PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB - POLSRI REPOSITORY

PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU

  

Laporan akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan

Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro

Program Studi Teknik Listrik

Oleh:

  

DENSYAF DWIPA

0612 3031 1550

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

  

2015

PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU

  INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB Oleh: Densyaf Dwipa 0612 3031 1550 Menyetujui, Palembang, Juli 2015 Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Markori, M.T. Carlos R. S., S.T, M.T.

NIP. 19581212 199203 1 003 NIP. 19640301 198903 1 003 Mengetahui, Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektro Teknik Listrik Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19621207 199103 1 001 NIP. 19651001 199003 1 006

  

MOTTO :

“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik

bagimu, dan boleh jadi (pula) kamu menyukai sesuatu,

padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui, sedang

kamu tidak mengetahui”

  (QS. Al Baqarah : 216) “ Kehidupan itu ibarat mengendarai sepeda, untuk menjaga keseimbangan kau harus tetap bergerak

  ” ~ Albert Einstein

  Kupersembahkan Kepada :  

  Ibu dan Ayahku tercinta 

Saudara-saudaraku, yang selalu memberikan motivasi dan

semangat

   Bapak dan Ibu Dosen Politeknik Negeri Sriwijaya  Teman-teman seperjuangan 6 ELC 2015 yang telah memberi semangat

  

Seluruh sahabat yang telah membantuku menggapai cita-cita

 Almamaterku, Politeknik Negeri Sriwijaya

  

ABSTRAK

PROTEKSI GANGGUAN SEMENTARA PADA PENYULANG DI GARDU

  

INDUK TALANG KELAPA PT PLN (PERSERO) WS2JB

(2015 : xiii + 79 + Daftar Pustaka + Lampiran)

  Densyaf Dwipa 0613 3031 1550 Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

  Gangguan sementara jika tidak dapat hilang dengan sendirinya, maka dapat berubah menjadi gangguan permanen dan mengganggu kontinunitas penyaluran energi listrik ke pelanggan. Salah satu cara mengatasinya adalah dengan pemasangan recloser. Recloser akan memisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan tersebut akan dianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuai penyetelannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis. Apabila gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka atau menutup balik sebanyak setting waktu interval yang telah ditentukan kemudian recloser akan membuka tetap (lock out). Penyetelan recloser meliputi penyetelan rele arus lebih dan rele gangguan tanah pada recloser yang meliputi penyetelan arus dan waktu. Penyetelan arus pada rele arus lebih dalam penyetelan arusnya diambil arus gangguan 3 fasa terbesar dan rele gangguan tanah

  diperhatikan

  arus setting dalam penyetelan diambil arus gangguan 1 fasa ke tanah terkecil serta harus disesuaikan dengan penyelidikan yang dilakukan melalui studi kasus dan data berupa data penyulang, impedansi, data beban yang terdapat di PT PLN (Persero). Arus penyetelan rele arus lebih pada recloser Gatotkaca, Krisna, dan Pandu secara berturut-turut adalah sebesar 0,17 A; 0,22 A; dan 0,21 A. Arus penyetelan rele gangguan tanah pada recloser Gatotkaca, Krisna, dan Pandu secara berturut-turut adalah sebesar 0,17 A; 0,22 A; dan 0,21 A. Penyetelan waktu atau TMS rele arus lebih yang didapat pada recloser Gatotkaca, Kresna, Pandu secara berturut-turut adalah 0,17; 0,12; 0,16. Penyetelan waktu atau TMS rele gangguan tanah yang didapat pada recloser Gatotkaca, Kresna, Pandu secara berturut-turut adalah 0,12; 0,11; 0,11. Setting waktu interval atau dead time (DT) baik itu DT 1, DT 2, DT 3 pada recloser adalah selama 5 detik dengan waktu reset/ block time (BT) selama 30 detik. Ketika PMT membuka kontaknya dan mengunci (lock out) pada recloser yang menandakan bahwa gangguan yang terjadi bersifat permanen atau gangguan sementara yang terjadi tidak dapat hilang dengan sendirinya sehingga menjadi gangguan permanen.

