View of PENERAPAN OLS UNTUK MEMINIMALISIR PEMADAMAN MELUAS AKIBAT OVERLOAD PADA SATU PENGHANTAR

PENERAPAN OLS UNTUK MEMINIMALISIR PEMADAMAN MELUAS AKIBAT OVERLOAD PADA SATU PENGHANTAR 1.

  Anung 2. Achirul Ramadhani

  Program Studi Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Jl.Soekarno Hatta No.597 Bandung, Jawa Barat

  ABSTRACT Economic growth is directly proportional to the electrical power system availability requirements. The consequence of the addition of electric power, necessary to increase the capacity (uprating) and the addition of new installations to meet the demands / needs of the electric power. But adding additional capacity or new installation is not easy, given the various constraints and no small investment. In the Java-Bali power system, there are some particular subsystem Cibatu distribution equipment installation (transformer / IBT and conductor) with the condition that no longer meet the criteria for N-1 or in other words, the assignment has been above 60%. This means that if one of the IBT or impaired conductor / conductor trip the IBT or the other will experience more load / Overload (above the nominal rating). To avoid that implemented an operating strategy, namely Overload Sheding Strategy (OLS). This strategy aims to secure the equipment from the loading more and avoid the risk of widespread blackouts in a way that partially extinguish automatically load with a load arranged. Overload Shedding Scheme (OLS) using overload relay (Over Load Relay) which, in principle, to detect the presence of more current flowing in the transformer / IBT and the Transmission. Over Load Shedding (OLS) at setting 1.1 x Nominal currents lower than the setting Overcurrent relays (OCR) to 1.2 x Current Nominal setting but with different time characteristics, which overcurrent relays (OCR) works with the characteristics Inverse standard (SI) and Over Load Shedding relays work with definite characteristics.

  With the target at GI Rengasdengklok one transformer 60 MVA so that before the ols is installed the load is off 63.18 MW and after the installed OLS load is off 18.84 MW .

  Keywords : Transformator, Transmision, N-1, OLS, OCR ABSTRAK

  Pertumbuhan ekonomi berbanding lurus dengan kebutuhan ketersediaan sistem tenaga listrik. Konsekuensi dari Penambahan daya listrik, perlu dilakukan penambahan kapasitas (uprating) maupun penambahan instalasi baru untuk memenuhi permintaan/kebutuhan daya listrik tersebut. Namun penambahan kapasitas maupun penambahan instalasi baru tidaklah mudah, mengingat berbagai kendala dan investasi yang tidak sedikit. Di sistem tenaga listrik Jawa Bali, khususnya subsistem Cibatu 3-4 terdapat beberapa peralatan instalasi penyaluran (trafo/IBT maupun penghantar) dengan kondisi yang sudah tidak memenuhi kriteria N-1 atau dengan kata lain pembebanannya sudah diatas 60%. Artinya bila salah satu IBT atau penghantar tersebut mengalami gangguan/trip maka IBT atau penghantar yang satunya akan mengalami pembebanan lebih/Overload (diatas rating nominalnya). Untuk mengindari hal tersebut diterapkan suatu strategi operasi, yaitu Strategi Overload Sheding (OLS). Strategi ini bertujuan untuk mengamankan peralatan dari pembebanan lebih serta menghindari resiko pemadaman yang luas dengan cara memadamkan sebagian beban secara otomatis dengan beban yang diatur sedemikian rupa. Skema Overload Shedding (OLS) menggunakan relai beban lebih (Over Load Relai) yang pada prinsipnya mendeteksi adanya arus lebih yang mengalir pada Transformator/IBT maupun Transmisi tersebut. Over Load Shedding (OLS) di setting 1,1 x Arus Nominal yang lebih rendah dari setting relai Arus Lebih (OCR) dengan setting 1,2 x

  (OCR) bekerja dengan karakteristik Standar Inverse (SI) dan relai Over Load Shedding bekerja dengan karakteristik Definite. Dengan target di GI Rengasdengklok trafo satu 60 MVA sehingga sebelum ols terpasang beban padam 63,18 MW dan sesudah terpasang OLS beban padam 18,84 MW.

