20728121 trip circuit supervisory rakitanhg

TRIP CIRCUIT SUPERVISORY-RAKITAN

Achmadi Muchtar Abd Salam Nganro Maryono

E-mail : [email protected] E-mail : abdul_ salam_nganro @plnsulselra.co.id

Unit Transmisi dan Gardu Induk Panakukang

Area Penyaluran dan Pengaturan Beban (AP2B)

PT. PLN (Persero) Wilayah Sulsel dan Sultra

Jl. Jend. Hertasning Blok B , Makassar, Sulawesi Selatan

A B S T R A K

Rangkaian trip dari circuit breaker sangat penting fungsinya, apabila bermasalah

(open atau putus) maka CB tidak akan trip meskipun relay proteksi sudah memerintahkan

untuk trip. Oleh karenanya diperlukan peralatan yang dapat senantiasa melakukan deteksi

dini terhadap kerusakan triping circuit (triping coil) dari PMT. Berdasarkan fungsi tersebut

maka dapat disimpulkan bahwa peralatan ini sangatlah penting karena deteksi dini yang

dilakukan akan mencegah terjadinya gangguan meluas, sehingga kontinuitas layanan listrik

ke konsumen tetap terjamin.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keandalan suatu peralatan listrik

adalah faktor yang mutlak dipenuhi agar

mutu, kontinuitas pelayanan dan

pemenuhan akan kebutuhan listrik bagi

konsumen dapat terjamin

kelangsungannya baik secara kwalitas

maupun kwantitas. Energi listrik hasil

produksi pembangkit, untuk sampai ke

konsumen harus melalui beberapa

tahapan proses yaitu disalurkan memalui

Transmisi dan Gardu Induk kemudian

didistribusikan lagi melalui JUTM, trafo

distribusi dan JUTR kemudian sampailah

ke konsumen.

Pada PT. PLN (Persero) AP2B

Sistem Sulsel khususnya pada Unit

Transmisi dan Gardu Induk menagani

pemeliharaan dan pengoperasian system

150 kV, 70 kV, dan 30 kV serta

pemeliharaan cubicel 20 kV (sampai

kabel ujung Mop).

Salah satu peralatan yang sangat

penting pada penyaluran energi listrik

tersebut adalah Circuit breaker (CB),

karena Circuit breakerlah yang

memutuskan atau menyambung suatu

rangkaian listrik baik dalam keadaan

normal maupun keadaan gangguan.

Oleh karenanya kondisi dari CB

khususnya yang belum dilengkapi

dengan TCS tersebut harus senantiasa

diperhatikan sehingga selalu dalam

keadaan yang siap untuk dioperasikan,

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

utamanya untuk mengisolir jaringan

listrik yang mengalami gangguan dari

jaringan listrik yang aman.

Pada circuit breaker terdapat

system control, dan salah satu bagian

yang sangat penting dari system control

circuit breaker adalah Circuit Tripping

(rangkaian trip). Bagian ini berfungsi

untuk mentripkan CB jika mendapat

trigger dari rele proteksi yang

terpasang. Oleh sebab itu jika tripping

circuit putus atau open dan tiba-tiba

terjadi gangguan pada salah satu

penyulang, maka CB tidak akan trip

walaupun rele sudah memerintahkan

untuk trip, hal ini disebabkan karena

tripping coil tidak dapat menekan tuas

tripping pada CB.

Ada banyak kemungkinan yang

dapat membuat CB tidak siap untuk trip

ketika mendapat perintah dari relay

proteksi, salahsatunya adalah kerusakan

pada rangkaian trip (termasuk

didalamnya triping coil). Oleh karena itu

monitoring triping coil dari CB mutlak

dilakukan setiap saat, sementara itu

tidak semua CB dilengkapi sarana untuk

memonitor tripping coil tersebut, kondisi

inilah yang menyulitkan operator Gardu

Induk untuk mendeteksi apakah tripping

coil CB masih baik atau sudah putus.

Kendala yang lain adalah posisi dari

tripping coil letaknya tersembunyi dan

tidak dapat diprediksi jika hanya dilihat

secara visual.

Bertitik tolak dari betapa

pentingnya keberadan TCS (trip circuit

supervisory) tersebut, maka muncullah

ide inovasi untuk membuat rangkaian

kontrol monitor tripping coil CB,

sehingga dengan peralatan tersebut

sedini mungkin kerusakan tripping coil

dapat terdeteksi dan akan segera diganti

sebelum terjadi gangguan berikutnya

dan sekaligus akan mencegah terjadinya

pemadaman meluas.

