus dapat memblok arus pada sisi kawat netral
peralatan seperti generator, transformator, transmisi
dan jaringan distribusi. agar kerja sistem tersebut
dapat aman untuk dipakai saat sistem tersebut di
oprasikan. Pengaruh arus netral yang sangat tinggi
akan membuat transformator menjadi rusak dan
loses menjadi tinggi dan pembebanan pada
transformator, agar sistem tersebut tidak trip atau
mati, oleh sebab itu peran penting dari Zero
Sequence Blocking Transformator tersebut untuk
mengamankan sistem saluran distribusi 20 kv agar
tetap pada kondisi steady state.
sistem kelistrikan lombok tengah sering terjadi
gangguan karena adanya faktor gangguan internal
dan gangguan external. Maka skripsi ini akan
membahas arus dan tegangan yang balik ke titik
netral transformator yang dapat menimbulkan
gangguan pada fasa-fasa trasnformator, maka
penelitian ini di lakukan di GI Mantang lombok
Tengah dan akan menganalisis gangguan yang
terjadi di Transformator Daya GI Mantang dengan
kapasitas Transformator dengan tegangan 150 kV
di sisi primer Transformator 20 kv sisi sekunder
dengan kapasitas Daya pada Transformator 30
MVA yang akan menyalurkan tegangan ke feederfeeder jaringan 20 kV yang jumlah feedernya yaitu
7 feeder.
Kata Kunci : Transformator, Arus ground Fault,
ZSBT
I.
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Pada sistem tenaga listrik, sistem distribusi
berperan untuk menyalurkan daya listrik dari
sumber daya listrik yang bertegangan tinggi hingga
ke saluran tegangan menengah hingga sampai ke
beban atau konsumen. Sistem distribusi berperan
penting dalam menyalurkan daya ke beban. Saat ini
yang harus di perhatikan di lombok tengah adalah
di jaringan 20 kv dengan melihat permasalahan
yang ada pada jaringan 20 kv yaitu seringnya
1
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Maka dari itu, pada skripsi ini akan membahas
Analisis Zero Sequence Blocking Transformator
(ZSBT) Untuk Mengurangi Arus Ground Fault pada
Jaringan Distribusi 20 kV Kabupaten Lombok
Tengah.
Jaringan sekunder dan Sambungan pelayanan,
Pentanahan.
1)
Gangguan Hubung Singkat
Dalam suatu sistem distribusi, pencatuan daya
melalui sistem jaringan transimis yang berpola
radial yaitu dengan generator dengan pangkalnya.
Besar impedansi urutan positif dan urutan negatif
dapat di hitung dengan menjumlah seluruh
impedansi urutan positif dan negatif komponen
yang ada mulai dari generator sampai gardu induk.
Sedangkan impedansi urutan nol di tentukan
dengan cara lain[8].
B. RUMUSAN MASALAH
Sesuai dengan latar belakang, maka rumusan
masalah pada skripsi ini adalah :
bagaimana mensimulasikan sistem Zero Sequence
Blocking Transformator untuk mengurangi arus
ground fault pada jaringan distribusi lombok
dengan software PSCAD ?
2) Gangguan Satu Fasa Ketanah
Persamaan arus gangguan hubung singkat satu fasa
ketanah dapat dinyakatan sebagai berikut[8] :
C. TUJUAN
Tujuan dari skripsi ini adalah untuk
mensimulasi sistem ZSBT untuk mengurangi arus
ground fault sisi netral pentanahan dan mengurangi
arus gangguan pada trafo dengan menggunakan
software PSCAD.
I1 = I2 = I0 =
3 Vf
Z 1+ Z 2+ Z 0
(1)
3)
Batasan Nilai Tegangan Standar Kelistrikan
Batas nilai tegangan yang di perbolehkan
dalam kelistrikan indonesia tegangan Sistem harus
dipertahankan dalam batasan sebagai berikut:
Tegangan Nominal
Kondisi Normal
20 kV
+5%, - 10%
distorsi harrnonik total maksimum pada setiap titik
sambungan dalam kondisi operasi normal dim pada
kondisi-kondisi keluar terencana maupun tak
terencana harus memenuhi sebagai berikut:
Tegangan Nominal
Distorsi Total
20 kV
3%
komponen urutan negatif maksimum dari tegangan
fasa dalam jaringan tidak boleh melebihi 1% pada
kondisi operasi normal dan keluar terencana, serta
tidak melebihi 2% selama kejadian tegangan impuls
sesaat (infrequently short duration peaks), dan
fluktuasi tegangan pada suatu titik sambungan
dengan beban berfluktuasi, harus tidak melebihi
batasan:
a.
2% dari tingkat tegangan untuk setiap
perubahan step, yang dapat terjadi berulang.
