BAB IV

RECLOSER

4.1 Pengertian Recloser Secara Umum

Gambar 4.1 Letak recloser pada jaringan distribusi 20kv

Recloser atau Pemutus Balik Otomatis (PBO) secara umum berfungsi

untuk menjaga system dari gangguan berupa arus lebih yang diakibatkan

adanya gangguan hubung singkat. Recloser hanya dipasang di saluran udara

tegangan menengah (SUTM). Prinsip kerjanya adalah menutup balik dan

membuka secara otomatis dalam selang waktu tertentu, dimana pada sebuah

gangguan temporer, recloser tidak membuka tetap (lock out), kemudian

recloser akan menutup kembali setelah gangguan itu hilang. Apabila

gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka atau menutup balik

sebanyak setting yang telah didtentukan kemudian recloser akan membuka

tetap (lock out).

47

4.2 Bagian-Bagian dari Recloser

Ada banyak merk recloser yang digunakan PT PLN (Persero). Setiap

merk memiliki konstruksi berbeda, namun pada intinya prinsip kerjanya

adalah sama yaitu sebagai alat pengindra arus lebih. Bagian utama pada

peralatan recloser adalan bushing, manual trip, arrester, ground stud, dan

peredam. Untuk recloser Schneider tipe N-Series, peredam vacuum diisi

oleh gas SF6 (Sulphur Hexsflouride).

(a) (b)

Gambar 4.2 Konstruksi Recloser Schneider N-Series

(a) Tampak dari Luar (b) Tampak atas

Bagian atas dipasang bushing 6 buah dan arrester 6 buah (untuk

Schneider tidak menyediakan arrester). Bushing diidentifikasikan sebagai

U1, V1, dan W1 pada sisi sumber. Sedangkan sisi satunya diidentifikasikan

dengan U2, V2, W2 sebagai sisi beban.

48

Gambar 4.4 Contoh penempatan bushing recloser sisi beban

Untuk pemasangan surja arrester, pada recloser Schneider tipe N-

Series telah disediakan Surge Arrester Mounting Bracket yang berfungsi

sebagai tempat pemasangan arrester dan dipasang baik pada sisi sumber

maupun sisi bebannya. Arrester ini berfungsi sebagai proteksi terhadap

tegangan lebih dari petir.

Gambar 4.3 Bagian-bagian dalam dari Recloser Schneider N-Series

49

Keterangan Gambar :

1. Tank

2 SF6 insulating gas

3 Surge arrester bracket

4 HV cable tail

5 Bushing boot

6 Bushing

7 Central conductor

8 Capacitive Voltage Transformer (CVT)

9 Current Transformer (CT)

10 Vacuum interrupter

11 Contacts

12 Flexible connection

13. Push rod

14 Close selenoid

15 Mechanism plate

16 Opening spring

17 Contact spring

18 Latch

19 Trip bar

20 Trip bar armature

21 Trip seleniod

22 Manual trip lever

23 SCEM

24 Control cable

50

4.3 Konstruksi Jaringan dengan Recloser pada JTM

Berdasarkan Buku Pedoman Standard Konstruksi Jaringan Distribusi Tahun

2008, pemasangan recloser 3 fasa tegangan 20 KV disertai dengan peralatan

pendukung yang bertujuan agar recloser dapat bekerja secara handal dan mampu

mem back-up kinerja recloser pada saat terjadi kerusakan pada recloser ataupun

pada saat pemeliharaan recloser. Peralatan tersebut adalah sebagai berikut :

1. Air Break Switch (ABSW)

2. Disconecting Switch (DS)

3. Grounding

4. Current/Potensial Transformer (CT/PT)

5. Control Box

Hal tersebut dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :

Gambar 4.4 Wiring Pemasangan ABSW, DS, Recloser dan Surja Arester

51

Pada bagian atas dipasang ABSW yang berfungsi sebagai bypass, sehingga

apabila dalam suatu kondisi tertentu recloser sedang dalam perbaikan maka

jaringan tetap akan continue karena dibypass dengan menggunakan ABSw. Di

bawah ABSw dipasang Disconecting Switch (DS) untuk keperluan manuver. DS

berfungsi untuk memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak

bertegangan.

