100295174 jtm

Perhitungan dan Pemilihan Trafo Pabrik

1. Perhitungan Trafo

Jumlah kebutuhan beban:

S total = 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA = 7,5 MVA

Perhitungan beban maksimum :

Daya Total = FK x S total

FK = 0,7 – 0,9 (dipilih 0,8)

Daya Total = 0,8 x 7,5 MVA

= 6 MVA

Daya Terpakai = Daya total + 20% Daya total (20% merupakan daya cadangan yang

digunakan untuk mengantisipasi adanya beban tambahan mendatang)

Daya Terpakai = 6 MVA + (20% x 6 MVA)

= 6 MVA + 1,2 MVA = 7,2 MVA

Daya Kontrak PLN yang digunakan adalah 7,1MVA

2. Pemilihan Trafo

Berdasarkan hasil perhitungan kapasitas daya terpasang diperoleh kapasitas daya

terpasang sebesar 7200 kVA. , maka sesuai standar nilai daya trafo yang tersedia di

pasaran dipilih 3 trafo dengan daya sebesar 2500 kVA kerja paralel sehingga

menghasilkan daya sebesar 7500 kVA dengan mempertimbangkan syarat paralel trafo

yaitu :

1. Tegangan kedua trafo harus sama.

2. Ratio belitan N1/N2 kedua trafo sama.

3. Impedansi kedua usahakan sama, trafo dengan kapasitas daya lebih kecil

impedansinya harus lebih besar.

4. Ratio daya trafo besar dan kecil tidak melebihi 3 : 1.

Karena daya yang tersambung diatas 200 kVA, maka trafo tidak memakai GTT

(Gardu Trafo Tiang), melainkan Gardu Distribusi. Penyediaan trafo ditanggung

pelanggan dan rugi-rugi (kVARh) pada jaringan di tanggung pula oleh pelanggan.

Berikut ini adalah hal-hal terpenting yang perlu diperhatikan dalam pemesanan

transformator distribusi yang mempunyai tegangan tertinggi (untuk peralatan) 24 kV

atau kurang, baik melalui impor maupun pembelian dalam negeri.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemesanan transformator antara lain :

Daya Nominal

Tegangan Input

Sistem Tegangan ( satu phasa / tiga phasa)

Rugi – rugi Nol – Load dan Load Losses

Selengkapnya. dalam SPLN 8A: 1978 (Publikasi IEC 76-1 (1976).

Berikut data spesifikasi beberapa trafo yang ada di pasaran :

Trafo 1 :

TRAFINDO

Standar : SPLN 50/97

Rated primary voltage : 20000V (20 kV)

Secondary Voltage : 400 V

Kapasitas : 2500 kVA

Tegangan Impedansi : 7%

No Load losses : 4000 W

Load Losses : 25000 W

Total Losses : 29000 W

Effciency at 75% load : 99,05 W

Noise Level : 62 dB

Keterangan lengkap lihat catalog

Trafo 2 :

Scneider Electric

Minera

Standar : EN 60076-1/10

Rated primary voltage : 15 dan/atau 20 kV

Secondary Voltage : 400 to 433 V Fasa-fasa, 231-250 V fasa-N

Kapasitas : 2500 kVA

Tegangan Impedansi : 6%

No Load losses : 2150 W

Load Losses : 22000 W

Total Losses : 24150 W

Effciency at 75% load : 99,23 W

Noise Level : 66 dB

Keterangan lengkap lihat katalog

Dari perbandingan trafo di atas maka dipilih trafo yang memiliki losses yang rendah

maka dalam perencanaan ini dipilih 3 Trafo Merk “Schneider Electric Minera” dengan

kapasitas daya sebesar 2500 kVA dan spesifikasi lengkap terdapat pada lampiran Katalog.

PENENTUAN ARUS NOMINAL UTAMA DAN ARUS NOMINAL CABANG

Dalam perhitungan pengaman sekunder kita harus memperhatikan arus nominal untuk

masing-masing kelompok.

Arus Nominal Primer setiap trafo

IN =

2500000 VA

√3 x 20 KV = 72,16 A KHA = 1,25 x 72,16

= 90,2 A

Untuk 2 trafo maka 90,2 x 2= 180,4

Menggunakan kabel merk Supreme N2XSEbY 3x35 mm2

dengan KHA 173 A di

udara pada suhu keliling 30°C, standart IEC

Gambar I.1. Posisi HV

Keterangan lebih lengkap lihat katalog

HV TERMINAL

a) Arus nominal sisi sekunder

In = S trafo

√3 x Vsec KHA =1,25 x 3608,4 A

¿2500000VA

√3 x 400 V=3608,4 A = 4510,5 A

Menggunakan kabel NYY rm 8 x (1x185 mm2) dipasang di udara dengan KHA terus

menerus 511 A tiap kabel pada suhu keliling 30 c. Jika dipasang ⁰ 8 kabel maka KHAnya

menjadi 4088 A, dianggap mencukupi karena dengan pertimbangan bebab tidak menyala

100%.