Setiap kejadian ekskursi tegangan yang
besar di luar perubahan step dapat diizinkan
hingga 3% asalkan tidak menimbulkan
risiko terhadap jaringan transmisi, atau
instalasi Pemakai Jaringan. Kedip tegangan
hingga 5% saat menjalankan motor listrik
yang tidak sering terjadi, dapat ditolerir.
b. flicker Jangka pendek 1.0 unit dm jangkapanjang 0.8 unit yang terukur dengan flicker
meter sesuai dengan spesifikasi IEC868[10].
D. BATASAN MASALAH
Agar permasalahan yang dibahas tidak terlalu
meluas, maka ruang lingkup pembahasan Skripsi
ini adalah sebagai berikut :
1. Hanya membahas Zero Sequence Bloking
Transformator
2. Hanya membahas tegangan 20 kV di
kabupaten lombok tengah
3. Hanya membahas penyebab terjadinya
Arus Netral pada trafo.
II. KAJIAN PUSTAKA
A. SISTEM DISTRIBUSI
Suatu sistem tenaga listrik biasanya terbagi atas
tiga bagian utama, yaitu pusat pembangkit, saluran
transmisi, dan distribusi. Pusat-pusat pembangkit
listrik ada beberapa macam meliputi : PLTA, PLTU,
PLTD, PLTG dan lain-lain, tenaga listrik yang
dibangkitkan kemudian disalurkan melalui sistem
penyaluran distribusi tenaga listrik dari pusat
pembangkit kepusat beban. Setelah melewati
saluran transmisi maka tenaga listrik akan
memasuki Gardu Induk (GI), disini tegangannya
diturunkan dengan trafo penurun tegangan (step
down transformer) menjadi tegangan distribusi
primer dengan besarnya adalah 20 kV, dan 6 kV.
Setelah melewati saluran distribusi primer tenaga
listrik diturunkan lagi tegangannya oleh trafo
distribusi menjadi tegangan rendah dengan
tegangan 380/220 Volt atau 220/127 Volt sebagai
Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dan kemudian
disalurankan ke konsumen dengan Sambungan
Rumah (SR). (SPLN 72 :1987)Sistem distribusi
tenaga listrik berfungsi mendistribusikan tenaga
listrik dari Gardu Induk ke pusat-pusat beban.
Komponen-komponen sistem distribusi terdiri
dari :jaringan subtransmisi, Gardu Induk distribusi,
Penyulang Utama (primari feeder), Trafo distribusi,
B. GROUND FAULT
Rele gangguan tanah merupakan rele
pengaman arus lebih yang dilengkapi dengan
zero sequence current filter. Rele gangguan tanah
bekerja untuk mengamankan gangguan satu fasa
dan dua fasa ke tanah[6].
2
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
5 – 10% x Isc L-G ≤
Iset ≤ 50% − Isc L-G
(2)
Dengan Isc L-G merupakan arus hubung singkat
satu
fasa
ke
dari tiga buah transformator satu fasa dengan
perbandingan belitan 1:1 yang diperlihatkan pada
Gambar 2.3 Suatu ZBST haruslah mempunyai
impedansi yang besar terhadap arus harmonisa
urutan nol dan impedansi yang rendah terhadap
arus urutan lainnya. Dalam proses pengurangan
harmonisa arus di jala-jala sistem distribusi
tenaga listrik tiga fasa empat kawat, ZSBT
berfungsi sebagai panahan arus urutan nol dan
pelalu
arus urutan
lainnya[2].
tanah.
Pengaman rele ini akan aktif jika arus sisa Ires
= Ia+Ib+Ic yang mengalir naik melebihi setelan
treshold.
Simetri
Ir = Ia+Ib+Ic = 0
(3)
Asimetris
Ir = Ia+Ib+Ic = 3Iao
(4)
(a)
Gambar
2.3 ZSBT
Menggunakan Tiga Buah Transformator Satu
Fasa[2].
(b)
Gambar 2.1 (a) Rangkaian Zero Sequence Current
Filter[6]. Gambar 2.2 (b) Hubung Singkat Satu
Fasa ke Tanah[6].
Pada Gambar 2.3, N1 adalah belitan pada sisi
primer dan N2 adalah belitan pada sisi sekunder.
Pada sisi primer transformator terhubung seri
dengan sumber dan beban dan pada sekunder
tranformator terhubung paralel.
C. TRANSFORMATOR 3 FASA
Transformator merupakan suatu alat listrik
yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu
tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu
gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip
induksi-elektromagnet. Transformator terdiri atas
sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua
buah kumparan, yaitu kumparan primer dan
kumparan sekunder.Penggunaan transformator yang
sederhana dan handal memungkinkan dipilihnya
tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap
keperluan serta merupakan salah satu sebab penting
bahwa arus bolak-balik sangat banyak dipergunakan
untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik.
Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan
hukum Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus
listrik dapat menimbulkan medan magnet dan
sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus
listrik. Jika pada salah satu kumparan pada
transformator diberi arus bolak-balik maka jumlah
garis gaya magnet berubah-ubah. Akibatnya pada
sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima
garis gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya
berubah-ubah pula. Maka di sisi sekunder juga
timbul induksi, akibatnya antara dua ujung terdapat
beda tegangan[9].
Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Dari ZSBT[2]
Rangkaian ekivalen dari ZSBT ditunjukkan pada
Gambar 2.4 yang merupakan rangkaian listrik
untuk transformator satu fasa. Llk adalah
induktansi bocor dan Lo adalah induktansi
magnetisasi dari setiap transformator satu fasa.
Untuk memudahkan analisis, semua resistansi
telah diabaikan dan telah dianggap bahwa rasio
untuk setiap transformator satu fasa adalah 1:1
(N1=N2).
Pada sisi sekunder dari transformator terhubung
paralel, maka jumlah arus pada setiap sisi sekunder
transformator adalah nol.
iR2 + iS2 + iT2 = 0
1)
Zero Sequence Blocking Transformator
Pada pembahasan ini, zero sequence blocking
transformer (ZSBT) yang digunakan dibentuk
(5)
Tegangan pada sisi sekunder transformator v0
dapat dinyatakan: v 0 = L0
d
dt
( iS1-iS2) = L0
d
dt
d
dt
( iR1-iR2) = L0
( iT1-iT2)
(6)
Dari persamaan (4) dan (5) di peroleh tegangan v0 :
3
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
L0 =
Lₒ
3
d
dt
positif dan negatif, dapat diturunkan bahwa
impedansi yang ada adalah impedansi bocor .
( iR1 + iS1 + iT2)
(Zdiff =Lik ω)
(7)
Pada penelitian ini digunakan 2 buah ZSBT dengan
jenis
belitan
konvensional
dan
bifilar.
Perbandingan belitan setiap transformator 1:1.
Belitan konvensinal adalah kawat berisolasi yang
dililit pada suatu inti. Kawat primer terlebih
dahulu dililitkan setelah itu kawat skunder
dililitkan.
Gambar
2.5
menunjukkan
transformator yang dililit secara konvensional.
Belitan bifilar adalah sepasang kawat berisolasi
yang saling berdekatan satu sama lain dan dililit
pada suatu inti yang sama. Satu kawat sebagai
lilitan primer sedangkan kawat yang lain sebagai
lilitan sekunder[2].
dimana Lo adalah induktansi magnetisasi dari
transformator satu fasa :
2
Lo =
N
R
(8)
Dengan N dan R menjadi jumlah gulungan atau
belitan dan reluktansi dari transformator satu
fasa.
Tegangan pada sisi primer dari fasa a dapat
dinyatakan :
vR = Lik .
d
dt
(iR1) +
Lo
3
.
(10)
d
dt
(iR1+iS1+iT1)
(9)
Impedansi
dapat
dengan
dari
ZSBT
diturunkan
Gambar 2.5 Transformator
Konvensional[2].
Dengan
Belitan
Gambar 2.6
Bifilar[2]
Dengan
Belitan
menggabungkan persamaan
iZB
=
iR +iS +iS
3
= iRZB+iRZB =TB2B
Transformator
Gambar 2.7 menunjukkan rangkaian pengurangan
arus
harmonisa
urutan
nol menggunakan
ZSBT[2].
Untuk Penyederhanaan analisa pengurangan arus
harmonisa di jala-jala sistem maka digunakan
rangkaian ekivalan ururan nol perfasa dari
rangkaian pengurangan arus harmonisa Gambar
2.7 . Gambar 2.8 merupakan rangkaian ekivalen
urutan nol per fasa[2].
dengan
Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Urutan Nol Sistem
Menggunakan ZSBT
Persamaan (7) dan mengabaikan induktansi
bocor, impedansi yang dihasilkan oleh ZSBT
terhadap arus urutan nol adalah impedansi
magnetisasi dari transformator satu fasa (ZZB =
(Lik+Lo)) ω ≈ Loω) Untuk komponen urutan
di mana :
4
VS
= Sumber tegangan
iL0
= Sumber arus urutan nol
iN
= Arus netral menuju sumber
ZS
= Impedansi sumber
ZZB
= Impedansi ZSBT
ZL
= Impedansi beban
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Dari Gambar 2.8 besar arus iN dapat diperoleh
sebagai berikut:
ZL
ZS+ ZZB+ZL
iN =
diabaikan karena harganya kecil. Besar impedansi
ini dihitung melalui persamaan[8] :
Z1T = Z2T = + jz1 x
iL0
Pada Persamaan (6) dapat dilihat bahwa
efektifitas pengurangan arus netral menuju
sumber tergantung kepada perbandingan antara
impedansi beban (ZL) dan impedansi urutan nol
ZSBT (ZZB). Jika impedansi urutan nol ZSBT
(ZZB) jauh lebih besar dibanding impedansi
beban (ZL) maka makin besar pengurangan arus
netral[2].