  Kata Kunci : Trafo, Penghantar, N-1, OLS, OCR

I. PENDAHULUAN dan beban yang saling berhubungan dan

  Pertumbuhan ekonomi berbanding berkerja sama untuk melayani kebutuhan lurus dengan kebutuhan ketersediaan sistem tenaga listrik bagi pelanggan sesuai tenaga listrik. Konsekuensi dari Penambahan kebutuhan. Secara garis besar Sistem daya listrik, perlu dilakukan penambahan Tenaga Listrik dapat digambarkan dengan kapasitas (uprating) maupun penambahan skema di bawah ini. [1] instalasi baru untuk memenuhi permintaan/kebutuhan daya listrik tersebut. Namun penambahan kapasitas maupun penambahan instalasi baru tidaklah mudah, mengingat berbagai kendala dan investasi yang tidak sedikit.

  Di sistem tenaga listrik Jawa Bali khususnya Jawa Barat, penghantar 70 kv Kosambi Baru – Rengasdengklok yang pernah mengalami overload, sehingga mengakibatkan hilang tegangan dan padam

Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik

  total di sisi GI Rengasdengklok pada tahun 2014, dikarenakan masih terdapat peralatan

   Sistem Transmisi

  instalasi penyaluran (penghantar) dengan kondisi yang sudah tidak memenuhi kriteria N-1 (kondisi normal dua penghantar dikurangin satu) atau dengan kata lain pembebanannya sudah diatas 60%. Artinya bila salah satu penghantar tersebut mengalami gangguan/trip maka penghantar yang satunya akan mengalami pembebanan lebih/Overload (diatas rating nominalnya).

Gambar 2.2 Sistem Transmisi

  Maka dari itu, untuk mengindari terjadinya Bagian dari sistem tenaga listrik yang berupa pemadaman total yang mengakibatkan tidak sejumlah konduktor yang dipasang tersalurkannya energi listrik dalam jumlah membentang sepanjang jarak antara pusat besar, perlu diterapkan suatu strategi pembangkit sampai pusat beban. Fungsinya operasi, yaitu dengan penerapan relay untuk mengirimkan energi listrik dari pusat

  Overload Sheding (OLS). Strategi ini

  pembangkit ke pusat beban. [1] bertujuan untuk mengamankan peralatan dari Macam-macam Saluran Transmisi: pembebanan lebih serta menghindari atau

  Saluran udara: Kawat atau kondutor

• meminimalisir resiko pemadaman yang luas telanjang (tanpa isolasi) yang dengan cara memadamkan sebagian beban digantung dengan ketinggian tertentu secara otomatis dengan beban yang diatur pada tower dengan menggunakan sedemikian rupa, isolator.

  Saluran bawah tanah: kabel atau

• II. TINJAUAN PUSTAKA

  konduktor berisolasi yang ditanam

  Sistem Tenaga Listrik

  dalam tanah dengan kedalaman Sistem Tenaga Listrik adalah suatu tertentu.

• Saluran bawah laut: kabel atau

  konduktor berisolasi yang diletakkan di dasar laut. Saluran transmisi biasanya digunakan untuk mengirimkan daya listrik untuk jarak yang relatif jauh. Dari ketiga jenis saluran transmisi, paling banyak digunakan adalah saluran udara, karena lebih ekonomis. Biaya pembangunan saluran udara relatif lebih ringan dibandingkan dengan jenis yang lain, karena menggunakan penghantar yang telanjang atau tidak berisolasi, sedang jenis yang lain harus menggunakan penghantar berisolasi.

   Gardu Induk

Gambar 2.3 Sistem Tenaga Listrik di

• Asosiatif Penelitian asosiatif dapat dibangun oleh suatu teori yangberfungsiuntuk menjelaskan,meramalkan, dan mengontrol suatu gejala[1], yaitu dengan cara memprediksi hitungan beban (Megawatt) pada waktu sebelum - sebelumnya di masing masing trafo distribusi Gardu Induk Rengasdengklok.