1.2 Maksud Dan Tujuan

Berdasarkan pertimbangan yang

telah diuraikan pada latar belakang,

maka kami bermaksud membuat

peralatan pengawas TCS (trip circuit

supervisory) dengan desain yang

sederhana, murah namun mempunyai

fungsi yang sangat membantu dalam

mengawasi/memantau tripping circuit

dari circuit breaker, sehingga kejadian

gagal trip yang dikarenakan kerusakan

pada circuit tripping dapat dihindari.

Pengalaman menunjukkan bahwa

sering ditemukan tripping coil putus dan

level mekanis (interlock mekanis) selalu

bergeser. Jika kedua hal tersebut

dibiarkan maka performance dari CB

tersebut menjadi tidak optimal dan akan

sering menyebabkan terjadinya

pemadaman yang lebih luas oleh karena

CB tidak siap mengclear gangguan


ketika mendapat trigger dari relay

proteksi OCR maupun GFR. Untuk

mengatasi hal tersebut maka

dipasanglah TCS yang dapat memonitor

kesiapan trip dari circuit breaker secara

online dan kontinyu agar senantiasa

kesiapan operasi dari CB dapat

termonitor, namun yang menjadi

kendala adalah harga dari TCS built-up

tersebut cukup mahal sehingga

muncullah ide untuk membuat TCS

rakitan yang diharapkan dapat

menggantikan posisi TCS built-up.

1.3 Ruang Lingkup

TCS (trip circuit supervisory) yang

kami buat adalah rangkaian elektronik

yang akan mengawasi tripping circuit

secara kontinyu, dengan fasilitas alarm

dan lampu indikasi yang akan

memberikan peringatan dini apabila

terdapat kerusakan atau

ketidaknormalan (open) pada tripping

circuit dari suatu circuit breaker.

1.4. Metodologi

Metode yang digunakan dalam tulisan

ini adalah

Studi literatur, yang dengan

melakukan studi dari buku-

buku/pustaka yang berkaitan

dengan masalah yang dibahas.

Observasi/studi kasus, yaitu

berdasarkan kasus yang pernah

terjadi dlingkungan unit Tragi

Panakukang.

Pembuatan alat.

Metode pengambilan data.

Pengambilan data dilakukan

secara deskriptif yaitu penguran

data secara langsung dari alat

yang dibuat

II. LANDASAN TEORI

2.1 Teori Circuit Breaker

Circuit breaker adalah peralatan

listrik yang digunakan untuk

memutuskan atau menghubungkan

rangkaian listrik baik dalam keadaan

normal maupun tidak normal. Circuit

breaker terdiri dari system tri pole

(digunakan pada trafo tenaga) dan

single pole seperti yang digunakan pada

line transmisi. Setiap pole dari circuit

breaker berisi komponen pemutus dan

ruang peredam busur api. Pemutus

berfungsi memutus dan

menghubungkan sepasang kontak yaitu

kontak diam dan kontak bergerak,

sedangkan ruang peredam busur api

berfungsi untuk memadamkan busur api

listrik yang timbul akibat pemutusan

aliran. Media pemadam busur api


tersebut dapat berupa udara, minyak

dan Sulfur Hexa flouride (SF6).

Karakteristik CB dapat

digambarkan oleh setiap ukuran yang

dimilikinya misalnya tegangan, arus,

frekwensi, level isolasi, dan tegangan

kerjanya. Fungsi utama CB adalah

menyalurkan arus maksimum secara

kontinu, menutup dan memutuskan

kontak pada kondisi normal, Menutup

dan memutuskan kontak pada kondisi

gangguan fault dan dapat tahan

terhadap arus gangguan yang timbul

sesaat.

Klasifikasi circuit breaker berdasarkan

media pemadam busur api :

1. Oil Circuit Breaker (OCB)

2. Air Circuit Breaker

- Air blast CB

- Vacum CB

3. Sulphur Hexaflouride Circuit Breaker

(SF6 CB)

- Single pressure type

- Doble pressure type

Circuit breaker dalam melaksankan

fungsinya, juga dilengkapi dengan

berbagai alat bantu, salah satu alat

bantu yang penting adalah Tripping Coil,

yang menjadi topik dalam tulisan ini.

Alat ini harus selalu dalam kondisi yang

baik agar setiap saat dapat

memutuskan dan mengisolir gangguan

yang dapat timbul setiap saat, sehingga

pemadaman listrik yang meluas dapat

dicegah.