2)
Perhitungan
Arus
Beban
Penuh
Transformator
Daya transformator bila ditinjau dari sisi
tegangan tinggi (primer) dapat dirumuskan sebagai
berikut[9]:
S= √3 . V . I
(12)
dimana:
S = daya transformator (kVA)
V = tegangan sisi primer transformator (kV)
I
= arus jala-jala (A)
Sehingga untuk menghitung arus beban penuh
(full load) dapat menggunakan rumus :
III.
(13)
dimana:
IFL = arus beban penuh (A)
S
= daya transformator (kVA)
V
= tegangan sisi sekunder transformator
(kV)
Agar tidak terlalu meluas maka skripsi ini
mencoba membahas satu Gardu Induk saja yaitu
Gardu Induk mantang yang terletak di desa
mantang kecamatan batukeliang selatan kabupaten
lombok tengah dengan kapasitas dari transfomator
tegangan sisi primer 150 kV dan sisi sekunder 20
kV dengan kapasitas daya 30 MVA yang akan
menyuplai ke 7 penyulang yaitu penyulang
pemakaian sendiri dengan kapasitas 20 kV dan 380
V dengan daya 200 KVA sedangka penyulang 2
pemepek, penyulang 3 mantang , penyulang 4 aik
bukak, 5 kopel gardu hubung kopang, penyulang 6
bodak, penyulang 7 pringarata yang mempunyai
beban-beban yang berbeda.
3) Impedansi Urutan Sumber
Adapun cara lain bila diketahui daya hubung
singkat pada system transmisi dalam MVA, yaitu
besar daya gangguan hubung singkat tiga fasa
dan daya gangguan hubung singkat satu fasa ke
tanah, pada sisi tegangan tinggi gardu induk.
Impedansi urutan sumber dapat dihitung melalui
persamaan[8] :
(14)
X0s =
kV2
MVA sc−3 ϕ
3k V
MVA sc−1 ϕ
A. Data Sumber Gardu Induk Jeranjang Dan
Sengkol
– ( X1s + X2s )
(15)
Data ini merupakan data yang sangat penting di
bagian transformator yang akan mengirim daya ke
saluran transmisi 150 kV Yang akan di terima oleh
gardu penurun tegangan menjadi 20 kv dengan
daya seperti yang di tabel 3.1 dibawah
Impedansi sumber :
Z1s = Z2s = X1s
METODOLOGI PENELITIAN
Jaringan distribusi 20 kV Kabupaten lombok tengah
saat ini sering terjadi pemadaman yang di akibatkan
oleh kendala-kendala gangguan yang terjadi di titik
penyulang 20 kV yang akan mengakibatkan tripnya
Circuit Breaker (CB) untuk memutuskan arus
maupun tegangan yang lebih untuk mengurangi
pemadaman yang cukup sering. Oleh karena itu
jaringan distribusi 20 kV kabupaten lombok tengah
mempunyai beberapa Gardu Induk penurun
tegangan (step down) yaitu Gardu Induk Mantang,
Gardu Induk Sengkol dan Gardu Induk Kuta. Gardu
Induk tersebut mempunyai peran penting yang
sama yaitu untuk penurunkan dari tegangan primer
150 kV ke tegangan sekunder 20 kV yang akan di
teransferkan ke masing-masing penyulang maupun
pemakaian sendiri untuk mengoprasikan peralatanperalatan bantu di Gardu Induk tersebut.
