Download - 86656891 study-recloser-unnes
ANALISA KERJA RECLOSER TIPE VWVE MEREK COOPER
DI WILAYAH PT.(Persero)PLN APJ SURAKARTA
SKRIPSI Untuk memperoleh gelar Sarjana Tehnik Elektro
pada Universitas Negeri Semarang
Oleh Muh.Qomarudin ma’sum
NIM 5350403023
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2007
ii
ii
SKRIPSI
ANALISA KERJA RECLOSER TIPE VWVE MEREK COOPER DI WILAYAH
PT.(Persero)PLN APJ SURAKARTA
yang dipersiapkan dan disusun oleh Muh.Qomarudin ma’sum
5350403023 telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal 4 Juli 2007
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Utama Anggota Tim Penguji Lain Dr. Ir. Sasongko Pramono Hadi, DEA Drs. Ngadirin, M.T. NIP. 130 815 059 NIP. 130 422 773 Pembimbing Pendamping Drs. Subiyanto, M.T. NIP. 130 687 603
Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh derajat sarjana teknik
tanggal : Juli 2007
Drs. Djoko Adi Widodo, M.T. NIP. 131 570 064
Pengelola Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Semarang
iii
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Semarang, Juli 2007
Muh.Qomarudin Ma’sum NIM 5350403023
iv
iv
INTISARI
Sistem tenaga listrik sangat memegang peranan penting dalam semua
aspek. Sehingga untuk memperoleh kontinuitas pelayanan diperlukan penerapan
dan penggunaan peralatan proteksi untuk mengatasi gangguan. Recloser
merupakan salah satu peralatan pengaman yang dapat mendeteksi arus lebih
karena gangguan antara fasa dengan fasa atau fasa dengan tanah, dimana recloser
ini dapat memutus arus dan menutup kembali secara otomatis.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kecepatan kerja dari
recloser tipe VWVE (vaccum withstand voltage elektronical) jika mendapat arus
gangguan sebesar 200%,300%,400%,dan 500% dari arus setting kumparan trip.
Manfaat penelitian ini untuk mengetahui apakah recloser tersebut masih layak
digunakan sebagai sistem proteksi pada jaringan distribusi 20kV dimana metode
yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen one shoot case study.
Dari hasil penelitian yang dilakukan disimpulkan bahwa hasil pemutus
yang sebenarnya dari recloser tipe VWVE merek cooper masih dibawah garis
kurva arus, ini berarti bawa recloser tipe VWVE merek cooper tersebut masih
dapat digunakan sebagai sistem proteksi pada jaringan distribusi 20 kV. Selama
melakukan pengujian badan alat ukur tidak ditanahkan oleh karena itu PT.PLN
(persero) hendaknya memasang kabel pentanahan untuk keselamatan pengujian.
Kata kunci : Energi listrik, PLN,Recloser tipe VWVE
v
v
ABSTRACT
System electric power very important playing a part in all aspect. So that
to obtain;get service kontinuitas needed by applying and usage of equipments of proteksi to overcome trouble. Recloser represent one of equipments of peacemaker of which can detect current more because trouble between fasa with or fasa of fasa with land;ground, where this recloser can break current and close again automatically.
Target of this research is to know speed of [job/activity] of type recloser of VWVE ( elektronical voltage withstand vaccum) if getting trouble current equal to 200%,300%,400%,dan 500% from current of setting bobbin of trip. this Research benefit to know do used as competent still the recloser [of] system of proteksi distribution network 20kV where method which is used in this research is experiment of one study case shoot.
From result of research which [is] [is] to be concluded that result of pemutus which in fact from type recloser of VWVE brand of cooper still below/under current curve line, this means bringing type recloser of VWVE brand of cooper the admit of to be used as system of proteksi distribution network 20 kV. During conducting examination of land;ground measuring instrument body donot therefore PT.PLN ( persero) shall install land ground cable for the safety of examination
Keyword : Energi Electrics, PLN,RECLOSER type of VWVE
vi
vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO :
“ Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka
merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri ” (QS. Ar Ra’d : 11).
“Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yag telah
diusahakannya” (An Najm : 39).
“Barangsiapa yang mempelajari ilmu pengetahuan yang seharusnya yang
ditunjukan untuk mencari ridho Allah bahkan hanya untuk mendapatkan
kedudukan/kekayaan duniawi maka ia tidak akan mendapatkan baunya surga
nanti pada hari kiamat (riwayat Abu Hurairah radhiallahu anhu)”.
“Jangan sia-siakan hidupmu untuk masa depan yang akan kamu jalani”.
“Bersungguh-sungguhlah dalam menjalani hidup ini”.
PERSEMBAHAN
Skripsi ini adalah bagian dari ibadahku kepada Allah SWT
Sekaligus sebagai ungkapan terima kasihku kepada :
Keluargaku yang selalu memberikan motivasi dalam hidupku
Dan selalu memberikan inspirasi dalam hidupku
Kekasihku yang aku cintai, terima kasih atas semuanya
Teman-teman TE 2003 UNNES
Pihak PLN APJ Surakarta
vii
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji hanya milik Allah Ta’ala, Tuhan pencipta alam
semesta pengatur hidup dan kehidupan manusia, yang menguasai alam raya
beserta isinya serta yang memberikan kasih sayangNya kepada setiap
makhlukNya. Sehingga dengan keridloanNya skripsi dengan judul “Analisis
Analisa Kerja Recloser Tipe VWVE diwilayah APJ Surakarta” dalam rangka
menyelesaikan studi Strata Satu untuk mencapai gelar Sarjana di Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang dapat diselesaikan. Untuk itu ucapan terima kasih
disampaikan kepada:
1 Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elekto
Universitas Negeri Semarang.
2 Dr.Ir. Sasongko Pramono Hadi,DEA, Dosen Pembimbing utama dari
Universitas Gadjah Mada
3 Bapak Nur Muhammad sebagai pembantu penulisan skripsi ini dari pihak
APJ surakarta.
4 Keluarga besar penulis (Bpk Muh.Kamil, Ibu Siti Imro’atun serta semua
kakak-kakakku (Juned-Nur,Muh-Nur,Udin-Lely,Arsad-Ida)) yang banyak
membantu pembuatan media pembelajaran ini dan yang banyak memberi
semangat lebih.