  Gardu Induk

  Gardu induk merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berupa sejumlah peralatan pemutus/penghubung aliran arus dan trafo penaik/penurun tegangan yang dipasang di antara dua komponen sistem tenaga listrik lainnya. Gardu induk berfungsi untuk memutus/menghubungkan aliran arus listrik dan menyesuaikan level tegangan sistem-sistem yang dihubungkan. [1]

• Komparatif Penelitian komparatif yaitu suatu penelitian yang bersifat membandingkan fluktuasi beban (Megawatt) pada waktu yang berbeda, saat beban (Megawatt) puncak/tinggi dan beban (Megawatt) rendahdi Gardu Induk Rengasdengklok.

  Pengertian Dasar Proteksi

  Sistem proteksi adalah pengaman listrik pada sistem tenaga listrik yang terpasang pada sistem distribusi tenaga listrik, trafo tenaga, transmisi tenaga listrik dan generator listrik yang dipergunakan untuk mengamankan sistem tenaga listrik dari gangguan listrik atau beban lebih, dengan cara memisahkan bagian sistem tenaga listrik yang terganggu. Sehingga sistem kelistrikan yang tidak terganggu dapat terus bekerja (mengalirkan arus kebeban atau konsumen). Jadi pada hakekatnya pengaman pada system tenaga listrik yaitu mengamankan seluruh sistem tenaga listrik supaya kehandalan tetap terjaga. [2]

   Sistem Proteksi dan Kontrol Penghantar SUTT

  Sistem proteksi bay penghantar adalah suatu sistem yang yang berfungsi untuk mengamankan/mengisolir penghantar (saluran udara/saluran kabel) tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi dari gangguan temporer dan gangguan permanen yang terjadi pada penghantar tersebut. [3]

  III. METODE PENELITIAN

  Desain Penelitian Desain penelitian menurut Sedarmayanti dan Hidayat (2011:206) adalah semua proses yang diperlukan dalam perencanaan dan pelaksanaan penelitian.[6] Menurut

  Sugiyono (2003:11) penelitian berdasarkan tingkat eksplanasinya (tingkat kejelasan) dapat digolongkan sebagai berikut:

• Deskriptif Penelitian deskriptif merupakan penelitian yang dilakukan untuk mengetahui nilai variabel, yaitu dengan cara menghubungi langsung operator Gardu Induk untuk menanyakan suatu nilai beban (Megawatt) trafoataupun dengan cara otomatis dari nilai SCADA (Supervisory Control Data Acquisition). Sedangkan jenis penelitian menurut Sugiyono, (2003:14) terdiri dari:

Penelitian kuantitatif, adalah

  4.2 Setting relay

• penelitian dengan memperoleh data yang berbentuk angka atau data

Tabel 4.1 Setting OCR dan O

  kualitatif yang diangkakan[5], yaitu pengambilan nilai dalam bentuk beban (Megawatt) dengan menggunakanSCADA (Supervisory

  Control Data Acquisition) yang

  merupakan suatu sistem kendali industri Gambar 4.1 Skema target OLS berbasis komputer yang dipakai untuk pengontrolan suatu proses. Penelitian kualitatif merupakan

• suatu penelitian yang bertujuan

  OCR : Iset (pri) = 1,2 x 440 A = 528

• memahami kondisi realitas

  Ampere

  1

  5

  pertumbuhan beban (Megawatt) Iset (sek) = 528 x = 528 x di Gardu Induk Rengasdengklok

  500/5 500/5

  yang sudah melebihi kapasitas = 5,28 Ampere penghantar 70 KV Gardu Induk t= 0,25 SI

  Kosambi Baru – Rengasdengklok Karekteristik relay = Standard Inverse saat beban puncak yang dapat mengakibatkan pemadaman

  OLS : Iset (pri) = 1,1 x 440 A = 484

• meluas akibat overload pada saat

  Ampere operasi satu penghantar.

  1

  5 Iset (sek) = 484 x = 484 x 500/5 500/5

  = 4,84 Ampere

IV.HASIL PENELITIAN DAN

  t= 6,5 detik

  PEMBAHASAN

  Karekteristik relay = Definite

  Skema target OLS

  Menurut Buku Pedoman Defence

Tabel 4.2 Perhitunganwaktu OCR

  Scheme Jawa Bali Over Load Shedding

  (OLS) yaitu skema pengaman system untuk mengamankan operasional instalasi penyaluran (penghantar/trafo) yang sudah tidak memenuhi kapasitas akibat kelebihan beban konsumen dengan cara melepas sebagian beban konsumen yang ada di sisi terima instalasi tersebut. Skema pengaman ini biasanya dibuat menjadi beberapa tahap untuk meminimalkan besar beban konsumen yang dilepaskan.

