buku 4 (teori kelistrikan)

8/19/2019 Buku 4 (Teori Kelistrikan)

1/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal i

BUKU IV

TEORI KELISTRIKAN

TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran ini peserta mampumemahami dan menjelaskan teori kelistrikan sesuai

dengan SOP/IK (Instruksi Kerja), standard Perusahaan,

Instruction Manual dan Standar Pabrik

.

DURASI : 6 JP

PENYUSUN : RINTO MUHAIMIN SANALI


2/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal ii

DAFTAR ISI

TUJUAN PELAJARAN ................................................................................................................. i

DAFTAR ISI ................................................................................................................................ ii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................Error! Bookmark not defined.

1. Daya Dan Energi ………………………………………………….................……….…...…..…. 1

1.1 Macam – Macam Beban …………………………………………………….….................….. 2

1.2Macam – Macam Daya ……………………………………….………………....................… 7

2.Transformator ……………………………………………………………………………............. 10

2.1 Prinsip kerja Transformator ……………………………………………….…………………… 11

2.2 Konstruksi dan Fungsi Bagian-bagian Transformator …………………….………………… 13

2.3 Tap Changer Transformator …………………………………………………………………… 17

2.4 Proteksi MekanikTransformator ………………………………………………………………… 18

3. Trafo Pengukuran …………….………….………….……….……………………..........……… 21

3.1 Proteksi …………………………………………………………………………………………… 21

3.2 Jenis-Jenis dan Fungsi Meter Indikator ……………………………………………………… 22

4. Sistem Kelistrikan …………………………………………………………………………........... 23

4.1 Proses Penyampaian Tenaga Listrik ke Pelanggan……………..…….….………………… 23

4.2 Sistem Kelistrikan Pemakaian Sendiri Unit Pembangkit ……………………………………. 27

4.3Sistem Listrik Darurat Pemakaian Sendiri ……………………………………….…………… 32

5. Switchyard …………………………………………………………………………….......……… 36

5.1 Macam-macam Switchyard …………………………………………….……………………. 36

6. Dasar Rele Proteksi Dan Meter Indikator …………..........……………………..............… 39

6.1 Proteksi ………………………………………………………………….….…………………… 39

6.2 Jenis-Jenis dan Fungsi Meter Indikator …………………………………….……………… 59


3/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal iii

7. Motor Listrik ……………………………………………………………………..………………… 61

7.1 Jenis-jenis Motor Listrik ………………………………………………….….………………… 62

7.2 Prinsip Kerja Motor Listrik …………………………………………………………….……… 62

7.3 Induksi AC Tiga Fasa dan Karakteristiknya ………………………………………………… 63

7.4 Metode Start Motor ………………………………………………………………….………… 66

8. Switchgear ……………………………………………………………………………….....…… 69

8.1 Fungsi Switchgear ……………………………………………………………………..……… 69

8.2 Type Switchgear ………………………………………………………………………………… 69

8.3 Peralatan Utama Switch Gear ………………………………………………..……………… 70

8.4 Operasi Switch Gear ………………………………………………………………………..… 70

8.5Proteksi Switch Gear ………………………………………………………………………….. 70


4/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal iv

DAFTAR GAMBAR

HalamanGambar 1. Arus Sefasa dengan Tegangan.............................................................. 2

Gambar 2. Arus Tertinggal dari Tegangan............................................................... 4

Gambar 3. Pengaruh Kapasitansi Terhadap Tegangan........................................... 5

Gambar 4. Kurva dan vektor beban kapasitif............................................................ 6

Gambar 5. Segitiga Daya.......................................................................................... 9

Gambar 6. komponen pokok Transformator............................................................. 10

Gambar 7. Prinsip Kerja Transformator.................................................................... 12

Gambar 8. Inti besi .................................................................................................... 13

Gambar 9. Belitan trafo............................................................................................. 14

Gambar 10. Bushing................................................................................................... 14

Gambar 11. Radiator.................................................................................................. 15

Gambar 12. Konservator............................................................................................. 15

Gambar 13. Silica gel.................................................................................................. 16

Gambar 14. Konstruksi konservator dengan rubber bag............................................ 16

Gambar 15. Pengubah tap berbeban dengan Tap Selector dan Arching................... 18

Gambar 16. Rele Buchloz........................................................................................... 19

Gambar 17. Rele Jansen............................................................................................ 19

Gambar 18. Rele Sudden Pressure............................................................................ 20

Gambar 19. Rele Suhu............................................................................................... 20

Gambar 20. Transformator Arus................................................................................. 21

Gambar 21. Trafo Tegangan...................................................................................... 21

Gambar 22a. topologi system kelistrikan...................................................................... 23

Gambar 22b. Konfigurasi sistem kelistrikan.................................................................. 24

Gambar 22c. proses penyampaian tenaga listrik ke pelanggan tegangan rendah....... 24

Gambar 23a. bagan pengaturan dan penyampaian tenaga listrik................................ 26

Gambar 23b. Single Line Diagram Sistem.................................................................... 26

Gambar 24. Single Line Diagram Sistem Pemakaian Sendiri dengan SST............... 28

Gambar 25. Single Line Diagram Sistem Pemakaian Sendiri tanpa SST.................. 29

Gambar 26a. sistem 11,5 kV Generator dan sistem 150 kV......................................... 30


5/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal v

Gambar 26b. Sistem 6 kV Unit 1.................................................................................. 30

Gambar 26c. Sistem 6 kV Unit 2.................................................................................. 31

Gambar 26d. Sistem 400 V PDC Unit 1........................................................................ 31

Gambar 26a. Sistem 400 V PDC Unit 2........................................................................ 32

Gambar 27. Single line diagram sistem listrik AC Darurat.......................................... 33

Gambar 28. Sistem Listrik DC.................................................................................... 34

Gambar 29. Sistem Listrik Diesel Emergency............................................................ 35

Gambar 30. menunjukkan single line diagram switchyard.......................................... 37

Gambar 31. Diagram sederhana GIS......................................................................... 38

Gambar 32. Perangkat proteksi.................................................................................. 40

Gambar 33. Contoh relay proteksi Siemens Siprotec................................................. 41

Gambar 34. Relay Buchholz....................................................................................... 43

Gambar 35. Relay jansen........................................................................................... 44

Gambar 36. Relay Sudden Pressure.......................................................................... 45

Gambar 37. Relay suhu.............................................................................................. 46

Gambar 38. Relay arus lebih...................................................................................... 47

Gambar 39. Skema relay tangki tanah....................................................................... 47

Gambar 40. Gambar skema umum relay differensial................................................. 48

Gambar 41. Ilustrasi relay differensial saat terjadi gangguan..................................... 48

Gambar 42. Contoh Wiring relay arus lebih pada motor listrik................................... 49

Gambar 43. Karakteristik relay instant........................................................................ 50

Gambar 44. Karakteristik relay invers......................................................................... 50

Gambar 45. Karakteristik relay definite time............................................................... 52

Gambar 46. Sistem Proteksi Generator dengan Multi Fungsi.................................... 53

Gambar 47. skema relay pengaman arus lebih.......................................................... 55

Gambar 48. Skema pengaman tegangan kurang....................................................... 55

Gambar 49. Skema pengaman tegangan lebih.......................................................... 56

Gambar 50. Skema pengaman hubung singkat ke tanah........................................... 56

Gambar 51. Skema pengaman reverse power........................................................... 56

Gambar 52. Skema pengaman loss of excitasi.......................................................... 57

Gambar 53. Skema pengaman temperatur................................................................ 57

Gambar 54. Skema pengaman overspeed................................................................. 58


6/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal vi

Gambar 55. Skema pengaman differensial generator................................................ 58

Gambar 56. Skema pengaman beban berlebih.......................................................... 58

Gambar 57. Skema pengaman arus urutan negatif.................................................... 59

Gambar 58. jenis – jenis motor listrik........................................................................... 62

Gambar 59. Batang Penghantar yang dialir arus listrik.............................................. 62

Gambar 60. Demontrasi Tangan kiri Fleming............................................................. 63

Gambar 61. Rotor Sangkar......................................................................................... 64

Gambar 62. Karakteristik Motor Rotor Sangkar.......................................................... 64

Gambar 63. Diagram Motor Rotor Lilit........................................................................ 65

Gambar 64. Karakteristik Motor Rotor Lilit (Wound Rotor)......................................... 66

Gambar 65. Start Motor dengan Tahanan Luar.......................................................... 67

Gambar 66. metode Start Delta.................................................................................. 68


7/76

Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 1

TEORI KELISTRIKAN

1. Daya Dan Energi

Bila arus mengalir melalui suatu hambatan, maka timbul panas pada hambatan tersebut. Lalu

disebut apakah panas yang timbul itu ?, Dalam ilmu listrik ada dua istilah dan keduanya

mempunyai definisi yang sama. Istilah tersebut adalah “Daya” dan “Energi”.

Energi l istr ik

Energi listrik adalah kemampuan sistem listrik untuk melakukan kerja. Satuan pengukuran

energi listrik adalah Joule atau Watt jam.

Disebut kerja (usaha) telah dilakukan, apabila muatan sebesar Q (Coulomb) berpindah melalui

perbedaan tegangan V (Volt.)