2.2 Trip Circuit Supervisory (TCS)

Pada saat circuit breaker dalam

keadaan operasi (On), maka kontak

auxiliary mekanik PMT yang diserikan

dengan rangkaian trip menjadi close,

sehingga terjadi rangkain tertutup pada

tripping circuit . Sehingga mengalirlah

arus melalui rangkaian tripping coil (T),

Omron (K1) dan tahanan ( R1) . Dengan

menutupnya kontak Normaly Open (NO)

dari PMT maka omron K1 akan energize

sehingga kontak NO dari K1 akan

membuka, akibatnya lampu indikasi

tidak nyala begitu juga dengan horn

tidak bunyi.

Aliran arus yang terjadi tidak

membuat tripping coil bekerja karena

tegangan disepanjang rangkaian sudah

terbagi sehingga tegangan yang

dirasakan oleh triping coil tidak cukup

besar untuk membuatnya energize

namun omron tetap energize karena

mendapat tegangan yang cukup.

Dengan tidak menyalanya lampu

indikasi menunjukkan bahwa tripping

circuit dalam kondisi normal yang berarti

PMT siap trip apabila kita butuhkan, dan

sebaliknya apabila lampu indikasi nyala

dan horn bunyi maka kemungkinan ada

masalah di sepanjang rangkaian menuju

tripping coil, misalnya kontak auxiliary

mekanik rusak, sehingga kontaknya

membuka, wiringnya ada yang terputus

ataukah tripping coilnya yang putus.


Dengan adanya gangguan ini maka

terjadi open circuit pada rangkaian trip

sehingga omron K1 tidak energize.

Berdasarkan indikasi tersebut kita dapat

melakukan pemeriksaan atau perbaikan

lebih dini terhadap triping circuit

sehingga kemungkinan gagal trip pada

PMT karena kerusakan triping circuit

dapat dihindari.

Selain itu, TCS ini juga dilengkapi

dengan lamp test dan rangkaian alarm

atau buzzer yang akan mengeluarkan

bunyi apabila terjadi kerusakan triping

circuit pada PMT, sehingga operator

akan segera mengetahui apabila ada

dari PMT yang mengalami kerusakan

pada triping circuitnya dan selanjutnya

akan disampaikan ke regu pemeliharaan

untuk dilakukan pembenahan. Untuk

menghentikan bunyi alarm dapat

dilakukan dengan menekan tombol reset

sehingga K3 energize.

III. PEMBAHASAN Urutan pelaksanaan inovasi TCS adalah

sebagai berikut :

3.1 Perancangan TCS Rakitan.

Adapun rangkaian dari TCS yang

Horn

K

K

K

CT

Alarm Reset

Lamp Test

Order Close

Order Trip

Lamp

- 110 Vdc

+ 110 Vdc TCS

R

R

1

2

3

4

5

6

7


akan mendeteksi secara dini tripping

coil putus adalah seperti gambar diatas:

Material yang digunakan :

1. Omron : 3 bh

2. Lampu signal : 1 bh

3. Push button : 2 bh

4. Resistor : 2 bh

5. Panel Mimic Board : 1 bh

6. Kabel kontrol : Secukupnya

7. Papan PCB : Secukupnya

8. Plat Besi : Secukupnya

9. Timah : Secukupnya

3.2 Pengujian Rangkaian TCS

Setelah rangkaian dibuat maka

dilakukan pengujian dengan

menghubungkan rangkaian tersebut ke

sumber tegangan DC 110 Volt,

kemudian selama 2 minggu rangkaian

tersebut terus dipantau, dan dilakukan

pengukuran jatuh tegangan disetiap

komponen yang dipasang seri dengan

rangkaian trip.

3.3 Hasil Pengujian/Pengukuran

Dari Hasil pengujian diketahui

bahwa rangkaian tersebut tidak

mengalami kerusakan, dan tegangan

tetap terbagi disetiap komponen yang

diserikan dengan triping coil, sehingga

tegangan yang masuk pada triping coil

tidak cukup besar untuk membuatnya

energize dan mentripkan PMT

(malfunction).