  Kata kunci : Gangguan Sementara, Recloser, Penyulang

  

ABSTRACT

THE PROTECTION OF TEMPORARY FAULT IN FEEDER AT TALANG

KELAPA SUBSTATION PT PLN (PERSERO) WS2JB

  

(2015 : xiii + 79 + Index + Appendix)

Densyaf Dwipa 0611 3031 1550 Electrical Engineering

  If temporary fault can not disappear by itself, it can turn into a permanent fault and interfere continuity distribution of electrical energy to customers. One way to solve the problem is by installing recloser. Recloser will separate areas are momentary interruption until the interference will be considered lost, thus recloser will reenter the appropriate tuning so that the network will be automatically reactivated. If the fault is permanent, then after the reopening or reclosing as many as setting of time interval and then recloser will lock out. The setting of recloser include setting of over current relay and ground fault relay on recloser which includes the setting of current and time. Current setting of over current relay in the adjustment of the current is taken from current of three-phase fault and current setting on ground fault relay is taken from the smallest of 1 phase-ground fault current and must be adapted to the investigation conducted through case studies and data in the types of feeders, impedance, load of feeders in PT PLN (Persero). Current adjustment of over current relays on recloser Gatotkaca, Krisna, and Pandu respectively is equal to 0.17 A; 0.22 A; and 0.21 A. Current setting of ground fault relay on Recloser of Gatotkaca, Krisna, and Pandu is equal to 0.17 A;

  0.22 A; and 0.21 A. Setup time or TMS overcurrent relays Recloser obtained on Ghatotkacha, Krishna, respectively Pandu is equal to 0.17; 0.12; 0.16. Time setting or TMS of ground fault relay obtained on recloser Gatotkaca, Krisna, respectively Pandu is 0.12; 0.11; 0.11. The setting of interval time, or dead time (DT) both DT 1, DT 2, DT 3 on recloser is for 5 seconds with a reset time / block time (BT) for 30 seconds. When PMT open its contact as many as setting of reclosing and PMT will lock (lock out) at recloser indicating that the fault is permanent or temporary fault occurred can not disappear by itself so that it becomes a permanent fault.

  Keywords : Temporary Fault, Recloser, Feeder

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul “Proteksi Gangguan Sementara pada Penyulang di Gardu Induk Talang Kelapa PT PLN (Persero) WS2JB

  ”. Laporan akhir disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik

  Listrik di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penyusunan Laporan Akhir ini penulis banyak mendapat saran, dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan dari berbagai pihak yang merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara materi, namun dapat membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman dan pengetahuan tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis. Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.

  Bapak Ir. Markori, M.T., selaku Dosen Pembimbing I.

  2. Bapak Carlos R. Sitompul, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II.

  Yang telah memberikan bimbingan pengarahan dan nasihatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.

  Bapak RD. Kusumato, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

  2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.

  5. Seluruh staff dan karyawan PT. PLN Rayon Sukarami dan PT. PLN APD

  WS2JB yang telah membantu dalam pengumpulan data. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun materinya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat dan berguna bagi kita semua.

  Palembang, Juli 2015 Penulis

• – Bentuk Saluran Distribusi ........................................................ 6

  2.2.2 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Tempat Peletakannya ...... 7

  2.6 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat ....................................... 20

  2.5.2 Gangguan Sementara atau Temporer ............................................. 19

  2.5.1 Gangguan Permanen ...................................................................... 19

  2.5 Macam Gangguan Berdasarkan Lamanya Gangguan ............................. 19

  2.4.3 Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah ................................. 18

  2.4.2 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ................................................. 17

  2.4.1 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ................................................. 16

  2.4 Macam-Macam Gangguan Berdasarkan Jenis Gangguannya ................. 16

  2.3.2 Jenis-Jenis Gangguan ..................................................................... 15

  2.3.1 Penyebab Gangguan ....................................................................... 14

  2.3 Gangguan pada Sistem Distribusi Tenaga Listrik ................................... 13

  2.2.4 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Rangkaiannya ... 9

  2.2.3 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Peletakannya .... 8

  2.2.1 Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Konstruksi Konduktornya6

