ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKATPENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP.
ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana
Strata Satu Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh:
MOHAMMAD WAHYU AZIS
( D 400 050 009 )
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2011
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Diajukan guna memenuhi kelengkapan sebagai syarat tugas akhir untuk
menyelesaikan program strata 1 ( S1 ) Fakultas Teknik Program Studi Teknik
Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan judul
ANALISIS
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN
SOFTWARE ETAP telah memenuhi syarat dan disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Aris Budiman, ST, MT)
(Umar, ST, MT)
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP disetujui dan
disahkan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
pada:
Hari
:
Tanggal :
Dosen Penguji :
1. Aris Budiman, ST, MT.
(
)
2. Umar ST, MT
(
)
3. Ir Jatmiko, MT.
(
)
4. Agus Supardi, ST, MT.
(
)
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik UMS
Kepala Progdi Teknik Elektro
(Ir Agus Riyanto, MT)
(Ir Jatmiko, MT.)
iii
PRAKATA
lml km
.
b
Segala Puja dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, hidayah serta karunia kepada kita selaku hamba yang
dicintai dan disayangi di alam semesta. Sholawat dan salam terlimpahkan kepada
manusia pilihan Allah SWT yaitu Nabi Muhammad SAW yang dengan penuh
perjuangan telah mengantarkan kita menjadi umat pilihan dan mendapat
ridho-NYA.
Hanya Karena Allah SWT akhirnya penulis bisa melewati kendala dan
tantangan dalam menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas
akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan
gelar
Sarjana
Teknik
di
Program
Studi
Teknik
Elektro
Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul tugas akhir yang penulis ajukan :
ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan,
pembinaan dan saran dari pembimbing dan pihak-pihak lain yang terlibat secara
langsung maupun tidak lansung dalam tugas akhir ini. Maka tiada kata yang lebih
bagi penulis yang bisa terucap dan hanya bisa mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
iv
2. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Kepala Progdi Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Aris Budiman, ST, MT selaku pembimbing utama dalam penyusunan
tugas akhir ini (terima kasih atas bimbingan dan referensi yang telah
diberikan).
4. Bapak Umar, ST, MT selaku pembimbing kedua dalam penyusunan tugas
akhir ini (terima kasih atas bimbingan dan referensi yang telah diberikan).
5. Bapak dan ibu dosen yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan selama
menempuh pendidikan di Teknik Elektro UMS.
6. Seluruh Staf Tata Usaha, Staf Akademik maupun non Akademik, yang telah
banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama
menempuh studi di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Bapak Ir.Wahjono, selaku Manager PT. PLN ( Persero ) APJ Surakarta.
8. Bapak Tri Marsono, ST, selaku Asman Distribusi PT. PLN ( Persero ) APJ
Surakarta., yang mengijinkan saya untuk melaksanakan penelitian di PT PLN
APJ Surakarta.
9. Semua Staf, dan karyawan PT. PLN ( Persero ) APJ Surakarta dan semua
pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan dan dukungan dalam penyusunan tugas akhir ini.
10. Orang tuaku dan juga saudar-saudaraku yang kusayangi dan kucintai yang
selalu memberi kasih sayang dan perhatian sepanjang masa yang tak pernah
bisa terbalaskan .
11. Teman-teman angkatan 2005 dan 2006 Teknik Elektro yang begitu akrab dan
dekat denganku.
12. Rekan-rekan di KMTE (Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro)
Selalu penulis sadari bahwa laporan tugas akhir ini tidaklah sesempurna
yang diharapkan karena keterbatasan kemampuan penulis dalam penyusunan oleh
sebab itu saran dan kritik yang bersifat membangun akan selalu penulis terima
untuk kesempurnaan diwaktu mendatang.
v
Semoga laporan Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada
khususnya serta bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan dapat dijadikan
referensi untuk menambah pengetahuan di bidang elektro dan untuk penelitian
serupa diwaktu mendatang, Amiin.
lmlkm.
Surakarta,
Maret 2011
Penulis
vi
MOTTO
Niat adalah ukuran dalam menilai benarnya suatu perbuatan, oleh
karenanya, ketika niatnya benar, maka perbuatan itu benar, dan
jika niatnya buruk, maka perbuatan itu buruk
(A A AWAW)
Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan sesuatu kaum
sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka
sendiri.
