Proteksi Sistem dan Tenaga Listrik

Proteksi sistem-tenaga-listrik
1. BAB IPENDAHULUAN
2. 1.1. LATAR BELAKANG DAN PENGERTIAN UMUM/DEFINISI Listrik memiliki
peran vital dan strategis, ketersediannya harus memnuhi aspek andal, aman dan
akrab lingkungan. Keandalan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem dan
konstruksi instalasi listrik yang memenuhi ketentuan dan persyaratan yang
berlaku. Keamanan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem pengaman
(protection system) yang baik, benar, andal atau tepat sesuai dengan kebutuhan
sistemyang ada. Pengertian/ defnisi :  Proteksi : perlindungan/ pengaman. 
Sistem tenaga listrik : suatu sistem yang terdiri dari dari beberapa sub sistem,
yaitu : pembangkitan (pembangkit tenaga listrik), penyaluran (transmisi),
pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan.  Proteksi sistem tenaga
listrik : perlindungan/ pengaman pembangkitan (pembangkit tenaga listrik),
penyaluran (transmisi), pendistribusian (distribusi) dan instalasi pemanfaatan.

1
3. 1.1. LATAR BELAKANG DAN PENGERTIAN UMUM/DEFINISI Dua fungsi utama
proteksi, adalah :  Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal
lainnya pada bagian sistem yang diamankannya.  Melepaskan bagian sistem
yang terganggu, sehingga bagian sistem lainnya yang tidak mengalami
gangguan dapat terus beroperasi. Contoh komponen (alat) proteksi yang paling

sederhana, adalah PengamanLebur (Fuse). Jika dalam memilih Fuse, tepat sesuai
kebutuhan, maka keduafungsi tersebut di atas dapat dipenuhi.  Untuk
pengaman sistem yang lebih kompleks, diperlukan komponen (alat)pengaman
yang lebih lengkap (terdiri dari berbagai jenis alat pengaman),misalnya : 
Relay pengaman, berfungsi sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya
gangguan.  Pemutus Tenaga (PMT), berfungsi untuk pemutus arus dalam
rangkaian listrik, untuk melepas bagian sistem yang terganggu.  Trafo arus
dan/ atau trafo tegangan, berfungsi untuk meneruskan arus dan/ atau tegangan
pada sirkit tenaga (sirkit primer) ke sirkit rele (sirkit sekunder).  Battery
(Accu), berfungsi sebagai sumber tenaga untuk men-trip PMT atau catu daya
untuk rele (static relay) dan rele bantu.

2
4.  Sistem tenaga listrik terdiri dari seksi-seksi (sub sistem), yang satu dengan
yang lainnya dapat dihubungkan dan diputuskan dengan menggunakan alat
pemutus tenaga (PMT). Masing-masing seksi (sub sistem) diamankan ole rele
pengaman dan setiap rele mempunyai kasawan pengamanan, yang berupa
bagian dari sistem. Jika terjadi gangguan di dalamnnya, rele akan mendeteksi
dan dengan bantuan PMT melepaskan seksi yang terganggu dari bagian sistem
lainnya. Gambar kawasan pengamanan (zone of protection) : 3

5. Lanjutan 1.3. Diferential Relay, berfungsi sebagai pengaman utama
Generator pada pembangkit tenaga listrik, dan lain-lain.  Distance Relay,
berfungsi sebagai pengaman utama pada penyaluran (transmisi), dan lain-lain. 
Diferential Relay, berfungsi sebagai pengaman utama Trafo, dan lain- lain. 

Over Current Relay Trafo sisi 150 KV, sebagai pengaman cadangan lokal Trafo
pengaman cadangan jauh Bus B. Over Current Relay dan Ground Fault Relay
Trafo sisi 20 KV pengaman utama Bus B1 pengaman cadangan jauh saluran BC.
Over Current Relay dan Ground Fault Relay pengaman utama saluranBC
pengaman cadangan jauh saluran CD. Over Current Relay dan Ground Fault
Relay di C pengaman utama saluran CD pengaman jauh seksi berikutnya.
4
6. 1.4. PENGAMAN UTAMA DAN PENGAMAN CADANGAN Pada saat sistem tenaga
listrik beroperasi dan mengalami gangguan, ada kemungkinan komponen (alat)
proteksi gagal bekerja. Untuk mengantisipasi timbulnya kemungkinan tersebut,
disamping sistem tenaga listrik harus dipasang pengaman utama, maka juga
dilengkapi pengaman cadangan. Pengaman cadangan diharapkan akan bekerja,
apabila pengaman utama gagal bekerja. Oleh karenanya pengaman cadangan
selalu disertai dengan waktu tunda (time delay), untuk memberi kesempatan
pada pengaman utama bekerja lebih dahulu.  Jenis pengaman cadangan : 

Pengaman cadangan lokal (local back up).  Pengaman cadangan jauh (remote
back up). Letak (penempatan) :  Pengaman cadangan lokal terletak di tempat
yang sama dengan pengaman utamanya.  Pengaman cadangan jauh terletak di
seksi sebelah hulunya.
5
7. 1.5. KRITERIA SISTEM PROTEKSI Kepekaan (sensitivity) :  Peralatan
proteksi (rele) harus cukup peka dan mampu mendeteksi gangguan di kawasan
pengamannya.  Meskipun gangguan yang terjadi hanya memberikan
rangsangan yang sangat minim, peralatan pengaman (rele) harus mampu
mendeteksi secara baik. Keandalan (reliability) :  Dependability : • Peralatan
proteksi (rele) harus memiliki tingkat kepastian bekerja (dependability) yang
tinggi. • Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki keandalan tinggi (dapat
mendeteksi dan melepaskan bagian yang terganggu), tidak boleh gagal bekerja.
 Security : • Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki tingkat kepastian
untuk tidak salah kerja atau tingkat security (keamanannya) harus tinggi. • Yang
dimasksud salah kerja adalah kerja yang semestinya tidak kerja, misal : karena
lokasi gangguan di luar kawasan pengamannya atau sama sekali tidak ada
gangguan. • Salah kerja bisa mengakibatkan terjadinya pemadaman, yang
semestinya tidak perlu terjadi

6
8. Lanjutan 1.5. Selektiftas (selectivity) : Peralatan proteksi (pengaman) harus
cukup selektif dalam mengamankan sistem. Dapat memisahkan bagian sistem
yang terganggu sekecil mungkin, yaitu hanya sub sistem yang terganggu saja
yang memang menjadi kawasan pengaman utamanya. Rele harus mampu
membedakan, apakah gangguan terletak di kawasan pengaman utamanya,
dimana rele harus bekerja cepat, atau terletak di sub sistem berikutnya, dimana
rele harus bekerja dengan waktu tunda atau tidak bekerja sama sekali. 
Kecepatan (speed) : Peralatan proteksi (pengaman) harus mampu memisahkan
sub sistem yang mengalami gangguan secepat mungkin. Untuk menciptakan
selektiftas yang baik, ada kemungkinan suatu pengaman terpaksa diberi waktu

tunda (time delay), tetapi waktu tunda tersebut harus secepat mungkin. Dengan
tingkat kecepatan yang baik, maka terjadinya kerusakan/ kerugian, dapat
diperkecil.