5 Kekasih saya yang memberikan suport keteguhan hati atau yang
mendukung terselesainya skripsi ini.
viii
viii
6 Teman-teman (TE 2003) yang telah memberikan sumbangsih pikiran,
semangat juga do’a, hingga terselesianya Skripsi ini.
7 Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu
dan memberikan dorongan dalam penyelesaian skripsi.
Masukan berupa saran dan kritik sangat diharapkan untuk perbaikan
skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan
dunia pendidikan pada khususnya.
Semarang, Juli 2007
Penulis
ix
ix
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL............................................................................................................ i
PENGESAHAN.............................................................................................. ii
PERNYATAAN............................................................................................ iii
INTISARI...................................................................................................... iv
ABSTRAK...................................................................................................... v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN.................................................................. vi
KATA PENGANTAR.................................................................................... vii
DAFTAR ISI................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang...................................................................................... 1
B. Permasalah........................................................................................... 3
C. Tujuan Penelitian.................................................................................. 4
D. Manfaat Penelitian................................................................................ 5
E. Penegasan Istilah................................................................................... 5
F. Sistematika Skripsi................................................................................ 6
BAB II LANDASAN TEORI
A. Sistem Jaringan Distribusi..................................................................... 7
B. Sistem Pengaman................................................................................... 13
C. Rele Pengaman....................................................................................... 16
D. Penutup Balik Otomatis (Auto Circuit Recloser)................................... 22
x
x
E. Recloser Tipe VWVE (Vaccum Withstand Voltage Electronical)
Merek Cooper........................................................................................ 32
BAB III METODE PENELITIAN
A. Waktu Dan Tempat Penelitian............................................................ 39
B. Jenis Penelitian................................................................................... 39
C. Variable Penelitian ............................................................................ 40
D. Alat dan Bahan ................................................................................. 40
E. Desain Eksperimen ........................................................................... 40
F. Pengambilan Data ............................................................................. 41
G. Rangkaian Eksperimen....................................................................... 42
H. Analisa Data....................................................................................... 47
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian.................................................................................... 51
B. Analisis Hasil Penelitian....................................................................... 59
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan......................................................................................... 65
B. Saran................................................................................................... 65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1, Daerah Proteksi………………………………………………….. 15
Gambar 2a.Rangkaian Kotak Kontrol Elektronik……………………..…….. 27
Gambar 2b.Diagram Satu Garis Current Transformer Pada Recloser.……... 27
Gambar3.Elektronic Control Box…………………………………………… 29
Gambar 4. Recloser Tipe VWVE Merek Cooper……………..……………… 33
Gambar 5a. Tampak Atas ………………………………………….…… 33
Gambar 5b.Tampak Samping………………………...……………………… 33
Gambar 5c. Tampak Depan ………………………………………..……… 33
Gambar 6. Bagian-bagian Dari Recloser Tipe VWVE Merek Cooper……… 34
Gambar 7. Gangguan Permanen Pada Jaringan …………………..………… 35
Gambar 8. Grafik Pemutus Recloser Jika Terjadi Gangguan Tetap………… 35
Gambar 9. Recloser Mengalami Gangguan Sesaat……………………..…… 36
Gambar 10. Grafik Pemutus Recloser Jikaterjadi Gangguan Sesaat...……… 36
Gambar 11. Grafik Pemutus Recloser Jika Terjadi Gangguan Semi
Permanen………………….…………………………………… 37
Gambar 12. Pemasangan Recloser Pada Tiang Jaringan…………………… 37
Gambar 13. Pemasangan Recloser Pada Jaringan Yang Beroperasi Secara
Radial ………………………………………………………….. 38
Gambar 14. Desain Experiment One Shot Case Study……………………… 41
Gambar 15. Diagram Blok Pengukuran…………………………………...… 42
Gambar 16. Rangkain Penguji Recloser Tipe VWVE Merek Cooper..……… 43
xii
xii
Gambar 17. Alat Uji Jenis MET Mc. Graw Edison…………………….....… 44
Gambar 18, Grafik Kurva Fasa Trip………………………………………… 49
Gambar 19, Grafik Kurva Ground Trip…………………………………...… 50
Gambar 20, Blok Diagram Recloser………………………………………… 51
Gambar 21, Perbandingan Antara Grafik Kurva Arus Referensi Fasa Trip Dan
Hasil Pemutusan Fasa Trip Yang Sebenarnya………………… 60
Gambar 22, Perbandingan Antara Grafik Kurva Arus Referensi Ground Trip Dan
Hasil Pemutusan Ground Trip Yang Sebenarnya………...…… 62
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sistem tenaga listrik sangat memegang peranan penting dalam semua
aspek, sehingga faktor keamanan pada pusat pembangkit listrik maupun pada
jaringan tegangan menengah sangat diperlukan.
Dalam jaringan distribusi terdapat banyak sekali gangguan yang
mengakibatkan penurunan kapasitas daya listrik yang disalurkan ke beban. Hal
tersebut dapat mengganggu mekanisme kerja penggunaan energi listrik. Maka dari
itu untuk memperoleh kontinuitas pelayanan tersebut penerapan dan penggunaan
peralatan proteksi dalam mengatasai gangguan mempunyai peranan yang sangat
penting.
Peralatan pengaman dalam sistem tenaga listrik, digunakan sebagai
pengaman pada daerah - daerah tertentu. Daerah pengaman tersebut dibuat
sedemikian rupa sehingga dibeberapa bagian dalam saluran terjadi tumpang tindih
sehingga tidak ada daerah didalam sistem tenaga listrik yang tidak terlindungi.
Alat proteksi yang digunakan adalah sebuah rele dan perlengkapannya
yang bekerja memberi perintah kepada pemutus tenaga untuk membuka atau
memisahkan bagian bila terjadi gangguan.
Untuk memudahkan pengamanan terhadap gangguan, digunakan rele yang
berfungsi membuka dan menutup secara otomatis yang disebut ”reclosing
(recloser)” dimana sistem kendalinya ada pada kotak kontrol elektronik.