( ! "#$% & ''()
Terus berfikir terus berusaha dan jangan takut datangnya kegagalan
karena kegagalan bukanlah sebuah penderitaan bukan pula sebuah
beban tetapi kegagalan itu sebuah sukses yang tertunda
)Tho*as A+fa Eddison)
vii
PERSEMBAHAN
Hanya ini yang bisa aku berikan, jerih payah selama ini tak terasa telah
menuai hasil karya yang sederhana ini. Kupersembahkan karya tulis yang
sederhana ini untuk :
Allah Azza wa Jalla yang senantiasa melimpahkan nikmat-nikmatnya
kepadaku, Sang Uswatun Khasanah, Rasulallah SAW.
Ayah dan Ibuku tercinta. Kasih sayang mu, pengorbananmu, doamu abadi
sepanjang masa, maafku yang tulus dan ini sebagai bukti nyata
keseriusanku.
Saudara , saudaraku yang selama ini telah mendukungku.
Teman , teman dekatku, rekan , rekan teknik elektro konsentrasi arus kuat
yang selalu bersama dalam suka maupun duka.
viii
KONSTRIBUSI
Pertama kali mendapatkan ide untuk tugas akhir ini yaitu saat Kerja
Praktek (KP) di PT PLN APJ (Area Pelayanan Jaringan) Surakarta di bagian
perencanaan dan penulis merasa ingin melanjutkan penelitian pada jaringan
tegangan menengah 20 kV dengan simulasi menggunakan program ETAP Power
Station. Saat ingin mengajukan tugas akhir dari situlah terlintas sebuah pemikiran
bahwa analisis gangguan hubung singkat dapat dijadikan tema untuk tugas akhir
nantinya. Ide ini saya sampaikan kepada Bp. Aris Budiman, ST, MT.
Setelah judul tugas akhir saya ajukan kepada Bp. Aris Budiman, ST, MT
dan disetujui, kemudian saya mengajukan proposal penelitian di PT PLN APJ
Surakarta guna mendapatkan data untuk penyusunan tugas akhir. Pengambilan
data dilakukan pada bulan Februari 2010. Selama satu bulan saya mencari
informasi ke bagian Ass. Man. Oprs. Har. PT. PLN APJ Surakarta. Data tersebut
saya terapkan ke program Etap Power Station dengan melakukan pengoperasian
simulasi arus hubung singkat guna mengetahui nilai yang didapat dengan program
Etap.
Hasil analisis dan perancangan sistem tenaga listrik tersebut saya susun
dalam bentuk laporan tugas akhir. Penyusunan tugas akhir hanya didasarkan pada
referensi yang diberikan oleh Bp. Aris budiman, ST, MT, dan Bp Umar ST, MT,
dan dari internet, buku pegangan dari perpustakaan dan mengacu pada tugas akhir
yang terdahulu.
Pengetikan dan penyusunan laporan tugas akhir ini saya kerjakan sendiri
hingga saya berhasil menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir meskipun
belum sempurna dan masih banyak kekurangan.
Surakarta, Maret 2011
Mengetahui,
Dosen Pembimbing 1
Dosen Pembimbing 2
Mahasiswa Tugas Akhir
(Umar, ST, MT.)
(Aris Budiman, ST, MT.)
(Mohammad Wahyu Azis)
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...............................................................................
LEMBAR PERSETUJUAN .....................................................................
LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................
Hal
i
ii
iii
KATA PENGANTAR .............................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ...............................................................
viii
HALAMAN MOTTO ..............................................................................
KONTRIBUSI .........................................................................................
DAFTAR ISI ...........................................................................................
vii
ix
x
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xiii
ABSTRAKSI ...........................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah ...............................................
1.3
Tujuan Penelitian .......................................................
1.2
1.4
1.5
BAB
II
2.2
1
Perumusan Masalah ...................................................
3
Batasan Masalah ........................................................
3
Manfaat Penelitian .....................................................
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
xiv
3
5
Telaah Penelitian ........................................................
6
2.2.1 Pengantar Program ETAP Power Station .........
7
Landasan Teori ..........................................................
7
2.2.2 Sistem Distribusi Tenaga Listrik......................
9
2.2.4.
18
2.2.3 Hubung Singkat ..............................................
Tegangan Kedip ............................................