Work = V . Q Joule

Q = I . t Coulomb

W = V . I . t Joule

Sedangkan daya listrik adalah laju (rate) dari kerja yang dilakukan. Karena Joule adalah satuan

kerja, maka daya di ukur dalam Joule per detik. Istilah yang lebih umum untuk satuan daya

adalah Watt.

1 Watt = 1 Joule per detik, sehingga

Energi atau Kerja (joule)

Daya =

Waktu (detik)

V . I . t

P = Watt

t


8/76


P = V . I Watt

1.1 Macam – Macam Beban

Rangkaian listrik arus bolak-balik yang merupakan beban generator pada dasarnya terdiri dari

tiga komponen, yaitu :

Resistif (tahanan = R)

Induktif (kumparan = L)

Kapasitif ( kapasitor = C)

Di dalam kenyataannya beban generator atau sistem tenaga listrik tidak pernah hanya terdiri

dari beban resistif murni saja, atau bebas induktif murni saja atau beban kapasitif murni saja,

tetapi merupakan gabungan dari dua atau tiga jenis beban tersebut.

A. Beban Resistif (R)

Rangkaian listrik yang hanya terdiri dari tahanan (resistor) disebut rangkaian tahanan murni.

Peralatan listrik yang mempunyai tahanan murni contohnya resistor elemen pemanas dan

lampu pijar. Pada peralatan ini nilai induktansi dan kapasitansinya dapat diabaikan.

Bila suatu rangkaian arus bolak-balik hanya terdiri dari tahanan murni, maka berlaku hukum

ohm dan formula lain sebagaimana yang diterapkan pada rangkaian arus searah. Pada

rangkaian tahanan murni arus sefasa dengan tegangan seperti diperlihatkan pada gambar1.

Gambar 1. Arus Sefasa dengan Tegangan


9/76


Pengaruh beban resistif pada generator akan menimbulkan reaksi jangkar pada stator

sehingga timbul medan magnit yang arahnya melawan medan magnit rotor, akibatnya putaran

rotor turun, Karena putaran turun maka frekuensi dan tegangan juga akan turun. Untuk

memulihkannya ke kondisi normal, maka putaran (aliran uap) harus di tambah.

Akibat timbulnya medan magnit pada stator, maka pada inti kumparan stator terjadi pemanasan

(kenaikan temperatur) atau biasanya di sebut core end heating.

A. Beban Induktif (L)

Arus listrik yang mengalir didalam penghantar akan menimbulkan medan magnet disekitarnya

dengan arah garis gaya magnetnya mengelilingi penghantar tersebut. Kuat medan magnet

tergantung pada besarnya arus yang mengalir. Jika arus yang mengalir naik, kuat medan

magnetnya juga naik melebar keluar dari pusat penghantar, demikianlah sebaliknya. Melebar

dan mengecilnya medan magnet akibat variasi arus bolak-balik yang mengalir menyebabkan

garis gaya magnet memotong penghantar dan membangkitkan gaya gerak listrik didalam

penghantar.

Arah dari ggl induksi ini sedemikian rupa, sehingga melawan gerakan arus yang

membangkitkannya (lihat hukum Lenz). Oleh karena itu ggl ini disebut ggl lawan. Bila arusdalam suatu rangkaian listrik berubah, rangkaian ini mencoba melawan perubahan itu. Sifat dari

rangkaian yang melawan perubahan disebut " induktansi " dan rangkaiannya disebut induktif.

Simbol untuk induktansi adalah L dan satuannya adalah Henry.

Didalam rangkaian induktif, jika arus naik rangkaian menyimpan energi didalam medan magnet.

Jika arus berkurang rangkaian mengeluarkan energi dari medan magnet tadi. Rangkaian yang

terdiri dari kumparan dengan inti besi mempunyai induktif yang lebih tingggi dibanding yang

hanya terdiri dari rangkaian penghantar saja. Oleh karena itu induktansi membangkitkan ggl

lawan yang melawan atau menunda perubahan arus, karena sifat ini maka suatu rangkaian

arus bolak-balik yang berisi induktansi tinggi (murni), menyebabkan arus tidak naik dan turun

secara bersamaan dengan tegangan. Arus tertinggal seperempat siklus atau 90º di belakang

tegangan sepanjang siklus atau dikatakan arus tidak sefasa lagi dengan tegangan dengan

sudut 90º, seperti pada gambar 2. Tetapi didalam penerapannya tidak ada rangkaian listrik

induktif murni.


10/76


Dalam rangkaian induktif selalu terdapat tahanan R, sehingga didalam rangkaian induktif arus

tertinggal dari tegangan dengan sudut kurang dari 90º. Besarnya sudut ini tergantung pada

seberapa besar kandungan tahanan induktansi.

Karena induktansi menyebabkan perlawanan terhadap aliran arus, maka disebut " Reaktansi

induktif "dan diberi simbol XL dengan satuan Ohm. Reaktansi induktif tidak hanya tergantung

pada induktansi , tetapi juga pada frekuensi. Hal ini karena makin tinggi frekuensi makin besar

laju perubahan arus dan medan magnetnya, sehingga makin besar ggl lawan yang dinduksikan,

seperti pada persamaan dibawah ini :

XL = 2 f L

Dimana :

XL = Reaktansi Induktif

= 3,14

f = frekuensi

L = induktansi

Gambar 2. Arus Tertinggal dari Tegangan


11/76


Pengaruh beban induktif terhadap generator adalah pemanasan pada kumparan rotor. Beban

induktif menyebabkan tegangan turun dan faktor daya rendah, sementara arus generator naik

akibat reaksi jangkar di stator. Akibat selanjutnya tegangan cenderung turun sehingga untuk

mengembalikan ke harga normal arus eksitasi harus ditambah. Penambahan arus eksitasi ini

akan menyebabkan pemanasan pada rotor.

B. Beban Kapasitif (C)

Apabila induktansi bersifat selalu melawan perubahan arus, maka kapasitansi bersifat menahan

perubahan tegangan. Kapasitansi timbul dalam rangkaian listrik karena terdapat bagian yang

dapat menyimpan muatan listrik. Untuk melihat pengaruh kapasitansi terhadap tegangan, lihat

gambar3 di bawah ini. Sebelum switch ditutup tegangan antara plat adalah nol dan tidak adaarus mengalir. Ketika switch ditutup, satu sisi plat terhubung ke terminal positif batere dan plat

yang lain keterminal negatif. Akibatnya elektron (arus listrik) akan mengalir dan memuati plat.

Pada mulanya arusnya besar, tapi makin lama makin kecil dan akhirnya arus berhenti mengalir

ketika muatan listrik di plat sudah penuh dan tegangan diantara plat sama dengan tegangan

batere (sumber).

Gambar 3.Pengaruh Kapasitansi Terhadap Tegangan


12/76


Kejadian memuati listrik ke dalam kedua plat hingga bertegangan disebut kapasitansi dan

rangkaian kedua plat disebut kapasitor atau kondensor. Jadi kapasitansi melawan perubahan

tegangan dan menunda timbulnya tegangan. Bila switch dibuka muatan listrik tetap berada di

dalam kedua plat atau kapasitor tetap menyimpan energi listrik. Muatan ini akan berkurang dan

bahkan habis (discharge), apabila diantara kedua plat dihubungkan kesuatu beban (rangkaian).

Proses pengisian (charging) dan pembuangan muatan (discharging) pada kapasitor akan terjadi

berulang-ulang, apabila kapasitor dihubungkan ke sumber arus bolak-balik lihat gambar 4.

Oleh karena kapasitansi memyebabkan penundaan timbulnya tegangan , maka arus dan

tegangan menjadi tidak sefasa. Didalam rangkaian kapasitif arus mendahului tegangan dengan

sudut 90°.

Tetapi karena tidak ada rangkaian listrik, yang hanya terdiri dari kapasitansi murni, melainkan

selalu dibarengi adanya tahanan (resistansi), maka besarnya sudut fasa anatara arus dan

tegangan tidak sampai 90°. Karena kapasitansi menyebabkan perlawanan terhadap perubahan

tegangan, maka disebut reaktansi kapasitif, dan diberi simbul X C dengan satuan Ohm.

Besarnya reaktansi kapasitif tidak hanya tergantung pada kapasitansi tetapi juga pada

frekuensi. Bila frekuensi atau kapasitansi naik, reaktansi kapasitif turun.

1

Reaktasi kapasitif = XC = ——— .......................(13)

2 f C

dimana C = kapasitansi

Xc = Reaktansi Kapasitif

Gambar 4. Kurva dan vektor beban kapasitif


13/76


Pengaruh beban kapasitif terhadap generator adalah meningkatnya suhu stator, karena adanya

penguatan medan magnet dari luar (sistem). Beban kapasitif menyebabkan tegangan

cenderung naik karena adanya penambahan eksitasi dari luar, akibatnya kumparan stator

menjadi lebih panas sedang arus eksitasi ke rotor menjadi kecil sehingga alternator cenderung

beroperasi ke daerah tidak stabil.

1.2 Macam-Macam Daya

Di dalam rangkaian arus bolak-balik ada tiga macam daya, yaitu :

- Daya nyata (aktif)

- Daya semu

- Daya reaktif

A. Daya Nyata

Daya nyata adalah daya yang dapat dilihat hasilnya dan merupakan hasil perkalian antara arus

dan tegangan dengan faktor daya (Cos ), dalam satuan watt dimana dirumuskan dengan

persamaan sebagai berikut :

P = V . I .Cos . Watt

Faktor daya adalah pergeseran fasa antara arus dan tegangan. Di dalam rangkaian arus bolak-

balik, beban rangkaian merupakan gabungan dari beban R, L dan C. Oleh karena itu selalu

timbul perbedaan fasa antara arus dan tegangan. Besarnya sudut pergeseran fasa tergantung

dari kandungan L dan C dalam rangkaian. faktor daya atau Cos merupakan perbandingan

antara hambatan R dan impedansi Z.