Gambar 4.5 Konstruksi Peralatan Pendukung Recloser 3 Phasa 20 KV

Tampak Depan

52

ABSW

DS

Recloser

Control Box

Grounding

PT

Handle ABSW

1. Air Break Switch (ABSw)

Air Break Switch (ABSw) adalah peralatan hubung yang berfungsi

sebagai pemisah dan biasa dipasang pada jaringan luar. ABSw dilengkapi

dengan peredam busur api yang berfungsi untuk meredam busur api yang

ditimbulkan pada saat membuka / melepas pisau ABSw yang dalam kondisi

bertegangan. Selain itu ABSw juga dilengkapi dengan isolator tumpu

sebagai penopang pisau ABSw, pisau kontak sebagai kontak gerak yang

berfungsi membuka/memutus dan menghubung/memasukkan ABSw , serta

stang ABSw yang berfungsi sebagai tangkai penggerak pisau ABSw.

Perawatan rutin yang dilakukan untuk ABSw karena sering dioperasikan,

mengakibatkan pisau-pisaunya menjadi aus dan terdapat celah ketika

dimasukkan ke peredamnya / kontaknya. Celah ini yang mengakibatkan

terjadi lonjakan bunga api yang dapat membuat ABSw terbakar. 

Pemasangan ABSw pada jaringan, antara lain digunakan untuk :

1. Penambahan beban pada lokasi jaringan

2. Pengurangan beban pada lokasi jaringan

3. Pemisah jaringan secara manual pada saat jaringan mengalami

gangguan

Gambar 4.6 ABSw NO Gambar 4.7 Handle ABSw

ABSW terdiri dari :

1. Stang ABSW 4. Pisau Kontak

2. Cross Arm Besi 5. Kawat Pentanahan

53

3. Isolator Tumpu 6. Peredam Busur Api

2. Disconecting Switch (DS) / Saklar Pemisah

Adalah sebuah alat pemutus yang digunakan untuk menutup dan

membuka pada komponen utama pengaman/recloser. DS tidak dapat

dioperasikan secara langsung karena alat ini mempunyai desain yang

dirancang khusus dan mempunyai kelas atau spesifikasi tertentu, jika

dipaksakan untuk pengoperasian langsung, maka akan menimbulkan busur

api, yang dapat berakibat fatal. Yang dimaksud dengan pengoperasian

langsung adalah penghubungan atau pemutusan tenaga listrik dengan

menggunakan DS pada saat DS tersebut masih dialiri tegangan listrik.

Pengoperasian DS tidak dapat secara bersamaan melainkan dioperasikan

satu-persatu karena antara satu DS dengan DS yang lain tidak berhubungan ,

biasanya menggunakan stick (tongkat khusus) yang dapat dipanjangkan atau

dipendekkan sesuai dengan jarak dimana DS itu berada. DS sendiri terdiri

dari bahan keramik sebagai penopang dan sebuah pisau yang berbahan besi

logam sebagai switch-nya.

Gambar 4.8 Disconecting Switch

3. Grounding (Pentanahan)

Grounding (Pentanahan) pada jaringan distribusi digunakan sebagai

pengaman langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya

gangguan tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan

54

lebih pada peralatan jaringan distribusi. PT, recloser, dan Control Box di-

grounding dalam satu titik.

Fungsi dari grounding antara lain :

1. Mengalirkan arus gangguan

2. Membuang arus muatan statis ke bumi

3. Menstabilkan keseimbangan tegangan

4. Mengamankan terhadap bahaya tegangan sentuh atau tegangan

langkah

5. Memproteksi peralatan dari tegangan lebih / arus lebih

4. Current Transformer (CT) - Potensial Transformer (PT)

Current Transformer (CT) atau trafo arus merupakan peralatan listrik

untuk menurunkan arus yang besar menjadi arus yang kecil. Arus yang besar

perlu diturunkan karena relai hanya mampu dilewati arus yang kecil

misalnya maksimum 5 A. Perbandingan arus yang diturunkan disebut

dengan Rasio CT misalnya 500/5 A, artinya arus yang masuk pada sisi

primer yang besarnya 500 A sebanding dengan arus yang keluar pada sisi

sekunder 5 A. Perbandingannya adalah 500:5 = 100 atau rasio CT tersebut

sebesar 100 kali.

Demikian juga untuk tegangan yang besar perlu diturunkan menjadi

tegangan yang kecil karena relai didesain untuk dialiri tegangan yang kecil.

Peralatan untuk menurunkan tegangan tersebut dinamakan Trafo

Tegangan/Potential Transformer (PT). Contoh Rasio PT : 20000/ 100 Volt =

200 kali .

Baik CT maupun PT tersebut memiliki kelas ketelitian yang diperlukan

untuk proteksi maupun pengukuran. Kelas CT-PT tersebut menentukan

tingkat kesalahan/ error dari arus/ tegangan yang diturunkan, sehingga perlu

dipilih kelas yang sesuai penggunaannya berdasarkan standard yang

ditentukan.