  Dari tabel 4.2 pada setting relay OCR dijelaskan bahwa semakin besar arus maka semakin cepat waktu[7]. Untuk mencari setting waktu digunakan persamaan 4.1 sebagai berikut :

  K

  t= T ………………..(4.1)

  (I ฀Is)α - 1

Gambar 4.2 Perbandingan karakteristik

  Dimana : relay

  Dari grafik diatas, dapat

  t = Waktu kerja relay diketahui bahwa pada karakteristik definite time relay akan memberikan

  T = Setting waktu pada relay perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat atau besarnya

  K = Faktor arus gangguan melampaui settingnya (Is) dan jangka waktu kerja relay mulai pick

  I = Arus kerja relay up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung

  Is = Arus setting relay 51 besar nyaarus yang mengerjakan relay. Sedangkan pada karakteristik

  α = Faktor kali inverse time relay, relay akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari

  0.14

  t= 0,25 T = 42.8 detik besarnya arus secara terbalik, semakin

  (550/528)0.02 - 1

  besar arus maka makin kecil waktu 0.14 tundanya. t= 0,25 T = 29.7 detik

  (560/528)0.02 - 1 Sebelum terpasang relay OLS

  Pada tanggal 21Juli 2014 pukul 18:55

0.14 WIB terjadi trip pada penghantar 1 70 kv

  t= 0,25 T = 22.8 detik

  (570/528)0.02 - 1

• Gardu Induk Kosambi Baru Rengasdengklok sehingga mengakibatkan

  0.14

  over load pada penghantar 2,yang t= 0,25 T = 18.6 detik

  (580/528)0.02 - 1

  mengakibatkan Gardu Induk Rengasdengklok mengalami hilang

  0.14

  t= 0,25 T = 15.7 detik tegangan. Dengan data berupa tabel seperti

  (590/528)0.02 - 1

  berikut :

  0.14 Tabel 4.3 Data tabel beban pada

  t= 0,25 T = 13.6 detik saat gangguan

  (600/528)0.02 - 1

  0.14

  t= 0,25 T = 12.1 detik

  (610/528)0.02 - 1

  0.14

  t= 0,25 T = 10.8 detik

  (620/528)0.02 - 1

  0.14

  t= 0,25 T = 9.8 detik

  (630/528)0.02 - 1

  Dari tabel 4.3 menunjukan fluktuasi beban perjam di hari senin. Pada pukul 19:00 WIB beban pada Trafo 1, Trafo 2, Trafo 3 & Trafo 4 menunjukan angka Nol yang berarti sedang mengalami gangguan padam total atau hilang tegangan. Berikut tampilan dalam bentuk grafik :

  Dari tabel 4.4 menunjukan fluktuasi beban perjam di hari senin. Pada pukul 18:00 WIB beban pada Trafo 1 menunjukan angka Nol yang berarti sedang mengalami gangguan padam, sedangkan Trafo 2, Trafo

Gambar 4.3 Grafik beban sebelum 3 & Trafo 4 masih menunjukan nilai beban.

  ols terpasang Berikut tampilan dalam bentuk grafik :

Gambar 4.5 Grafik beban sesudah

  ols terpasang

Gambar 4.4 Gardu Induk

  Rengasdengklok hilang tegangan

   Sesudah terpasang relay OLS

  Dan setelah dilakukan pemasangan relai over shadding pada Gardu Induk Rengasdengklok dengan mengurangi beban Trafo 1 30 MVA di

  dapat hasil bahwa pemasangan relai over shadding bisa mengatasi overload pada penghantar Gardu Induk Kosambi baru –

  Rengasdengklok.Dengan data tanggal 9 Februari 2015 pukul 17:47 WIB berupa tabel seperti berikut :

Gambar 4.6 Gardu Induk

  Regasdengklok Trip Trafo satu

Tabel 4.4 Data tabel beban trafo

  setelang dipasang Relay

  Energi tak tersalurkan

  Dari data yang sudah diperoleh maka dapat dihitung perbandingan energi yang tak tersalurkan saat OLS yang sudah terpasang dan belum terpasang.