2
Recloser merupakan suatu peralatan pengaman yang dapat mendeteksi
arus lebih karena hubung singkat antara fasa dengan fasa atau fasa dengan tanah,
dimana recloser ini memutus arus dan menutup kembali secara otomatis dengan
selang waktu yang dapat diatur misal dengan setting interval reclose 1 sampai 5
detik dan setting interval reclose 2 sampai 10 detik dan pada trip ketiga recloser
akan membuka tetap dengan sendirinya karena gangguan itu bersifat permanen.
Peralatan ini digunakan sebagai pelindung saluran distrbusi dan mempunyai
peranan penting dalam perlindungan sistem daya karena saluran distribusi
merupakan elemen vital suatu jala-jala, yang menghubungkan gardu induk (GI) ke
pusat - pusat beban.
Pembatasan gangguan pelayanan dapat diukur untuk daerah sesempit
mungkin dengan cara memasang saklar-saklar bersekering yang dipasang pada
tempat-tempat strategis dan diberi pengaman lebur. Ini akan menjamin bahwa
sekering ditempat yang terdekat dengan letak gangguan akan bekerja terlebih
dahulu pada saat ganguan itu terjadi. Pada jaringan distribusi diperoleh data
bahwa 70% sampai 80% gangguan bersifat permanen yaitu gangguan yang dapat
dihilangkan atau diperbaiki setelah bagian yang terganggu itu diisolir dengan
bekerjanya pemutus daya (TS. Hautaruk,1991:4).
Permasalahan yang sering muncul pada saluran distribusi atau jaringan
tegangan menengah 20kV adalah bagaimana mengatasi suatu gangguan yang
menghambat kelancaran sistem penyaluran beban. Ada banyak jenis recloser yang
digunakan dalam mengatasi gangguan salah satunya memasang sebuah rele
3
otomatis yang dapat mempersempit daerah gangguan. Jenis recloser menurut
media peredaman busur apinya adalah (PLN, Pusdiklat.1997):
1.Vaccum (hampa udara)
- Nova
2. Gas SF6
-Brush
-Nullec
3. Oil (minyak)
-MVE
-VWVE
Recloser tipe MVE dan recloser tipe VWVE keduanya mempunyai prinsip
kerja yang sama hanya dibedakan pada media pemutusnya saja. Recloser tipe
MVE menggunakan motor listrik 220 V dengan daya sebesar 0,75 HP, sedangkan
recloser tipe VWVE menggunakan closing selenoid 20 Kv. Recloser tipe VWVE
lebih banyak dipakai dari pada recloser tipe MVE, sebab dilihat dari segi
ekonomisnya lebih mudah perawatan dan lebih sederhana.
Bertolak dari permasalahan diatas maka penulis tertarik untuk malakukan
analisis kerja recloser tipe VWVE (Vaccum Withstand Voltage Electronical)
merek Cooper.
B. Permasalah
Untuk menghindari presepsi yang salah dan meluasnya pembahasan, maka
pembatasan masalah penelitian ini adalah pada analisis kerja dari sebuah recloser
4
tipe VWVE (Vaccum Withstand Voltage Elektronical) merek cooper dengan arus
pengaturan pemutusan sebesar 200%,300%,400%,500% dari arus setting
kumparan trip yang sebesar 100A atau bisa disebut dengan I nominal, karena
recloser yang digunakan di wilayah kerja PT.PLN (Persero) cabang Surakarta
menggunakan arus pengaturan setting kumparan trip yang besarnya 100A.
Rumusan masalah skripsi ini adalah :
1. Bagaimana recloser tipe VWVE bekerja mulai dari mendapatkan arus
gangguan trip sampai dengan recloser kembali beroperasi seperti sebelum
terjadinya gangguan.
2. Seberapa cepat sebuah recloser tipe VWVE merek cooper akan trip jika terjadi
arus gangguan sebesar 200%,300%,400%,500% dari I nominal yang mungkin
terjadi pada jaringan tegangan menengah 20 kV.
3. Mengapa terjadi perbedaan waktu pemutusan antara waktu pengaturan dengan
waktu nyata dan waktu pemutusan antara fasa trip dan ground trip.
C. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan :
a. Untuk mengetahui kemampuan sistem proteksi dari recloser tipe VWVE merek
cooper jika terjadi gangguan pada jaringan distribusi tegangan menengah 20
kV.
b. Untuk mengetahui seberapa besar cepat recloser tipe VWVE merek cooper
melokalisir daerah yang terjadi gangguan.
5
c. Untuk mengetahui seberapa besar perbedaan waktu trip jika terjadi gangguan
phase-trip dan ground-trip pada recloser tipe VWVE merek cooper.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi kepada masyarakat tentang keandalan recloser tipe
VWVE merek cooper sebagai sistem proteksi pada jaringan distribusi 20 kV.
2. Manfaat bagi peneliti adalah memperdalam pengetahuan tentang karakteristik
dan pengaturan recloser tipe VWVE merek cooper di wilayah kerja PT.PLN
(Persero) Cabang Surakarta.
E. Penegasan Istilah
Untuk menghindari kekeliruan dalam menafsirkan suatu persoalan, penegasan
istilah yang penulis gunakan adalah:
1. Recloser adalah fasilitas tembahan pada system distribusi untuk menghindari
pemutusan transient (KG.jacson, 1981:302).
2. Sistem adalah sekelompok bagian (alat dan sebagainya) yang bekerja bersama-
sama untuk melakukan suatu maksud (WJS. Poerwodarminto, 1996 : 955).
3. Proteksi adalah piranti yang dirancang untuk melindungi komponen peralatan
atau sistem listrik dari berbagai efek yang merusak ketika kondisi ab-normal
muncul selama operasi (KG.Jacson,1981:291).
4. Analisis adalah penyelidikan terhadap suatu peristiwa untuk mengetahui
keadaan yang sebenarnya.(Kamus Besar Bahasa Indonesia 2001:43).
6
F. Sistematika Sekripsi
Skripsi ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut:
1. Bagian pendahuluan skripsi yang berisi halaman judul, halaman pengesahan,
pernyataan, intisari, abstract, halaman motto dan persembahan, kata pengantar,
daftar isi, dan daftar gambar.
2. bagian isi sekripsi,yang terdiri atas lima bab, yaitu :
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisi: latar belakang, permasalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, penegasan istilah, dan sistematika sekripsi
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini berisi: sistem jaringan distribusi, sistem pengaman rele
pengaman penutup, balik otomatis (auto circuit recloser), dan Recloser
tipe VWVE (vaccum withstand voltage electronical) merek cooper.