S
√3 . V
X1s = X2s =
(17)
Dimana :
zt
= Impedansi bocor transformator yang
tertulis pada papan nama (%)
Z1
= Impedansi
urutan
positif
transformator(ohm)
Z2
= Impedansi
urutan
negative
transformator (ohm)
Vd
= Tegangan dasar (kV)
Sd
= Daya dasar yang besarnya sama
dengan rating transformator tersebut (MVA)
(11)
IFL =
Vd 2
sd
(16)
Z0s = X0s
4) Impedansi Urutan Transformator
Perhitungan impedansi suatu transformator yang
diambil adalah reaktansinya, sedangkan tahananya
Tabel 3.1 Data daya kirim dari transformator Gardu
Induk Jeranjang dan Sengkol
5
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Tabel 3.4 data panjang kabel jenis (dalam meter)
1) Data Gardu Induk Mantang
Data pada transformator ini hanya
memperlihatkan name plate dari transformator
penurun tegangan yang akan di step down menjadi
150 kV ke 20 kV di mana data ini merupakan acuan
untuk dapat mensimulasikan pada software
PSCAD/EMTDC seperti tabel 3.2 di bawah :
Daya sisi kirim GI
jeranjang
Daya sisi kirim dari
kopel sengkol
150 kV
150 KV
35.4 MVA
34.5 MVA
penyulang 20 kv gardu induk
Tabel 3.2 Data daya terima dari Transformator
Gardu Induk Mantang 150 20 kV 30 MVA
Gardu Induk Mantang
2) Data Transformator Pemakaian Sendiri
Transformator pemakaian sendiri kapasitas
tegangan primer 20 kV dan tegangan sekunder
380/400 V mempunyai satu unit transformator
dengan kapasitas 200 KVA yang terhubung dari bus
20 kV seperti pada tabel 3.3 :
Name Plate
Tabel 3.3 Data Transfromator pemakaian sendiri
Transformator
pemakaian sendiri
Data
Transformator
daya
Data Transformator
pemakaian
Name Plate
Tipe Merek
Unindo
Daya
30 MVA
Phasa
3
Tipe Kontruksi
Outdor
Tegangan
Primer/pengukuran/Sekunde
r
150 kV / 10 kV /
20 kV
Arus Primer/ pengukuran /
Sekunder
115,5 A / 333,3
√3 A /
866.0 A
Tipe Merek
Trafindo
Daya
200 KVA
Phasa
3
Hubungan
Y/∆/Y
Tipe Kontruksi
Outdor / Indor
Frequensi
50 Hz
Tegangan Primer
/Sekunder
20 kV / 400 V
Volume Minyak
12000 L
Impedansi
12,08 %
Arus Primer/ Sekunder
5.77 A / 288.67 A
Berat Total
58000 Kg
Hubungan
∆/Y
Sistem Pendingin
Onan / Onaf
Frequensi
50 Hz
Volume Minyak
310 L
Impedansi
4.0 %
Berat Total
1075 Kg
Sistem Pendingin
Onan
3) Data Kabel Penyulang 20 KV Gardu Induk
Mantang
Data kabel pada tiap penyulang yang ada pada
Gardu Induk Mantang ini dapat di tampilkan seperti
tabel 3.4 merupakan data real dari PT. PLN
PERSERO Area Mataram Yang setiap tahun yang
selalu di perbarui
sebagai acuan dalam
penyalurkan daya ke beban yang akan di salurkan
dan di hubungkan ke beban melalui saluran kabel
Jaringan tegangan Menengah atau (SKJTM)
6
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Sumber Supply
Penyu
lang
GH/GI/PLTD
NO
GI Mantang
Nama
Panjang
(KMS)
-
-
MVTIC
3X150
AAAC
3X150
1
Mantan
g
35,08
3,10
31,98
2
Pemepe
k
60,08
1,46
58,62
3
Aik
Bukak
53,23
1,12
52,11
4
GH
Kopang
44,34
-
21,52
5
Bodak
51,80
-
17,82
-
-
-
AAACS
3X150
ACSR
3X70
-
-
3,15
30,83
-
Praya
4) Data Beban Gardu Induk Mantang
Data beban gardu Induk Mantang yaitu berupa
data beban 24 jam yang dapat di tampilkan di tabel
3.5 di bawah ini dengan data yang sudah ada dari
PT. PLN PERSERO Area Mataram data-data beban
Mega Watt mulai dari jam 00.00 sampe jam 24.00
yang dapat di tampilkan dalam tabel di bawah ini
mulai dari data beban OG pemepek, OG Mantang,
OG Aik Bukak, KPL GH Kopang, OG Bodak, OG
Pringarata
Data beban keselurahan merupakan beban dari jam
00.00-24.00 yaitu beban satu hari dari beban-beban
penyulang OG Pemepek, OG Mantang, OG Aik
Bukak, KPL GI Kopang, OG Bodak, OG
Pringgarata. Data-data seperti tabel 3.5 di bawah ini
:
Tabel 3.5 Data Keselurahan beban Gardu Induk
Mantang 150/20 kV 30 MVA
N
o
Nama
Penyulang
Kapasitas Beban
Keseluruhan (MW)
1
OG Pemepek
74,66 MW
2
OG Mantang
54,63 MW
3
OG Aik Bukak
40,55 MW
4
KPL GI
Kopang
114,48 MW
5
OG Bodak
81,43 MW
6
OG
Pringgarata
83,43 MW
B.