Karena di parallel maka untuk busbar pada MDP = 4510 x 2 = 9020 A

Menggunakan busbar telanjang dengan 1(100x5mm) dengan KHA tiap busbar sebesar

1310A, sehingga jika menggunakan 7 batang KHAnya menjadi 9170 A.

Gambar I.2 Detail Pemasangan Di Tray Kabel

Gambar I.3 Detail Pemasangan Kabel Sekunder

b) Arus cabang

Kelompok 1 ¿ 1500 kVA

√3 x 400 V=2165 A


√3 x 400 V=2165 A

Kelompok 3 ¿1500 kVA

√3 x 400 V=2165 A


√3 x 400 V=2165 A


√3 x 400 V=2165 A

PENENTUAN PENGHANTAR UTAMA DAN PENGHANTAR CABANG

- Kelompok 1 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A

Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 8(1x185mm2) dengan KHA @ sebesar

490 A dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada suhu keliling 30 c⁰ ,jika 8 kabel berarti

2783 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.

Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah,

KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2, berat 7,12 kg/m

- Kelompok 2 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A



2234,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.



- Kelompok 3 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A






- Kelompok 4 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A






- Kelompok 5 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A






Perhitungan Arus Hubung Singkat (Breaking Capacity)

Psc = 500 MVA ∠81,37 ⁰ (ralat)

R (Ω) X (Ω)

a. Jaringan Sisi Atas

Z1=V 2

P=4002

500=320

Cos ϕ=0 ,15

R1= Z1. Cos ϕ .10−3

R1= 320 . 0 ,15.10−3=0 ,048Ω

Sin ϕ=0 , 98

X1= Z1 .Sinϕ .10−3

X1= 320 .0 , 98 .10−3=0 ,3136Ω

b. Transformator

R2=ωc .V 0

2 .10−3

S2

¿ 4000 .400 ² .10−3

75002

= 0,01 Ω

Z2=Vsc100

xV

02

S

¿ 7100

.4002

7500

=1,49 Ω

X 2= √Z22−R2

2

¿√ (1,492−0,012)

1,49 Ω

c. Kabel

R3= ρlA

¿22,510,72

8(1 x185 mm2)

