ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

  

ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM

DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN

MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

LAPORAN AKHIR

Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

  

Politeknik Negeri Sriwijaya

Oleh :

ABIAKTO

0612 3031 0863

  

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2015

ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM

  

DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN

MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

LAPORAN AKHIR

Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

  

Politeknik Negeri Sriwijaya

Oleh :

ABIAKTO

0612 3031 0863

  Palembang, Juli 2015

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

  

Ir. Kasmir, M.T. Mohammad Noer, S.ST., M.T.

NIP. 19651110 199203 1 028 NIP. 19650512 199502 1 001

  

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 :

• Barangsiapa bertaqwa kepada Allah, niscaya Dia akan memberikan

  jalan keluar. (QS. Ath-Talaq:2)

• Success isn’t just about what you accomplish your life, it’s about what you inspire others too.
• Manusia tanpa cita – cita adalah mati. Cita – cita tanpa kerja adalah

  

mimpi. Idaman yang menjadi kenyataan adalah kebahagiaan

• – Ali Sadikin.
• Jangan Berusaha untuk menjadi manusia yang sukses, tetapi berusahalah menjadi manusia yang bernilai.
• – Albert Einstein Kupersembahkan Laporan Akhir ini Kepada :

   Bapak dan Embukku  Kakak dan Adikku  Dosen Pembimbingku  Teman – temanku  Almamaterku  Beat Biruku

  

ABSTRAK

ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM

DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO DENGAN

MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

Abiakto 061230310863 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang

  Dalam penyaluran tenaga listrik dapat mengalami berbagai macam gangguan yang akan mengakibatkan terhentinya penyaluran tenaga listrik terhadap konsumen. Pada jaringan distribusi gangguan arus hubung singkat merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi, gangguan tersebut dapat merusak peralatan

• – peralatan dalam sistem tenaga listrik. Untuk menghindari akibat gangguan tersebut diperlukan perlindungan jaringan dengan memasang suatu rele proteksi yaitu rele arus lebih. Rele arus lebih bekerja bekerja dengan merasakan atau mengukur adanya gangguan pada sistem tenaga listrik dan segera secara otomatis memberikan perintah kepada pemutus tenaga (PMT) untuk memutuskan bagian dari sistem yang terganggu sehingga sistem lainnya dapat beroperasi secara normal. Untuk itu penulis membahas bagaimana cara perhitungan penyetelan arus dan waktu pada rele arus lebih dan juga akan membuat simulasi koordinasi rele arus lebih pada program ETAP 12.6, program ini berfungsi untuk merancang suatu sistem kelistrikan yang nilai dari setiap komponen yang digunakan harus diinput terlebih dahulu, kemudian disimulasikan apakah nilai penyetelan yang telah dimasukkan pada komponen telah sesuai dengan prosedur kehandalan suatu rele. Kata kunci : Rele Arus Lebih, Setting Arus dan Waktu Rele Arus Lebih, Simulasi pada Program ETAP

  

ABSTRACT

OVER CURRENT RELAY SETTING ANALYSIS IN ENIM FEEDER

AT SUNGAI JUARO SUBSTATION PALEMBANG

BY USING ETAP SOFTWARE

Abiakto 061230310863 Electro Department Electrical Study Program State Polytechnic of Sriwijaya

  In electrical distribution has various kinds of interference that would result

an interruption of electricity distribution to consumers. In distribution network,

short circuit current interruption is one of a problem that often occurs, the problem

could damage equipments in the electrical power system. To avoid the interference,

it requires a network protection by installing a protection relay, the kind of relay is

overcurrent relay. Overcurrent relay works by sensing or measuring the

interference in the electric power system and immediately as automatically gives

an signal orders to the circuit breaker (CB) to break a part of the interference

system so that the other systems can operate normally. Therefore, the author is

discuss how to calculate the setting of current and timing adjustment in over current

relay and also make a simulation of over current relay coordination on ETAP

program. This program is purpose to design an electrical system which the value

of the components are have to inserted, and then simulated, is the setting values

that has been inserted on the components is suitable with a procedure in that relay

reliability.

  

Keywords : Over current relay, setting of current and timing over current relay,

simulation on ETAP program

KATA PENGANTAR

  Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul

  “ANALISA SETTING RELE ARUS LEBIH PADA PENYULANG ENIM DI GARDU INDUK SUNGAI JUARO PALEMBANG DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP ”, yang dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik.

  Dalam penulisan laporan akhir ini penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan

• – kekurangan, namun penulis telah berusaha sesuai dengan kemampuan, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada dosen pembimbing atas bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada saya untuk menyelesaikan laporan akhir ini.