2.2.5 Sistem Proteksi ...............................................
2.2.6 Komponen-Komponen Sistem Proteksi ..........
x
14
20
22
2.2.7 Relai Proteksi .................................................
2.2.8 Relai Arus Lebih ............................................
26
2.2.10 Penyulang Jajar01 ...........................................
28
2.2.9 Karakteristik Waktu Kerja Relai Arus Lebih ...
BAB
III
METODE PENELITIAN
3.1
3.2
3.3
3.4
26
Waktu dan Tempat .....................................................
29
3.2.1 Bahan Analisis dan Perancangan .....................
29
Peralatan Utama dan Pendukung ................................
29
3.2.2 Perlengkapan pendukung .................................
29
Alur Penelitian ...........................................................
31
3.4.1 Awal Instalasi .................................................
34
3.2.3 Tahap Analisis Dan Perancangan .....................
Urutan Instalasi Program ETAP Power Station ...........
3.4.2 Tampilan Selamat Datang Untuk Proses
30
34
Penginstalan Etap Power Station ....................
35
Kebutuhan .....................................................
36
3.4.5 Jalannya Penginstalan pada Komputer .............
37
Fasilitas Utama Pada Etap Power Station ...................
38
3.5.2 Mode Toolbar ..................................................
39
3.5.4 AC-DC Element Editor ...................................
41
3.5.6 Short Circuit Studi Case ..................................
42
3.4.3 Pemilihan Jenis Instalasi Sesuai dengan
3.4.4 Lisensi Software ..............................................
3.5
24
3.4.6 Perintah Untuk Merestart Komputer ...............
3.5.1 Project Toolbar ...............................................
3.5.3 Project Editor ..................................................
3.5.5 Edit Komponen ...............................................
3.5.7 Short Circuit Toolbar ......................................
3.5.8 Report Manager ..............................................
xi
36
38
38
40
41
43
44
BAB
IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ...........................................................
47
4.1.2 Simulasi Analisis Hubung Singkat ..................
53
4.2 Analisis Hasil Perhitungan ..........................................
67
4.1.1 Data Masukan .................................................
4.1.3 Hasil Simulasi Hubung Singkat .......................
BAB
V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................
5.2 Saran ..........................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
47
53
69
70
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 4.1. Data Swing Bus Sebagai Penyalur Tenaga Pada Penyulang
Jajar01 singkat dua fasa ..........................................................
47
Tabel 4.2. Data Karakteristik Penghantar Sesuai Standar Pln ...................
47
Tabel 4.3. Data Gardu Pelanggan Yang Terpasang Pada Penyulang ........
48
Tabel 4.4. Besar nilai arus hubung singkat ...............................................
64
Tabel 4.5. Kurva Karakteristik OCR ........................................................
66
Tabel 4.6. Tegangan Gardu Saat Terjadi Gangguan .................................
67
xiii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Tampilan Etap Ketika Dijalankan Dengan Windows XP ......
7
Gambar 2.2. Kondisi One-Line Diagram Ketika CB Dibuka ..................
8
Gambar 2.3. Toolbar Property Editors ......................................................
9
Gambar 2.4. Skema Sistem Tenaga Listrik ...............................................
10
Gambar 2.5. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Radial ...........
11
Gambar 2.6. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Spindle ..........
12
Gambar 2.7. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Loop .............
13
Gambar 2.8. Skema Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa........................
15
Gambar 2.9. Skema Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa.............................
15
Gambar 2.10. Skema Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa Ke Tanah...........
16
Gambar 2.11. Skema Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa......................
17
Gambar 2.12.a. Relai Waktu Seketika (Instantaneous Relai)
b. Karakteristik Relai Waktu Seketika .................................
26
Gambar 2.13.a. Relai Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay)
b. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Tertentu ...............
27
Gambar 2.14.a. Relai Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay)
b. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Terbalik ...............
28
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitan .........................................................
33
Gambar 3.2.
Tampilan Pertama Instalasi Etap Power Station
pada Saat Auto Run .........................................................
Gambar 3.3.
Tampilan Kedua pada Saat Persiapan Penginstalan
xiv
34
Etap Power Station .........................................................
Gambar 3.4.
Tampilan Selamat Datang pada Saat Penginstalan
Etap Power Station .........................................................
Gambar 3.5.
35
Tampilan keempat Penginstalan Etap Power Station Pada
Saat Pemilihan Jenis Komponen yang Akan Diinstal ......