7
9. BAB IIPENGAMAN GENERATOR
10. 2.1. SKEMA GENERATOR GENERATOR KECIL (sistem isolated) Daya: 500 s/d
1000 kVA tegangan 600 volt (maksimum)  1- 51V, backup overcurrent relay,

pengendalian tegangan atau kontrol tegangan  1-51G, backup ground time
overcurrent relay  GENERATOR SEDANG (sistem isolated/ paralel) Daya: 500 s/d
12 500 kVA tegangan 600 volt (maksimum)  3 - 51V, backup overcurrent relay,
pengendalian tegangan atau kontrol tegangan  1 -51G, backup ground time
overcurrent relay  1 - 87, diferential relay  1 - 32, reserve power relay untuk
pengendalian protection  1 – 40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan
medan
8
11. Lanjutan 2.1. 3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau
kontrol tegangan 1 - 51G, backup ground time overcurrent relay  1 - 87,
diferential relay 1 - 32, reserve power relay untuk peng endalian protection  1 –
40, impedance relay, untuk pengaman kehilangan medan  1 – 46, Negative phase
sequence over current relay untuk protection kondisi unbalanced

9
12. Lanjutan 2.1. 3 - 51V, backup overcurrent relay, pengendalian tegangan atau
kontrol tegangan 1 -51G, backup ground time overcurrent relay  1 - 87,
diferential relay 1 – 87G, ground diferential relay 1 - 32, reserve power relay
untuk peng endalian protection 1 – 40, impedance relay, untuk pengaman
kehilangan medan 1 – 46, Negative phase sequence over current relay untuk

protection kondisi unbalanced. 1 – 49, temp relay untuk monitor belitan temp
stator 1 – 64F, generator feld relay, hanya untuk mesin yg mempunyai medan
supply slip rings 1 – 60, voltage balance relay

10
13. 2.2. PENGAMAN HUBUNG SINGKAT BUS GEN. CB CT Beban GEN. OCR MCCB 
Relai ini mengamankan generator dari beban lebih atau gangguan hubung
singkat . PENGAMAN : OCR (51) -- untuk generator sedang dan besar MCCB - untuk generator kecil 11
14. 2.3. PENGAMAN TEGANGAN KURANG BUS GEN. CB Beban GEN. PT UVR 
PENYEBAB:  Generator mengalami beban lebih  AVR generator mengalami

kerusakan  Gangguan hubung singkat di sistem  AKIBAT: Dapat merusak
belitan rotor PENGAMAN : UNDER VOLTAGE RELAY (27) 12
15. 2.4. PENGAMAN TEGANGAN LEBIH (OVER LOAD) BUS GEN. CB Beban GEN. PT
OVR PENYEBAB: Lepas nya beban (Ppemb > P beban)  AKIBAT:  Generator
mengalami kapasitif.  AVR generator mengalami kerusakan bila berlanjut,
merusak instalasi alat bantu di generator bisa rusak.  Frekwensi naik > 50
Hz . PENGAMANDEVICE NUMBER OVER VOLTAGE RELAY : 59 : 13

16. 2.5. PENGAMAN STATOR KE TANAH BUS GEN. TRF CB Beban Rn GEN. CT OCR

51N PENYEBAB: Terjadi kebocoran isolasi di stator, sehingga terjadi gangguan
hubung Singkat fasa ketanah antara stator dan tanah  AKIBAT: Kerusakan pada
belitan stator PENGAMAN ARUS LEBIH (51N) PENGAMAN: 14
17. 2.6. PENGAMAN DAYA (BALIK) PENGGERAK MULA BUS GEN. CT SISTEM GEN.
PT 32 40 PENYEBAB: PRIME-MOVER DARI SALAH SATU GENERATOR
RUSAK ,MENGAKIBATKAN GENERATOR TIDAK BERPUTAR. AKIBAT: ADA PASOKAN
LISTRIK DARI GENERATOR LAIN ATAU SISTEM SEHINGGA GENERATOR MENJADI
MOTOR. PENGAMAN -- REVERSE POWER (32) 15
18. 2.7. PENGAMAN HILANG MEDAN (LOSS OF EXCITATION) BUS GEN. CT SISTEM
GEN. PT 32 40  PENYEBAB: Hilangnya eksitasi  AKIBAT:  Daya reaktif balik dari
sistem masuk ke generator, atau generator menyerap var sistem  Memanaskan
ujung belitan generator  PENGAMAN -- LOSS OF EXCITATION (40) 16

19. 2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR GEN. CB RTD 26  PENYEBAB: 
pembebanan melebihi kapasitas generator  kerusakan sistem pendingin 
AKIBAT:  belitan generator bisa panas  bisa merusak konduktor stator dan isolasi
antara belitan ke inti PENGAMAN -- PENGAMAN TEMPERATUR (26) 17
20. 2.9. PENGAMAN OVER SPEED BUS GEN. MESIN. CB GEN. TRANSDUCER SPEED
SENSOR PENYEBAB:  gangguan pada sistem sehingga lepas beban  governor
tidak mampu kembalikan put. normal AKIBAT:  over speed  bisa terjadi vibrasi

 balancing pada put. tertentu  bisa rusakkan bearing dan shaft  frekwensi
naik PENGAMAN : UNDER SPEED (81 – U) OVER SPEED (81- O) 18
21. 2.10. PENGAMAN DIFFERENSIAL GENERATOR GEN. CB SET DIFERENSIAL
GENERATOR  PENYEBAB: GANGGUAN PADA BELITAN GENERATOR  AKIBAT:
KERUSAKAN ISOLASI BELITAN GENERATOR  PENGAMAN: DIFFRENTIAL RELAY (87
G). 19
22. 2.11. PENGAMAN BEBEAN LEBIH (OVER LOAD RELAY) BUS GEN. CB CT BEBAN
GEN. OLR PENYEBAB: Arus beban melebihi nominal dan bertahan lama  AKIBAT:
Memanaskan belitan generator. merusak konduktor dan isolasi belitan 
PENGAMAN : DEVICE NUMBER OVER LOAD RELAY : 49 20

23. 2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR GEN. CB NEG.SEQ FILTER OCR 
PENYEBAB: KETIDAK SEIMBANGAN ARUS FASA BEBAN  AKIBAT: MEMANAS KAN

ROTOR GENERATOR BILA BERTAHAN LAMA  PENGAMAN : NEGATIVE SEQUENCE
RELAY ( 46) 21
24. BAB III PENGAMANTRANSFORMATOR TENAGA
25. 3.1. JENIS PENGAMAN Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam
gangguan, diantaranya dengan peralatan proteksi (sesuai SPLN 52-1:1983)
Bagian Satu, C) :  Relai Buchollz  Relai Jansen  Relai tangki tanah  Relai

suhu  Relai difrential  Relai beban lebih  Relai gangguan tanah terbatas
 Rele arus hubung tanah 22
26. 3.2. RELAY BUCHHOLZ KE CONSERVATOR KRAN TRIP PELAMPUNG 1 TUAS
TRIP ALARM 2 TUAS ALARM TANGKI TRAFO Relai buchholz dipasang pada pipa
dari maintank ke konservator ataupun dari OLTC ke konservator tergantung
design trafonya apakah di kedua pipa tersebut dipasang relai bucholz. 
Gunanya: untuk mengamankan trafo dari gangguan internal trafo yang
menimbulkan gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung singkat di
dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo. Cara kerja: yaitu gas yang timbul
di dalam trafo akan mengalir melalui pipa dan besarnya tekanan gas ini akan
mengerjakan relai dalam 2 tahap yaitu:  Mengerjakan alarm (Bucholz 1st)
pada kontak bagian atas 1.  Mengerjakan perintah trip ke PMT pada kontak
bagian bawah 2. 23
27. Lanjutan 3.2. Analisa gas yang terkumpul di dalam relai Bucholz  H2 dan
C2H2 menunjukkan adanya busur api pada minyak antara bagian-bagian
konstruksi.  H2, C2H2 dan CH4 menunjukkan adanya busur api sehingga
isolasi phenol terurai, misalnya terjadi gangguan pada sadapan.  H2, C2H4
dan C2H2 menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti.  H2, C2H, CO2
dan C3H4 menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti. 24
28. 3.3. RELAY JANSEN Relai Jansen adalah relai untuk mengamankan