BAB III METODE PENELITIAN DAN RANGKAIAN EKSPERIMEN
Dalam bab ini berisi: jenis penelitian, waktu dan tempat penelitian,
variable penelitian, alat dan bahan , desain eksperimen , pengambilan
data , rangkaian eksperimen, dan analisa data
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini berisi: hasil penelitian, dan analisis hasil penelitian.
BAB V PENUTUP
Dalam bab ini berisi: simpulan dan saran.
7
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Sistem Jaringan Distribusi
Sistem jaringan distribusi ditinjau dari sistem tegangannya dapat di
kelompokkan menjadi dua tegangan, yaitu distribusi tegangan rendah dan
distribusi tegangan menengah. Sistem distribusi tegangan menengah di PLN
mempunyai sistem radial dengan saluran udara dan saluran kabel tanah pada kota-
kota besar. Tegangan menengah yang digunakan saat ini adalah 20 kV.
Bila dikelompokkan berdasarkan sumber pemasukan tegangan sistem
distribusi, dapat berasal dari:
1. Pusat pembangkit tegangan rendah, disalurkan pada sistem distribusi
yang umumnya pada listrik desa.
2. Pusat pembangkit tegangan menengah, didistribusikan pada tegangan
menengah dan tegangan rendah umumnya di dapatkan di pula - pulau
sedang atau kecil.
3. Dari sistem tegangan tinggi menggunakan trafo daya pada GI.
Sistem distribusi mempunyai fungsi menyalurkan dan mendistribusikan
tenaga listrik dari gardu induk atau pusat pembangkit ke pusat - pusat atau
kelompok beban, dengan mutu yang memadai dan keterhandalan sistem yang
tinggi.
Jadi tingkat kehandalan tinggi dapat diperoleh dengan tingkat komunitas
pelayannan yang tinggi dan frekuensi pemadaman karena gangguan rendah.
8
Frekuansi pemadaman karena gangguan dapat diperkecil dengan sistem proteksi
yang sesuai, baik dan memadai.
a. Gangguan
Gangguan adalah suatu keadaan sistem yang tidak normal, sehingga
gangguan pada umumnya terdiri dari hubung singkat dan rangkaian terbuka (open
circuit). Bila hubung singkat dibiarkan berlangsung lama pada suatu sistem daya,
akan muncul pengaruh-pengaruh berikut ini :
1) Berkurangnya batas - batas keseimbangan untuk sistem daya itu.
2) Rusaknya peralatan yang berada dekat dengan gangguan yang disebabakan
oleh arus yang besar, arus yang tidak seimbang atau tegangan - tegangan
rendah yang disebabkan oleh hubung singkat.
3) Ledakan - ledakan yang mungkin terjadi pada peralatan yang mengandung
minyak isolasi sewaktu hubung singkat, dan mungkin menimbulkan
kebakaran sehingga dapat membahayakan orang yang menanganinya dan
merusak peralatan yang lain.
4) Terpecah - pecahnya keseluruhan daerah pelayanan sistem daya itu oleh
suatu rentetan tindakan pengaman yang diambil oleh sistem - sistem
pengaman yang berbeda - beda.
b. Sebab - Sebab Terjadinya Gangguan
Menurut Hutauruk (1991:4), ada beberapa macam gangguan tranmisi,
yang disebabkan oleh faktor alam maupun faktor lainnya. Faktor - faktor yang
dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada sistem transmisi ialah :
1. Surja petir atau surja hubung.
9
Petir sering menyebabkan gangguan pada sistem tegangan tinggi sampai
150 - 500kV. Sedangkan pada sistem dibawah 20kV, yang menjadi sebab
utama adalah surja hubung.
2. Burung
Jika burung dekat pada isolator gantung dari saluran transmisi, maka
clearance (jarak aman) menjadi berkurang sehingga ada kemungkinan
terjadi loncatan api.
3. Polusi (debu)
Debu - debu yang menempel pada isolator merupakan konduktor yang
bisa menyebabkan terjadinya loncatan bunga api.
4. Pohon - pohon yang tumbuh dekat saluran transmisi.
5. Retak - retak pada isolator.
Dengan adanya retak - retak isolator maka secara mekanis apabila ada
petir yang menyambar akan tembus (break down) pada isolator.
c. Macam–macam Gangguan
1. Gangguan pada saluran :
a) Gangguan dua fasa atau tiga fasa melalui tahap hubung tanah.
b) Gangguan dua fasa.
c) Gangguan dua fasa ketanah.
d) Gangguan satu fasa ketanah atau gangguan tanah.
2. Lamanya waktu gangguan :
a) Gangguan permanen baru dapat dihilangkan atau diperbaiki setelah
bagian terganggu itu di isoler dengan bekerjanya pemutus daya.
10
b) Gangguan temporer
Gangguan temporer yaitu gangguan yang terjadi hanya dalam
waktu singkat kemudian sistem kembali pada keadaan normal.
Misalnya gangguan yang disebabkan oleh petir atau burung,
dimana terjadi loncatan api pada isolasi udara atau minyak.
Dari berbagai macam penyebab gangguan tersebut, jenis gangguan
dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu:
1. Gangguan akibat hubung singkat. Termasuk hubung singkat satu atau dua
fasa ketanah (ground), hubung singkat antara dua fasa dengan tiga fasa,
atau hubung singkat antara tiga fasa dengan tanah.
2. Gangguan akibat putusnya kawat penghantar (Open Circuit) dapat terjadi
pada penghantar satu fasa, dua fasa dan tiga fasa. Dari gangguan ini
menimbulkan :
a) Kontinuitas penyaluran daya terputus.
b) Penurunan tegangan yang cukup besar dapat menyebabkan
rendahnya kualitas tenaga listrik.
c) Peralatan - peralatan yang terdapat pada tempat terjadinya
gangguan akan rusak.
d. Pencegahan Gangguan
Sistem tenaga listrik dikatakan baik apabila dapat mencatu atau
menyalurkan tenaga listrik ke konsumen dengan tingkat kehandalan yang tinggi.