Single Line Sistem Kelistrikan Gardu Induk
Mantang
Untuk mensimulasikan sistem dalam software
PSCAD Power Simulasi maka terlebih dahulu di
gambarkan rangkaian Gardu Induk Mantang ke
dalam lembar kerja pada software kemudian
simulasi sesuai dengan urutan langkah kerja dan
menganalisa hasilnya. Berikut adalah gambar single
line Kelistrikan Gardu Induk Mantang yang
digunakan sebagai penelitian dalam penerapan
ZSBT untuk mengurangi ground fault yang akan
block pada sisi netral transformator.
Gambar 3.1 Sistem Kelistrikan Gardu Induk
Mantang 150 /20 Kv 30 MVA
C. Memulai PSCAD/EMTDC Power Simulation,
Setelah mendesain sistem seperti yang dibutuhkan,
maka dapat kita lihat tampilan single line dalam
modul utama sebagai berikut
7
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
IV ANALISA DAN HASIL
Pada simulasi akan dilakukan pengambilan data
dengan perbandingan saat menggunakan Zero
Sequence Blocking Transformator dengan tanpa
menggunakan
Zero
Sequence
Blocking
Transformator. Setelah itu hasil keluaran dari
gelombang ground fault akan di analisa dan dapat
di lihat seberapa besar gelombang ground fault
Gambar 3.2
Tampilan sistem kelistrikan Gardu Induk Mantang
dalam PSCAD/EMTDC
D. Flowchart Simulasi Menggunakan Sofware
PSCAD/EMTDC
yang bisa di blocking dengan Zero Sequence
Blocking Transformator pada sisi pentanahan
transformator. Untuk mensimulasi sistem dalam
sofware PSCAD Power Simulation maka terlebih
dahulu digambarkan Single Line sistem Gardu
Induk Mantang. Kemudian mensimulasikan sesuai
dengan langkah kerja dan menganalisa hasilnya.
Power Simulation. Berikut Single Line sistem
kelistrikan Gardu Induk Mantang yang di
gambarkan
di mengunakan sofware PSCAD
/EMTDC SIMULATION.
Gambar
Alur
Gambar 4.1
Sistem Kelistrikan Gardu Induk Mantang
Dalam Software PSCAD
3.3
Gambar 4.2 rangkaian ZSBT di transformator daya
mantang
A.
penyelesaian
masalah
PSCAD/EMTDC
dengan
sofware
Solusi Menggurangi Ground Fault Pada Sisi
Netral Transformator
Software PSCAD/EMTDC V.4.5 Power Simulation
merupakan graphical user interface yang fleksibel
8
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
dan powerful. Dengan software ini secara skematik
kita dapat mengkontruksi rangkaian, menjalankan
satu fasa terjadi maka gelombang sinus pada fasa R
maupun fasa S dan T.
simulasi, menganalisa hasil dan menejemen data
dalam sebuah integrasi yang lengkap dalam hal
grafis, termasuk pentanahan dan pengukuran
resistansi
pentanahan.
Dengan
demikian
permasalahan yang ada pada Gardu Induk Mantang
dan solusi penerapan yang ingin diberikan dapat di
lakukakn menggunakan software PSCAD.
Gambar 4.4 niliai arus Ig Fault 2,0 ampere
Pada detik 0.20 nilai arus Ig yaitu x = 0.1460
Ampere dan Ig Fault = 2,008 Ampere
Gambar 4.5 niliai arus Ig Fault 2,8 ampere
Pada detik 0.30 nilai arus Ig yaitu x = 0.25 Ampere
dan Ig Fault = 2,8553 Ampere
1). Hasil Ketika Sebelum Pemasangan Zero
Sequence Blocking Transformator
Gelombang ground fault pada Ig sisi netral
trasnformator
Gambar 4.6 nilai arus Ig Fault 8,3 Ampere
GRAFIK IGROUND FAULT SEBELUM PEMASANGAN ZSBT
Gambar 4.3 niliai arus Iground fault 2,6 ampere
Grafik Ground Fault pada Sisi Netral Transformator
Daya Mantang
Nilai Arus IG Fault
10
5
2.6
0
0.1
8.3
2.8
2
0.2
0.3
0.4
Durasi Waktu IG Fault
Pada detik 0.40 nilai arus Ig yaitu x = 0,3705
Gambar 4.3 menerangkan bahwa pada sisi Iground
fault transformator terjadi kenaikan arus karena
terjadi gangguan di bus penyulang 20 kV dengan
Ampere dan Ig Fault = 8,3648 Ampere
Grafik 4.1 arus ground fault sebelum penerapan
Zero Sequence Blocking Trasnformator
2). Hasil Ketika Sesudah Pemasangan Zero
Sequence Blocking Transformator
nilai arus gangguan Iground fault 2,6905 ampere
dengan durasi gannguan yang di berikan waktu
gangguan 0.1 detik sedangkan durasi lamanya
gangguan yaitu 0.5 detik. Gangguan yang diberikan
berupa gangguan arus lebih dan tegangan lebih
yang menjadikanya sebagai acuan dalam melihat
besar gelombangnya sinus pada durasi waktu
gangguan satu fasa ke tanah maka ketika gangguan
Saat sesudah penerapan Zero Sequence Blocking
Transformator dapat di analisa bahwa penurunan
arus yang dapat di blocking dengan ZSBT dapat di
lihat pada gambar gelombang di bawah ini :
Gambar 4.7 nilai arus Ig Fault 2,9 Ampere
9
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.20 yang besar nilai
yang di tampilkan pada gambar 4. 9 yaitu 2,5548
ampere.