transformator dari gangguan di dalam tap changer yang menimbulkan gas.
Dipasang pada pipa yang menuju conservator.  Cara Kerja Sama seperti relai
bucholz tetapi hanya mempunyai satu kontak untuk tripping. 25
29. 3.4. RELAY SUDDEN PRESSURE Relai Sudden Pressure. Relai Pressure untuk
tangki utama Trafobekerja apabila di dalam tangki Trafo terjadi kenaikan
tekanan udara akibatterjadinya gangguan di dalam Trafo.  Tipe Membran Plat
tipis yang didisain sedemikian rupa yang akan pecah bila menerimatekanan
melebihi disainnya. Membran ini hanya sekali pakai sehingga bilapecah harus
diganti baru. Indikator  Pressure Relief Valve trip Suatu katup yang ditekan oleh
sebuah pegas yang didisain sedemikian rupa sehingga apabila terjadi tekanan di
dalam transformator melebihi tekanan Reset Mekanis pegas maka akan
membuka dan membuang tekanan keluar bersama-sama sebagian minyak.Katup
akan menutup kembali apabila tekanan di dalam transformator turun ataulebih
kecil dari tekanan pegas. 26
30. 3.5. RELAY HV/ LV WINDING TEMPERATURE  Relai HV/LV Winding
Temperature bekerja apabila Suhu kumparan Trafo melebihi seting dari pada
relai HV/LV Winding, besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor
pembebanan dan suhu udara luar Trafo. Urutan kerja relai suhu kumparan /
winding ini dibagi 2 tahap:  Mengerjakan alarm (Winding Temperature Alarm)
 Mengerjakan perintah trip ke PMT (Winding Temperature Trip)  Relai HV/LV

Oil Temperature bekerja apabila suhu minyak Trafo melebihiseting dari pada
relai HV/LV oil. Besarnya kenaikan suhu adalah sebanding denganfaktor
pembebanan dan suhu udara luar Trafo. Urutan kerja relai suhu minyak / oil ini
dibagi 2 tahap:  Mengerjakan alarm (Oil Temperature Alarm).  Mengerjakan
perintah trip ke PMT (Oil Temperature Trip). 27
31. 3.6. PENGAMAN PANJAT TRAFO 28
32. 3.7. RELAY ARUS LEBIH (OVER CURRENT RELAY) indikator Relai ini berfungsi
untuk mengamankan transformator terhadap gangguanhubung singkat antar
fasa didalam maupun diluar daerah pengamantransformator.  Diharapkan Relai
ini mempunyai sifat komplementer dengan Relai bebanlebih. Relai ini berfungsi
pula sebagai pengaman cadangan bagi bagianinstalasi lainnya. 29
33. 3.8. RELAY TANGKI TANAH Berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap
hubung singkat antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang
ditanahkan. F51G Relai 51 G yang terpasang, mendeteksi arus gangguan dari
tangki trafo ketanah, kalau terjadi kebocoran isolasi dari belitan tarafo ke tangki,
arus yang mengalir ke tanah akan dideteksi relai arus lebih melalui CT. Relai
akan mentripkan PMT di kedua sisi (TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali
kesistem melalui pembumian trafo. 30
34. 3.9. RESTRICTED EARTH FAULT (REF) Relai gangguan tanah terbatas atau
Restricted Earth Fault (REF) untuk mengamankan transformator bila ada
gangguan satu satu fasa ke tanah di dekat titik netral transformator yang tidak
dirasakan oleh relediferensial. Y 87N 87N 31
35. 3.10. PENGAMAN DIFFERENSIAL  PRINSIPNYA : membandingkan arus yang
masuk ke peralatan dengan arus yang keluar dari peralatan tersebut  Fungsi:
untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat yang
terjadi didalam daerah pengaman transformator. PERALATAN I IN I OUT  Cara
Kerja: Membandingkan antara arus yang masuk dengan arus yang keluar 32
36. Lanjutan 3.10. DIFFERENSIAL SEBAGAI PENGAMAN TRAFO (lanjutan) TRAFO
TENAGA IP CT P IS CT S BEBAN iS DIFF. RY DOT POLARITY iP  DALAM KEADAAN
NORMAL  ARAH IP DAN IS SEPERTI PADA GAMBAR  DISISI SEKUNDER
MASING-MASING CT, ARUS KELUAR DARI TERMINAL DOT, SEHINGGA ARAH
ARUSNYA :  KARENA IP SAMA BESAR IS TAPI ARAH BERLAWANAN MAKA
DIFFERENSIAL RELAI TIDAK DILALIRI ARUS 33

37. Lanjutan 3.10. DIFFERENSIAL SEBAGAI PENGAMAN TRAFO (lanjutan) TRAFO
TENAGA IP CT P CT S BEBAN DIFF. RY DOT POLARITY iP  DALAM KEADAAN
GANGGUAN ARAH IP SEPERTI PADA GAMBAR DAN HANYA IP  DISISI
SEKUNDER CTP, ARUS iP KELUAR DARI TERMINAL DOT, DAN MENGERJAKAN DIFF
RY  PERHATIKAN :TERMINAL SEKUNDER CTP DAN CTS TERHUBUNG KE DIFF. RY DI
FASA YANG BERLAWANAN ATAU BEDA SUDUT 180o 34
38. 3.11. BAGAN SATU GARIS PENGAMAN TRANSFORMATOR BUS I 150 kV BUS 2
150 kV PMS BUS 1 PMS BUS 2 Trip PMT 150kV Meter CT 200/5-5-5A OCR & EF
TRAFO DIFFRENSIAL 20 MVA NGR 40 ohm CT 300A/12 kVCT 150 / 20 kV 300/5A
10 Sec 1000/5 Z = 12,4 5 REF EF CT OCR & EF 1000/5-5-5A Meter Trip PMT 20kV
PTBUS 20 kV Trip 20kV/110V KETERANGAN : PMT 20kV V3 V3 OCR & EF : Over