  

DAFTAR ISI

  2.2 Bentuk

  2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ............................................................. 5

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. 4

  1.5 Metode Penulisan .................................................................................... 3

  1.4 Batasan Masalah...................................................................................... 3

  1.3.2 Manfaat .......................................................................................... 3

  1.3.1 Tujuan ............................................................................................ 2

  1.3 Tujuan dan Manfaat ................................................................................ 2

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

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

  BAB I PENDAHULUAN

  HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii MOTTO ........................................................................................................... iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv ABSTRACT ..................................................................................................... v KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii

  Halaman

  2.6.1 Komponen Simetris ........................................................................ 20

  2.6.2 Menghitung Impedansi Sumber ..................................................... 22

  2.6.3 Menghitung Reaktansi Trafo ......................................................... 23

  2.6.4 Menghitung Reaktansi Impedansi Penyulang ................................ 23

  2.6.5 Menghitung Impedansi Ekuivalen Jaringan ................................... 23

  2.7 Syarat-syarat Sistem Proteksi .................................................................. 26

  2.8 Peralatan Proteksi pada Jaringan Tegangan Menengah .......................... 27

  2.8.1 Pemutus Tenaga (PMT) ................................................................. 27

  2.8.2 Fuse Cut Out (FCO) ....................................................................... 27

  2.8.3 Rele Pengaman ............................................................................... 28

  2.9 Recloser/ Penutup Balik Otomatis (PBO) ............................................... 33

  2.9.1 Prinsip Kerja Recloser.................................................................... 34

  2.9.2 Klasifikasi Recloser ....................................................................... 37

  2.9.3 Penyetelan Recloser ....................................................................... 37

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Peralatan yang Digunakan ........................................................................ 40

  3.2 Bahan yang Digunakan ............................................................................ 41

  3.3 Prosedur .................................................................................................... 42

  BAB IV PEMBAHASAN

  4.1 Hasil .......................................................................................................... 45

  4.1.1 Menghitung Impedansi Sumber ................................................... 46

  4.1.2 Menghitung Reaktansi Trafo ........................................................ 46

  4.1.3 Menghitung Impedansi Penyulang Gatotkaca .............................. 47

  4.1.4 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Gatotkaca

• – Ujung ... 49

  4.1.5 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (I sc ) Recloser Gatotkaca - Ujung........................................................................ 51

  4.1.6 Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Gatotkaca ................ 52

  4.1.7 Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Gatotkaca ....... 52

  4.1.8 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Gatotkaca ..................................................................................... 53

  4.1.9 Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Gatotkaca ..................................................................................... 54

  4.1.10 Menghitung Impedansi Penyulang Krisna .................................. 55

  4.1.11 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Krisna

• – Ujung ........ 58

  4.1.12 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (I sc ) Recloser Krisna - Ujung ............................................................................. 59

  4.1.13 Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna ...................... 60

  4.1.14 Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Krisna ............ 61

  4.1.15 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna .......................................................................................... 61

  4.1.16 Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Krisna .......................................................................................... 62

  4.1.17 Menghitung Impedansi Penyulang Pandu .................................... 64

  4.1.18 Menghitung Impedansi Ekivalen Recloser Pandu

• – Ujung ......... 66

  4.1.19 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat (I sc ) Recloser Pandu

• – Ujung ............................................................................. 67

  4.1.20 Penyetelan Rele Arus Lebih pada Recloser Pandu ...................... 68

  4.1.21 Penyetelan Rele Gangguan Tanah pada Recloser Pandu ............. 69

  4.1.22 Pemeriksaan Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Recloser Pandu ........................................................................................... 69

  4.1.23 Pemeriksaan Waktu Kerja Ground Fault Relay pada Recloser Pandu ........................................................................................... 71

  4.1.24 Setting Interval Waktu Recloser ................................................... 72

  4.2 Pembahasan ............................................................................................. 72

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 78

  5.2 Saran ........................................................................................................ 79

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.1 Karakteristik Urutan Nol dari Variasi Elemen pada Sistem Tenaga