Bila dalam arus searah berlaku hukum Ohm untuk mencari hubungan antara, arus dan

hambatan, maka dalam arus bolak-balik formula tersebut berlaku. Tetapi hambatan arus bolak-

balik adalah impedansi Z. Impedansi adalah hasil penjumlahan secara aljabar dari R, XL, dan

XC atau ditulis :

Z = R2 + (XL - XC)2


14/76


Sehingga besarnya arus dapat dicari dengan menggunakan hukum Ohm.

V

I =

Z

Daya nyata merupakan daya yang menghasilkan panas setara dengan panas yang dihasilkan

peralatan tersebut bila dialiri arus searah.

B. Daya Semu (Apparent power)

Daya semu adalah daya yang mengabaikan adanya beban induktif dan beban kapasitif, atau

perkalian antara arus dan tegangan dengan satuan Volt ampere.

P = V . I Volt ampere

Suatu rangkaian listrik arus bolak-balik secara teoritis tidak mungkin hanya terdiri dari beban R,

sehingga arus sefasa dengan tegangan. Oleh karena itu daya ini disebut daya semu, karena

dalam prakteknya kemungkinan arus sefasa dengan tegangan kecil sekali.

C. Daya Reaktif (Reaktif power)

Daya reaktif adalah daya hasil perkalian antara arus dan tegangan dengan sinus , dan

satuannya adalah Voltampere reaktif (Var).

P = V . I sin Voltampere reaktif (Var)

Ini adalah daya yang tidak menghasilkan kerja (panas) atau daya yang tidak berguna (Wattless

power), tetapi selalu timbul di dalam rangkaian arus bolak-balik. Daya ini tidak menghasilkan

panas tetapi memerlukan arus untuk energis atau memuati rangkaian induktif atau kapasitif.

Hubungan diantara ketiga daya dapat membentuk suatu segitiga dan disebut segitiga daya

(gambar 5).


15/76


Gambar 5. Segitiga Daya

Daya semu (S)2 = Daya nyata (P)2 + Daya reaktif (Q)2

S2 = P2 + Q2

Sudut antara daya nyata dengan daya semu adalah sudut , dan faktor daya juga dapat

dinyatakan sebagai perbandingan antara daya nyata dengan daya semu.

P

Faktor daya : Cos =

S

P

QS


16/76


2. Transformator

Transformator (trafo) adalah suatu mesin listrik statis yang berfungsi untuk

mentransformasikan daya listrik arus bolak – balik (AC) dari suatu level tegangan tinggi

ke level tegangan rendah atau sebaliknya. Pada umumnya transformator terdiri dari 3

komponen pokok yaitu: kumparan primer yang terhubung dengan sumber tegangan

bolak – balik (AC) yang bertindak sebagai masukan (input), kumparan sekunder yang

terhubung dengan beban listrik bolak – balik (AC) yang bertindak sebagai keluaran

(output), dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang

dihasilkan. Pada gambar 6 dibawah ini diperlihatkan komponen pokok transformator.

a. konsep dasar b. bentuk fisik sederhana

c. simbol trafo secara umum

Gambar 6.komponen pokok Transformator


17/76


2.1 Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja dari sebuah transformator dapat diperlihatkan seperti pada gambar 7. Ketika

kumparan primer di hubungkan dengan sumber tegangan AC (Vp) maka akan mengalir arus

pada kumparan primer (Ip). Perubahan arus (Ip) pada kumparan primer menimbulkan medan

magnet yang berubah berupa fluks magnet (ɸ). Fluks magnet (ɸ) yang berubah tersebut

diperkuat oleh adanya inti besi sehingga dihantarkan ke kumparan sekunder, fluks magnet (ɸ)

tersebut akan memotong kumparan primer (Np) dan sekunder (Ns) sehingga pada ujung –

ujung kumparan primer dan sekunder akan timbul gaya gerak listrik (GGL) Primer (ep) dan

Sekunder (es). Polaritas dari GGL induksi tersebut berlawanan dengan sumbernya yang dapat

dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

N = Jumlah Lilitan ( Turn)

E = Gaya Gerak Listrik (Volt )

Nilai GGL induksi yang dihasilkan juga dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai

berikut:

dimana:

Es = Tegangan induksi

f = frekwensi

Ns = jumlah lilitan

Ǿm = flux maksimum


18/76


Gambar 7. Prinsip Kerja Transformator

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan

sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan :

Vp = tegangan primer (volt)

Vs = tegangan sekunder (volt)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder transformator

ada dua jenis yaitu:

1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah

menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih

banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Transformer3d_col3.svg


19/76


2. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi

menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak

daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

2.2 Konstruksi dan Fungsi Bagian – bagian Transformator

1. Inti Besi

Inti besi transformator seperti diperlihatkan pada gambar 8 digunakan sebagai media jalannya

flux yang timbul akibat induksi arus bolak balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi

sehingga dapat menginduksi kembali ke kumparan yang lain. Dibentuk dari lempengan –

lempengan besi tipis berisolasi yang di susun sedemikian rupa untuk mengurangi panas

(sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.

Gambar 8 Inti besi

2. Belitan (Winding )

Belitan terdiri dari batang tembaga berisolasi yang mengelilingi inti besi, dimana saat arus bolak

balik mengalir pada belitan tembaga tersebut, inti besi akan terinduksi dan menimbulkan fluxmagnetik. Fluksi ini akan menginduksikan tegangan, dan bila pada rangkaian sekunder ditutup

bila ada rangkaian beban) maka akan menghasilkan arus pada kumparan ini. Jadi kumparan /

belitan sebagai alat transformasi tegangan dan arus.Isolasi yang biasa digunakan untuk inti besi

adalah isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain.Belitasn transformator diperlihatkan

seperti pada gambar 9.

http://lumbanrajateddy.files.wordpress.com/2012/03/inti-besi.jpg


20/76


21/76


Pada transformator minyak dengan sirkulasi minyak natural, minyak panas akan bergerak ke

bagian atas transformator. Minyak tersebut kemudian masuk ke radiator, dan di dalam radiator

minyak akan didinginkan baik secara alamuah maupun secara paksa dengan menggunakan

fan. Minyak dari radiator kemudian turun ke bagian bawah radiator dan masuk lagi ke tangki

transformator bagian bawah.

Gambar 11. Radiator

5. Konservator

Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi akan memuai sehingga

volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan suhu operasi, maka minyak akanmenyusut dan volume minyak akan turun. Konservator (gambar 12) digunakan untuk

menampung minyak pada saat transformator mengalami kenaikan suhu.

Gambar 12.Konservator

http://lumbanrajateddy.files.wordpress.com/2012/03/radiator.jpg


22/76


6. Silica Gel

Seiring dengan naik turunnya volume minyak di konservator akibat pemuaian dan penyusutan

minyak, volume udara didalam konservator pun akan bertambah dan berkurang. Penambahan

atau pembuangan udara didalam konservator akan berhubungan dengan udara luar. Agar

minyak isolasi transformator tidak terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen dari luar, maka

udara yang akan masuk kedalam konservator akan difilter melalui silicagel (gambar 13).

Gambar 13. Silica gel

Untuk menghindari agar minyak trafo tidak berhubungan langsung dengan udara luar, maka

saat ini konservator dirancang dengan menggunakan brether bag/rubber bag (gambar 14), yaitu

sejenis balon karet yang dipasang didalam tangki konservator.

Gambar 14. Konstruksi konservator dengan rubber bag

http://lumbanrajateddy.files.wordpress.com/2012/03/konstruksi-konservator.jpghttp://lumbanrajateddy.files.wordpress.com/2012/03/konstruksi-konservator.jpg


23/76


2.3 Tap changer Transformator

Pengubah tap adalah alat pengubah perbandingan transformasi suatu transformator

untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik sesuai dengan yang

diinginkan. Pada transformator yang menggunakan pengubah tap, kumparan

tarnsformator tersebut memiliki sejumlah tap yang dapat dipindah-pindahkan.

Perbandingan transformasi transformator dapat diubah dengan menambah atau

mengurangi jumlah belitan dengan cara mengubah posisi tap.

A. Pengubah tap berbeban (On-Load Tap Changer / OLTC)

Pengubah tap berbeban seperti pada gambar 15 berfungsi untuk memindahkan tap

transformator pada saat transformator berbeban. Ketika terjadi perpindahan tap akan

timbul busur api / arching, oleh karena itu harus dilakukan dengan sistem tertentu untuk

meminimalkan busur api tersebut.

Bagian-bagian pengubah tap berbeban adalah sebagai berikut:

Tap selector, yang berfungsi untuk memilih tap yang dikehendaki pada kumparan

transformator.

Arching switch atau diverter switch, yang berfungsi sebagai kontak antara yang

berpindah sebelum perpindahan tap selektor, sehingga busur api atau arching

hanya terjadi di diverter / archin switch. Diverter switch terendam minyak

transformator dalam ruangan tersendiri yang tepisah dengan tangki utama

transformator.