Kehandalan disini meliputi kelangsungan, dan stabilitas penyaluran sistem tenaga
11
listrik. Pemadaman listrik sering terjadi akibat gangguan yang tidak dapat diatasi
oleh sistem pengamanannya. Kehandalan ini akan sangat mempengaruhi
kelangsungan penyaluran tenaga listrik. Naik turunnya kondisi tegangan dan catu
daya listrik bisa merusak peralatan listrik.
Sebagaimana di jelaskan didepan, ada beberapa jenis gangguan pada
saluran tenaga listrik yang memang tidak semuanya bisa dihindarkan. Untuk itu
perlu dicari upaya pencegahan agar bisa memperkecil kerusakan pada peralatan
listrik, terutama pada manusia akibat adanya gangguan. Pencegahan gangguan
pada sistem tenaga listrik biasa di kategorikan menjadi dua langkah sebagai
berikut (supriyadi,1999:13) :
1) Usaha memperkecil terjadinya gangguan
Cara yang ditempuh antara lain :
a. Membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan.
b. Membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi
peralatan dan penangkal petir (arrester).
c. Memakai kawat tanah dan membuat tahanan tanah sekecil
mungkin pada kaki menara, serta selalu mengadakan pengecekan.
d. Membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh luar
mekanis dan mengurangi atau menghindarkan sebab - sebab
gangguan karena binatang, polusi, kontaminasi, dan lain - lain.
e. Pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus
mengikuti peraturan-peraturan yang berlaku.
12
f. Menghindarkan kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan
membuat prosedur tata cara operasional dan membuat jadwal
pemeliharaan yang rutin.
g. Memasang kawat tanah pada SUTT dan GI untuk melindungi
terhadap sambaran petir.
h. Memasang lighting arrester (penangkal petir) untuk mencegah
kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.
2) Usaha mengurangi kerusakan akibat gangguan
Beberapa cara untuk mengurangi akibat gangguan, antara lain sebagai
berikut :
a. Mengurangi akibat gangguan misalnya dengan membatasi arus hubung
singkat, caranya dengan menghindari konsentrasi pembangkitan atu
dengan memakai impedansi pembatas arus, pemasangan tahanan, atau
reaktansi untuk sistem pentanahannya sehingga arus gangguan satu fasa
terbatas. Pemakaian peralatan yang tahan atau handal terhadap terjadinya
arus hubung singkat.
b. Secepatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai
pengaman lebur atau rele pengaman pemutus beban dengan kapasitas
pemutusan yang memadai.
c. Merencanakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan
dari sistem tidak akan mengganggu operasi sistem secara keseluruhan atau
penyaluran tenaga listrik ke konsumen tidak terganggu. Hal ini dapat
dilakukan, misal dengan :
13
1) Memakai saluran ganda atau saluran yang membentuk lingkaran.
2) Memakai penutup balik otomatis.
3) Memakai generator cadangan.
d. Mempertahankan stabilitas system selama terjadinya gangguan, yaitu
dengan memakai pengatur tegangan otomatis yang cepat dan karakteristik
kestabilan generator yang memadai.
e. Membuat data pengamatan gangguan sistematis dan efektif, misalnya
dengan menggunakan alat pencatat gangguan untuk mengambil langkah -
langkah lebih lanjut.
B. Sistem Pengaman
a. Pengertian Pengaman
Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada
peralatan - peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti
generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel
bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi ab-normal operasi sistem
tenaga listrik tersebut.
b. Fungsi Pengaman
Kegunaan pengaman tenaga listrik antara lain (Supriadi, 1999 : 3) :
1) Mencegah kerusakan peralatan - peralatan pada sistem tenaga
listrik akibat terjadinya gangguan atau kondisi operasi sistem yang
tidak normal.
2) Mempersempit daerah yang terganggu sehingga gangguan tidak
melebar pada sistem yang lebih luas.
14
3) Memberikan pelayanan tenaga listrik dengan keandalan dan mutu
tinggi kepada konsumen.
4) Mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh tenaga
listrik.
Pada saat terjadi gangguan atau ketidak normalan pada sistem tenaga
listrik, misal adanya arus lebih, tegangan lebih, dan sebagainya, maka perlu
diambil suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika
dibiarkan gangguan itu akan meluas keseluruh sistem sehingga bisa merusak
semua peralatan sistem tenaga listrik yang ada. Untuk mengatasi hal tersebut
diperlukan suatu sistem pengaman yang handal.
Pengaman pada sisatem tenaga listrik pada dasarnya terdiri atas
pemutus tenaga (PMT) atau circuit breaker (CB) yang bekerja memutus
rangkaian jika terjadi gangguan yang operasinya dikendalikan oleh rele
pengaman.
Rusaknya peralatan yang mengakibatkan terjadinya gangguan pada
sistem daya, dimana pada sistem daya proses peniadaan hubung singkat di
laksanakan secara otomatis tanpa campur tangan manusia. Peralatan ini
sebagai sistem perlindungan atau sistem pengaman (protection system).
c. Daerah-Daerah Perlindungan Pengaman (Proteksi)
Batas setiap daerah menentukan bagian sistem daya sedemikian rupa
sehingga untuk gangguan yang terjadi didalam daerah tersebut, sistem proteksi
yang bertanggung jawab akan bertindak untuk memisahkan semua gangguan
yang berada di daerah itu untuk seluruh bagian yang lain dari sistem. Karena
15
pemisah (pemutus daya = de-energization) dalam keadaan terganggu tadi
dialakukan oleh pemutus rangkaiaan, jelas bahwa pada setiap titik hubungan
antara peralatan didalam daerah itu dengan bagian lainnya dari sistem harus
menyisipkan pemutus rangkaian (Stevenson,1990 : 319)
Gambar 1, Daerah Proteksi
Keterangan gambar :
1) Daerah pelindungan pembangkiat. B=Breaker
2) Daerah pelindungan trafo tenaga. P=Daerah Gangguan
3) Daerah pelindungan ril. T=Transduser
4) Daerah pelindungan saluran tranmisi R=Rele
5) Daerah pelindungan ril. G=Generator
Pada gambar diatas bagian sistem daya terdiri dari satu generator, dua
transformator, dua saluran transmisi dan tiga buah ril dilukiskan oleh diagram
segaris. Garis putus-putus dan tertutup menunjukkan pembagian sistem daya
kedalam lima daerah proteksi. Masing-masing daerah mengandung satu atau
beberapa komponen sistem daya disamping dua buah pemutus rangkaian. Setiap
16
pemutus dimasukkan kedalam dua daerah proteksi yang berdekatan. Daerah 1,
misal mengandung generator, transformatornya yang berhubungan, dan saluran
penghubung antara generator dan transformator itu. Daerah 3 hanya suatu saluran
transmisi. Daerah 1 dan 5 masing-masing mengandung dua komponen sistem
daya.