Current Relay & Earth Fault OCR & EF CT DIFF : Difrencial Relay Meter REF :
Restricted Earth Fault Meter : Alat Ukur Amper, kWh, kVarh, MW, MVar dll.
PENYULANG 20 kV 35
39. BAB IV CURRENTTRANSFORMER & POTENTIAL TRANSFORMER
40. 4.1. TRAFO INSTRUMEN (INTRUMENT TRANSFORMER)  Adalah trafo yang
mana dipergunakan bersama dengan peralatan lain seperti: relai proteksi, alat
ukur atau rangkaian kontrol, yang dihubungkan ke arus bolak balik Trafo
instrumen: current transformers dan voltage transformers.  PERALATAN
PENGUKURAN LISTRIK  kWh meter : untuk mengukur pemakaian energi listrik
 kVAr meter : untuk mengukur pemakaian daya reaktif  Ampere meter :
untuk mengukur arus  Volt meter : untuk mengukur tegangan  Watt meter :
untuk mengukur pemakaian daya aktif  Cosϕ meter : untuk mengukur power
factor  PERALATAN PROTEKSI  Over Current Relay  Ground Fault Relay 
Diferential Relay  Distance Relay 36
41. 4.2. TRAFO ARUS DEMI KEAMANAN & KETELITIAN, TRAFO ARUS UNTUK : 
PENGUKURAN • HARUS PUNYA KETELITIAN TINGGI PADA DAERAH ARUS
PENGUKURAN BEBAN NOMINAL • HARUS JENUH PADA ARUS GANGGUAN YANG
BESAR, UNTUK KEAMANAN ALAT UKUR  PROTEKSI • HARUS PUNYA KETELITIAN /
ERROR KECIL PADA DAERAH ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT BESAR • TIDAK
JENUH PADA ARUS GANGGUAN YANG BESAR, UNTUK KEANDALAN ALAT PROTEKSI
37
42. Lanjutan 4.2. RANGKAIAN EKIVALEN CT IP P 1 /K P 2 /L S 1 /k S 2 /l IS A 
P1/K masuknya arus primer & P2/L keluaran arus primer  S1/k masuknya arus
sekunder dari primer dan S2/l keluaran arus sekunder  Pembumian : pada S2/l
-- sudut IP dan IS = 00 pada S1/k --  sudut IP dan IS = 1800 38
43. 4.3. KESALAHAN CURRENT TRANSFORMER Kesalahan arus Perbedaan arus
yang masuk disisi primer dengan arus disisi sekunder ε % = [(Kn Is - Ip)/Ip] x
100% Kesalahan fasa Akibat pergeseran fasa antara arus sisi primer dengan
arus sisi sekunder Composite Error εc = 100/ Ip √ 100/T ∫ (Knis – ip)2 dt is dan
ip merupakan nilai arus sesaat sisi sekunder dan sisi primer. 39
44. 4.4. SPESIFIKASI CLASS CT Sesuai IEC 60044-1 spesifkasi class untuk CT:
Kelas +/- % kesalahan ratio arus +/- % pergeseran fase pada % dari ketelitian
pada % dari arus pengenal arus pengenal , menit (centiradians) 5 20 100 120 5
20 100 120 0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5 0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10 0,5 1,5
0,75 0,5 0,5 90 45 30 30 1,0 3,0 1,5 1,0 1,0 180 90 60 60 Kelas +/- % kesalahan
ratio arus +/- % pergeseran fase pada % dariketelitian pada % dari arus
pengenal arus pengenal , menit (centiradians) 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120
0,2S 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 10 0,5S 1,5 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30
30 Kelas +/- % kesalahan ratio arus pada % dari arus pengenal ketelitian 50 100
3 3 3 5 5 5 40
45. 4.5. CLASS TRAFO UNTUK PENGUKURAN TRAFO ARUS MASING –MASING
CLASS TRAFO ARUS UNTUK PENGUKURANUntuk kebutuhan industri : CL2 or
CL1Untuk kWh meter di pelanggan : CL0.5Untuk memperkecil kesalahan :
CL0.2SUntuk kebutuhan laboratorium : CL0.1Untuk kebutuhan instrument : CL3
or CL5 2,5 VA; 10 VA; 30 VA Akurasi burden pengenal: 5 VA ; 15 VA 7,5 VA ; 20
VA 41

46. 4.6. KURVA MAGNETISASI Kurva maknetisasi CTCT Metering ES Kurva CT
untuk proteksi Knee point Kurva CT untuk pengukuranCT Proteksi I eX ct 42
47. 4.7. BEBERAPA KONSTRUKSI CT Sisi primer batang  Sisi primer lilitan A 43
48. Lanjutan 4.7. Inti besi Trafo arus dengan inti besi  Trafo arus tanpa inti besi
Rogowski coil 44
49. Lanjutan 4.7. Type lingkaran/Wound primary Conventional Dead Tank CT 45
50. Lanjutan 4.7. Type batang /Bar primary Inverted CT 46
51. Lanjutan 4.7. Teriminal primer 1 belitan Pola (mould) Pola (mould) Resin
ResinBelitan Belitansekunder sekunder Belitan sekunder Belitan sekunderUntuk
Untuk Untuk Proteksi Untuk Proteksipengukuran pengukuran Teriminal sekunder
Teriminal sekunder P1(C1) P2(C2) Gambar 8: dua belitan sekunder 1S1 1S2 2S1
2S2 3S1 3S2 4S1 4S2 4 Teriminal sekunder BILA PRIMER 2 BELITAN --  DIPILIH
PADA LOWER RATIO 47
52. 4.8. TRAFO TEGANGAN Trafo tegangan: Instrumen trafo yang dipergunakan
untuk memperkecil tegangantinggi ke tegangan rendah , dipergunakan untuk
pengukuran atauproteksiAccuracy classes sesuai IEC 60044-2 Range Limit of
Errors Class Burden Voltage Ratio Phase Application (%) (%) (%) displacement
(min) 0,1 25 - 100 80 - 120 0,1 5 laboratory 0,2 25 - 100 80 - 120 0,2 10
Precision and revenue metering 0,5 25 - 100 80 - 120 0,5 20 standard revenue
metering industrial 1,0 25 - 100 80 - 120 1,0 40 grade meters intruments 3,0 25 100 80 - 120 3 - 3P 25 - 100 5-Vf 3,0 120 Protection 6P 25 - 100 5-Vf 6,0 240
Protection 48
53. Lanjutan 4.8. Rangkaian ekivalen R S T Primer 20.000/√3 Sekunder 100/√3 r
s t Tegangan pengenal primer : kV (150 kV, 20 kV atau 150 kV/√3 , 20 kV/√3)
Tegangan pengenal sekunder: volt (110 V , 110 V atau 110 V/√3 , 100 V/√3) 
Untuk pengukuran tegangan jatuh disisi sekunder ≤ 0,05 % s/d 0,1 % x tegangan
pengenal sekunder PT Tipe trafo tegangan:  Inductive voltage transformers
 Capacitive voltage transformers 49
54. 4.9. KLASIFIKASI TRAFO TEGANGAN Jenis INDUKTIF (PT) Terdiri dari belitan
Primer dan belitan sekunder, Belitan primer akan menginduksikannya ke belitan
sekunder melalui core. Jenis KAPASITIF (CVT) Terdiri dari rangkaian kondensor
yang berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi dari trafo pada tegangan
menengah yang menginduksikan tegangan ke belitan sekunder melalui media
capasitor. 50
55. 4.10. JENIS INDUKTIF TRAFO TEGANGAN  Keterangan gambar: 1.
Kertas/Isolasi Minyak Mineral/Quartz flling. 7 6 2. Belitan Primer: vernis gandaisolasi kawat tembaga, tahan pada suhu tinggi. 5 3. Inti: bukan orientasi listrik
baja memperkecil 1 resiko resonansi besi 4. Belitan Sekunder4 2 5. Isolator
Keramik 38 6. Dehydrating Breather 7. Terminal Primer 8. Terminal Sekunder 51
56. 4.11. JENIS KAPASITIF TRAFO TEGANGAN 1 1). HV.T adalah terminal tegangan
tinggi 2) kapasitor C1 & C2 pembagi tegangan (capacitive voltage divider) yang
5 berfungsi sebagai pembagi tegangan tinggi untuk diubah oleh trafo tegangan
menjadi tegangan pengukuran yang lebih rendah2 3). L0 adalah induktor
penyesuai tegangan (medium voltage choke) yang berfungsi untuk