¿0,16 Ω

Untuk 1 phasa

X3=0,16 x l

jumlah kabel

¿0,16 x10,72

8

¿0,21

d. Busbar

Kelompok I

RK 1= ρLA

=22 ,51

80×10=0 ,028Ω

Kelompok 2

RK 2= ρLA

=22 ,51

80×10=0 ,028Ω

Kelompok 3

RK 3= ρLA

=22 ,51

80×10=0 , 028Ω

Kelompok 4

RK 4= ρLA

=22 , 51

80×10=0 ,028Ω

Kelompok 5

RK 5= ρLA

=22 ,51

80×10=0 , 028Ω

Kelompok I

X K 1=0 , 045×2=0 , 09Ω

Kelompok 2

X K 2=0 , 045×2=0 , 09Ω

Kelompok 3

X K 3=0 , 045×2=0 , 09Ω

Kelompok 4

X K 4=0 , 045×2=0 , 09Ω

Kelompok 5

X K 5=0 , 045×2=0 , 09Ω

Arus hubung singkat pengaman utama

a. Rt = R1 + R2 + R3

= 0,048 + 0,01 + 0,16

= 0,218 Ω

Xt = X1 + X2 + X3

= 0,313 + 1,49 + 0,21

= 2,013 Ω

I SC=V 0

√3 .√R2+X2kA

= 400

√3 .√0 , 2182+2 ,0132=400

3,5=114 ,19 kA

Arus hubung singkat pengaman cabang

a. Kelompok 1

Rt1 = Rt + R3 + Rk1

= 0,218 + 0,16 + 0,028

= 0,406 Ω

Xt1 = Xt + X3 + Xk1

= 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC=V 0

√3 .√R2+X2kA

= 400

√3 .√0,406 2+2,313 2kA

= 98,45 kA

b. Kelompok 2

Rt2 = Rt + R3 + Rk2

= 0,218 + 0,16 + 0,028

= 0,406 Ω

Xt2 = Xt + X3 + Xk2

= 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC=V 0

√3 .√R2+X2kA

= 400

√3 .√0,406 2+2,313 2kA

= 98,45 kA

c. Kelompok 3

Rt1 = Rt + R3 + Rk1

= 0,218 + 0,16 + 0,028

= 0,406 Ω

Xt3 = Xt + X3 + Xk3

= 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC=V 0

√3 .√R2+X2kA

= 400

√3 .√0,406 2+2,313 2kA

= 98,45 kA

d. Kelompok 4

Rt4 = Rt + R3 + Rk4

= 0,218 + 0,16 + 0,028

= 0,406 Ω

Xt4 = Xt + X3 + Xk4

= 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC=V 0

√3 .√R2+X2kA

= 400

√3 .√0,406 2+2,313 2kA

= 98,45 kA

e. Kelompok 5

Rt5 = Rt + R3 + Rk5

= 0,218 + 0,16 + 0,028

= 0,406 Ω

Xt5 = Xt + X3 + Xk5

= 2,013 + 0,09 + 0,21

= 2,313 Ω

I SC=V 0

√3 .√R2+X2kA

= 400

√3 .√0,406 2+2,313 2kA

= 98,45 kA

PEMILIHAN GENSET

1. PEMILIHAN GENSET

A. Daya Yang Digunakan Genset

Kapasitas Daya = FK x Beban total terpasang x 125 %

= 0,8 x 7500 kVA x 125 %

= 7500 kVA

Berdasarkan besarnya daya genset yang digunakan dari hasil perhitungan maka rating kinerja genset yang diambil sesuai katalog CUMMINS POWER GENERATOR adalah 3 x 2750 kVA,karena daya kVA tersebut sudah termasuk daya cadangan beban yang digunakan.

B. Rating Pengaman Keluaran Genset

I N=2500 kVA

√3 x 400 V = 3608,43 A

KHA = 1,25 x 3608,43 A

= 4510,5 A

Menuju panel genset menggunakan kabel NYY merk Supreme 8 x ( 1 x 300 mm2 )

berinti tunggal tiap fasa dengan KHA = 680 A. dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada

suhu keliling 30 c⁰ ,jika 8 kabel berarti 3862 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan

karena beban tidak bekerja 100%.

Busbar ukuran 80 x 10 mm,dengan KHA 4600 jumlah 4 batang

Stelan maksimum Pengaman Genset = 250% x In

= 250% x 3862A

= 9655 A

Menggunakan Pengaman

Untuk memindahkan dari sumber PLN ke Genset digunakan ATS

2. AUTOMATIC TRANSFER SWITCHJika sumber dari PLN mati maka genset harus segera menyala untuk menggantikan

sumber PLN. Dan demikian juga sebaliknya apabila tiba-tiba sumber PLN kembali masuk

maka Genset harus segera OFF, karena genset dan PLN tidak boleh bekerja secara bersamaan,

jika sumber PLN dan Genset masuk secara bersamaan maka akan terjadi kerusakan. Oleh

karena itu diperlukan sistem interlocking antara PLN dan Genset. Dalam perencanaan ini alat

yang digunakan adalah ATS (automatic transfer switch). ATS merupakan alat yang dapat

mentransfer/memindah secara otomatis antara PLN dan Genset, sehingga lebih memudahkan

dalam pengoperasian karena lebih cepat dan menghindarkan terjadinya kerusakan karena

PLN dan Genset bekerja bersama-sama.

PERHITUNGAN SANGKAR FARADAY

Medan listrik berpengaruh dan berbahaya bagi pekerja yang bekerja pada atau dekat sekali

dengan bagian dari jaringan yang bertegangan. Pekerja dapat mempergunakan perlindungan untuk

hal tersebut seperti sangkar faraday.

Dalam perhitungan ini yang perlu diperhatikan adalah system pengaman dari sisi TR

maupun TT pada trafo. Sesuai dengan catalog yang ada jarak aman sisi tegangan tinggi adalah =

500 mm dengan perkiraan panjang tangan manusia sekitar kurang lebih 500 mm.sehingga dapat

terhitung sangkar faraday sesuai dengan dimensi trafo yang digunakan.

Dimensi trafo yang digunakan dengan data sebagai berikut :

Panjang (A) : 2250 mm

Lebar (B): 1335 mm

Tinggi (C) : 2025 mm

Sehingga diperoleh dimensi sangkar faraday terpasang sebagai berikut :

Panjang : (jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x 2 + panjang trafo

: ( 500 + 500 ) x 2 + 2250 mm

: 4250 mm.

Lebar : (jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x 2 + lebar trafo

: ( 500 + 500 ) x 2 +1335 mm

: 3335 mm

Tinggi : (jarak aman trafo dengan atap) + tinggi trafo

: 1000 mm + 2025 mm

: 3025 mm

Gambar IV.1 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak depa

Gambar sangkar faraday tampak atas

Gambar IV.2 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak atas

Gambar IV.3 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak samping

PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DAN DESAINCELAH UDARA PADA GARDU INDUK

Dalam kerjanya transformator tidak lepas dari kerugian salah satunya adalah panas, panas

yang berlebihan pada trafo dapat mengakibatkan hal-hal yang tidak diinginkan antara lain :

1) Drop tegangan.