Aspek penting lainnya tentang daerah proteksi adalah bahwa daerah yang
berdekatan selalu tumpang tindih (overlap). Hal ini memang perlu karena jika
tidak demikian, maka bagian kecil sistem yang berada diantara daerah yang
berdekatan, betapapun kecilnya akan dibiarkan tanpa proteksi, jika kebetulan
terjadi gangguan dibagian yang saling menutupi, maka bagian yang lebih besar
dari sistem daya ( yaitu yang berhubungan dengan kedua daerah yang saling
tumpang tindih ) akan dipisah dan tidak akan memberikan pelayanan. Untuk itu
mengurangi kemungkinan semacam ini hingga sekecil-kecilnya, bagian yang
tumpang tindih dibuat sekecil mungkin.
C. Rele Pengaman
a) Pengertian
Pada saat terjadi gangguan atau ketidak normalan pada sistem tenaga
listrik misalnya ada arus lebih, tegangan lebih, atau sebagainya, maka perlu
diambil suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika
dibiarkan, gangguan itu akan meluas ke seluruah sistem sehingga bisa merusak
seluruh peralatan sistem tenaga listrik yang ada. Untuk mengatasi hal tersebut,
mutlak diperlukan suatu sistem pengaman yang handal. Salah satu komponen
17
yang penting untuk pengaman tenaga listrik adalah rele pengaman (protection
relay).
Rele pengaman adalah suatu piranti, baik elektronik atau magnetic yang
direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidak normalan pada peralatan
listrik yang bisa membahayakan atau tidak diinginkan. Jika bahaya itu muncul
maka rele pengaman secara otomatis memberikan sinyal atau perintah untuk
membuka pemutus tenaga agar bagian terganggu dapat dipisahkan dari sistem
yang normal. Rele pengaman dapat mengetahui adanya gangguan pada peralatan
yang perlu diamankan dengan mengukur atau membandingkan besaran - besaran
yang diterimanya, misalnya arus, tegangan, daya, sudut fasa, frekuensi, dan lain
sebagainya sesuai dengan besaran yang telah ditentukan. Alat tersebut kemudian
akan mengambil keputusan seketika dengan perlambatan waktu membuka
pemutus tenaga atau hanya memberikan tanda tanpa membuka pemutus tenaga.
Pemutus tenaga dalam hal ini harus mempunyai kemampuan untuk memutus arus
hubung singkat maksimum yang melewatinya dan harus mampu menutup
rangkaian dalam keadaan hubung singkat dan kemudian membuka
kembali.(Supriyadi,1999 : 21).
b) Fungsi Rele
Pada prinsipnya rele pengaman yang di pasang pada sistem tenaga listrik
mempunyai tiga macam fungsi (Supriyadi, 1999 : 22) yaitu :
1) Merasakan, mengukur, dan menentukan bagian sistem yang terganggu
serta memisahkan secepatnya.
18
2) Mengurangi gangguan kerusakan yang lebih parah dari peralatan yang
terganggu.
3) Mengurangi pengaruh gangguan terhadap sistem yang lain yang tidak
terganggu dalam sistem tersebut serta dapat beroperasi normal, juga
untuk mencegah meluasnya gangguan.
c) Persyaratan Rele Pengaman
Pada sistem tenaga listrik, rele memegang peran yang sangat penting.
Pengaman berkualitas yang baik memerlukan rele pengaman yang baik pula.
Untuk itu ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh rele pengaman
(Supriyadi, 1999 : 22), seperti tersebut dibawah ini
1) Keterandalan (reliability)
Pada kondisi normal atau tidak ada gangguan, mungkin selama
berbulan - bulan atau lebih rele tidak bekerja. Seandainya suatu saat terjadi
gangguan maka rele tidak boleh gagal bekerja dalam mengatasi gangguan
tersebut. Kegagalan kerja rele dapat mengakibatkan alat yang diamankan
rusak berat atau gangguannya meluas sehingga daerah yang mengalami
pemadaman semakin luas.
Rele tidak boleh gagal kerja, artinya rele yang seharusnya tidak
bekerja, tetapi bekerja. Hal ini menimbulkan pemadaman yang tidak
seharusnya dan menyulitkan analisa gangguan yang terjadi. Keandalan rele
pengaman di tentukan dari rancangan, pengerjaan, beban yang digunakan,
dan perawatan.
19
2) Selektivitas (selectivity)
Selektivitas berarti rele harus mempunyai daya beda (discrimination)
terhadap bagian yang terganggu, sehingga mampu dengan tepat memilih
bagian dari sistem tenaga listrik yang terkena gangguan. Kemudian rele
bertugas mengamankan peralatan atau bagian sistem dalam jangkauan
pengamanannya. Tugas rele untuk mendeteksi adanya gangguan yang terjadi
pada daerah dan pengamanannya dan memberikan perintah untuk membuka
pemutus tenaga dan memisahkan bagian dari sistem yang terganggu. Letak
pemutus tenaga sedemikian rupa sehingga setiap bagian dari sistem dapat
dipisahkan. Dengan demikian bagian sistem lainnya yang tidak terganggu
jangan sampai dilepas dan masih beroperasi secara normal, sehingga tidak
terjadi pemutus pelayanan. Jika terjadi pemutusan atau pemadaman hanya
terbatas pada daerah yang terganggu.
3) Sensitivitas (sensitivity)
Rele harusnya mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap besaran
minimal (kritis) sebagaimana direncanakan. Rele harus dapat bekerja pada
awal terjadinya gangguan. Oleh karena itu, gangguan lebih mudah diatasi
pada awal kejadian. Hal ini memberikan keuntungan dimana kerusakan
peralatan yang harus diamankan menjadi kecil.
Namun demikian rele harus stabil, artinya
a. Rele harus dapat membedakan antara arus gangguan atau arus
beban maksimum.