Resistor atau ada yang menggunakan reactor / induktor, yang berfungsi untuk

mengurang busur api yang timbul saat perpindahan tap.

Mekanis penggerak, yang berfungsi untuk menggerakan diverter switch dan tap

selector, yang terdiri dari motor penggerak tuas, dan gear-gear.


24/76


Gambar 15. Pengubah tap berbeban dengan Tap Selector dan Arching/Diverter Switch

2.4 Proteksi Mekanik Transformator

1. Rele Bucholz

Pada saat transformator mengalami gangguan internal yang berdampak kepada suhu yang

sangat tinggi dan pergerakan mekanis didalam transformator, maka akan timbul tekanan aliran

minyak yang besar dan pembentukan gelembung gas yang mudah terbakar. Tekanan ataugelembung gas tersebut akan naik ke konservator melalui pipa penghubung dan rele bucholz

(gambar16).

Tekanan minyak maupun gelembung gas ini akan dideteksi oleh rele bucholz sebagai indikasi

telah terjadinya gangguan internal.


25/76


Gambar 16. Rele Buchloz

2. Rele Jansen

Sama halnya seperti rele Bucholz yang memanfaatkan tekanan minyak dan gas yang terbentuk

sebagai indikasi adanya ketidaknormalan / gangguan, hanya saja rele jansen ini seperti

diperlihatkan gambar 17 digunakan untuk memproteksi kompartemen OLTC. Rele ini jugadipasang pada pipa saluran yang menghubungkan kompartemen OLTC dengan konservator.

Gambar 17. Rele Jansen


26/76


3. Sudden Pressure

Rele sudden pressure iniseperti gambar 18 didesain sebagai proteksi tekanan lebih pada trafo

dimana rele tersebut akan bekerja mentripkan CB pengapit trafo bila di dalam tangki trafo terjadi

tekanan berlebih.

Gambar18. Rele Sudden Pressure

4. Rele Thermal

Suhu pada transformator yang sedang beroperasi akan dipengaruhi oleh kualitas tegangan jaringan, losses pada trafo itu sendiri dan suhu lingkungan. Suhu operasi yang tinggi akan

mengakibatkan rusaknya isolasi kertas pada transformator.Untuk mengetahui suhu operasi dan

indikasi ketidaknormalan suhu operasi pada transformator digunakan rele thermal seperti

diperlihatkan gambar 19. Rele thermal ini terdiri dari sensor suhu berupa thermocouple, pipa

kapiler dan meter penunjukan

Gambar 19. Rele Suhu


27/76


3. Trafo Pengukuran.

Pengukuran tegangan dan arus yang sangat tinggi, misalnya di switch gear secara

langsung dengan volt meter atau amper meter dipanel ruang kontrol adalah sangat

berbahaya.demikian pula sinyal deteksi untuk proteksi tegangan tinggi tidaklah mungkin

menggunakan tegangan tinggi langsung ke peralatan proteksi, karena selain sangat

berbahaya terhadap manusia juga memerlukan perlatan yang sangat besar. Untuk

keperluan pengukuaran dan proteksi tegangan yang relatif tinggi, disediakan trafo

tegangan (VT) dan trafo arus ( CT ) yang out putnya adalah tegangan dan arus yang

randah.

3.1 Transformator arus.

Konstruksi dasar dari trasformator arus (CT) diperlihatkan pada gambar 20.

Gambar 20. Transformator Arus.


28/76


Konduktor utama merupakan kumpuran primer yang menghidupkan GGL dan oleh karena ituarus yang mengalir dalam kumparan sekunder sebanding dengan aliran arus primer, standar

yang bisa digunakan untuk relay- relay proteksi dan instrument adalah 5,1 dan 0,5 amper.

Keluaran (Skunder) Trafo arus sirkuit tidak boleh terbuka, jika sisi primer nya sedang ada arus

yang mengalir, jika sirkuitnya sekunder, maka trafo harus dihubungkan singkat.

3.2 Transformator Tegangan.

Transformator tegangan ada dua macam yaitu transformator tegangan belitan ( Wound VT) dan

transformator tegangan kapasitor (Capasitor VT ) lihat gambar 21.transformator tegangan

belitan pada dasarnya adalah suatu transformator daya kecil yang out put dayanya hanya

sampai beberapa ratus volt amper. Tipe ini digunakan pada tegangan sampai 150 kV, tetapi

penggunaan TV tipe ini menjadi sangat mahal dan mudah rusak, kadang – kadang akibat

bencana alam.oleh karena itu, utuk tegangan 150 kv, dan yang lebih tinggi digunakan tipe ke

dua. Trasformator tegangan kapasitor adalah suatu pembagi tegangan dengan transformator

belitan kecil yang dipasang pada sisi tegangan rendah dari susunan kapasitor.Karena

transformator belitan hanya untuk melayani tegangan –tegangan yang relatif rendah, maka

masalah isolasi menjadi berkurang. Tegangan sekunder distandarkan pada 110 V, setara

dengan tegangan phasa 63,5 V.

Gambar 21. Trafo Tegangan.


29/76


4. Sistem Kelistrikan

4.1 Proses Penyampaian Tenaga Listrik Ke Pelanggan

Tenaga listrik dibangkitkan dalam Pusat-pusat Listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU,

PLTP dan PLTD kemudian dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan (step up

transformer) kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Saluran transmisi tegangan tinggi

di PLN kebanyakan mempunyai tegangan 70 KV, 150 KV dan 500 KV. Khusus untuk 500 KV,

salurannya disebut tegangan ekstra tinggi (SUTET).Seperti diperlihatkan pada gambar 45a dan

45b tentang topologi dan konfigurasi system kelistrikan.

Saluran transmisi biasanya menggunakan saluran udara.Harganya jauh lebih murah daripadakabel tanah sehingga saluran transmisi PLN kebanyakan berupa saluran udara.Kerugian

saluran udara dibandingkan dengan kabel tanah adalah bahwa saluran udara mudah terganggu

misalnya karena petir, kena pohon, layang-layang dan lain-lain.

Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi hingga ke gardu induk (GI) untuk

diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan (step down transformer)

menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut sebagai tegangan distribusi primer.

Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan

saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer di PLN yang berkembang adalah 20 KV

Gambar 22a.topologi system kelistrikan


30/76


Gambar 22b. Konfigurasi sistem kelistrikan

Jaringan setelah keluar dari GI disebut sebagai jaringan distribusi, sedangkan jaringan antar

pusat listrik dengan GI biasa disebut jaringan transmisi. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui

jaringan distribusi primer maka kemudian tenaga listrik disalurkan tegangannya ke dalam gardu-

gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 V atau 220/127 V, untuk

selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) PLN melalui sambungan rumah

seperti diperlihatkan pada gambar 22 di bawah ini.

Gambar 22c.proses penyampaian tenaga listrik ke pelanggan tegangan rendah


31/76


Pelanggan-pelanggan yang mempunyai daya tersambung besar tidak dapat disambung melalui

jaringan tegangan rendah melainkan disambung langsung pada jaringan tegangan menengah

bahkan ada pula yang disambung langsung pada jaringan tegangan tinggi, tergantung besarnya

daya tersambung.

Dari gambar 22b terlihat bahwa di pusat listrik maupun di GI selalu ada transformator

pemakaian sendiri guna melayani keperluan tenaga listrik yang diperlukan dalam pusat listrik

maupun GI misalnya untuk keperluan penerangan, mengisi batere listrik dan menggerakkan

berbagai motor listrik.

Setelah tenaga listrik melalui jaringan tegangan menengah (JTM), jaringan tegangan rendah

(JTR) dan sambungan rumah (SR) maka tenaga listrik selanjutnya melalui alat pembatas daya

dan KWH meter.Rekening listrik pelanggan tergantung kepada daya tersambung serta

pemakaian KWH nya, oleh karenanya PLN memasang pembatas daya dan KWH meter.

Setelah melalui KWH meter, tenaga listrik kemudian memasuki instalasi rumah yaitu instalasi

milik pelanggan. Instalasi PLN pada umumnya hanya sampai dengan KWH meter dan sesudah

KWH meter instalasi listrik pada umumnya adalah instalasi milik pelanggan. Dalam instalasi

pelanggan tenaga listrik langsung memasuki alat-alat listrik milik pelanggan seperti lampu,

setrika, lemari es, pesawat radio, pesawat televisi dan lain-lain.

Agar sistem tenaga beroperasi secara efisien, diperlukan sistem pengaturan yang ada pada

tiap sub sistem, baik yang bersifat konvesional dengan melibatkan operator maupun otomatis

berbasis komputer. Sistem pengaturan tenaga listrik dalam sistem kelistrikan diatur oleh Pusat

pengatur dan penyaluran tenaga listrik seperti yang diperlihatkan gambar 23a.


32/76


Gambar 23a bagan pengaturan dan penyampaian tenaga listrik

Secara umum akan diperlihatkan single line diagram system kelistrikan pada gambar 23b yang

merupakan lingkup pekerjaan dalam pengaturan system tenaga.

Gambar 23b. Single Line Diagram Sistem


33/76


4.2 Sistem Kelistrikan Pemakaian Sendiri Unit Pembangkit

Setiap pusat listrik biasanya memiliki sistem pemakaian sendiri yang bertegangan lebih rendah

dari tegangan yang dibangkitkan oleh generator. Sistem pemakaian sendiri ini berfungsi untuk

mengoperasikan peralatan-peralatan bantu, instalasi penerangan, peralatan kontrol dan rele

proteksi.