Tabel 1 :

NoKomponen

Seri Tegangan (V)

1 Resistor 1 45

2 Resistor 2 46.05

3 Omron K1 73.4

4 Omron K2 72.2

5 Terminal 1-5 119.4

6 Terminal 1-6 119.4

7 Triping Coil 0.6

IV. MANFAAT

Penggunaan TCS pada system

kelistrikan akan memberikan bebarapa

keuntungan, yaitu :

4.1 Manfaat Finansial

Harga yang relatif murah

Untuk memudahkan analisa manfaat

financial maka Pada tulisan diambil

contoh kasus pada system 20 kV,

karena pada system paling sering

terjadi gangguan dan berpotensi

untuk mentripkan pada system 150

kV jika ada ketidaksiapan CB untuk

lepas ketika ada order dari rele.

Namun demikian alat ini dapat

dipakai secara umum pada CB seperti

pada line transmisi.

Biaya yang dibutuhkan untuk merakit

TCS`yang akan dipasang pada

semua penyulang dan incoming 20

kV berkisar Rp. 2.000.000,00 (asumsi

1 GI mempunyai CB 20 kV sebanyak

5 buah). Apabila dibandingkan


dengan pengadaan TCS built up

dengan harga @ Rp. 19.000.000,00

(dipakai untuk 1 Circuit breaker),

maka diperoleh saving sebesar Rp.

18.600.000,00 untuk setiap

penyulang 20 kV. Dari perhitungan

diatas maka akan dibutuhkan dana

sebesar Rp. 1.634 Miliar untuk

memasang TCS built-up pada 86

penyulang dan incoming 20 kV yang

operasi diwilayah tragi panakkukang.

Berikut tabel perbandingan investasi

yang harus dikeluarkan apabila

menggunakan TCS rakitan dengan

built-up.

Tabel 2 :

No Kompo

nen

Harga @

(Rp)

X 1000

Jumlah

Feeder

+ Inc.

operasi

Investa

si (Rp)

X 1000

1 TCS

Built-Up

19.000 86 1.634.000

2 TCS`Rak

itan

400 86 34.400

S a v i n g 1.599.600

Mengurangi Energi Tak Tersalur

Kegagalan trip CB penyulang akibat

kerusakan triping circuit akan

mentripkan CB incoming, sehingga

area pemadaman menjadi semakin

luas dan kWH tak tersalur (ENS)

menjadi semakin besar. Sistem yang

seperti diatas adalah contoh system

yang tidak dilengkapi dengan TCS,

sehingga sangat rentang terhadap

gangguan meluas (CB incoming 20

kV trip) dan apabila ini terjadi akan

menimbulkan kerugian yang besar

terhadap perusahaan. Berikut ini

perbandingan kerugian antara

system yang menggunakan TCS

dengan system tanpa TCS :

� System tanpa TCS

Apabila terjadi gangguan pada

penyulang dan triping coil CB

putus, maka gangguan tersebut

akan mentripkan CB 20 kV

incoming (pemadaman meluas).

� System Dengan TCS

Sedangkan pada system dengan

TCS, putusnya tripping coil atau

terbukanya rangkaian trip akan

termonitor sehingga segera

dilakukan penggantian dan

kegagalan trip pada CB

penyulang dapat dihindari.

Pada tabel 3 diperlihatkan

perbandingan kerugian apabila

sistem 20 kV trafo mengalami

gangguan trip pada satu penyulang

saja dengan system yang mengalami

gangguan pada penyulangnya

namun mentripkan CB incoming.


Contoh ;

Jika terjadi gangguan pada jaringan

tegangan menengah (20 kV) pada

salah satu penyulang asuhan Trafo 2

gardu induk Panakukang dengan

beban 23,7 MW dengan lama padam

15 menit atau setara dengan 0,25

jam dan harga Rp/kWh adalah 500.

Tabel 3 :

No Kejadian kWH Tak

Tersalur

Kerugian

(Rp)

1 Padam pada

penyulang

Toddopuli

akibat

gangguan

4,7

MW*0,25 =

1.175 kWH

1.175 *

500 = Rp.

587.500

2 Trip Incoming

Karena

Penyulang

Toddopuli

Gagal Trip

23,7

MW*0,25=

5.925 kWH

5.925 *

500 = Rp.

2.962.500

Total ENS dan

kerugian Rp

4.750

kWh

Rp.

2.375.000

Gardu Induk Panakukang

khususnya trafo 2 mengasuh 7

penyulang dan mempunyai probabilitas

yang sama sepanjang tahun untuk

mengalami kegagalan trip sehingga

dapat mentripkan incoming. Bisa

dibayangkan berapa besar kerugian

perusahaan dari adanya energi tak

tersalur yang dikarenakan oleh

kegagalan koordinasi system proteksi.