  Listrik ............................................................................................... 22

Tabel 4.1 Data Penghantar Penyulang Gatotkaca ............................................ 47Tabel 4.2 Data Z 1eq / Z 2eq Recloser Gatotkaca-Ujung ...................................... 50Tabel 4.3 Data Z 0eq Recloser Gatotkaca-Ujung ................................................ 50Tabel 4.4 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Gatotkaca- Ujung Jaringan ............................................................... 53Tabel 4.5 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah

  Recloser Gatotkaca-Ujung Jaringan ................................................. 54

Tabel 4.6 Data Penghantar Penyulang Krisna.................................................. 55Tabel 4.7 Data Z / Z Krisna-Ujung ............................................ 58

  1eq 2eq Recloser

Tabel 4.8 Data Z recloser Krisna-Ujung ...................................................... 59

  0eq

Tabel 4.9 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Krisna- Ujung Jaringan .................................................................... 62Tabel 4.10 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah Krisna

  Recloser

• – Ujung ................................................................. 63

Tabel 4.11 Data Penghantar Penyulang Pandu .................................................. 64Tabel 4.12 Data Z 1eq / Z 2eq Recloser Pandu-Ujung ............................................. 66Tabel 4.13 Data Z 0eq recloser Pandu-Ujung ....................................................... 67Tabel 4.14 Waktu Kerja Rele Arus Lebih pada Gangguan 3 Fasa Recloser Pandu- Ujung Jaringan ..................................................................... 70Tabel 4.15 Waktu Kerja Rele Gangguan Tanah pada Gangguan 1 Fasa-Tanah

  Recloser Pandu

• – Ujung .................................................................. 71

Tabel 4.16 Setting Interval Recloser pada Gangguan 3 Fasa ............................. 72Tabel 4.17 Setting Interval Recloser pada Gangguan 1 Fasa dengan Tanah ..... 72

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik ....................................................... 5Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Listrik......................................................... 9Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Radial ......................................................... 11Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan Loop ........................................................... 11Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Spindel ....................................................... 12Gambar 2.6 Konfigurasi Jaringan Cluster ....................................................... 13Gambar 2.7 Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ............................................... 16Gambar 2.8 Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ............................................... 17Gambar 2.9 Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah ............................... 18Gambar 2.10 Fuse Cut Out ................................................................................ 28Gambar 2.11 Rangkaian Kerja Rele................................................................... 28Gambar 2.12 Rele Arus Lebih ........................................................................... 29Gambar 2.13 Karakteristik Rele Waktu Seketika (Instantaneous Relay) .......... 30Gambar 2.14 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu ........................... 30Gambar 2.15 Karakteistik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik ............................. 31Gambar 2.16 Ground Fault Relay ...................................................................... 32Gambar 2.17 Recloser ........................................................................................ 33Gambar 2.18 Single Line Diagram Recloser ...................................................... 35Gambar 2.19 Proses Kerja Recloser Saat Gangguan Menghilang ..................... 36Gambar 2.20 Proses Kerja Recloser Saat Gangguan Permanen ........................ 36Gambar 4.1 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih Pada Recloser

  Gatotkaca Terhadap Arus Gangguan ........................................... 54

Gambar 4.2 Grafik Waktu Operasi Rele Gangguan Tanah Pada Recloser

  Gatotkaca Terhadap Arus Gangguan ........................................... 55

Gambar 4.3 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih pada Recloser Krisna

  Terhadap Arus Gangguan ............................................................ 62

Gambar 4.4 Grafik Waktu Operasi Rele Gangguan Tanah pada Recloser

  Krisna Terhadap Arus Gangguan ................................................ 63

Gambar 4.5 Grafik Waktu Operasi Rele Arus Lebih Pada Recloser Pandu Terhadap Arus Gangguan ............................................................ 70Gambar 4.6 Grafik Waktu Operasi Rele Gamgguan Tanah pada Recloser

  Pandu Terhadap Arus Gangguan ................................................. 71