Untuk sistem pemakaian sendiri yang berkapasitas besar biasanya bertegangan menengah 6,3

kV atau 10 kV. Tegangan menengah ini digunakan untuk mengoperasikan peralatan seperti

Main Cooling Water Pump (MCWP), Mill, Boiler Feed Pump (BFP) dan lain sebagainya.

Sedangkan sistem pemakaian sendiri yang berkapasitas rendah biasanya bertegangan rendah

380 V seperti untuk Kompressor , Seal air Fan dan lain sebagainya. Sistem pemakaian sendiri

yang berkapasitas besar dan rendah ini didistribusikan melalui panel penghubung

(switchboard).Untuk kebutuhan tegangan DC, sistem pemakaian sendiri yang bertegangan

rendah disalurkan ke sistem penyearah (rectifier) dan selanjutnya disimpan oleh baterai.

Dalam kondisi generator beroperasi (On) suplai pemakai sendiri akan berasal dari trafo unit

service transformer (UST) atau Unit Auxiliary Transformer (UAT) dan pada saat kondisi

generator tidak beroperasi (Off) maka suplai pemakaian sendiri berasal dari jaringan luar

melalui Station Service Transformer (SST) seperti diperlihatkan pada gambar 24, sedangakan

untuk konfigurasi jaringan pembangkit yang tidak mempunyai Station Service Transformer

(SST) maka suplai pemakaian sendiri yang berasal dari jaringan luar melalui trafo utama

generator dan Unit Auxiliary Transformer (UAT) seperti yang diperlihatkan pada gambar25.

Dengan demikian, peralatan-peralatan bantu dan instalasi penerangan serta suplai peralatan

kontrol dan proteksi tetap bisa berfungsi jika generator utama trip karena gangguan atau ke luar

jaringan


34/76


Gambar 24. Single Line Diagram Sistem Pemakaian Sendiri dengan SST


35/76


Gambar25. Single Line Diagram Sistem Pemakaian Sendiri tanpa SST

Adapun untuk mengetahui sistem tenaga/ daya listrik dan distribusi tenaga listrik pada Unit

pembangkit khususnya PLTU, maka secara keseluruhan dapat dilihat pada single line diagram

sederhana ( diagram kutub tunggal) yang diperlihatkan pada gambar26, yang merupakan

diagram garis tunggal (single line diagram) dari PLTU Asam - Asam

GCB GCB

Town Trafo 2

Town Trafo 1

TrafoUtama#

1

G Gen 1 G Gen 2

Motor 400 V

CWP FAN Mill BFP

CPL

Aux-1 Trafo

Aux-2 Trafo

Motor 400 V

CWP FAN Mill

1-1

1-2

1-3

2-1

2-2

2-3

3-1

3-2

3-3

TrafoUtama#

1


36/76


Gambar 26a. sistem 11,5 kV Generator dan sistem 150 kV

Gambar 26b. Sistem 6 kV Unit 1


37/76


Gambar 26c. Sistem 6 kV Unit 2

Gambar 26d. Sistem 400 V PDC Unit 1


38/76


Gambar 26e. Sistem 400 V PDC Unit 2

4.3 Sistem Listrik Darurat Pemakaian Sendiri.

A. Fungsi Sistem Listrik Darurat.

Yang dimaksud dengan sistem listrik darurat adalah suatu sarana / fasilitas instalasi listrik yang

digunakan untuk pemasok daya listrik keperalatan bantu unit pembangkit seperti penerangan,

kontrol dan proteksi, pompa-pompa tegangan rendah pada saat pasok/supply utama ke

peralatan bantu hilang / lepas. Sehingga peralatan bantu utamanya masih tetap mendapatkan

pasokan daya.

Pada umumnya pemasok daya listrik pada saat kondisi darurat. Berasal dari Diesel generator

(genset) yang kapasitasnya cukup untuk memasok beban-beban penting (essential load)

melalui Bus tegangan rendah atau berasal dari Battery station lengkap dengan inverter/

Converter melalui transformator daya untuk mengisi bus tegangan rendah.


39/76


Bahkan ada yang telah menggunakan UPS (Uninterruptible Power Supply) khususnya pada

pembangkit-pembangkit yang terpasang setelah tahun 1980.Kelebihan peralatan ini adalah

dapat menjamin kontinuitas pasokkan energi listrik.

B. SistemListrik AC.

Sistem listrik AC pada Emergency power supply pada umumnya berupa UPS ( power supply

yang tidak terputus). Pada sistem ini dapat dilihat dari gambar27 sederhana berikut

Gambar 27. Single line diagram sistem listrik AC Darurat

Bila power supply utama hilang maka Bus 230 V AC sesaat akan diisi dari baterai untuk

mensuplai ke inverter dan dari inverter mensuplaibeban, melalui Bus230 V AC akan terisi

kembali secara teknis sistem seperti diatas dapat digunakan sebagai pemasok tenaga listrik

pada keadaan darurat


40/76


C. Sistem Listrik DC.

Seperti terlihat pada gambar 28, Pada saat operasi normal baterai diisi (charge) oleh rectifier

sampai penuh, tetapi begitu pemasok utama lepas, maka static switch masuk (on) untuk

mengalirkan energi listrik yang tersimpan pada station baterai ke bus TR (Tegangan Rendah)

melalui transformator daya (TA), Begitu Diesel Generator operasi dan siap masuk ke Bus TR,

maka pemasok diambil alih oleh D/G. Untuk sistem control yang memerlukan suplai DC maka

akan tetap disuplai dari sistem Panel DC.

Gambar 28. Sistem Listrik DC.


41/76


D. Diesel Emergency

Pada umumnya Diesel emergency diperlukan untuk memasok tenaga listrik ke beban-beban

essential ( seperti reinjection pompa, treatment water pump, dan lain-lain) melalui Bus tegangan

rendah 380 V AC. Yang pada kondisi normalnya dipasok dari unit Auxiliary Transformer (UAT)

yang diambilkan melalui Bus tegangan menengah baik dari generator transformer, ataupun

station service transformer (seperti gambar 29).

Diesel Emergency yang terpasang pada pembangkit umumnya mempunyai sistem startingnya

dengan baterai direncankan mampu memikul beban pemakaian sendiri bila suplai utama trip.

Operasi emergency Diesel tersebut secara otomatis pada saat turbin trip atau tidak ada

tegangan pada Bus essensial 380 V AC.

Selain dapat dioperasi secara automatis dapat pula dioperasikan secara manual lewat local

panel, begitu pula dalam pengendaliannya selain dapat dikendalikan dari local juga dapat di

kendalikan dari control Room.

Gambar29. Sistem Listrik Diesel Emergency


42/76


5. Switchyard

Switchyard seperti pada gambar 30.merupakan suatu area untuk menghubung dan melepasperalatan. Dalam hal ini switchyard berperan untuk melakukan penyambungan/pelepasan arus

bolak-balik antara unit pembangkit dengan saluran transmisi baik yang di sengaja ( keinginan

operator) maupun yang tidak disengaja (karena gangguan). Karena penyambungan/pelepasan

arus listrik yang tinggi sering dan pasti menimbulkan busur api listrik yang cukup kuat. Maka

peralatan-peralatan yang terpasang dalam switch yard juga harus dilengkapi peredam akibat

busur api yang di timbulkannya, disamping jarak antara peralatan yang terpasang (ada) di

design sangat aman.

Peralatan-peralatan utama switchyard antara lain :

CB (Circuit Breaker)

DS (Disconecting Switch)

Bus

Isolator

Peralatan Proteksi

Peralatan bantu proteksi

5.1 Macam-macam Type Switchyard

A. Konvensional Switchyard

Yang dimaksud dengan konvensional Switch yard adalah switchyard yang terpasang diluar

gedung jadi semua peralatan baik itu CB, DS, Bus, Isolator dan peralatan proteksi terpasang

diluar ruangan artinya berhubungan langsung dengan udara sehingga bila terjadi

penghubungan /pelepasan arus listrik akan dapat diketahui secara langsung.

Pada umumnya switchyard konvensional membutuhkan tempat /areal yang cukup luas, dari

segi pemeliharaannya harus cukup mendapatkan perhatian.Seperti kotornya isolator akibat

debu yang menempel padanya.Terpasang ditempat terbuka sehingga berdasarkan tipenya

termasuk outdoor switchyard.


43/76


Gambar 30.menunjukkan single line diagram switchyard .

B. GIS (Gas Insulated Switchgear)

GIS merupakan seperangkat peralatan yang menjalankan fungsinya sebagai switchyard

tegangan tinggi switchyard, hanya untuk GIS berada pada ruang tertutup yang di isolasi dengan

menggunakan gas SF6.

Konstruksi dan diagram rangkaian GIS 150 KV secara sederhana diperlihatkan pada gambar 55

Dari gambar terlihat bahwa komponen-komponennya seperti Bus bar, Circuit Breaker (CB),

Trafo pengukuran ( CT dan PT ),Disconecting switch (DS), High speed Earthing switch,

Maintanance earthing Switch berada dalam suatu tabung yang didalamnya berisi gas SF 6.