Pada detik 0.10 nilai arus Ig yaitu x = 0,0409
Ampere dan Ig Fault = 2,9761 Ampere
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.10 yang besar nilai
yang di tampilkan pada gambar 4.7 yaitu 2,9761
ampere.
Waktu
Sebelum Penerapan ZSBT
Mikro Detik
0.10
Iground Fault
2,6 Ampere
0.20
Iground Fault
2 Ampere
0.30
Iground Fault
2,8 Ampere
0.40
Iground Fault
8,3 Ampere
Nilai Arus IG Fault
GRAFIK IGROUND FAULT SESUDAH PEMASANGAN ZSBT
Gambar 4.8 nilai arus Ig Fault 1,6 Ampere
Pada detik 0.20 nilai arus Ig yaitu x = 0,1592
Ampere dan Ig Fault = 1,6743 Ampere
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.20 yang besar nilai
42.9
3
2
1
0
0.1
1.6
0.2
2.5
2.9
0.3
0.4
Durasi Waktu IG Fault
Grafik 4.2 arus ground fault sesudah penerapan
Zero Sequence Blocking Trasnformator
Tabel 4.1 sebelum pemblockingan arus dengan
menggunakan
Zero
Sequence
Blocking
Transformato (ZSBT) di gardu induk mantang.
yang di tampilkan pada gambar 4.8 yaitu 1,6743
ampere.
Tabel 4.2 sesudah pemblockingan arus dengan
menggunakan
Zero
Sequence
Blocking
Transformato (ZSBT) di gardu induk mantang.
Gambar 4.9 nilai arus Ig Fault 2,5 Ampere
Pada detik 0.30 nilai arus Ig yaitu x = 0,2643
Ampere dan Ig Fault = 2,5548 Ampere
Dapat di analisa bahwa nilai arus ig fault di saat
terjadi gangguan pada detik ke 0.20 yang besar nilai
yang di tampilkan pada gambar 4.9 yaitu 2,5548
ampere.
Waktu
Sesudah Penerapan ZSBT
Mikro Detik
Gambar 4.9 nilai arus Ig Fault 2,9 Ampere
Pada detik 0.40 nilai arus Ig yaitu x = 0,3639
Ampere dan Ig Fault = 2,9424 Ampere
10
0.10
Iground Fault
2,9 Ampere
0.20
Iground Fault
1,6 Ampere
0.30
Iground Fault
2,5 Ampere
0.40
Iground Fault
2,9 Ampere
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
Dari tabel 4.1 dapat di analisa bawha arus sebelum
penerapan nilai arus ig sangat tinggi dan sesudah
penerapan arus akan menjadi turun penerapan Zero
Sequence
Blocking
Transformator
sangat
memungkinkan untuk memblocking arus balik ke
titik Netral Transformator daya Gardu Induk
mantang 150/20 kV 30 MVA sangatlah bagus
karena dapat mengamankan Transformator daya
dari kerusakan gangguan yang sering terjadi agar
sistem penyaluran tegangan dari transformator ke
beban dapat di salurkan dengan maksimal mungkin.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Jinyong, L., Xiaobin, G., (2016). A Novel
Adaptive Zero-sequence Current Protection
for Low Resistance Grounding System.
IEEE16, 6: 978-1-5090-5417.
Zhaohui, G., Yongheng, Y., Xiaobin Z.,
Frede, B., Wenli, Y., (2014) Zero Sequence
Blocking Transformers for Multi-Pulse
Rectifier in Aerospace Applications.
IEEEDOI: 10.1109/ECCE.2014.6953508.
Dengan kapasitas yang digunakan dalam
penerapan ZSBT dapat di lihat dalam tabel di
bawah ini :
[2].