Gambar 3.6.
35
36
Tampilan Keenam yang Berisi Persyaratan dari komputer
yang Akan Diinstal Etap Power Station ..........................
37
Gambar 3.7.
Tampilan Persentase Jalannya Penginstalan ....................
37
Gambar 3.8.
Tampilan Akhir Penginstalan dan Perintah untuk
Merestart Komputer ........................................................
38
Tampilan Pada Fasilitas Project Toolbar ..........................
39
Gambar 3.10. Tampilan Pada Fasilitas Mode Toolbar ............................
40
Gambar 3.11. Tampilan pada Fasilitas Project editor..............................
40
Gambar 3.12. Tampilan Pada Fasilitas Element Editor...........................
41
Gambar 3.9.
Gambar 3.13. Tampilan Parameter Edit Komponen Untuk Perlengkapan
yang Terpasang ...............................................................
42
Gambar 3.14. Tampilan pada Parameter Short Circuit Studi Case ..........
43
Gambar 3.15. Tampilan pada Parameter Short Circuit Toolbar ..............
44
Gambar 3.16. Tampilan Parameter Report Manager ..............................
45
Gambar 4.1
Diagram One Line Penyulang Jajar01 ...................... 54 – 63
xv
ABSTRAKSI
Energi listrik dibangki
tkan oleh pusat pembangkit yang jauh dari
perkotaan,ustri
dialirkan
dan komersil
ke beban yang berupa rumah tangga, ind
melalui jaringan.
nit penyalur
Jaringan
sertaterdiri dari unit pembangkit dan u
perlengkapan yang terpasang untuk dioperasikan. Susunan
dan pengoperasian
jaringan
ini.yang
disebutyaitu
dengan
siste
dimana
listrik,
suatu
prose
- tenaga
energi listrik
ewat diproduksi
transmisi oleh pusat pembangkit dan disalurkan l
menuju ke GI (Gardu Induk) dan didistribusikan ke beban.
P roses penyaluran
en ergi listrik ke beban ada kemungkinan terjadi gangguan
- gangguan teknis,
seperti gangguan
over voltage, over load, dan
gangguan short circuit (hubung
distribusi.
singkat)
mulaihingga
dari pembangkit
/ transmisi
gangguan hubung singkat penyulang Ja
jar01 diawali dengan
.Analisi
pencarian
data Pelayanan
di PT PLNJaringan)
AP
Surakarta. Data
- data
0 (Area
yang digunakan
perencanaan,
didapat dari hasil wawancara, informasi bagian
maupun survei ke lapangan.
Untuk menelitin
selama
besar
arus
dan tegan
terjadinya
gangguan hubung singkat du Induk Jajar.
pada penyulang Jajar1 Gar
Perhitungan
aru hubung singkat
dilakukan dengan cara simulasi
. dan tegangan
menggunakan program
ETAP
Power
ai Station
pengaturan
dan
untuk mencari nil
dilakukan dengan perhitu
ngan manual
.
relai
1rus lebih
Dari hasil
analisis
pada sistem tenaga
n ETAP
listrik
dengan menggunaka
Power Station,
maka didapat
nilai
aru
adalah
5,434 kA
. hubung singkat terbesar
dari simulasi
si hubung singkat dua fasa ke tanah pada gardu distribu
JJR010005
,
sedangkan un
terbesar
tuk simulasi gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah
adalah
5,131 kA
pada gardu
JJR010005,
sedangkan aru
singkat satu fasa
. hubung
ke tanah
minimum
adalah u 2,791 kA
saat terjadi gangguan
JJR010171
pada gard
,
untuk
nilai aru
singkat tiga
fasakA.maksimu
A rus
. hubung
- sebesar 3,822
2,89
A-., nya
dengan
adalah
tunda waktu 0,823 detik dan t
seting
1rus(Iset) relai
0,875
detik. Tegangan pada tiap
jadi gangguan
- tiap gardu distribusi saat ter
hubung singkat berkisar antara
10,206
kV,
kV sampai dimana
dengan 12,8
tegangan tersebut mengalami penurunan yang mencapai
48,97% dari tegangan
sumber yang semula adalah 20 kV.