mengatur/menyesuaikan supaya tidak terjadi pergeseran fasa antara tegangan
masukan (vi) dengan3 7 tegangan keluaran (vo) pada frekuensi dasar. 4) Belitan
primer 5) Isolator keramik4 7) Terminal sekunder 52
57. 4.12. KESALAHAN TRAFO TEGANGAN Kesalahan rasio trafo tegangan
Kesalahan besaran tegangan karena perbedaan rasio name plate dengan rasio
sebenarnya dinyatakan dalam % = 100 (Kn Vs - Vp)/Vp  Composite Error εc =
100/ Vp √ 100/T ∫ (Knvs – vp)2 dt vs dan vp merupakan nilai tegangan sesaat sisi
sekunder dan sisi primer. 53
58. BAB V SISTEM PEMBUMIANPERALATAN & SISTEM
59. 5.1. PENGERTIAN UMUM Pembumian sistem adalah hubungan secara
Elektris antara sistem dengan tanah melalui transformator yang mempunyai
belitan Y. Kegunaan: (pada sistem 3 fasa)  Pengaman Sistem dari gangguan
tanah  Pengaman Isolasi Peralatan Instalasi akibat tegangan lebih sewaktu
gangguan fasa-tanah Pembumian Peralatan adalah hubungan antara peralatan
listrik dengan tanah/bumi  Kegunaan: Sebagai pengaman bagi manusia dan
peralatan instalasi jika terjadi kebocoran listrik pada peralatan. 54
60. 5.2. MACAM / JENIS PEMBUMIAN SISTEM Pentanahan melalui tahanan
( resistance grounding ). Pentanahan melalui reaktor ( reactor grounding ). 
Pentanahan langsung ( efective grounding ).  Pentanahan melalui reaktor yang
impedansinya dapat berubah-ubah ( resonant grounding ) atau pentanahan
dengan kumparan Petersen ( Petersen Coil ). 55
61. 5.3. PEMBUMIAN NETRAL LANGSUNG (SOLID GROUNDED) Netral Sistem dari
transformator 3 fasa dengan hubungan Y yang dihubungkan langsung dengan
tanah melaluielektroda cu. Tahanan pembumian  harus rendah 0,5 – 3 ohm .
Transformator tenaga Netral ditanahkan langsung 56
62. Lanjutan 5.3. Pemasangannya: Pada transformator tenaga yang dipasok
dari sistem tegangan menengah (GI) atau PLTD kecil. Keuntungan :  Tegangan
lebih pada phasa-phasa yang tidak terganggu relatif kecil.  Kerja pemutus
daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak
gangguan cepat diketahui.  Sederhana dan murah dari segi pemasangan
Kerugian :  Setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan
terputusnya daya.  Arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat
menimbulkan kerusakan pada peralatan listrik yang dilaluinya. 57
63. Lanjutan 5.3. ZL XT I GF Arus gangguan tanah dihitung dengan
memasukkan Reaktansi X T dan Impedansi Z L Arus gangguan tanah dipakai
untuk penyetelan RelaiArus Lebih gangguan tanah. 58
64. Lanjutan 5.3. Pembebanan pada transformator tenaga di GI atau PLTD yang
memasok kebeban:  Bisa single phase (Transformator 1 fasa)  Bisa three
phase (Transformator 3 fasa)  Beban tidak seimbang, kawat netral dialiri
arus beban 59
65. 5.4. PEMBUMIAN NETRAL MELALUI TAHANAN Netral Sistem dari
transformator 3 fasa denganhubungan Y yang dihubungkan dengan tanahmelalui
tahanan Guna : Membatasi besar arus gangguan tanah tetapi relai gangguan
tanah masih kerja baik Transformator tenaga Netral ditanahkan Melalui Tahanan
Tahanan 60

66. Lanjutan 5.4. Pemasangannya : Pada transformator tenaga yang dipasok
pada sistem tegangan 70 atau 150 kV (GI) atau pada sistem PLTD kecil 
Tahanan pembumian (netral grounding resistance) yang terpasang di GI atau
sistem PLTD :  NGR dengan tahanan 12 ohm.  NGR dengan tahanan 40
ohm.  NGR dengan tahanan 500 ohm.  Catatan: Nilai tahanan perlu dihitung
yang didasarkan pada besarnya arus gangguan 1 fasa ketanah 61
67. Lanjutan 5.4.  Contoh NGR yang terpasang di Gardu Induk 40 ohm  NGR
(Neutral Grounding Resistance) Adalah tahanan yang dipasang antara titik
neutral trafo dengan tanah dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan
tanah yang terjadi sehinggadiperlukan proteksi yang praktis dan tidak terlalu
mahal karena karakteristik rele dipengaruhi oleh sistem pentanahan titik neutral.
62
68. Lanjutan 5.4. ZL XTRn I GF Arus gangguan tanah dihitung dengan
memasuk- kan Tahanan 3R N , Reaktansi X T dan Impedansi Z L  Arus gangguan
tanah dipakai untuk penyetelan Relai Arus Lebih gangguan tanah. 63
69.  Lanjutan 5.4. Keuntungan :  Besar arus gangguan tanah dapat
diperkecil  Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah
kecil.  Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang
melaluinya. Kerugian :  Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan
selama terjadinya gangguan fasa ke tanah.  Karena arus gangguan ke tanah
relatif kecil, kepekaan relai pengaman menjadi berkurang . 64
70. 5.5. PEMBUMIAN NETRAL MENGAMBANG (FLOATING) Titik Netral
Transformator hubungan Y tidak dihubungkan ke tanah  Untuk sistem kecil,
arus gangguan- tanah tidak membuat kejutan power  Guna : pada pembangkit
 Untuk sistem kecil, arus gangguan- tanah temporer bisa self clearing
Transformator tenaga Netral tidak ditanahkan 65
71. Lanjutan 5.5. ZL XT I Ce I GF Saat terjadi Arus gangguan tanahtimbul:
kapasitif jaringan  Arus  Tidak tergantung lokasi gangguan, besarnya
tetap Karenanya Relai gangguan tanah tidak selektif  Arus Kapasitif
gangguan tanah besar ?  Arcing 66
72. Lanjutan 5.5. Gangguan Fasa - tanah  Tegangan Fasa sehat naik 3 kali.
 Gang. Permanen, Tegangan sentuh tdk bahaya.  Kawat putus yang tidak
menyentuh tanah bahaya bila disentuh manusia.  Sistem kecil, gangguan
tanah tidak dirasakan konsumen TR. Uraian vektor V dan I saat gangguan tanah
 Segitiga tegangan sistem tidak berubah .  Magnitude & sudut tegangan
fasa sehat berubah .  Magnitude I Ce besar  gejala Arcing Ground . 67
73.  Lanjutan 5.5. Akibatnya : Udara yang belum kembali menjadi isolator
kembali breakdown karena teg. fasa R yang naik s/d 3xEph  Kejadian ini
berulang pada setiap cycle darigelombang sinusoidal, dan  disebut
ArcingGround Kenaikan tegangan pada peristiwa ArcingGround berbahaya bagi
isolator diseluruhinstalasi.  I CE yang terlalu besar penyebab Arcing Ground
harus dihindari  agar tidak merusak peralatan 68
74. Lanjutan 5.5. Pembebanan :  Tidak bisa single phase  Harus three
phase (Trafo 3 fasa)  Beban tidak seimbang di TR di TM dialiri arus urutan
negatif.  Pengukuran Beban  bisa gunakan meter 3 fasa 3 kawat. 69