2) Pemanasan pada minyak trafo yang berlebihan, sehingga menyebabkan turunnya

kualitas minyak trafo yang dapat mengakibatkan tegangan tembus minyak trafo turun.

Sehingga dalam kerjanya trafo menuntut sistem pendinginan yang baik, oleh karena itu sistem

pendinginannya harus mempunyai kinerja yang baik, dari berbagai macam faktor yang

mempengaruhi pendinginan salah satunya adalah sirkulasi udara, karena dalam perencanaan ini

trafo yang digunakan diletakkan dalam ruangan (indoor). Untuk itu kita harus menghitung

seberapa besar celah ventilasi yang dibutuhkan agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik.

Celah ventilasi pada trafo dihitung pada saat load losses pada suhu 75oC dengan

losses sebesar 6500 Watt = 1,5 kW hal tersebut dapat dilihat pada data trafo.

Data lain yang diketahui adalah sebagai berikut:

1) Temperatur udara masuk(t1) 20oC

2) Temperatur udara keluar (t2) 35oC

3) Koefisiensi muai udara (α )= 1

273

4) Tinggi ruangan = 4 meter.

Dengan data diatas dapat dicari volume udara yang dibutuhkan untuk mensirkulasi panas

adalah sebagai berikut:

V=860 Pv1116 ( t2−t 1 )

x (1−α t1)

dimana:

Pv = rugi trafo (Kw) / no load losses + load losses = 4 + 25 = 29 kW

t1 = temperatur udara masuk (oC)

t2 = temperatur udara keluar (oC)

α = koefisien muai udara

H = ketinggian ruangan (m)

sehingga:

V=860 .291116 (35−20 )

x (1− 1273

. 20)

V= 1 ,38 m3 /s

Kemampuan pemanasan udara yang mengalir disepanjang tangki trafo adalah

v=Hξ

dimana:

H=ketinggian (m)

ζ = koefisien tahanan aliran udara

Koefisien tahanan aliran udara berbeda-beda tergantung pada kondisi daripada tempat

diletakkannya trafo itu sendiri.

Kondisi tempat ζ

Sederhana

Sedang

Baik

4.....6

7.....9

9.....10 (jaringan konsen)>20

Apabila kondisi tempat dimisalkan adalah baik maka ζ = 9.

Sehingga:

v=49

v=0 ,444

Maka dapat kita hitung celah ventilasi sebagai berikut:

qc (penampang celah udara yang masuk) :

Vv

qc :

1 ,38 m3 /s0 , 444 : 3,11 m

2

Karena udara yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi daripada udara yang masuk

yang diakibatkan proses pendinginan trafo dalam ruangan sehingga terjadi pemuaian maka ventilasi

udara keluar yang dibutuhkan harus lebih besar daripada celah ventilasi udara masuk, dengan kata

lain:

q A ¿ qC¿

Sehingga:

q A= 1,1 . qC

q A= 1,1 . 3,11

q A= 3 , 42 m2

Nilai perhitungan diatas adalah nilai minimum, sehingga pemakaian ventilasi udara bisa

memakai ukuran yang lebih besar dari ukuran perhitungan diatas.

Menurut PUIL 2000, celah udara ventilasi yang diijinkan pada Gardu Induk adalah sebesar

20 cm2/kVA. Maka dari itu, perhitungan luas celah udara untuk ventilasi pada GI adalah sebagai

berikut :

Daya trafo = 2500 kVA

Celah udara total = 2500 x 20

= 50000 cm2

Ruangan yang digunakan sebagai tempat peletakkan transformator, mempunyai dimensi

panjang x lebar x tinggi, 7m x 5m x 4m. Celah udara ini dirancang pada dinding sisi 5m.

Celah udara seluas 50000 cm2 ini dibagi 4 celah ventilasi, 2 celah ventilasi terdapat di

dinding sisi bawah sebagai tempat masuknya udara, dan 2 celah ventilasi terdapat sisi atas

dinding sebagai tempat keluarnya udara.

Celah udara sisi bawah :

Ventilasi udara sisi bawah adalah qc =3,11 m2

/3000000 cm2.

Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = 1500000 cm2. 2 = 3000000 cm2

Perancangan celah ventilasi sisi bawah ini didisain agak miring dan dipasang

kassa yang terbuat dari bahan stainless steel agar benda-benda atau hewan dari

luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.

Celah udara sisi atas :

Ventilasi udara sisi atas adalah q A= 3 , 42m2/3000000 cm2.

Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = 1500000 cm2. 2 = 3000000 cm2

Perancangan celah ventilasi sisi atas ini didisain lebih luas dari ventilasi sisi

bawah karena udara yang memuai akibat pemanasan trafo memiliki volume yang

lebih besar daripada udara yang masuk. Selain itu, dipasang besi-besi teralis agar

benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.

Luas total ventilasi sebesar 6000000 cm2. Celah ventilasi pada perancangan ini sudah

memenuhi persyaratan PUIL 2000 karena luas ventilasi minimum untuk transformator 2500 kVA

sudah terpenuhi.

Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran gambar

PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DESAINTIANG TM, CUT OUT, DAN ARRESTER

A. ARESTER

Arrester dipakai sebagai alat proteksi utama dari tegangan lebih.. Karena kepekaan

arrester terhadap tegangan, maka pemakainya harus disesuikan dengan tegangan sistem.

Pemilihan lightning arrester dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat isolasi dasar yang sesuai

dengan Basic Insulation Level (BIL) peralatan yang dilindungi, sehingga didapatkan perlindungan

yang baik. Pada pemilihan arrester ini dimisalkan tegangan impuls petir yang datang berkekuatan

100 KV dalam waktu 0,1μs, jarak titik penyambaran dengan transformator 5 Km.

Tegangan dasar arrester

Pada jaringan tegangan menengah arrester ditempatkan pada sisi tegangan tinggi (primer)

yaitu 20 KV. Tegangan dasar yang dipakai adalah 20 KV sama seperti tegangan pada sistem.

Hal ini dimaksudkan agar pada tegangan 20 KV arrester tersebut masih tetap mampu

memutuskan arus ikutan dari sistem yang effektif.

Tegangan sistem tertinggi umumnya diambil harga 110% dari harga tegangan nominal sistem.

Pada arrester yang dipakai PLN adalah :

Vmaks = 110% x 20 KV

= 22 KV, dipilih arrester dengan tegangan teraan 28 KV.

Koefisien Pentanahan

Didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan rms fasa ke tanah dalam keadaan

gangguan pada tempat dimana penangkal petir. Untuk menetukan tegangan puncak (Vrms)

antar fasa dengan ground digunakan persamaan :

Vrms =

Vm

√2

=

22

√2

= 15,5 KV

Dari persamaan di atas maka diperoleh persamaan untuk tegangan phasa dengan ground

pada sistem 3 phasa didapatkan persamaan :

Vm(L - G) =

Vrms×√2√3

=

15 , 5×√2√3

= 12,6 KV

Koefisien pentanahan =

12 ,6 KV15 ,5KV

= 0,82

Keterangan :

Vm = Tegangan puncak antara phasa dengan ground (KV)

Vrms = Tegangan nominal sistem (KV)

Tegangan pelepasan arrester

Tegangan kerja penangkap petir akan naik dengan naiknya arus pelepasan, tetapi kenaikan

ini sangat dibatasi oleh tahanan linier dari penangkap petir.

Tegangan yang sampai pada arrester :

E =

eK . e . x

E =

400 KV0 ,0006×5 Km

= 133,3 KV

Keterangan :

I = arus pelepasan arrester (A)

e = tegangan surja yang datang (KV)

Eo = tegangan pelepasan arrester (KV)

Z = impedansi surja saluran (Ω)

R = tahanan arrester (Ω)

Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh

BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flashover dan probabilitas tembus isolator, maka

20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga e adalah :

e =1,2 BIL saluran

Keterangan :

e = tegangan surja yang datang (KV)

BIL= tingkat isolasi dasar transformator (KV)

Arus pelepasan nominal (Nominal Discharge Current)

I =

Z adalah impedansi saluran yang dianggap diabaikan karena jarak perambatan sambaran tidak

melebihi 10 Km dalam arti jarak antara GTT yang satu dengan yang GTT yang lain berjarak antara 8

KM sampai 10 KM. ( SPLN 52-3,1983 : 11 )

R =

tegangan kejut impuls 100 %arus pemuat

=

105 KV2,5 KA

= 42 Ω

I =

2 x 400 KV −133 , 30+42Ω

= 15,8 kA

Keterangan :

E = tegangan pelepasan arester (KV)

e = puncak tegangan surja yang datang

K = konsatanta redaman (0,0006)

x = jarak perambatan

Jatuh tegangan pada arrester dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

V = I x R

Sehingga tegangan pelepasan arrester didapatkan sesuai persamaan :

ea = Eo + (I x R)

Keterangan :

I = arus pelepasan arrester (KA)

Eo = tegangan arrester pada saat arus nol (KV)

Eo = tegangan pelepasan arrester (KV)

Z = impedansi surja (Ω)

R = tahanan arrester (Ω)

Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL)

“Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage

(tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,5 x 40 μs. Sehingga isolasi dari

peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih

tinggi dari BIL tersebut.

Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL)

Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh

BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flasover dan probabilitas tembus isolator,

maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga E adalah :

e =1,2 BIL saluran

e = 1,2 x 125 KV

e = 150 KV

Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage

(tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,2/50 μs. Sehingga isolasi dari

peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih

tinggi dari BIL tersebut. Sehingga dipilih BIL arrester yang sama dengan BIL transformator

yaitu 125 KV

Margin Perlindungan Arrester

Untuk mengitung dari margin perlindungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

MP = (BIL / KIA-1) x 100%

MP = (125 KV/ 133,3 – 1) x 100%

= 94,5 %

Keterangan :

MP = margin perlindungan (%)

KIA = tegangan pelepasan arrester (KV)

BIL = tingkat isolasi dasar (KV)

Berdasarkan rumus di atas ditentukan tingkat perlindungan untuk tafo daya. Kriteria yang

berlaku untuk MP > 20% dianggap cukup untuk melindungi transformator .

Jarak penempatan Arrester dengan Peralatan

Penempatan arrester yang baik adalah menempatkan arrester sedekat mungkin dengan

peralatan yang dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan Yang dilindungi digunakan

persamaan sebagai berikut :

Ep = ea +

2×A×xv

= 133,3 KV+

2×4000 KV / μs×x300 m / μs

8,3 = 26,6x

x = 0,31 m

jadi jarak arrester sejauh 31 cm dari transformator yang dilindungi.

Perhitungan jarak penempatan arrester di atas digunakan untuk transformator tiang. Namun di

wilayah Malang juga terdapat penempatan transformator di permukaan tanah dengan

menggunakan kabel tanah. Transformator diletakkan di atas tanah dan terhubung dengan

arrester yang tetap diletakkan di atas tiang melalui kabel tanah.

Tabel VI.1 Batas Aman Arrester

Pemilihan Arrester

Dalam hal ini pemilihan arrester yang digunakan untuk sistem tegangan menengah yaitu

arrester katup. Arrester ini terdiri dari atas beberapa sela percik yang dihubungkan seri

dengan resistor tak-linier. Resistor tak linier mempunyai tahanan yang rendah bila dialiri arus

besar dan mempunyai tahanan yang besar saat dialiri arus kecil. Resistor tak-linier umumnya

digunakan untuk arrester yang terbuat dari bahan silikon karbid. Kerja arrester ini tidak

dipengaruhi keadaan udara sekitar karena sela percik dan resistor tak-linier keduanya

ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup.

B. CUT OUT

Cut – Out berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus lebih. Cut – out dipasang pada

sisi primer transformator, dalam menentukan cut-out hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah:

Arus nominal beban untuk pemilihan rating arus kontinyu cut-out

Tegangan sistem untuk pemilihan rating tegangan

Penggunaan CO tergantung pada arus beban, tegangan sistem, type sistem, dan arus gangguan

yang mungkin terjadi.

Dalam pemilihan Cut Out, teragantung dari pemakaian trafo apakah memakai minyak atau trafo

kering. Di dalam PUIL 2000 hal 190, apabila menggunakan trafo kering, In Co dikalikan 125 %

(maksimal).

In CO = 130 % X

2500 kVA

√3 X 20 kV

= 93,81 A

Dari data diatas dapat dipilih CO dengan spesifikasi sebagai berikut:

Rating arus : 93,81 A

Rating tegangan : 20 kV

Untuk Jelasnya Lihat Lampiran...................

PENTANAHAN BODY TRAFO, SANGKAR FARADAY, BODY CUBICLE

Pada pentanahan body trafo, sangkar faraday,body cubicle harus mempunyai tahanan

maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang

tunggal dengan catatan:

Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m

Luas penampang elektroda adalah 120 mm2

L=π . r2

120=3 ,14 . r2

r=√1203 , 14

r=6 , 18 mm

Menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal

Panjang elektroda ( l ) = 35 meter

Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda

R pentanahan =

ρ2. π . ℓ ( ln

4 La

−1)

=100

2 . π .35 ( ln4350 , 00618

−1) = 4,06 Ω

Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan sistem pentanahan elektroda batang

tunggal adalah sebesar 4,06 Ω. Sehingga memenuhi syarat PUIL.

Supaya batang elektroda tidak terlalu panjang maka dalam perencanaan pentanahan ini

metode yang digunakan adalah metodeTriangle untuk merencanakan metode pentanahan

tersebut diketahui data-data sebagai berikut:

pL

2a

Permukaan tanah

Diketahui

r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3 m)

l (panjang elektroda) : 2 meter

L (jarak antar elektroda): 4 meter ( 2 x panjang elektroda)

Tahanan jenis tanah : 100 Ω /meter (tanah Ladang)

Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor

pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu :

k =

1+1m3 . Factor pengali untuk konfigurasi triangle.

Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang

dibutuhkan yaitu :

x =

1+ LL =

1+22 = 1,5

m =

ln x

lnlr =

ln 1,5

ln1

6 , 18 x 10−3=0,079

k =

1+2m3 =

1+1(0 ,079)3 = 0,36

setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut:

o Rpt =

ρ×k2πL =

100×0 ,362 π 2

o Rpt = 2,87 Ω

Dengan menggunakan metode triangle maka tidak membutuhkan elektrode yang terlalu panjang.

Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran

PENTANAHAN ARESTER DAN KABEL NA2XSGBY

Dalam perencanaan pentanahan ini metode yang digunakan adalah metodeTriangle untuk

merencanakan metode pentanahan tersebut diketahui data-data sebagai berikut:

Diketahui







k =



dibutuhkan yaitu :

x =

1+ LL =

1+22 = 1,5

m =

ln x

lnlr =

ln 1,5

ln1

6 , 18 x 10−3=0,079

k =

1+2m3 =

1+1(0 ,079)3 = 0,36



o Rpt =

ρ×k2πL =

100×0 ,362 π 2

o Rpt = 2,87 Ω

Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO, PANEL MDP BODY GENSET PANEL GENSET

Pada pentanahan titik netral trafo, panel MDP, body Genset, dan panel genset harus

mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan pentanahan system

Triangle.

Diketahui







k =



dibutuhkan yaitu :

x =

1+ LL =

1+22 = 1,5

m =

ln x

lnlr =

ln 1,5

ln1

6 , 18x 10−3=0,079

k =

1+2m3 =

1+1(0 ,079)3 = 0,36



o Rpt =

ρ×k2 πL =

100×0 ,362 π 2

o Rpt = 2,87 Ω

Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

Gambar IX.1 Detail pemasangan elektroda pada pipa batu

PEMILIHAN KOMPONEN KUBIKEL

A. Single Line Diagram Kubikel

Kubikel 20 kV adalah komponen peralatan untuk memutuskan dan menghubungkan,

pengukuran, tegangan, arus maupun daya, peralatan proteksi dan control. Didalam perencanaan ini,

pelanggan memesan daya kepada PLN sebesar 630 kVA, pelanggan ini termasuk pelanggan TM / TM

/ TR sehinga trafo milik pelanggan, rugi-rugi di tanggung pelanggan, pengukuran di sisi TT dan trafo

ditempatkan di gardu distribusi.

Kubikel terdiri dari dua unit. Pertama adalah milik PLN (yang bersegel) dan kubikel milik

pelanggan (hak pelanggan sepenuhnya). Setiap kubikel terdiri dari incoming, metering dan outgoing.

Pada perencanaan ini, kubikel pelanggan dan PLN disamakan spesifikasinya, karena selain PLN,

pelanggan juga perlu memonitoring metering milik pelanggan itu sendiri. Spesifikasi kubikel ialah:

1. Incoming : IMC

2. Metering : CM

3. Outgoing : DM1-A

1. INCOMING (IMC)

Komponen pada IMC :

*LBS (load break switch),

*coupling kapasitor dan

*CT

- LBS

Ialah pemutus dan penyambung tegangan dalam keadaan berbeban, komponen berbeban terdiri

atas beberapa fungsi yaitu:

1. Earth Switch

2. Disconnect Switch

3. Load Break Switch

Untuk meng-energized, proses harus berurutan (1-2-3) dan memutus beban harus dengan urutan

kebalikan (3-2-1).

- Coupling Capasitor

Dalam penandaan kubikel membutuhkan lampu tanda dengan tegangan kerja 400 kV.

Karena pada kubikel mempunyai tegangan kerja 20 kV, maka tegangan tersebut harus

diturunkan hingga 400 V menggunakan coupling capasitor dengan 5 cincin yang

menghasilkan output tegangan

= 20 kV/5

= 400 V

- Current Transformator (CT)

Trafo yang digunakan adalah trafo dengan daya 630 kVA. Sehingga arus nominalnya

ialah:

IN =

2500000 VA

√3 x 20 KV = 72,16 A

dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :

1. CT ARM / N2F

2. Single Primary Winding

3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman

4. Arus rating : 50 A / 5 A

5. Ith : 12,5 kA

6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA , Class : 0,5

7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 10P30

Lihat katalog kubikel

Dimensi dan berat IMC :

Panjang : 375 mm

Lebar(kedalaman) : 500 mm

Tinggi : 1600 mm

Berat : 200k g (hanya panel)

Accessories:

Motor untuk mengoperasikan saklar mekanik

Kontak Bantu

Pengunci interlock

Pemanas dengan daya elemen 150W

Enclosure atau hubungan enclosure untuk pengawatan

Phase comparator

Indicator kesalahan

Surge arrestors (hanya untuk kubikal 500 mm)

2. METERING (CM)

Terdiri atas Disconnector dan earthing switch, busbar 3 phasa, operating mecanism cs, LV circuit

isolation switch, LV fuse, 3 fuse type UTE atau DIN 6.3 A, Voltage transformer heater 150 W

(karena daerah degan tingkat kelembaban tinggi).