Tabel 4.3 kapasitas dari transformator ZSBT
Transformator ZSBT
Data Transformator
ZSBT
Daya Tranformator
5 MVA
Tegangan
Primer/Sekunder
5 kV/3kV
frekuensi
50 Hz
Zulkarnaen, P., T. Fakhrul, H., (2014).
Pengurangan Arus Netral Pada Sistem
Distribusi Tiga Fasa Empat Kawat
Menggunakan Zero Sequence Blocking
Transformer. SINGUDA ENSIKOM : 1
VOL. 9 NO. 1.
[3]. Jusmin ,S, C., Hadzer, M., and Syafrudin, M.,
(2002). Zero-Sequence Harmonics Current
Minimization Using
Zero-Blocking
Transformer and Shunt LC Passive Filters.
IEE2 0:7803-7459.
Dari tabel 4.3 di atas dapat di lihat data dari
spesifikasi penerapan Zero Sequence Blocking
Transformator dari rangkaian satu pasa menjadi tiga
pasa yang dapat mengurangi arus balik ke titik
netral transformator daya 150/20 kV dengan daya
30 MVA.
V KESIMPULAN
Pengaruh penerapan Zero Sequence Blocking
Transformator (ZSBT) pada sistem kelistrikan
Gardu Induk Mantang dengan menggunakan
bantuan software PSCAD/EMTDC V4.5 Power
System Simulation, maka dapat di ambil
kesimpulan :
Sistem Zero Sequence Blocking Transformator
(ZSBT) dapat mengurangi arus ground fault pada
sisi netral Transformator dari nilai arus yang paling
tinggi 8,3 ampere dan setelah di terapkan ZSBT
yang memblocking arus turun menjadi 2,9 ampere
yang sangat bagus di terapkan di gardu induk
mantang.
[4].
Javier C,Z., Member, I,., Jon A, B,
Student ,M, I., Aitor Laka., (2012). Novel
Zero- Sequence Blocking Transformer
(ZSBT)
Using
Three
Single-Phase
Transformers. IEEE Transactions On
EnergyConvertions, VOL. 28, NO. 1:08858969.
[5].
Riyanto., Kartono., Juningtyastuti., (2005).
Analisis Dampak Terputusnya Kawat Netral
Terhadap JTM 20 kV. Vol. 10, No. 2.
[6]. Wahyudi, R., Pujiantara, M., Yuniwirawan, E,.
(2015). Studi Koordinasi Proteksi Rele Arus
Lebih dan Ground Fault Pada Sistem
Eksisting PT. VICO Indonesia, Kalimantan
Timur. ISSN: 2337-3539. Vol.4, No.2.
Saran
Bahwa sistem kelistrikan gardu induk
mantang merupakan sistem yang sangat sering
terjadi gangguan untuk khususnya di penyulang
pringgarata, pemepek, aik bukak, bodak, mantang
dan kopang maka penerapan Zero Sequence
Blocking
Transformator
dapat
membantu
memblocking arus balik gangguan dari feeder
penyulang tersebut. Agar sistem tegangan dapat di
oprasikan dalam keadaan steady state
[7].
Fauzan., Rachman, D, Y, A., (2012)
Perencanaan Saluran Udara Tegangan
Menengah (STUM) 20 kV Pada Saluran
Komplek Perkebunan AMP (Agra Masang
Perkasa) Bawan Lubuk Basung. Volume 1,
No. 2.
[8].
Muhammad, N., Syafil., Erliwati., (2015).
Koordinasi Sistem Arus Lebih Pada
Penyulang Distribusi 20 kV GI Pauh Limo.
ISSN : 2302-2949. Vol : 4, No.2.
[9]. Taufik, M,. Adryanto, Y., Indrakoesoema, K.,
(2012). Pengaruh Ketidak
seimbangan
Beban Transformator Kering BHT02 RSG
GA SIW ABESSY Terhadap Arus Netral dan
Rugi-Rugi. ISSN 1410-8178
[10]. Yusgiantoro, P., (2017). Menteri Energi dan
Sumber Daya Mineral Republik Indonesia.
No. 03.
11
Seminar Hasil Elektro S1 ITN Malang
Tahun Akademik Genap 2016/2017 Juni 2017
[11]. Tobing., Panusur, S, M, L., Simamora, Y.,
(2015). Analisa Ketidak Seimbangan Beban
Transformator
Distribusi
Untuk
Identivifikasi Beban Lebih Dan Estimasi
Rugi-Rugi Pada Tegangan Rendah. 629815240-1-SP.
[12]. Harun,
N.,
(2016).
Rekondisi
Transformator
Untuk
Mengatasi
Menurunnya Kemampuan Transformator
Distribusi 20 Kv. ITP ISSN No. 2252-3472.
12