  Atas segala bantuan yang telah diberikan dalam penyusunan laporan akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

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

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

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

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

  5. Bapak Ir. Kasmir, M.T. selaku Pembimbing I 6.

  Bapak Mohammad. Noer, S.ST., M.T. selaku Pembimbing II 7. Seluruh Dosen dan Staf Teknik Listrik 8. Pak Suharto, Kak Erwin dan Karyawan PT. PLN (Persero) P3B UPT

  Palembang dan Karyawan PT. PLN (Persero) Gardu Induk Sungai Juaro Palembang.

  9. Keluarga Saya yang telah memberikan bantuan baik berupa materi, nasihat, doa serta motivasi hingga terselesainya Laporan Akhir ini.

10. Teman – teman seperjuangan Jurusan Teknik Listrik terkhususnya 6 ELA yang selalu memberi semangat.

  Demikian laporan ini penulis buat semoga bermanfaat bagi semua pihak yang menggunakannya.

  11. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Laporan Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu

• – persatu. terdapat kesalahan atau kekeliruan. Oleh karena itu penulis dengan rendah hati akan menerima masukkan baik berupa kritik maupun saran yang bersifat melengkapi ataupun membangun agar pencapaian lebih baik di masa yang akan datang.

  Palembang, Juli 2015 Penulis

  

DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

HALAMAN MOTTO ......................................................................................... iii

ABSTRAK ........................................................................................................... iv

ABSTRACT ........................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vi

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

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv

  BAB I PENDAHULUAN

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

  1.2 Perumusan Masalah ....................................................................... 2

  1.3 Pembatasan Masalah ...................................................................... 2

  1.4 Tujuan dan Manfaat ....................................................................... 2

  1.4.1 Tujuan .................................................................................... 2

  1.4.2 Manfaat .................................................................................. 3

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

  1.6 Sistematikan Penulisan ................................................................... 4

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Sistem Proteksi ................................................................................ 5

  2.2 Perangkat Sistem Proteksi ............................................................... 5

  2.2.1 Transformator Instrument ...................................................... 5

  2.2.2 Pemutus Tenaga (CB) ............................................................ 5

  2.2.3 Rele Proteksi .......................................................................... 6

  2.3 Rele Proteksi .................................................................................... 6

  2.3.1 Fungsi Rele Proteksi .............................................................. 7

  2.3.2 Syarat – Syarat Rele Proteksi ................................................. 7

  2.3.3 Penyebab Kegagalan Proteksi ................................................ 9

  2.3.4 Bagian Umum dari Suatu Rele Proteksi .............................. 10 Daerah Pengaman .......................................................................... 10

  2.5 Sistem Pengaman .......................................................................... 11

  2.6 Rele Arus Lebih ............................................................................. 13

  2.6.1 Keuntungan dan Fungsi Rele Arus Lebih ............................ 14

  2.6.2 Karakteristik Waktu Kerja Rele Arus Lebih ........................ 15

  2.7 Arus Gangguan Hubung Singkat ................................................ 18

  2.8 Perhitungan Impedansi Sumber .................................................. 18

  2.9 Perhitungan Reaktansi Transformator ......................................... 19

  2.10 Perhitungan Impedansi Penyulang .............................................. 19

  2.11 Perhitungan Impedansi Ekivalen Jaringan .................................. 20

  2.12 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa ................. 20

  2.13 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa ................. 20

  2.14 Perhitungan Setting Rele Arus Lebih .......................................... 21

  2.14.1 Arus Setting ..................................................................... 21

  2.14.2 Waktu Setting .................................................................. 22

  2.15 Pemeriksaan Selektifitas Kerja Rele Arus Lebih ........................ 23

  2.16 Pengenalan ETAP ....................................................................... 23

  2.16.1 Memulai ETAP 12.6.0 .................................................... 25

  2.16.2 Kesederhanaan Dalam Data Entry .................................. 27

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Umum ............................................................................................ 28

  3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan ................................................... 29

  3.3 Data – Data yang Diperoleh .......................................................... 30

  3.3.1 Transformator Daya ............................................................. 30

  3.3.2 Pemutus Tenaga (PMT) ....................................................... 31

  3.3.3 Transformator Arus (CT) ..................................................... 31

  3.3.4 Rele Arus Lebih (OCR) ....................................................... 32

  4.1.6.3 Menghitung Setting Arus pada Penyulang Enim ..... 39

  5.2 Saran .............................................................................................. 51

  5.1 Kesimpulan .................................................................................... 51

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  4.2.3.2 Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan ........... 48

  4.2.3.1 Simulasi Dalam Keadaan Normal ............................ 47

  4.2.3 Melakukan Simulasi pada ETAP 12.6 ................................. 46

  4.2.2 Menginput Data pada Setiap Peralatan ................................ 44

  4.2.1 Membuat Design Single Line Diagram pada GI Sungai Juaro ..................................................................................... 43