Potensial Transformer merupakan suatu peralatan listrik yang dapat

memperkecil tegangan tinggi menjadi tegangan rendah , yang dipergunakan

dalam rangkaian arus bolak-balik. Fungsi Potensial Transformer adalah

55

untuk memperoleh tegangan yang sebanding dengan tegangan yang hendak

dipergunakan dan untuk memisahkan sirkuit dari sistem dengan tegangan

tinggi terhadap sirkuit dimana alat ukur tersambung.

Gambar 4.9 Potensial Transformer

5. Control Box Recloser

Peralatan kontrol dapat membaca dan menampilkan informasi yang

tersimpan di recloser dan menyediakan proteksi dan komunikasi untuk

recloser. Recloser terdiri dari pengontrol switchgear yang memonitor

recloser, dan menyediakan komunikasi dan fungsi proteksi. Disuplai dengan

tegangan bantu 110, 220 atau 240 VAC dikoneksikan dengan recloser

dengan menggunakan kabel kontrol.

Control Box Recloser didesain untu keperluan luar ruangan, tahan air,

dan anti terhadap masuknya hewan seperti hama yang dapat mengganggu

kinerja peralatan kontrol.

56

Gambar 4.10 Control Box Recloser Schneider

6. Baterai

Fungsi dari penggunaan baterai adalah untuk menyalakan peralatan

kontrol dan berfungsi sebagai suplai cadangan peralatan kontrol sehingga

apabila terjadi padam, peralatan kontrol masih bisa berjalan. Tegangan

diambil dari JTM 20kV kemudian dimasukkan ke dalam Current

Transformer (CT) agar keluaran tegangannya sesuai dengan yang

dibutuhkan. Pada recloser merk Schneider tipe N-Series, baterai yang

digunakan untuk suplai peralatan kontrol adalah 110, 220 atau 240 VAC.

Gambar 4.11 Wiring Baterai pada Peralatan Kontrol

57

4.3 Prinsip Kerja Recloser

Gambar 4.12 Wiring Koordinasi PMT dan OCR GFR

Prinsip kerja dari recloser saat terjadi gangguan adalah sebagai berikut:

1. Kondisi normal Switch S menutup. Bila terjadi gangguan fasa tanah

maka relai akan bekerja dan memberikan perintah trip ke PMT. Pada

saat itu juga recloser mulai bekerja (saat mendapat tegangan positiF

dari relai), elemen yang start adalah elemen dead time (DT) dan

block time (BT).

2. Setelah beberapa waktu (sesuai setting) elemen DT menutup

kontaknya dan memberi perintah PMT untuk masuk (reclose),

bersamaan itu juga mengenergise elemen BT.

3. Elemen BT ini segera membuka rangkaian closing coil PMT

sehingga PMT tidak akan bisa reclose lagi.

4. Setelah waktu elemen BT terlampaui sesuai settingnya maka elemen

BT akan reset kembali. Selanjutnya recloser siap kembali untuk

melakukan reclose PMT bila terjadi gangguan baru. Secara umum

setelan DT adalah 1 detik dan BT adalah 40 detik.

58

Gambar 4.13 Alur Kerja Recloser saat terjadi gangguan

Keterangan :

a. Dead Time (Waktu Interval Reclose)

Selang waktu dari PMT trip sampai masuk kembali, fungsinya untuk

memadamkan busur api gangguan arus dan menghilangkan gangguan

temporer.

b. Blocking/ Reclaim Time

Memblok dead time beberapa waktu setelah PMT masuk. Memberikan

kesempatan untuk memulihkan tenaga setelah melakukan siklus reclosing.

c. Repetitive

Reset otomatis setelah recloser sukses

d. Non Repetitive

Memerlukan reset manual

4.4 Setting Relai Pada Recloser

Berdasarkan jumlah perintah reclosing ke PMT dapat dibedakan dalam

duajenis reclosing relai, yaitu:

4.4.1 Single Shot Reclosing Relay

59

Relai ini hanya dapat memberikan perintah reclosing ke PMT satu kali

dan baru dapat melakukan reclosing lagi setelah waktu blocking time

berakhir. Bila terjadi gangguan pada periode blocking time, PMT trip dan

tidak bisa recloser lagi (lock out). Bila gangguan terjadi lagi setelah periode

blocking time, maka reclosing relai akan melihatnya sebagai gangguan baru

dan proses reclose di atas akan berulang.