Yang mana kegagalan tersebut

potensial disebabkan oleh kerusakan

tripping coil pada outgoing/penyulang

yang tidak terdeteksi secara dini. Oleh

karenanya maka muncullah keinginan

untuk memasang TCS rakitan (trip

circuit supervisory) untuk mengontrol

rangkaian trip PMT 20 kV demi untuk

mencegah terjadinya pemadaman

meluas yang sekaligus mengurangi

energi listrik tak tersalur.

4.2 Mamfaat Non Finansial

Koordinasi system proteksi akan

lebih bagus.

TCS akan segera memberikan

informasi kepada operator apabila

terjadi kerusakan pada triping circuit

CB tertentu dan penanggulangan

sejak dini dapat dilaksanakan

(misalnya dilakukan penggantian

triping coil). Penaggulangan yang

telah kita lakukan tersebut, secara

langsung telah menghindarkan kita

pada kegagalan operasi dari CB,

kegagalan koordinasi system proteksi

dan menghindarkan system dari

pemadaman yang lebih luas.

Mengurangi Waktu Padam

Apabila pada system yang tidak

dilengkapi dengan TCS, maka ketika

terjadi gangguan pada triping circuit

(putusnya triping coil dan lain lain)


yang mengakibatkan terputusnya

rangkaian trip pada salahsatu

penyulang tidak akan terdeteksi

sehingga penanggulangan tidak

dapat segera dilakukan. Akibatnya

pada saat terjadi gangguan pada

CB/PMT penyulang tersebut tidak

akan trip meskipun ada perintah trip

dari rele proteksi, akibatnya dapat

mentripkan PMT incoming, sehingga

area padam menjadi meluas dan

waktu pemulihan menjadi lebih lama.

Kejadian tersebut semestinya tidak

terjadi seandainya semua system 20

kV telah menggunakan TCS sehingga

masalah serupa yang terjadi pada

rangkaian trip PMT dapat segera

diatasi sebelum efeknya menjadi

meluas.

Hal tersebut sangat mungkin

direalisasikan di seluruh wilayah kerja

perusahaan karena untuk pengadaan

TCS rakitan, hanya membutuhkan

investasi yang jauh lebih kecil bila

dibandingkan dengan penggunaan TCS

built-up. Sehingga diperoleh efisiensi

dan keandalan penyaluran energi listrik

yang optimal.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Dari hasil percobaan menunjukkan

bahwa pembuatan TCS rakitan tersebut

sangat sederhana, sehingga dapat

dikatakan bahwa` rancangan tersebut

dapat dibuat dan diterapkan oleh

siapapun. Selain masalah teknis yang

terpenuhi dari segi ekonomis peralatan

tersebut juga memenuhi syarat karena

memberikan saving yang cukup besar

bagi perusahan. Berikut ini beberapa

keuntungan yang diperoleh apabilah TCS

rakitan digunakan menggantikan TCS

built-up :

Penggunaan TCS rakitan dalam

menggantikan TCS built-up untuk

dipasang pada semua penyulang 20

kV, akan menghasilkan saving

sebesar Rp. 1.591.000.000 (lihat

tabel 2).

Kerugian karena energi atau kWH tak

tersalur dapat diminimalkan (lihat

tabel 3)

Lebih mudah pemeliharaannya,

karena spare part banyak dan mudah

didapatkan.

Waktu pemadaman lebih singkat

(SAIDI mengecil).

Dapat mencegah pemadaman

meluas.

Mengurangi frekwensi padam (SAIFI

mengecil).


Meningkatkan kontinuitas dan mutu

pelayanan tenaga listrik

Dapat memberikan penghematan

biaya maintenence bagi PLN.

Dapat mempertahankan umur

peralatan

SARAN

1. Rangkaian trip (tripping coil)

adalah peralatan yang vital untuk

memicu CB/ PMT memutuskan

rangkaian listrik jika terjadi

gangguan pada jaringan, maka

perlu untuk menerapkan model

deteksi dini dengan TCS pada

semua peralatan yang sejenis

yang terpasang di PT. PLN.

2. Perlu memotivasi dan memacu

kreativitas dan inovasi setiap

karyawan agar dapat

menyumbangkan segala

kemampuannya untuk

kepentingan PLN.

DAFTAR PUSTAKA

1. Petunjuk Oprasional dan

Pemeliharaan PMT

2. Trip Coil Supervisory MVAJ

3. Laporan Evaluasi operasi tenaga

listrik system sulswesi selatan

2003, 2004 dan 2005.

20728121 trip circuit supervisory rakitanhg

Documents