75. 5.6. PEMBUMIAN NETRAL MELALUI PETERSON COIL Netral Sistem dari
transformator 3 fasa denganhubungan Y yang dihubungkan dengan tanahmelalui
reaktor induktif -  Peterson coil Nilai reaktansi Induktansi disesuaikan
dengan nilai reaktansi kapasitansi jaringan  Arus kapasitif gangguan tanah
yang besar dikecilkan agar tidak terjadi  Guna : Arcing Ground yang berbahaya
 Arus gangguan tanah temporer men- jadi bisa self clearing kembali  Dapat
mengkompensir arus kapasitif 70
76. Lanjutan 5.6. Transformator tenaga Netral ditanahkan Melalui Reaktor 
Tegangan Fasa- tanah Kondisi Normal  Masih dapat terjaga seimbang , bila Ce
seimbang . Kondisi gangguan tanah  Teg. Netral-tanah naik, teg. Fasa-tanah
naik √3. 71
77. Lanjutan 5.6. I Ce ZL XT IL I Ce IL Bila terjadi arus gangguan tanah  Arus
kapasitif jaringan dikompensir oleh arus I L  Tidak tergantung lokasi
gangguan, besarnya tetap  Relai gangguan tanah tidak selektif  Arus
gangguan tanah  tidak membuat Arcing 72
78. Lanjutan 5.6. Keuntungan :  Arus gangguan dapat dibuat kecil sehingga
tidak berbahaya bagi mahluk hidup.  Kerusakan peralatan sistem dimana arus
gangguan mengalir dapat dihindari.  Sistem dapat terus beroperasi meskipun
terjadi gangguan fasa ke tanah.  Gejala busur api dapat dihilangkan.  Kerugian : 
Rele gangguan tanah (ground fault relay) sukar dilaksanakan karena arus
gangguan tanah relatif kecil.  Tidak dapat menghilangkan gangguan fasa ke
tanah yang menetap (permanen) pada sistem.  Operasi kumparan Petersen
harus selalu diawasi karena bila ada perubahan pada sistem, kumparan Petersen
harus disetel (tuning) kembali. 73
79. 5.7. GROUNDING EQUIPMENT (PEMBUMIAN PERALATAN) Pengertian
Pembumian Peralatan  Pembumian peralatan adalah pentanahan yang
menghubungkan kerangka/ bagian dari peralatan listrik terhadap ground
(tanah).  Pembumian ini pada kerja normal tidak dilalui arus. 74
80. 5.8. PEMBUMIAN PERALATAN Tujuan pembumian peralatan adalah sebagai
berikut :  Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya
bagi manusia bila pada peralatan listrik terjadi kebocoran listrik.  Untuk
memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam
keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada
bangunan atau isinya. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya
pentanahan :  Tahanan jenis tanah.  Panjang elektroda pentanahan. 
Luas penampang elektroda pentanahan. 75
81. Lanjutan 5.8. Tahanan Jenis Tanah JENIS TANAH TAHANAN JENIS TANAH
(OHM M)TANAH RAWA 30TANAH LIAT DAN TANAH LADANG 100PASIR BASAH
200KERIKIL BASAH 500PASIR DAN KERIKIL KERING 1,000TANAH BERBATU 3,000
R = Tahanan elektroda pentanahan (ohm) ρ = Tahanan jenis tanah ,ohm-cm
besarnya sesuai tabel R= ρ  4.L  . ln − 1 (karena tabel diatas dalam
ohm-meter dirubah dahulu 2.π L   r dalam ohm-cm) r = jari-jari elektroda
pentanahan ( cm ) L = panjang elektroda pentanahan ( cm ) 76
82. Lanjutan 5.8. Sirkulasi arus akibat adanya kebocoran pada peralatanlistrik R
RL Sekunder S trafo gardu T distribusi RN Netral Re1 Re2 Peralatan Listrik 77

83. Lanjutan 5.8. Titik terjadi gangguan phasa - tanah Tegangan sentuh
Tegangan langkah Bumi 20 m 20 mBentuk tegangan antara tegangan elektroda
danreferensi bumi, tegangan elektroda-bumi, tegangan-langkah, tegangan
sentuh. 78
84. Lanjutan 5.8.Sistem pembumian peralatan di gardu induk
denganmenghubungkan elektroda membujur dan melintang dibawahtanah yang
disebut sistem mesh dengan tujuan untukmemperoleh tahanan tanah kecil (< 1
ohm). 79
85. BAB VIPENGAMAN TRANSMISI
86. 6.1. DISTANCE RELAY Relai penghantar yang prinsip kerjanya berdasarkan
pengukuran impedansi penghantar. Relai ini mempunyai ketergantungan
terhadap besarnya SIR dan keterbatasan sensitivitas untuk gangguan satu fasa
ke tanah. Relai ini mempunyai beberapa karaktristik seperti mho, quadralateral,
reaktans, adaptive mho dll. Sebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan
pola teleproteksi seperti putt, pott dan blocking.  Jika tidak terdapat teleproteksi
maka relai ini berupa step distance saja. 80
87. 6.2. SETTING DISTANCE RELAY Dapat menentukan arah letak gangguan 
Gangguan didepan relai harus bekerja  Gangguan dibelakang relai tidak boleh
bekerja Dapat menentukan letak gangguan  Gangguan di dalam daerahnya
relai harus bekerja  Gangguan diluar derahnya relai tidak boleh bekerja  Beban
maksimum tidak boleh masuk jangkauanrelai  Dapat membedakan gangguan
dan ayunan daya 81
88. 6.3. SETTING RELAY JARAK Zone 1 Karena adanya kesalahan pengukuran
jarak akibat kesalahan CT, PT dan relainya sendiri, tidak mungkin menset relai
sampai ujung saluran yang diamankan, yang lazim disebut Zone 1 . A Zone 1=
80% ZAB B F F 21 21 Zone - 1 = 80% x Z AB 82
89. Lanjutan 6.3. Zone 2 Untuk mengamankan sisa yang tidak diamankan Zone
1, diaman- kan oleh Zone 2 dengan perlambatan waktu. Zone 2 juga sebagai
pengaman rel ujung seksi yang diamankan bila tidak mempunyai proteksi rel. A
B C Zone 1= 80% ZAB F F 21 21 Zone - 2 = 80% x (Z AB + 80% x Z BC ) 83
90. Lanjutan 6.3. Zone 3 Sebagai pengamanan cadangan ditambah relai yang
lazim disebut Zene 3, dalam hal ini harus dapat menjangkau ujung seksi
berikutnya, waktunya diperlambat terhadap Zone 2 seksi berikutnya A B C D
Zone 1= 80% ZAB F F 21 21 Zone - 3 = 80% x (Z AB + 80% ( Z BC + 80% Z CD )
84
91. 6.4. KARAKTERISTIK DISTANCE RELAY X ZL  Karakteristik mho Z1 Z2 Z3 R X
ZL Z3  Karakteristik Quadrilateral Z2 R Z1 85
92. 6.5. RELAY DIFFERENTIAL SEBAGAI PENGAMAN SALURAN DISTRIBUSI ATAU
TRANSMISI (KAWT PILOT) Prinsip kerja pengaman diferential arus untuk saluran
distribusi dan transmisi mengadapsidifrential arus, yang membedakan ialah
daerah ygdiamankan cukup panjang. I1 Daerah pengamanan I2 Saluran
distribusi/transmisi CT1 CT2 86
93. Lanjutan 6.5. PRINSIP DASAR PROTEKSI RELAI DIFFERENTIAL  Relai
diferensial arus berdasarkan H. Khirchof, dimana arus yang masuk pada suatu