20
b. Pada saat pemasukan trafo daya, rele tidak boleh bekerja karena
adanya arus inrush, yang besarnya seperti gangguan, yaitu 3
sampai 5 kali arus beban maksimum.
c. Rele harus dapat membedakan adanya gangguan atau ayunan
beban.
4) Kecepatan kerja
Rele pengaman harus dapat bekerja dengan cepat jika ada gangguan,
misalnya isolasi bocor akibat adanya gangguan tegangan lebih terlalu lama
sehingga peralatan listrik yang diamankan dapat mengalami kerusakan. Pada
sistem yang besar atau luas, kecepatan kerja rele pengaman mutlak
diperlukan karena untuk menjaga kestabilan sistem agar tidak terganggu.
Hal ini untuk mencegah rele salah kerja karena transient akibat surja petir.
5) Ekonomis
Satu hal penting yang harus diperhatikan sebagai persyaratan rele
pengaman adalah masalah harga atau biaya. Rele tidak akan diaplikasikan
dalam sistem tenaga listrik jika harganya mahal. Persyaratan reabilitas,
sensitivitas, selektivitas, dan kecepatan kerja rele hendaknya tidak
menyebabkan harga rele menjadi mahal.
Pada dasarnya sistem perlindungan arus lebih yang digunakan pada
saluran distribusi maupun pada saluran transmisi tidak berdiri sendiri artinya
dalam pengoperasiannya, dibantu oleh rele lain, yaitu (Sulasno, 1993: 345)
21
a. Rele arus lebih
Adalah rele perlindungan yang bekerja apabila arus yang melewati
daerah pengaman (zone protection) melebihi arus penyetelan dari rele arus
tersebut dan memerintahkan PMT (pemutus tenaga) untuk segera memisahkan
daerah terganggu secara otomatis.
b. Rele arah
Adalah reale yang bekerja bila arus gangguan mempunyai arah tertentu
dan arah sebaliknya tidak bekerja. Apabila rele arah ini digabung dengan rele
arus lebih maka rele tersebut akan diakatakan sebagai rele arus lebih terarah.
c. Rele gangguan tanah
Adalah rele yang bekerja apabila terjadi gangguan hubung singkat
ketanah atau antara fasa ketanah.
d. Rele penutup kembali (auto reclosing)
Apabila pemutus tenaga yang dibuka pada waktu terjadi gangguan
dapat ditutup kembali secara otomatis sesudah waktu tertentu maka proses ini
dinamakan penutup kembali.
e. Rele jarak atau impedansi
Rele jarak bekerja atas dasar perbandingan tegangan (V) dan arus (I)
yang terukur pada lokasi rele dimana rele tersebut ditempatkan pada saat
terjadinya gangguan. Apabila V / I yang terukur lebih kecil dari V / I yang
diamankan atau impedansi (L) saluran yang diamankan rele bekerja. Oleh
karena impedansi saluran transmisi sebanding dengan jarak maka rele
impedansi juga disebut rele jarak.
22
f. Rele turun tegangan
Apabila terjadi gangguan pada saluran transmisi yang mengakibatkan
tegangan sistem turun dibawah harga penyetelan rele ini, maka rele turun
tegangan bekerja.
g. Rele waktu
Rele waktu ini akan bekerja sesuai sifat penyetelan dan berfungsi
sebagai penghambat kerja penjatuhan pemutus tenaga yang disesuaikan
dengan lokasi gangguan.
h. Rele perasa (statter)
Rele ini bekerja paling awal untuk merasakan gangguan yang
selanjutnya menghidupkan rele yang lain untuk beroperasi (menghidupkan
rele pengukur atau rele waktu).
D. Penutup Balik Otomatis (Auto Circuit Recloser)
Recloser adalah rangkaian listrik yang terdiri pemutus tenaga yang
dilengkapi kotak kontrol elektonik (Electronic Control Box) recloser, yaitu suatu
peralatan elektronik sebagai kelengkapan recloser dimana peralatan ini tidak
berhubungan dengan tegangan menengah dan pada peralatan ini recloser dapat
dikendalikan cara pelepasannya. Dari dalam kotak kontrol inilah pengaturan
(setting) recloser dapat ditentukan.
Alat pengaman ini bekerja secara otomatis guna mengamankan suatu
sistem dari arus lebih yang diakibatkan adanya gangguan hubung singkat. Cara
bekerjanya adalah untuk menutup balik dan membuka secara otomatis yang dapat
diatur selang waktunya, dimana pada sebuah gangguan temporer, recloser tidak
23
membuka tetap (lock out), kemudian recloser akan menutup kembali setelah
gangguan itu hilang. Apabila gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka
atau menutup balik sebanyak setting yang telah ditentukan kemudian recloser
akan membuka tetap (lock out).
a) Fungsi Recloser
Pada suatu gangguan permanen, recloser berfungsi memisahkan
daerah atau jaringan yang terganggu sistemnya secara cepat sehingga dapat
memperkecil daerah yang terganggu pada gangguan sesaat, recloser akan
memisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan tersebut akan
dianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuai
settingannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis.
Untuk lebih lengkapnya dibawah ini adalah beberapa setting waktu
pada gangguan yang terjadi (PT.PLN (Persero) Cabang Surakarta : Recloser) :
1) Setting recloser terhadap gangguan prmanen
Interval
1 st :5 detik
2 nd :10 detik
Lock out :3X trip (reclose 2X)
Reset delay :90 detik
2) Setting recloser terhadp gangguan sesaat sama dengan gangguan
permanen yang membedakan adalah tidak ada trip ke 3.
24
b) Selang Waktu Penutup Balik Recloser
Ada bermacam-macam selang penutup kembali atau recloser interval
dari recloser adalah sebagai berikut terjadi (PT.PLN (Persero) Cabang
Surakarta : Recloser) :
1. Menutup balik seketika atau instantaneous reclosing
Membuaka kontak paling singkat, agar tidak mengganggu daerah-daerah
beban yang terdiri dari motor industri,irigasi,dan daerah yang tidak boleh
padam terlalu lama.
Ini sering dikerjakan untuk reclosering pertama dari urutan reclosering.