  4.2 Simulasi pada ETAP 12.6 ............................................................. 43

  4.1.7 Waktu Kerja Rele Arus Lebih .............................................. 40

  4.1.6.4 Menghitung Setting Waktu pada Penyulang Enim .. 40

  4.1.6.2 Menghitung Setting Waktu pada Incoming 20 kV ... 39

  3.3.5 Penyulang Enim ................................................................... 32

  4.1.6.1 Menghitung Setting Arus pada Incoming 20 kV ..... 39

  4.1.6 Menghitung Arus Setting dan Waktu Setting ...................... 39

  4.1.5 Menghitung Arus Gangguan Hubung Singkat ..................... 38

  4.1.4 Menghitung Impedansi Ekivalen Jaringan ........................... 38

  4.1.3 Menghitung Impedansi Penyulang ....................................... 37

  4.1.2 Menghitung Reaktansi Transformator ................................. 37

  4.1.1 Menghitung Impedansi Sumber ........................................... 36

  4.1 Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat .............................. 36

  BAB IV PEMBAHASAN

  3.5 Prosedur Pelaksanaan .................................................................... 34

  3.4 Prosedur Perhitungan .................................................................... 33

  DAFTAR PUSTAKA

  LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

Hal

  2.1 Kaidah Setting Rele Arus Lebih ..................................................................... 21

  4.2 Hasil Perhitungan Setting Rele Arus Lebih Penyulang Enim di GI Sungai Juaro ................................................................................................................ 42

  4.3 Hasil Perhitungan Waktu Kerja Rele Arus Lebih ........................................... 42

  4.4 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Normal dengan Data Setting Rele dari PT.PLN (Persero) dan Data Setting Rele dari Perhitungan Manual ............... 48

  4.5 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan dengan Data Setting Rele dari PT.PLN (Persero) dan Data Setting Rele dari Perhitungan Manual ........ 49

  

DAFTAR GAMBAR

Hal

  2.1 Bagian Umum dari Suatu Rele Proteksi .......................................................... 10

• – Daerah Pengamanan ........................................................................ 11

  2.3 Peralatan dan Hubungan Sistem Pengamanan ................................................ 12

  2.4 Hubungan Rele Arus Lebih pada Jaringan ...................................................... 14

  2.5 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Seketika .............................................. 15

  2.6 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Tertentu .............................................. 16

  2.7 Karakteristik Rele Arus Lebih Waktu Terbalik .............................................. 16

  2.8 Perbandingan Terbalik dari Waktu dan Arus .................................................. 17

  2.9 Rele Arus lebih Inverse Definite Minimum Time ............................................ 17

  2.10 Tampilan Awal Program ETAP 12.6 ............................................................ 25

  2.11 Tampilan Perintah Untuk Memulai Program ETAP 12.6 ............................. 25

  2.12 Tampilan Menu Utama Program ETAP 12.6 ................................................ 26

  2.13 Contoh Program ETAP 12.6 yang Telah Dirancang ..................................... 26

  2.14 Menginput Data pada Program ETAP 12.6 .................................................. 27

  3.1 Single Line Gardu Induk Sungai Juaro ........................................................... 28

  3.2 Diagram Alir (Flow Chart) analisa setting rele arus lebih .............................. 35

  4.1 Denah Terjadinya Arus Hubung Singkat ........................................................ 36

  4.2 Grafik Waktu Kerja Rele Arus Lebih ............................................................. 43

  4.3 Rancangan Single Line Diagram GI Sungai Juaro pada ETAP 12.6 .............. 44

  4.4 Inpu Data Transformator Daya GI Sungai Juaro pada ETAP 12.6 ................. 44

  4.5 Inpu Data Current Transformer Incoming 20 kV pada ETAP 12.6 ................ 45

  4.6 Input Data Setting Rele Arus Lebih dari Data PT.PLN (Persero) pada ETAP 12.6 .................................................................................................................. 45

  4.7 Input Data Setting Rele Arus Lebih dari Perhitungan Manual pada ETAP 12.6 ................................................................................................................. 46

  4.8 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Normal dengan Data Setting Rele dari PT.PLN (Persero) pada Program ETAP 12.6 .................................................. 47

  4.9 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Normal dengan Data Setting Rele dari

  Perhitungan Manual pada Program ETAP 12.6 .............................................. 47

  4.10 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan dengan Data Setting Rele dari PT. PLN (Persero) pada ETAP 12.6 .............................................. 48

  4.11 Hasil Simulasi Dalam Keadaan Terjadi Gangguan dengan Data Setting