titik, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut. I1 I2 I1 = I2  Yang
dimaksud titik pada proteksi diferential ialah daerah pengamannan, dalam hal
ini dibatasi oleh 2 buah trafo arus. Daerah pengamanan I1 I2 CT 1 CT 2 87
94. 6.6. RELAI DIFFERENTIAL ARUS Relai Difrential arus membandingkan arus
yangmelalui daerah pengamanan. Relai ini harus bekerja kalau terjadi
gangguandidaerah pengamanan, dan tidak boleh bekerjadalam keadaan normal
atau gangguan diluar daerahpengamanan. Relai ini merupakan unit
pengamanan danmempunyai selektiftas mutlak. 88
95. Lanjutan 6.6. I1 I2 PMT Saluran yg diproteksi PMTA B CT1 CT2 F 87 F 87
Gelombang arus yang saling dikirim 89
96. Lanjutan 6.6. Difrential untuk saluran diperlukan :  Sarana komunikasi
antara ujung saluran yg lazim disebut kawat pilot, dapat berupa : - Kawat
tembaga. - Serat optik - Mikro wave  Relai sejenis disetiap ujung saluran. 
Untuk ketiga fase hanya sebuah relai, supaya saluran komunikasi yg cukup
sepasang cukup 1 pasang.  Supervisi untuk mengontrol bahwa saluran
komunikasi (pilot) baik/tidak terganggu. 90
97. Lanjutan 6.6. Trafo isolasi, karena kemungkinan terjadi induksi tegangan
dari saluran yang diamankan (khususnya pilot dengan kawat tembaga)  Yg
membatasi panjang saluran yang diamankan : - Saluran komunikasi dengan
kawat dibatasi oleh adanya arus kapasitansi dan resistans kawat. - Saluran
komunikasi dengan serat optik, sampai batas tidak perlu adanya penguat
(repeater). 91
98. Lanjutan 6.6. Prinsip operasi yang digunakan.  Circulating current
Prinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalir melalui CT
di kedua ujung, kumparan penahan dan kawat pilot, kumparan kerja tidak dilalui
arus.  Opose Voltage Prinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan
arus mengalirhanya disetiap CT dan kumparan penahan disetiap sisinya, pada
kawat pilot dan kumparan kerja tidak dilalui arus. 92
99. Lanjutan 6.6. I1 I2 PMT Saluran yg diproteksi PMTA B CT1 CT2 s2 p2 p2 s2
Trafo Trafo penjumlah id id penjumlah s1 p1 p1 s1 F 87 F 87 5 kV untuk JTM
Trafo isolasi 15 kV untuk JTT 93
100. 6.7. CIRCULATING CURRENTCIRCULATING CURRENT. Keadaan normal I1 I2
B A PMT Saluran yg diproteksi PMT CT1 Kumparan kerja i2 CT1 i1 id Kawat pilot
id i2 Kumparan penahan F 87 F 87 Pada keadaan normal kawat pilot dilaluiarus
dan kumparan kerja tidak dilalui arus. 94
101. 6.8. DIRECTIONAL COMPARISON RELAY Relai penghantar yang prinsip
kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar
merasakan gangguan di depannya maka relai akan bekerja.  Cara kerjanya ada
yang menggunakan directional impedans, directional current dan superimposed.
A B ∼ ≥ DIR DIR ≥ 1 1 T T & R R & Si gnal ling channel Directional comparison
relay 95
102. 6.9. PENGAMAN CADANGAN TRANSMISI DENGAN RELAI ARUS LEBIH A B C F
51 F 51 t A B C  Jangkauan relai sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya
pembangkitan . 96

103. BAB VIIPENGAMAN DISTRIBUSI 20 KV
104. 7.1. PENYEBAB GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Pada SUTM AWAN AWAN
RANTING PETIR POHONI (DARI SUMBER) 97
105. 7.2. PENGARUH ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TERHADAP SISTEM
TENAGA LISTRIK TRAFO DAYA 51 51 3 FASA 51G 51G 1 FASA-TANAH 51N
TEGANGAN DI BUS 20 KV TURUN PENGARUH TEGANGAN TURUN DIRASAKAN
OLEH SEMUA FEEDER YANG TERSAMBUNG PADA BUS BERSAMA. SAAT TERJADI
GANGGUAN HS BERPENGARUH PADA TRAFO TENAGA DAN GEN SAAT PMT
TERBUKA TEGANGAN NAIK. GANGGUAN HS 1 FASA KETANAH DAPAT MENAIKAN
TEG PADA FASA YANG SEHAT. 98
106. 7.3. HUBUNGAN PARALEL ANTAR PUSAT LISTRIK V < 20 kV V> FCO Gangguan HS 20 kV
Saat terjadi gangguan hubung singkat dijaringan 20 kV di salah satu feeder,
Yang mempunyai FCO--- FCO trip. Saat FCO trip dalam tabung terjadi arcing
yang waktunya melebihi waktu setting Yang dapat tripkan Rele di outgoing. 100
108. Lanjutan 7.4. GANGGUAN YANG TERJADI: GANGGUAN 3 : bisa terjadi pada
fasa R , S dan T terhubung singkat  GANGGUAN 2 FASA : bisa terjadi antara •
fasa R & S, • fasa T & S atau • R & T terhubung singkat  GANGGUAN 2 FASA KE
TANAH: bisa terjadi antara • fasa R & S, • fasa T & S ke tanah atau • fasa R & T
ke tanah  GANGGUAN 1 FASA KE TANAH: bisa terjadi antara • fasa R – ke tanah •
fasa S - ke tanah atau • fasa T - ke tanah 101
109. 7.5. SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM DISTRIBUSI A B C D 1 2 1 2 3 4 5
6Diferential Relay Pengaman Utama Gen dll.Diferential Relay Pengaman Utama
Trafo dll.Over Current Relay Trafo sisi 150 KV Pengaman Cadangan Lokal
TrafoPengaman Cadangan Jauh Bus B.OCR dan GFR Trafo sisi 20 kV Pengaman
Utama Bus B1 PengamanCadangan JAuh saluran BC.OCR dan GFR di B2
Pengaman Utama saluran BC Pengaman CadanganJauh saluran CD.OCR dan GFR
di C Pengaman Utama saluran CD Pengaman CadanganJauh seksi berikut. 102
110. 7.6. WIRING DIAGRAM OVER CURRENT RELAY & GROUND FAULT RELAY
TRAFO 6,3/20 KV PMT CT Jaringan distribusi NGR OCR/GFR TRAFO 6,3/20 KV PMT
CT ON NGR OCR OCR OCR RELAY GFR 103
111. 7.7. CARA KERJA OCR PADA SAAT HUBUNG SINGKAT 3 FASA PMT HUBUNG
TRAFO 6,3/20 KV CT SINGKAT 3 FASA ON OFF NGR OCR OCR OCR GFR
Gangguan terjadi pada fasa R,S dan T. Arus gangguan hubung singkat
mengalir di jaringan. Karena arus tersebut > dari ratio CT pada sekunder CT
mengalir arus. Masuk ke OCR -- OCR memasok arus ke PMT--  PMT trip.
104
112. Lanjutan 7.7. PMT TRAFO 6,3/20 KV CT R HUBUNG SINGKAT S 3Io 1 FASA T
ON OFF NGR OCR OCR OCR GFRGangguan HS terjadi pada fasa T, arus mengalir
masuk ke GFR - PMT trip 105