  18.840.000w

  =

  ENS (Energy Not Serve) Energi 1,73x20.000v x0,85 yang tak tersalurkan :

  = 640,59 Ampere

• Sebelum OLS terpasang Diketahui : Beban

  10 Trafo 1 = 18,33 MW

  t= 10 menit = 0,16 Jam

  =

  60 Trafo 2 = 12,17 MW

  Trafo 3 = 17,48 MW

  3

  kWh = I x V x Cos x x t

  φ

  Trafo 4 = 15,2 MW = 640,59 ampere x 20 kv x 0.85 x

  1,7320 x 0,16 jam Total = 18.33 + 12.17 + 17.48 + 15.2

  = 63,18 MW = 3017,84 kWh = 63,18 MW x 1.000.000 = 63.180.000 Watt Tegangan Jika 1 kWh = Rp. 1034 = 20 kV

  = 3017,84 kWh x Rp.1034 = 20 kV x 1000

  = Rp. 3.120.446,56 = 20.000 Volt

  Saving : P

   =Rp.10.464.286,8 – Rp.3.120.446,56 I = =

   = Rp.7.343.840,24

  3.V.cos φ 63.180.000w

  V. SIMPULAN DAN SARAN

  2148,2 Ampere

  = = 1.73 x 20.000v x 0,85

  Simpulan

  10

  t = 10 menit = = 0,16 Kemampuan I nominal

  60

  penghantar GI Kosambi baru Rengsdengklok yaitu 440 A, sehingga

• 3

  kWh = I x V x cos x x t

  φ

  untuk setting relay OLS 1,1 x I = 2148,2 ampere x 20 kv x 0,85 x nominal penghantar (440 A) = 484 A = 1,7320 x 0,16 Jam dan OCR 1,2 x I nominal penghantar = 10120,2 kWh

  (440 A) = 528 A. agar penyaluran tenaga listrik pada penghantar lebih Jika 1 kWh = Rp.1034 optimal.

  = 10120,2 kWh x Rp. 1034 Penerapan starategi Overload

• = Rp. 10.464.286,8

  shedding (OLS) diperlukan untuk

  mengamankan peralatan listrik baik Sesudah OLS Terpasang

• trafo maupun penghantar (yang dioperasikan paralel) dari

  Diketahui : pembebanan lebih, sebelum OLS

  Beban Trafo 1 = 18,84 MW terpasang beban padam 63,18 MW dan setelah terpasang OLS 18,84 =18,84MWx 1.000.000MW MW. = 18.840.000 Watt

  Tegangan = 20 kV x 1000= 20000 Volt

  Saran P

  I = Di data ulang untuk setiap beban

• 3.V.cos φ

  yang mengalir pada penghantar yang sudah melebihi kapasitas agar bisa Uprating kapasitas penghantar yang

• bebannya melebihi kapasitas

DAFTAR PUSTAKA

  Hasan Basri, Ir., 2003 Proteksi Sistem Tenaga Listrik (Jakarta :Fakultas Teknologi Industri Institut Sains dan Teknologi Nasional) Sarimun, Wahyudi, N, MT dan Kadarisman Pribadi, Ir., 2005 Pengaman Sistem (Jakarta : STT- PLN) Hendra, Marta Yudha. 2008. Rele Proteksi. Sriwijaya: Ar Raihan.

  Sedarmayanti,Syarifudin Hidayat. 2011. Metodologi Penelitian. Bandung : CV. Mandar Maju. Sugiyono. 2012. Metode Penelitian Kualitatif, kualitatif dan R&D. Bandung: Alfabeta. Moleong, Lexy J. 2014. Metode Penelitian Kualitatif. Bandung: PT. Remaja Rosdakaya. A.R van C. Warrington. Protective Relays. STT Mandala. Chapman & Hall APB JABAR, PLN. 2016. Buku Pedoman Defence Scheme Jawa Bali. Bandung: PT PLN ( Persero