Pada umumnya GIS dipasang pada daerah-daerah yang tingkat polusi udaranya tinggi, baik

akibat kontaminasi air laut yang mudah menimbulkan korosi pada peralatan, tingkat

kelembaban udara yang tinggi dan sebagainya.


44/76


Salah satu kelebihan dipasangnya GIS adalah cukup rendah tingkat gangguan yang

disebabkan dari pengaruh lingkungan bahkan bisa dikatakan tidak ada tetapi ditinjau dari sisi

ekonomisnya, memang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan out door switch gear

(Switchyard).

Gambar 31 Diagram sederhana GIS


45/76


6. Dasar Rele Proteksi Dan Meter Indikator.

6.1 Proteksi

6.1.1 Pendahuluan

Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat

tergantung pada sistem proteksi yang digunakan.Oleh sebab itu dalam perencangan suatu

sistem tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi

pada sistem, melalui analisa gangguan. Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem

proteksi yang akan digunakan, seperti: spesifikasi switchgear, rating circuit breaker (CB) serta

penetapan besaran-besaran yang menentukan bekerjanya suatu relay (setting relay) untuk

keperluan proteksi.

proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan

listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain,

terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara

lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-

lain.

Tujuan dari sistem proteksi adalah sebagai berikut :

1. Mengurangi kerusakan peralatan yang terganggu ,maupun peralatan yang dilewati oleh

arus gangguan.

2. Mengisolir bagian sistem yang terganggu sekecil mungkin dan secepat mungkin.

3. Mencegah meluasnya gangguan.

Adapun fungsi dari sistem proteksi adalah sebagai berikut :

1. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal pada bagian sistem yang

diamankan

2. Melepas bagian sistem yang terganggu , sehingga bagian sistem yang lainnya masih

dapat terus beroperasi .


46/76


Dalam aplikasinya, sistem proteksi terdiri dari beberapa peralatan pendukung.Berikut ini

gambar 32 adalah skema secara umum dari sistem proteksi beserta peralatan pendukung yang

digunakan.

Gambar 32.Perangkat proteksi

Relai pengaman sebagai elemen perasa / pengukur untuk mendeteksi gangguan .

Pemutus tenaga [ pmt ] sebagai pemutus arus dalam sirkuit tenaga untuk melepas

bagian sistem yang terganggu.

Trafo arus dan atau trafo tegangan mengubah besarnya arus dan atau tegangan dari

sirkuit primer ke sirkuit sekunder [ relai ].

Batere / aki sebagai sumber tenaga untuk mentripkan pmt dan catu daya untuk relaistatik dan relai bantu.

Wiring untuk menghubungkan komponen komponen proteksi sehingga menjadi satu

sistem.


47/76


48/76


Klasifikasi proteksi trafo berdasarkan kapasitas trafo adalah sbb :

No Jenis ProteksiKapasitas (MVA)

< 10 Antara 10 s.d 30 > 30

1 Relai Suhu

2 Relai Bucholz

3 Relai Jansen

4 Relai Tekanan Lebih

5 Relai Differential -

6 Relai Tangki Tanah - -

7 Relai Hubung Tanah Terbatas (REF) - -

8 Relai Beban Lebih (OLR) -

9 Relai Arus Lebih (OCR)

10 Relai Hubung Tanah (GFR)

11 Pelebur (Fuse) - -

Berikut ini penjelasan tentang fungsi dari jenis-jenis relai pada transformator sebagai berikut:

1. Relay Buchollz

Relay Buchholz seperti pada gambar 34 berfungsi untuk mengamankan trafo dari gangguan

internal trafo yang menimbulkan gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya :

a. hubung singkat antar lilitan dalam fasa.

b. Hubung singkat antar fasa

c. Hubung singkat antar fasa ke tanah


49/76


d. Busur api antara laminasi

e. Busur api listrik karena kontak yang kurang baik

Gambar 34 Relay Buchholz

Cara kerja relay bucholz adalah gas yang timbul di dalam trafo akan mengalir melalui pipa dan

tekanan gas ini akan mengerjakan relay dalam 2 tahap, yaitu :

Mengerjakan alarm (bucholz 1st) pada kontak bagian atas (1).


50/76


Mengerjakan perintah trip ke PMT pada kontak bagian bawah (2).

Analisa gas yang timbul pada relay bucholz adalah sebagai berikut :

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.

2. Relay Jansen

Relay jansen (gambar 35) adalah relay yang digunakan untuk mengamankan trafo dari

gangguan di dalam tap changer yang menimbulkan gas. Relay ini dipasang pada pipa yang

menuju konservator.

Cara kerja relay jansen pada prinsipnya sama dengan relay bucholz akan tetapi hanya

punya satu kontak tripping.

Gambar 35 Relay jansen


51/76


3. Relay Sudden Pressure

Relay sudden pressure (gambar 36) digunakan untuk melindungi trafo dari gangguantekanan berlebih yang disebabkan oleh gangguan di dalam trafo.

Gambar 36.Relay Sudden Pressure

Terdapat 2 jenis relay sudden pressure :

a. Type Membran

Berupa plat tipis yang di desain sedemikian rupa yang akan pecah apabila menerima tekanan

melebihi desainnya. Membrane ini hanya sekali pakai sehingga jika pecah harus diganti yang

baru.

b. Type Valve

Berupa suatu katup yang ditekan oleh sebuah pegas yang di desain sedemikian rupa sehingga

apabila terjadi tekanan di dalam trafo melebihi tekanan pegas maka akan membuka dan

membuang tekanan keluar bersama sama sebagian minyak.

Apabila tekanan di dalam trafo sudah turun atau lebih kecil dari tekanan pegas maka valve akan

menutup kembali.


52/76


4. Relay Suhu

Relay suhu (gambar 37) berfungsi untuk melindungi trafo dari temperatur yang berlebih. Apabilatemperatur trafo melebihi batas yang ditentukan maka relay suhu akan bekerja. Besar kenaikan

suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo.

Gambar 37 Relay suhu

Relay suhu dibedakan menjadi dua jenis, yaitu relay suhu winding (belitan) dan relay suhu Oil

(Minyak trafo). Kedua jenis relay tersebut bekerja dalam 2 tahap, yaitu :

Tahap 1 : mengerjakan alarm

Tahap 2 : memerintahkan trip ke PMT

5. Relay Arus lebih

Relay arus lebih (gambar38) berfungsi untuk melindungi trafo dari gangguan hubung singkat

antar fasa di dalam maupun di luar daerah pengaman trafo


53/76


Gambar 38 Relay arus lebih

Relay arus lebih bekerja dengan prinsip instant, yaitu relay tersebut akan bekerja seketika

ketika terdeteksi adanya arus gangguan. Sehingga dengan cepat dapat mengamankan trafo

dan peralatan lain dari kerusakan. Adapun relay lebih bekerja dengan prinsip waktu tunda, yaitu

relay akan bekerja dengan waktu delay yang telah ditentukan, sehingga dapat mengamankan

trafo dalam waktu tertentu.Relay arus lebih biasanya di beri kode relay 51 dan dipasang pada

sisi primer dan sisi sekunder trafo.

6. Relay Tangki Tanah

Relai tangki tanah (gambar 39) berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat

antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang di tanahkan.

Gambar .39 Skema relay tangki tanah


54/76


Relay tangki tanah biasa diberi kode relay 51G dan dipasang dengan skema seperti gambar 39

diatas. Relay ini bekerja jika terjadi kebocoran arus dari belitan ke tangki trafo, arus dari tangki

akan mengalir ke tanah dan akan terdeteksi oleh relay arus lebih melalui CT. Kemudian relay

akan mentripkan PMT di kedua sisi (primer dan sekunder).

7. Relay Differensial

Fungsi dari relay differensial adalah untuk Mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat

yang terjadi di dalam daerah pengamanan trafo. Relay ini bekerja dengan cara membandingkan

arus yang masuk dan arus yang keluar.

Gambar 40 Gambar skema umum relay differensial

Dari gambar 40 di atas dapat dilihat bahwa dalam kondisi normal arah arus Ip dan Is adalah

berlawanan dan mempunyai besar yang sama maka relay differensial tidak dialiri arus. Relay ini

bekerja apabila terjadi perbedaan arus antara sisi primer dan sisi sekunder. Perbedaan arus

tersebut disebabkan oleh gangguan yang terdapat di diaerah pengamanan trafo.

Gambar 41. Ilustrasi relay differensial saat terjadi gangguan


55/76


6.1.2Proteksi Motor

Mayoritas beban pemakaian sendiri pada pembangkit listrik (terutama PLTU) adalah motorlistrik. Motor listrik digunakan sebagai penggerak pompa, fan, valve dan lain sebagainya. Oleh

karena itu motor lostrik harus dilindungi dari ancamangangguan yang mungkin terjadi pada

motor tersebut.

Gambar 42. Contoh Wiring relay arus lebih pada motor listrik

1. Relay arus lebih

Relay arus lebih berfungsi untuk melindungi motor dari gangguan hubung singkat antar fasa.

Gangguan hubung singkat dapat meyebabkan kerusakan pada belitan motor. Relay arus lebih

bersifat instant, jadi jika ada gangguan harus segera mengisolasi motor yang dilindungitersebut.