Kata kunci : Hubung singkat, Penyulang Jajar01, ETAP Power Station
xvi
xvii
PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana
Strata Satu Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh:
MOHAMMAD WAHYU AZIS
( D 400 050 009 )
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2011
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Diajukan guna memenuhi kelengkapan sebagai syarat tugas akhir untuk
menyelesaikan program strata 1 ( S1 ) Fakultas Teknik Program Studi Teknik
Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan judul
ANALISIS
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN
SOFTWARE ETAP telah memenuhi syarat dan disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Aris Budiman, ST, MT)
(Umar, ST, MT)
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
PENYULANG JAJAR01 MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP disetujui dan
disahkan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
pada:
Hari
:
Tanggal :
Dosen Penguji :
1. Aris Budiman, ST, MT.
(
)
2. Umar ST, MT
(
)
3. Ir Jatmiko, MT.
(
)
4. Agus Supardi, ST, MT.
(
)
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik UMS
Kepala Progdi Teknik Elektro
(Ir Agus Riyanto, MT)
(Ir Jatmiko, MT.)
iii
PRAKATA
lml km
.
b
Segala Puja dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, hidayah serta karunia kepada kita selaku hamba yang
dicintai dan disayangi di alam semesta. Sholawat dan salam terlimpahkan kepada
manusia pilihan Allah SWT yaitu Nabi Muhammad SAW yang dengan penuh
perjuangan telah mengantarkan kita menjadi umat pilihan dan mendapat
ridho-NYA.
Hanya Karena Allah SWT akhirnya penulis bisa melewati kendala dan
tantangan dalam menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas
akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan
gelar
Sarjana
Teknik
di
Program
Studi
Teknik
Elektro
Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul tugas akhir yang penulis ajukan :
ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PENYULANG JAJAR01
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan,
pembinaan dan saran dari pembimbing dan pihak-pihak lain yang terlibat secara
langsung maupun tidak lansung dalam tugas akhir ini. Maka tiada kata yang lebih
bagi penulis yang bisa terucap dan hanya bisa mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
iv
2. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Kepala Progdi Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Aris Budiman, ST, MT selaku pembimbing utama dalam penyusunan
tugas akhir ini (terima kasih atas bimbingan dan referensi yang telah
diberikan).
4. Bapak Umar, ST, MT selaku pembimbing kedua dalam penyusunan tugas
akhir ini (terima kasih atas bimbingan dan referensi yang telah diberikan).
5. Bapak dan ibu dosen yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan selama
menempuh pendidikan di Teknik Elektro UMS.
6. Seluruh Staf Tata Usaha, Staf Akademik maupun non Akademik, yang telah
banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama
menempuh studi di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Bapak Ir.Wahjono, selaku Manager PT. PLN ( Persero ) APJ Surakarta.
8. Bapak Tri Marsono, ST, selaku Asman Distribusi PT. PLN ( Persero ) APJ
Surakarta., yang mengijinkan saya untuk melaksanakan penelitian di PT PLN
APJ Surakarta.
9. Semua Staf, dan karyawan PT. PLN ( Persero ) APJ Surakarta dan semua
pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan dan dukungan dalam penyusunan tugas akhir ini.
10. Orang tuaku dan juga saudar-saudaraku yang kusayangi dan kucintai yang
selalu memberi kasih sayang dan perhatian sepanjang masa yang tak pernah
bisa terbalaskan .
11. Teman-teman angkatan 2005 dan 2006 Teknik Elektro yang begitu akrab dan
dekat denganku.
12. Rekan-rekan di KMTE (Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro)
Selalu penulis sadari bahwa laporan tugas akhir ini tidaklah sesempurna
yang diharapkan karena keterbatasan kemampuan penulis dalam penyusunan oleh
sebab itu saran dan kritik yang bersifat membangun akan selalu penulis terima
untuk kesempurnaan diwaktu mendatang.
v
Semoga laporan Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada
khususnya serta bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan dapat dijadikan
referensi untuk menambah pengetahuan di bidang elektro dan untuk penelitian
serupa diwaktu mendatang, Amiin.
lmlkm.
Surakarta,
Maret 2011
Penulis
vi
MOTTO
Niat adalah ukuran dalam menilai benarnya suatu perbuatan, oleh
karenanya, ketika niatnya benar, maka perbuatan itu benar, dan
jika niatnya buruk, maka perbuatan itu buruk
(A A AWAW)
Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan sesuatu kaum
sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka
sendiri.