113. 7.8. PERALATAN PENGAMAN PADA JARINGAN 20 kV  Pengaman Gangguan
Antar Fasa (OCR)  Pengaman Gangguan Satu Fasa Ketanah (GFR)  Cara kerja:
CT Penyulang Gangguan  CT mentransfer besaran primer ke besaran sekunder 
Rele detektor hanya bekerja- dengan arus kecil  akurat +  Perlu sumber
Volt DC untuk - - tripping PMT  Karakteristik bisa dipilih  Defnite, Inverse,
Very-Inverse atau Extreemely Inverse. 106
114. 7.9. RELE ARUS LEBIH SEKUNDER Elektromekanis  Sederhana 
Defnite, (instant) • Rele defnite hanya menyetel waktu • Saat terjadi gangguan
hubung singkat arus dari CT masuk ke kumparan Rele . Setelan • Selenoid yang
dililit kumparan akan menjadi waktu magnit dan kontak akan ditarik kebawah . •
lamanya kontak menyentuh switch tergantung setting waktunya 107
115. Lanjutan7.9. Karakteristik Inverse • Rele inverse menyetel waktu & arus
• Saat terjadi gangguan hubung singkat arus Φ dari CT masuk ke kumparan Rele
• Selenoid yang dililit kumparan akan mem bentuk Φ, fuks terpotong oleh
piringan, piringan berputar. • Lamanya kontak menyentuh switch tergantung
setting waktunya 108
116. Lanjutan7.9.  Elektrostatik CT Rect Kontak Φ I Set timer Output Comp C Set
I (arus) Arus gangguan hubung singkat masuk ke CT .  Arus ini di searah kan
di Rectifer dan arus searah di teruskan ke comp.  Kapasitor digunakan
menambah arus yang masuk coil tripping . 109
117. 7.10. KARAKTERISTIK RELAY Karakteristik Relay : - Defnite - Invers Instant t (detik) KARAKTERISTIK TUNDA WAKTU TERTENTU ( DEFINITE TIME ) t
SET I (ampere) I SET Karakteristik defnite time: bisa di setting arus besar
setting waktu kecil 110
118. 7.11. KARAKTERISTIK KOMBINASI INSTANT DENGAN TUNDA WAKTU INVERSE
t (detik) I SET I SET MOMENT I (ampere) Digunakan untuk setting inverse dan
moment 111
119. 7.12. KARAKTERISTIK INSTANT = MOMENT T (detik) t SET I (ampere) I SET
MOMENT PADA KARAKTERISTIK INSTANT MEMPUNYAI WAKTU MINIMUM: 40 s/d
80 milisecond DENGAN ARUS YANG BESAR Digunakan: untuk back up pada
pengaman distribusi 112
120. 7.13. PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT  JARINGAN
RADIAL SINGLE  KOORDINASI DENGAN O.C INVERSESUMBER TRAFO UNIT/ KIT
TRAFO DAYA 51 51 51 51 51G 51G 51G 51G 51N  PERHITUNGAN KOORDINASI
SELALU DIMULAI DARI RELAI PALING HILIR, DAN BERGERAK KE HULU 113
121. Lanjutan7.13. UNTUK :  GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 3 FASA 
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA  GANGGUAN HUBUNG SINGKAT 2 FASA
KETANAH  GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU FASA KETANAH HUKUM
OHM RUMUS DASAR YANG DIGUNAKAN ADALAH I = ARUS GANGGUAN H.S V I =
Z V = TEGANGAN SUMBER Z = IMPEDANSI DARI SUMBER KETITIK GANGGUAN,
IMPEDANSI EKIVALENT  BIASANYANILAI IMPEDANSI EKIVALENT INI YANG
MEMBINGUNGKAN PARA PEMULA. 114
122. Lanjutan7.13. DARI KETIGA JENIS GANGGUAN, PERBEDAANNYA ADA PADA
 UNTUK GANGGUAN 3 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH
IMPEDANSI URUTAN POSITIF NILAI EKIVALEN Z 1 TEGANGANNYA ADALAH E FA S

A  UNTUK GANGGUAN 2 FASA : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH
IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. NILAI EKIVALEN Z 1 + Z 2  UNTUK
GANGGUAN 2 FASA KETANAH : TEGANGANNYA ADALAH E FA S A -FAS A
IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH IMPEDANSI URUTAN POS. +
URUTAN NEG. + URUTAN NOL NILAI EKIVALEN Z 1 + Z2 * Z0 Z2 + Z0  UNTUK
GANGGUAN 1 FASA KETANAH : IMPEDANSI YANG DIGUNAKAN ADALAH JUMLAH
IMPEDANSI URUTAN POS. + URUTAN NEG. + URUTAN NOL NILAI EKIVALEN Z1 +
Z2 + Z0 TEGANGANNYA ADALAH E FA S A 115
123. Lanjutan7.13. PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN :  GANGGUAN TIGA FASA
V RUMUSNYA : : I = Z V = TEGANGAN FASA - NETRAL Z = IMPEDANSI Z 1
ekivalen V  GANGGUAN DUA FASA : RUMUSNYA : I = Z V = TEGANGAN FASA FASA Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 ) ekivalen 116
124. 2.8. PENGAMAN TEMPERATUR GENERATOR GANGGUAN DUA FASA KETANAH : V = TEGANGAN FASA - FASA V RUMUSNYA : I = Z Z = IMPEDANSI Z 1
+ Z 2 * Z 0 ekivalen Z2 + Z0 GANGGUAN SATU FASA KETANAH : V V = 3 x
TEGANGAN FASA RUMUSNYA : I = Z Z = IMPEDANSI ( Z1 + Z2 + Z0 ) eki 117
125. 7.14. SETELAN Tms DAN WAKTU PADA RELAY INVERS  I  k   Faktor k
tergantung pada kurva arus waktu, sebagai berikut: t x fault − 1

ISET  Nama kurva k Tms =  IEC standard Inverse 0,02 0,14 
IEC very Inverse 1  IEC Extremely Inverse 2 0,14 × Tms  IEEE standard
Inverse 0.02 t= k detik  IEEE Short Inverse 0.02  IFAULT   IEEE Very
Inverse 2   −1  I   EEE inverse 2  SET   IEEE Extremely Inverse
2t = Waktu trip (detik).Tms = Time multiple setting.I fault = Besarnya arus
gangguan Hub Singkat (amp) Setelan over current relay (inverse) diambil arus g
g hub singkat terbesar. Setelan ground fault relay (inverse) diambil arus
gangguan hub singkat terkecil.I SET = Besarnya arus setting sisi primer Setelan
over current relay (Invers) diambil 1,05 s/d 1,1 x Ibeban Setelan ground fault
relay (inverse) diambil 0,06 s/d 0,12 x arus g g hub singkat terkeci 118