56/76


Gambar 43. Karakteristik relay instant

2. Relay overload

Overload pada motor listrik disebabkan oleh pembebanan berlebih pada motor sehingga

putaran motor semakin berat. Semakin berat beban motor maka konsumsi arus listrik motor

semakin besar, sehingga jika dibiarkan dalam waktu yang lama maka arus overload

menyebabkan pemanasan pada belitan yang dapat merusak belitan tersebut.

Relay overload bersifat invers. Adapun grafik invers adalah sebagai berikut :

Gambar 44 Karakteristik relay invers


57/76


Dari gambar 44 di atas dapat dilihat bahwa semakin besar arus yang mengalir pada motor

maka waktu yang dibutuhkan untuk mentripkan motor semakin cepat.

3. Relay unbalance

Unbalance pada motor terjadi apabila ada ketidakseimbangan arus pada fasa sumber.

Fenomena ini akan menyebabkan timbulnya arus urutan negative (negative sequence) yang

dapat menyebabkan pemanasan pada motor.

4. Relay hubung singkat ke tanah

Relay hubung singkat ke tanah berfungsi untuk mengamankan motor dari gangguan arus

hubung singkat antara fasa dengan tanah.

5. Relay longstart

Relay long start current adalah relay yang digunakan untuk mengamankan motor dari gangguan

arus start yang lama. Seperti kita ketahui ketika motor listrik pertama kali dhidupkan maka akan

mengkonsumsi arus yang lebih besar dari arus nominal. Arus start tersebut bias mencapai 6

kali dari arus nominalnya. Pada kondisi normal, arus start tersebut hanya berlangsung sesaat

saja dan arus kembali ke arus nominal setelah motor berputar pada putaran nominal. Relay

long start berfungsi mengamankan motor ketika arus start tersebut berlangsung lebih lama dari

kondisi normal agar tidak terjadi pemanasan pada belitan motor. Relay longstart bersifat definite

time (karakteristik tunda waktu).


58/76


Gambar 45 Karakteristik relay definite time

6. Relay temperature

Relay temperature pada motor digunakan untuk mengamankan motor listrik dari gangguan

temperature yang berlebih. Temperature berlebih bias disebabkan oleh gangguan mekanik

maupun gangguan elektrik. Gangguan mekanik contohnya adalah kegagalan sstem pendingin

dan lain sebagainya. gangguan elektrik contohnya adalah overload, longstart dan lain

sebagainya

6.1.2 Proteksi Generator

Generator adalah peralatan utama pembangkit yang berfungsi untuk mengubah energy gerakmenjadi energy listrik.Dalam operasinya generator harus dilindungi dari berbagai macam

gangguan yang mungkin terjadi pada operasi generator. Peralatan yang digunakan untuk

melindungi generator antara lain adalah sebagai berikut :


59/76


Gambar 46. Sistem Proteksi Generator dengan Multi Fungsi


60/76


Gambar 46. Sistem Proteksi Generator dengan Multi Fungsi

1. Relay hubung singkat


61/76


Relay ini berfungsi mengamankan generator dari gangguan beban lebih atau gangguan hubung

singkat.

Gambar 47 skema relay pengaman arus lebih

2. Relay Under Voltage

Relay ini berfungsi untuk mengamankan generator dari tegangan kurang (undervoltage). Under

voltage pada generator biasanya disebabkan oleh :

Generator mengalami beban lebih.

AVR generator mengalami kerusakan.

Gangguan hubung singkat di system.

Gambar 48 Skema pengaman tegangan kurang

3. Relay Over Voltage

Relay ini berfungsi untuk mengamankan tegangan berlebih. Tegangan berlebih dapat

disebabkan oleh lebasnya beban. Dengan lepasnya beban maka akan menyebabkan generator

mengalami kenaikan tegangan dan frekuensi.


62/76


Gambar 49 Skema pengaman tegangan lebih

4. Relay pengaman hubung singkat ke tanah

Relay ini berfungsi untuk mengamankan hubung singkat fasa dengan tanah. Apabila terjadihubung singkat fasa dengan tanah maka dapat menyebabkan kerusakan pada belitan stator.

Gambar 50 Skema pengaman hubung singkat ke tanah

5. Relay reverse Power

Reverse power adalah fenomena dimana generator berubah menjadi motor. Jadi, generator

tidak diputar oleh prime mover tapi diputar oleh daya dari system, sehingga nilai daya aktif

generator tersebut adalah negative.

Gambar 51 Skema pengaman reverse power


63/76


6. Relay Loss Off Excitation

Relay Loss Of Excitation berfungsi untuk mengamankan generator dari gangguan kehilanganeksitasi. Gangguan ini dapat menyebabkan daya reaktif balik dari system ke generator dan juga

menghasilkan panas yang berlebih pada ujung belitan stator generator.

Gambar 52 Skema pengaman loss of excitasi

7. Relay Temperatur

Over temperature pada generator antara lain disebabkan oleh pembebanan yang melebihi

kapasitas generator dan kerusakan pada system pendingin. Akibat dari gangguan ini adalah

dapat menyebabkan kerusakan pada isolasi belitan generator.

Gambar 53 Skema pengaman temperatur

8. Relay Frekuensi

Overspeed pada generator dapat disebabkan oleh gangguan pada system sehingga beban

lepas kemudian governor tidak dapat mengembalikan ke putaran normal. Akibat dari overspeed

adalah dapat menyebabkan vibrasi dan dapat menyebabkan kerusakan pada bearing dan shaft.


64/76


Gambar 54 Skema pengaman overspeed

9. Relay differensial

Relay differensial generator mempunyai fungsi yang sama dengan relay differensial pada trafo,yaitu untuk melindungi dari gangguan yang berasal dari dalam daerah pengamanan generator.

Gambar 55 Skema pengaman differensial generator

10. Relay beban lebih

Beban berlebih pada generator yang bertahan lama dapat menyebabkan arus pada stator yang

berlebih, sehingga akan menimbulkan panas yang berlebih pada belitan stator generator.

Gambar 56 Skema pengaman beban berlebih


65/76


11. Relay negative sequence

Negative sequence (arus urutan negative) adalah arus yang timbul apabila terjadi ketidakseimbangan antar fasa.Arus ini dapat menyebabkan pemanasan rotor generator apabila

bertahan lama.

Gambar 57 Skema pengaman arus urutan negatif

6.2 Jenis-Jenis dan Fungsi Meter Indikator

Meter Indikator adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk besaran dan tergantung

dari fungsinya masing-masing.

Diantara jenis-jenis meter indikator yang terdapat pada sistem kelistrikan adalah :

1. Volt Meter :

Untuk mengukur beda potensial ( tegangan ) dengan simbol ( Kv, V ).

2. Amper Meter :

Untuk mengukur besaran arus listrik dengan simbol ( KA, A ).

3. Watt Meter :

Untuk mengukur daya aktif ( Watt ) dengan simbol ( MW, KW, W ).

4. Var Meter :

Untuk mengukur daya buta atau reaktif dengan simbol ( MVAR, KVAR, VAR ).


66/76


5. Frekuensi Meter :

Untuk mengukur gelombang/priode arus bolak-balik dalam detik ( Hz ).

6. Cos φ Meter :

Sudut yang dibentuk antara beban aktif dan reaktif, untuk stabilitas generator.

7. Synkronoskop Indikator :

Untuk mengetahui perbedaan sudut fasa listrik antara 2 sistem

Indikator-Indikator

1. Lampu ( Merah, Biru dan Putih ) :

Merah ( operasi ), Biru (Standby ) dan Putih trip

2. Bendera atau Indikator :

Untuk mengetahui kedudukan kontak utama dan Proteksi

Kedudukan breaker :

- Bendera merah : berarti breaker sedang masuk

- Bendera biru : berarti breaker standby

- Close and Open dan Trip Indikator.- Bendera Merah dan Biru dan Putih Indikator.

- relay : indikator bendera putih adalah trip, indikator bendera biru posisi normal.


67/76


7. Motor Listrik

7.1Jenis-Jenis Motor Listrik.

Motor listrik berdasarkan jenis sumber tegangannya dibagi dalam :

A. Motor arus searah (DC)

Motor Shunt

Motor Seri

Motor Compound

B. Motor arus bolak-balik (AC)

Moto r Tiga Fasa

Motor Sinkron

Motor Induksi (Asinkron)

Motor Rotor Sangkar (Squirrel – Cage Rotor)

Motor Rotor Lilit ( Wound Rotor)

Motor Satu Fasa

Motor Induksi Satu fasa

Motor Split Satu fasa Mator Kapasitor

Motor Shaded Pole


68/76


Adapun klasifikasi motor listrik dapat dikelompokkan sebagaimana diperlihatkan gambar 58

dibawah ini

Gambar 58.jenis – jenis motor listrik

7.2Prinsip Kerja Motor Listrik.

Motor listrik adalah mesin yang mengu bah energi l istr ik menjadi energi mekanik . Prinsip

kerjanya berdasarkan hukum gaya lorenz dan kaiadah tangan kir i Fleming , yang

menyatakan bahwa : Apabila sebatang konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan didalam

medan magnit maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Lihat gambar.59

Gambar 59. Batang Penghantar yang dialir arus listrik


69/76


Arah dari gaya yang dialami oleh konduktor tersebut ditunjukan oleh kaidah tangan kiri Fleming

(gambar 60). Gaya tersebut dialami oleh setiap batang konduktor pada rotor, sehingga

menghasilkan putaran dengan torsi yang cukup untuk memutarkan beban yang dikopel dengan

motor. Kecepatan putaran dan besarnya torsi jualah yang menentukan sesuatu motor itu sesuai

untuk pekerjaan.