( ! "#$% & ''()
Terus berfikir terus berusaha dan jangan takut datangnya kegagalan
karena kegagalan bukanlah sebuah penderitaan bukan pula sebuah
beban tetapi kegagalan itu sebuah sukses yang tertunda
)Tho*as A+fa Eddison)
vii
PERSEMBAHAN
Hanya ini yang bisa aku berikan, jerih payah selama ini tak terasa telah
menuai hasil karya yang sederhana ini. Kupersembahkan karya tulis yang
sederhana ini untuk :
Allah Azza wa Jalla yang senantiasa melimpahkan nikmat-nikmatnya
kepadaku, Sang Uswatun Khasanah, Rasulallah SAW.
Ayah dan Ibuku tercinta. Kasih sayang mu, pengorbananmu, doamu abadi
sepanjang masa, maafku yang tulus dan ini sebagai bukti nyata
keseriusanku.
Saudara , saudaraku yang selama ini telah mendukungku.
Teman , teman dekatku, rekan , rekan teknik elektro konsentrasi arus kuat
yang selalu bersama dalam suka maupun duka.
viii
KONSTRIBUSI
Pertama kali mendapatkan ide untuk tugas akhir ini yaitu saat Kerja
Praktek (KP) di PT PLN APJ (Area Pelayanan Jaringan) Surakarta di bagian
perencanaan dan penulis merasa ingin melanjutkan penelitian pada jaringan
tegangan menengah 20 kV dengan simulasi menggunakan program ETAP Power
Station. Saat ingin mengajukan tugas akhir dari situlah terlintas sebuah pemikiran
bahwa analisis gangguan hubung singkat dapat dijadikan tema untuk tugas akhir
nantinya. Ide ini saya sampaikan kepada Bp. Aris Budiman, ST, MT.
Setelah judul tugas akhir saya ajukan kepada Bp. Aris Budiman, ST, MT
dan disetujui, kemudian saya mengajukan proposal penelitian di PT PLN APJ
Surakarta guna mendapatkan data untuk penyusunan tugas akhir. Pengambilan
data dilakukan pada bulan Februari 2010. Selama satu bulan saya mencari
informasi ke bagian Ass. Man. Oprs. Har. PT. PLN APJ Surakarta. Data tersebut
saya terapkan ke program Etap Power Station dengan melakukan pengoperasian
simulasi arus hubung singkat guna mengetahui nilai yang didapat dengan program
Etap.
Hasil analisis dan perancangan sistem tenaga listrik tersebut saya susun
dalam bentuk laporan tugas akhir. Penyusunan tugas akhir hanya didasarkan pada
referensi yang diberikan oleh Bp. Aris budiman, ST, MT, dan Bp Umar ST, MT,
dan dari internet, buku pegangan dari perpustakaan dan mengacu pada tugas akhir
yang terdahulu.
Pengetikan dan penyusunan laporan tugas akhir ini saya kerjakan sendiri
hingga saya berhasil menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir meskipun
belum sempurna dan masih banyak kekurangan.
Surakarta, Maret 2011
Mengetahui,
Dosen Pembimbing 1
Dosen Pembimbing 2
Mahasiswa Tugas Akhir
(Umar, ST, MT.)
(Aris Budiman, ST, MT.)
(Mohammad Wahyu Azis)
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...............................................................................
LEMBAR PERSETUJUAN .....................................................................
LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................
Hal
i
ii
iii
KATA PENGANTAR .............................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ...............................................................
viii
HALAMAN MOTTO ..............................................................................
KONTRIBUSI .........................................................................................
DAFTAR ISI ...........................................................................................
vii
ix
x
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xiii
ABSTRAKSI ...........................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah ...............................................
1.3
Tujuan Penelitian .......................................................
1.2
1.4
1.5
BAB
II
2.2
1
Perumusan Masalah ...................................................
3
Batasan Masalah ........................................................
3
Manfaat Penelitian .....................................................
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
xiv
3
5
Telaah Penelitian ........................................................
6
2.2.1 Pengantar Program ETAP Power Station .........
7
Landasan Teori ..........................................................
7
2.2.2 Sistem Distribusi Tenaga Listrik......................
9
2.2.4.
18
2.2.3 Hubung Singkat ..............................................
Tegangan Kedip ............................................