Gambar 4.14 Grafik Waktu Single Shoot Reclosing Relay 70

4.6.2 Multi Shot Reclosing Relay

Relai ini dapat memberikan perintah reclosing ke PMT lebih dari satu

kali. Dead time antar reclosing adalah berbeda – beda, sebagai contoh

gambar di bawah diberikan gambar diagram dari relai reclosing yang

diprogram untuk melakukan 3 kali reclosing.

Bila terjadi gangguan, relai GFR memberikan perintah trip ke PMT dan

pada saat yang sama juga menjalankan reclosing relai. Setelah dead time t1

yang sangat pendek (kurang dari 0.6 detik), relai memberikan perintah

reclose ke PMT. Jika gangguan masih ada maka PMT akan trip kembali dan

relai reclosing akan melakukan reclose yang kedua setelah dead time t2 yang

cukup lama (antara 10- 60 detik). Jika gangguan masih ada maka PMT akan

trip kembali dan relai reclosing akan melakukan reclose yang ketiga setelah

dead time (t2=t3). Bila terjadi gangguan lagi dalam periode blocking time

tB3, maka PMT akan trip dan lock out.

60

Gambar 4.15 Grafik Waktu Multi Shoot Relay

Recloser dapat reclose dua kali atau lebih, dan dead time dapat berbeda atau

sama.

4.5 Karakteristik Relai Arus Lebih Recloser

Dalam setting waktu recloser, digunakan kurva waktu inverse. Pertama

sebagai kurva ”instantaneous” atau dan berfungsi utama sebagai pengaman

terhadap fuse saat terjadi gangguan sementara. Kedua sebagai kurva ”time

delay” atau yang berfungsi untuk menunda tripnya recloser dan memberikan

kesempatan kepada fuse untuk melebur saat terjadi gangguan permanen.

4.5.1 Karakteristik Instant (Instantaneous)

Jangka waktu relai mulai pick-up sampai selesainya. Kerja relai tanpa

penundaan waktu, kerjanya sangat cepat / waktunya pendek (20–100 milli

detik).

61

Gambar 4.16 Kurva Karakteristik Waktu Instant

4.5.2 Karakteristik Waktu Tertentu (Definite Time)

Jangka waktu relai mulai pick-up sampai selesai kerja relai

diperpanjang dengan nilai waktu tertentu dan tidak tergantung dari

besarnya arus yang menggerakkannya.

Gambar 4.17 Kurva Karakteristik Waktu Tertentu

4.5.3 Karakteristik Waktu Terbalik (Invers Time)

Jangka waktu relai mulai pick-up sampai selesai kerja relai

diperpanjang dengan nilai waktu tertentu dan tergantung dari besarnya

arus yang menggerakkannya. Semakin besar arus yang lewat relai,

maka semakin cepat relai bekerja,dan sebaliknya.

62

Karakteristik OCR Inverse ada 4 macam:

1. Normal Inverse

2. Very Inverse

3. Extremelly Inverse

4. Long Time Inverse

Gambar 4.18 Kurva Karakteristik Waktu Untuk Relai Arus Lebih

Invers

4.8 Koordinasi Relai pada Recloser

Jika relai dilewati arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu (arus

setting/ setelan waktu tertentu), maka relai akan mulai bekerja. OCR

bekerja berdasarkan kenaikan arus yang terdeteksi oleh relai.

4.8.1 Wiring Diagram Over Current Relay dan Ground Fault Relay

Gambar 4.19 Wiring Diagram Kerja OCR GFR

63

Jika relai dilewati arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu (arus

setting/ setelan waktu tertentu), maka relai akan mulai bekerja. OCR

bekerja berdasarkan kenaikan arus yang terdeteksi oleh relai.

4.8.2 Cara Kerja OCR Saat Hubung Singkat 3 Fasa

Gambar 4.20 Wiring Diagram Kerja OCR saat Hubung Singkat 3Fasa

Gangguan terjadi pada fasa R,S dan T. Arus gangguan hubung singkat

mengalir di jaringan. Karena arus tersebut lebih besar dari rasio CT

pada sekunder CT mengalir arus masuk ke OCR. Dari OCR memasok

arus ke PMT, sehingga PMT trip.

4.8.3 Cara Kerja OCR saat Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah

Gambar 4.21 Wiring Diagram Kerja OCR saat Hubung Singkat 1 Fasa

ke Tanah

Gangguan hubung singkat terjadi pada fasa T, arus mengalir masuk ke

GFR sehingga mengakibatkan PMT trip.

64