- Load Break Switch type CS

Dioperasikan dengan pengungkit yang terdiri atas :

1. Earth switch

2. Disconnect switch

Auxiliary kontak untuk CM yaitu 10 + 2c

lihat katalog kubikel halaman 44

- Voltage transformer

Transformer VRQ2-n / S1 phase to earth 50 Hz

Rated voltege : 24 kV

Primary voltage : 20 √ 3 kV

Secondary voltage : 100√ 3 V

Thermal power : 250 VA

Kelas akurasi : 0,5

Lihat katalog kubikel halaman 50

- Heater 150 W

Heater digunakan sebagai pemanas dalm kubikel. Sumber listrik heater ini berdiri sendiri 220

V-AC. Difungsikan untuk menghindari flash over akibat embun yang ditimbulkan oleh

kelembaban di sekitar kubikel.

3. OUTGOING (DM1-A)

Terdiri atas:

SF1 atau SF set circuit breaker (CB with SFG gas)

Pemutus dari earth switch

Three phase busbar

Circuit breaker operating mechanism

Dissconector operating mechanism CS

Voltage indicator

Three ct for SF1 CB

Aux- contact on CB

Connections pads for ary-type cables

Downstream earhting switch.

Dengan aksesori tambahan:

Aux contact pada disconnector

Additional enclosure or connection enclosure for cabling from above

Proteksi menggunakan stafimax relay atau sepam progamable electronic unit for SF1 –

CB.

Key type interlock

150 W heating element

Stands footing

Surge arrester

CB dioperasikan dengan motor mekanis.

Lihat katalog kubikel

Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :

1. CT ARJP2 / N2F




5. Ith : 25 kA

6. Untuk metering 5 A, Burden : 720 VA , Class : 0,5


Pemilihan Disconnecting Switch (DS).

Disconnecting switch merupakan peralatan pemutus yang dalam kerjanya (menutup dan

membuka) dilakukan dalam keadaan tidak berbeban, karena alat ini hanya difungsikan sebagai

pemisah bukan pemutus.

Jika DS dioperasikan pada saat keadaan berbeban maka akan terjadi flash over atau

percikan-percikan api yang dapat merusak alat itu sendiri.

Fungsi lain dari disconnecting switch adalah difungsikan sebagai pemisah tegangan pada

waktu pemeliharaan dan perbaikan, sehingga dperlukan saklar pembumian agar tidak ada

muatan sisa.

Karena DS dioperasikan sebagai saklar maka perhitungannya adalah :

I=KVA (trafo )√3×20kV

×1 , 15

I=2500 kVA

√3×20 kV×1 ,15

= 82, 98 A

Sehingga dipilih DS dengan type SF 6 with earthing switch.

Pemilihan Load Break Switch.

Kemampuan pemutus ini harus disesuaikan dengan rating nominal dari tegangan kerja,

namun LBS juga harus mampu beroperasi saat arus besar ( Ics ) tanpa mengalami kerusakan.

Cara pengoperasian LBS bisa secara manual yaitu digerakkan melalui penggerak mekanis

yang dibantu oleh sisitem pegas dan pneumatic.pemilihan LBS ditentukan berdasarkan dengan

Rating arus nominal dan tegangan kerjannya :

I=KVA (trafo )√3×20kV

×1 , 15

I=2500 kVA

√3×20 kV×1 ,15

= 82,98 A

Pemilihan Current Transformer.

Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat

dipilih CT dengan perhitungan sebagai berikut :

a) Untuk incoming (IMC)


1. CT ARM / N2F




5. Ith : 12,5 kA

6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA , Class : 0,5


b) Untuk outgoing (DM1A)


Transformer VRQ2-n / S1 phase to earth 50 Hz


Primary voltage : 20 √ 3 kV

Secondary voltage : 100√ 3 V


Kelas akurasi : 0,5

Pemilihan Potential Transformer

Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat

dipilih PT dengan perhitungan sebagai berikut :

Transformer VRC2 / S1 phase to phase 50 Hz


Primary voltage : 20 kV

Secondary voltage : 100 V


Kelas akurasi : 0,5

Pemilihan CB

CB = 250% x Ip

= 250% x 72,16 A

= 180,4 A

PERENCANAAN THREE CORE TERMINATION

100295174 jtm

Documents