2.2.5 Sistem Proteksi ...............................................
2.2.6 Komponen-Komponen Sistem Proteksi ..........
x
14
20
22
2.2.7 Relai Proteksi .................................................
2.2.8 Relai Arus Lebih ............................................
26
2.2.10 Penyulang Jajar01 ...........................................
28
2.2.9 Karakteristik Waktu Kerja Relai Arus Lebih ...
BAB
III
METODE PENELITIAN
3.1
3.2
3.3
3.4
26
Waktu dan Tempat .....................................................
29
3.2.1 Bahan Analisis dan Perancangan .....................
29
Peralatan Utama dan Pendukung ................................
29
3.2.2 Perlengkapan pendukung .................................
29
Alur Penelitian ...........................................................
31
3.4.1 Awal Instalasi .................................................
34
3.2.3 Tahap Analisis Dan Perancangan .....................
Urutan Instalasi Program ETAP Power Station ...........
3.4.2 Tampilan Selamat Datang Untuk Proses
30
34
Penginstalan Etap Power Station ....................
35
Kebutuhan .....................................................
36
3.4.5 Jalannya Penginstalan pada Komputer .............
37
Fasilitas Utama Pada Etap Power Station ...................
38
3.5.2 Mode Toolbar ..................................................
39
3.5.4 AC-DC Element Editor ...................................
41
3.5.6 Short Circuit Studi Case ..................................
42
3.4.3 Pemilihan Jenis Instalasi Sesuai dengan
3.4.4 Lisensi Software ..............................................
3.5
24
3.4.6 Perintah Untuk Merestart Komputer ...............
3.5.1 Project Toolbar ...............................................
3.5.3 Project Editor ..................................................
3.5.5 Edit Komponen ...............................................
3.5.7 Short Circuit Toolbar ......................................
3.5.8 Report Manager ..............................................
xi
36
38
38
40
41
43
44
BAB
IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ...........................................................
47
4.1.2 Simulasi Analisis Hubung Singkat ..................
53
4.2 Analisis Hasil Perhitungan ..........................................
67
4.1.1 Data Masukan .................................................
4.1.3 Hasil Simulasi Hubung Singkat .......................
BAB
V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................
5.2 Saran ..........................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
47
53
69
70
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 4.1. Data Swing Bus Sebagai Penyalur Tenaga Pada Penyulang
Jajar01 singkat dua fasa ..........................................................
47
Tabel 4.2. Data Karakteristik Penghantar Sesuai Standar Pln ...................
47
Tabel 4.3. Data Gardu Pelanggan Yang Terpasang Pada Penyulang ........
48
Tabel 4.4. Besar nilai arus hubung singkat ...............................................
64
Tabel 4.5. Kurva Karakteristik OCR ........................................................
66
Tabel 4.6. Tegangan Gardu Saat Terjadi Gangguan .................................
67
xiii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Tampilan Etap Ketika Dijalankan Dengan Windows XP ......
7
Gambar 2.2. Kondisi One-Line Diagram Ketika CB Dibuka ..................
8
Gambar 2.3. Toolbar Property Editors ......................................................
9
Gambar 2.4. Skema Sistem Tenaga Listrik ...............................................
10
Gambar 2.5. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Radial ...........
11
Gambar 2.6. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Spindle ..........
12
Gambar 2.7. Skema Jaringan Tegangan Menengah Sistem Loop .............
13
Gambar 2.8. Skema Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa........................
15
Gambar 2.9. Skema Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa.............................
15
Gambar 2.10. Skema Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa Ke Tanah...........
16
Gambar 2.11. Skema Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa......................
17
Gambar 2.12.a. Relai Waktu Seketika (Instantaneous Relai)
b. Karakteristik Relai Waktu Seketika .................................
26
Gambar 2.13.a. Relai Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay)
b. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Tertentu ...............
27
Gambar 2.14.a. Relai Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay)
b. Karakteristik Relai Arus Lebih Waktu Terbalik ...............
28
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitan .........................................................
33
Gambar 3.2.
Tampilan Pertama Instalasi Etap Power Station
pada Saat Auto Run .........................................................
Gambar 3.3.
Tampilan Kedua pada Saat Persiapan Penginstalan
xiv
34
Etap Power Station .........................................................
Gambar 3.4.
Tampilan Selamat Datang pada Saat Penginstalan
Etap Power Station .........................................................
Gambar 3.5.