Gambar.60. Demontrasi Tangan kiri Fleming

7.3 Induksi AC Tiga Fasa dan Karakteristiknya

Motor yang paling banyak dipakai di industri adalah jenis motor induksi .Motor Induksi terdiri

dari stator dengan tiga kumparan yang ditempatkan secara simetris pada alur-alurnya. Disebut

motor induksi karena arus yang mengalir pada rotor adalah arus induksi sebagai akibat dari

timbulnya GGL induksi pada konduktor-konduktor pada rotor yang disebabkan medan putar

stator. Ada dua jenis motor induksi tiga fasa yang banyak dipakai di industri yaitu jenis rotor

sangkar (squirrel cage) dan rotor lilit (wound rotor) yang disebut motor slip-ring.

A. Karakteristik Motor Induksi

1. Motor Rotor Sangkar .

Bila daya pertama kali diberikan pada motor dalam keadaan diam, stator bereaksi sebagai lilitan

primer transformator dengan menghasilkan fluks magnit yang berputar dengan kecepatan

sinkron. Rotor yang menjadi kumparan sekunder dihubung singkat, akan mengalir arus sirkulasi

yang tinggi dan sebagai akibatnya arus start pada stator juga tinggi.


70/76


Setelah rotor berputar searah dengan putaran medan stator, selisih putaran antara rotor dengan

medan putar stator menjadi kecil, menyebabkan arus sirkulasi rotor turun dan arus stator juga

berkurang.

Hubungan antara arus stator dan kecepatan putaran rotor ditunjukan pada gambar.61. Arus

sesaat pada rotor dipengaruhi oleh frekuensi suplai, tahanan dan induktansi rotor adalah

impedansi rotor yang menjadi faktor yang membatasi besarnya arus rotor.

Gambar.61. Rotor Sangkar

Karena pada motor frekuensi rotor akan berubah saat kecepatan motor berubah, maka sebagai

konsekuensinya torsi yang dihasilkan dapat berubah. Hubungan antara torsi dengan kecepatan

putaran rotor ditunjukan pada gambar 62.

Gambar. 62 Karakteristik Motor Rotor Sangkar


71/76


2. Motor Rotor Lilit

Ada tiga pengaruh nilai tahanan pada rangkaian motor induksi yaitu :

Mengurangi arus rotor, dan sebagai akibatnya arus stator juga menjadi berkurang.

Torsi start dapat naik karena arus rotor dan medan magnet stator mendekati sefasa.

Slip speed naik.

Dengan mengubah tahanan rotor melalui tahanan asut dari rangkaian luar pada motor slip-ring

dengan rotor lilit, maka torsi yang dihasilkan dapat diatur. Seperti yang terlihat pada gambar 63

dan 64

Gambar.63. Diagram Motor Rotor Lilit.


72/76


Gambar.64. : Karakteristik Motor Rotor Lilit (Wound Rotor)

Sifat – sifat utama dari mo tor ind uksi AC tiga fasa antara lain :

Self starting

Medan magnet berputar secara elektrik

Menghasilkan tenaga putaran yang besar dibandingkan dengan motor satu fasa

Arah putaran dari motor mudah dibalik hanya dengan membalik salah satu kutub

dari tegangan AC yang dipakai.

7.4 Metode Start Motor

Salah satu kelemahan motor induksi yaitu kecepatannya tidak dapat bervariasi kecuali dengan

peralatan khusus. Tetapi kelemahan yang sangat mengganggu adalah arusnya sangat besar

pada saat start. Arus start ini dapat mencapai 6 kali arus beban penuh. Usaha untuk

mengurangi arus start yang tinggi terus dilakukan antara lain dengan memperbesar tahanan


73/76


rotor. Tetapi pengurangan arus start harus mempertimbangkan torsi yang cukup untuk

percepatan.

a. Start Motor Dengan Tahanan Luar

Pada motor induksi dengan rotor belitan seperti gambar 64, tahanan luar dipasang atau

disambungkan kerotor belitan melalui slip ring yang dipasang pada poros.

Motor distart dengan membuat tahanan maksimum dalam sirkuit rotor. Begitu motor naik

putarannya tahanan rotor dikurangi secara berangsur-angsur hingga terhubung singkat pada ke

3 slip ring. Dalam kondisi ini daya yang dihasilkan pada rotor sama seperti pada rotor sangkar.

b. Methode Start Motor Sangkar

Sebagaimana telah dikatakan bahwa besarnya arus start (arus mula) motor jenis rotor sangkar

adalah sampai 6 kali arus beban penuh. Misalnya untuk motor 150 Hp (110 kW) , 3.3.KV. Arus

beban penuh kira-kira 230 A, maka arus start yang diserap menjadi kira-kira 1150 sampai 1330

A. Oleh karena itu start langsung tidak dapat dilakukan karena arus yang besar memerlukan

sumber pasok yang cukup dan diameter kabel yang besar, sehingga harus digunakan metode

lain untuk menstart motor ukuran besar.

Gambar 65. Start Motor dengan Tahanan Luar


74/76


Metode yang lebih umum digunakan ialah dengan menurunkan tegangan suplai dan ini dapat

dicapai dengan :

Metode start bintang / delta

Metode start auto tranformator

Metode start dengan sangkar ganda

- Start dengan metode bintang / segi tiga

Pada gambar terlihat bahwa kedua ujung tiap pasa kumparan (semua ada 6 ) dibawa keluar

motor dan dihubungkan pada saklar khusus yang mempunyai 3 posisi, “ START “ , “OFF” ,

“RUN“ . Pada posisi “START“ kumparan terhubung bintang dan pada posisi “RUN“ kumpa ran

terhubung delta . Dengan demikian tegangan tiap fasa waktu start adalah 1/ 3 dari

tegangan pasoknya dan torsi start juga akan berkurang menjadi (1/ 3 ) 2 atau 1/3 dari torsi

jika distart langsung.

Penurunan torsi start merupakan salah satu keburukan dari metode ini, selain itu pengawatan

pada saklar pemindah dan pemindahan dari hubungan bintang ke segi tiga juga relatif rumit.

Prosedur start motor adalah memindahkan handel saklar dari posisi off ke posisi Start dan

menunggu sesaat hingga motor berjalan dengan kecepatan operasi. Selanjutnya handel

dipindahkan dengan cepat dari posisi Start melalui Off ke posisi Run. Pada beberapa instalasi,gerakan dari posisi Start ke posisi Run dilakukan secara otomatis.

Gambar 66. metode Start Delta


75/76


8. Switchgear

8.1 Fungsi Switchgear.

Switch gear merupakan suatu piranti yang berguna untuk mengendalikan distribusi energi listrik

atau untuk mengendalikan dan melindungi peralatan (beban) yang dihubungkan ke bus

bar.(Rel).

Switchgear dapat pula disebut sebagai pemutus beban (arus listrik) yang dapat dipindah-

pindahkan (dikeluarkan dari biliknya).

8.2 Type Switchgear

Sebagai peralatan yang berfungsi untuk memutus beban ( arus listrik ). Maka ketika

menghubungkan maupun memutus arus listrik, selalu terjadi loncatan busur api yang melintasi

kedua. Semakin besar daya yang dihubungkan atau diputus maka semakin besar pula busur

api yang timbul.

Untuk mengantisipasi timbulnya besar api ini pemutus dilengkapi dengan pemadam busur api.

Ditinjau dari jenis pemadamannya, maka switchgear yang biasa digunakan dapat digolongkanmenjadi 5 type yaitu :

a. Air Circuit Breaker (ACB)

b. Air Blast Circut Breaker (ABCB)

c. Vaccum Circuit Breaker (VCB)

d. Gas Circuit Breaker (GCB)

e. Oil Circuit Breaker (OCB)

Sedangkan berdasarkan sumber tegangan yang terhubung padanya maka switchgear dapat

digolongkan atas tiga type, yaitu :

a. Switchgear Tegangan Rendah (380 V)

b. Switchgear Tegangan Menengah (6 KV)


76/76

8.3 Peralatan Utama Switchgear

Sebagai piranti pemutus beban maka switchgear mempunyai beberapa komponen utama,

antara lain:

1. Mekanisme penggerak

2. Kontak (kontak utama dan kontak busur) kedua kontak ini digerakkan oleh mekanisme

penggerak.

3. Are Chutes (pemadam busur api ) berfungsi sebagai peredam busur api selama proses

pembukaan breaker pada saat terjadi arus beban lebih, hubung singkat dan lepas breaker.

8.4 Operasi Switchgear

Switchgear yang terpasang pada unit pembangkit pada umumnya dapat dioperasikan dari dua

tempat yaitu :

Local

Control Room

Di dalam pengoperasian switchgear peerlu kita mengetahui beberapa hal diantaranya.

Beban yang akan dipasok energi listrik lewat switchgear tersebut telah aman dari adanyahubung singkat pada beban.

Pastikan peralatan proteksi pada switchgear telah terpasang

Pastikan pemisah beban (PMS/DS) telah masuk

Setelah beberapa hal diatas telah terpenuhi dan aman maka PMT/CB dapat dioperasikan.

8.5 Proteksi Switchgear

buku 4 (teori kelistrikan)

Documents