35
Tampilan keempat Penginstalan Etap Power Station Pada
Saat Pemilihan Jenis Komponen yang Akan Diinstal ......
Gambar 3.6.
35
36
Tampilan Keenam yang Berisi Persyaratan dari komputer
yang Akan Diinstal Etap Power Station ..........................
37
Gambar 3.7.
Tampilan Persentase Jalannya Penginstalan ....................
37
Gambar 3.8.
Tampilan Akhir Penginstalan dan Perintah untuk
Merestart Komputer ........................................................
38
Tampilan Pada Fasilitas Project Toolbar ..........................
39
Gambar 3.10. Tampilan Pada Fasilitas Mode Toolbar ............................
40
Gambar 3.11. Tampilan pada Fasilitas Project editor..............................
40
Gambar 3.12. Tampilan Pada Fasilitas Element Editor...........................
41
Gambar 3.9.
Gambar 3.13. Tampilan Parameter Edit Komponen Untuk Perlengkapan
yang Terpasang ...............................................................
42
Gambar 3.14. Tampilan pada Parameter Short Circuit Studi Case ..........
43
Gambar 3.15. Tampilan pada Parameter Short Circuit Toolbar ..............
44
Gambar 3.16. Tampilan Parameter Report Manager ..............................
45
Gambar 4.1
Diagram One Line Penyulang Jajar01 ...................... 54 – 63
xv
ABSTRAKSI
Energi listrik dibangki
tkan oleh pusat pembangkit yang jauh dari
perkotaan,ustri
dialirkan
dan komersil
ke beban yang berupa rumah tangga, ind
melalui jaringan.
nit penyalur
Jaringan
sertaterdiri dari unit pembangkit dan u
perlengkapan yang terpasang untuk dioperasikan. Susunan
dan pengoperasian
jaringan
ini.yang
disebutyaitu
dengan
siste
dimana
listrik,
suatu
prose
- tenaga
energi listrik
ewat diproduksi
transmisi oleh pusat pembangkit dan disalurkan l
menuju ke GI (Gardu Induk) dan didistribusikan ke beban.
P roses penyaluran
en ergi listrik ke beban ada kemungkinan terjadi gangguan
- gangguan teknis,
seperti gangguan
over voltage, over load, dan
gangguan short circuit (hubung
distribusi.
singkat)
mulaihingga
dari pembangkit
/ transmisi
gangguan hubung singkat penyulang Ja
jar01 diawali dengan
.Analisi
pencarian
data Pelayanan
di PT PLNJaringan)
AP
Surakarta. Data
- data
0 (Area
yang digunakan
perencanaan,
didapat dari hasil wawancara, informasi bagian
maupun survei ke lapangan.
Untuk menelitin
selama
besar
arus
dan tegan
terjadinya
gangguan hubung singkat du Induk Jajar.
pada penyulang Jajar1 Gar
Perhitungan
aru hubung singkat
dilakukan dengan cara simulasi
. dan tegangan
menggunakan program
ETAP
Power
ai Station
pengaturan
dan
untuk mencari nil
dilakukan dengan perhitu
ngan manual
.
relai
1rus lebih
Dari hasil
analisis
pada sistem tenaga
n ETAP
listrik
dengan menggunaka
Power Station,
maka didapat
nilai
aru
adalah
5,434 kA
. hubung singkat terbesar
dari simulasi
si hubung singkat dua fasa ke tanah pada gardu distribu
JJR010005
,
sedangkan un
terbesar
tuk simulasi gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah
adalah
5,131 kA
pada gardu
JJR010005,
sedangkan aru
singkat satu fasa
. hubung
ke tanah
minimum
adalah u 2,791 kA
saat terjadi gangguan
JJR010171
pada gard
,
untuk
nilai aru
singkat tiga
fasakA.maksimu
A rus
. hubung
- sebesar 3,822
2,89
A-., nya
dengan
adalah
tunda waktu 0,823 detik dan t
seting
1rus(Iset) relai
0,875
detik. Tegangan pada tiap
jadi gangguan
- tiap gardu distribusi saat ter
hubung singkat berkisar antara
10,206
kV,
kV sampai dimana
dengan 12,8
tegangan tersebut mengalami penurunan yang mencapai
48,97% dari tegangan
sumber yang semula adalah 20 kV.
Kata kunci : Hubung singkat, Penyulang Jajar01, ETAP Power Station
xvi
xvii