Kerugian dari penutup pertama adalah cukup waktu untuk menghilangkan
gangguan transient, seperti gangguan akibat cabang pohon yang mengenai
penghantar, benang layang-layang, ionisasi gas dari bunga api yang timbul
waktu gangguan dan belum hilang dalam waktu-waktu yang relatif singkat.
2. Waktu tunda (time delay)
a. Menutup kembali 2 detik
Diharapkan dalam selang waktu ini telah cukup waktu untuk menghilangkan
gangguan, transient dan menghilangkan ionisasi gas. Bila digunakan diantara
fuse trip operational, maka waktu 2 detik ini cukup untuk mendinginkan di
fuse beban.
b. Menutup kembali 5 detik.
Selang waktu ini sering digunakan diantara operasi penjatuh tunda dari
recloser substantion untuk memberikan kesempatan guna pendingin fuse disisi
sumber, maka waktu 5 detik ini cukup untuk mendinginkan fuse disisi beban.
25
c. Waktu reclosing yang lebih lama (longer reclosing interval)
Yaitu selang 10 detik, 15 detik dan seterusnya, biasanya digunakan bila
pengaman cadangan terdiri dari breaker yang terkontrol rele. Ini
memungkinkan timing disc pada rele lebih mempunyai cukup waktu untuk
reset.
c) Cara Kerja Recloser
Waktu membuka dan menutup pada recloser dapat diatur pada kurva
karakteristiknya. Secara garis besarnya adalah sebagai berikut (PLN (Persero)
1997 : PBO) :
1. Arus yang mengalir normal bila tidak terjadi gangguan.
2. Ketika terjadi sebuah gangguan, arus yang mengalir melalui recloser
membuka dengan operasi “fast”.
3. Kontak recloser akan menutup kembali setelah beberapa detik, sesuai
setting yang ditentukan. Tujuan memberikan selang waktu adalah memberi
kesempatan agar gangguan tersebut hilang dari sistem, terutama gangguan
yang bersifat temporer.
4. Apabila yang terjadi adalah gangguan permanen, maka recloser akan
membuka dan menutup balik sesuai setting yang ditentukan dan kemudian
lock out.
5. Setelah gangguan permanen dibebaskan oleh petugas, baru dapat
dikembalikan pada keadaan normal.
26
d) Klasifikasi Recloser
Reclose dapat diklasifikasiakan sebagai berikut :
Menurut jumlah fasanya recloser dapat dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Fasa tunggal
Recloser ini dipergunakan sebagai pengaman saluran fasa tunggal, misalnya
saluran cabang fasa tunggal dari saluran utama fasa tiga.
2. Fasa tiga
Fas tiga umumnya untuk mengamankan saluran tiga fasa terutama pada
saluran utama.
Menurut media redam busbar apinya adalah :
1. Media minyak (Bulb Oil)
2. Media hampa udara (Vaccum)
3. Media gas SF 6
Menurut peralatan pengendalinya adalah :
1. Recloser terkendali hidraulik
Recloser ini mengguanakan kumparan penjatuh yang dipasang seri terhadap
beban (seri trip coil). Bila arus yang mengalir pada recloser 200% dari arus
setting-nya, maka kumparan penjatuh akan menarik tuas yang secara mekanik
membuka kontak utama recloser.
2. Recloser terkontrol elektronis
Cara kontrol elektronis lebih fleksibel, lebih mudah diatur dan diuji secara
lebih teliti dibanding recloser terkontrol hidrolis. Perlengkapan elektrolis
diletakkan dalam kotak yang terpisah. Pengubah karakteristik, tingkat arus
27
penjatuh, urutan operasi dari recloser terkontrol elektronis dapat dilakukan
dengan mudah tanpa mematikan dan mengeluarkan dari tangki recloser.
e) Cara Pengoperasian Recloser
Dalam pendeteksian gangguan recloser yang akan kita bahas yaitu
recloser tipe VWVE menggunakan kotak kontrol elektronik sebagai
pengaturannya maka dari itu kita perlu mengetahui tentang kotak kontrol
elektroniknya.
Dibawah ini adalah gambar rangkaian kotak kontrol elektronis pada
recloser
Gambar 2a.Rangkaian Kotak Kontrol Elektronik
Gambar 2b.Diagram Satu Garis Current Transformer Pada Recloser
28
Pada gambar 2a diatas arus jaringan yang dirasakan oleh ke3 buah
bushing pada bagian recloser circuit yang telah diturunkan oleh current
transformer terlebih dahulu dengan perbandingan 1000/1A (gambar 2b) akan
dikirim ke kotak kontrol pada bagian sensing circuit (melalui control cable)
yang secara terus menerus memonitor kondisi arus. Bila arus yang mengalir
melewati harga dari minimum trip resistor maka level detection and timming
circuit akan bekerja dengan mengirim sinyal ke trip circuit sesuai dengan
kurva arus waktu yang ditentukan dalam time current plug dan trip circuit ini
akan mengirim perintah ke recloser trip coil untuk bekerja. Setelah recloser
trip coil bekerja maka sequence relay mulai bekerja sesuai dengan urutan
waktu yang telah ditentukan dari waktu kerja (trip) pertama, setelah waktu
yang ditentukan selesai maka sequence relay akan mengirim sinyal ke
reclosing circuit yang selanjutnya mengirim perintah ke reloser close
initiating solenoid untuk bekerja. Jika gangguan tersebut adalah gangguan
permanen maka kotak kontrol elektronik tersebut akan bekerja sebanyak tiga
kali dan pada trip yang ke tiga sequence relay pada trip circuit akan membuka
sehingga recloser akan lock out.
Jika gangguan yang terjadi bersifat sesaat maka setelah reloser close
initiating solenoid bekerja kembali dan sensing circuit tidak merasakan
adanya arus yang melewati dari harga minimum trp resistor waktu yang telah
ditentukan dalam reset delay plug maka reset akan bekerja dan seluruh
rangkaian akan kembali seperti semula (sebelum terjadi ganggua).
29
Gambar3.Elektronic Control Box
Keterangan gambar :
1. Phase trip sequence selector
Untuk memilih jumlah trip cepat pada gangguan fasa yang kurva arus
waktunya diprogram seperti pada pase trip timming socket 1.
2. lock out selector
Untuk memilih jumlah total operasi sampai lock out (mengunci).
3. Ground trip sequence selector
Untuk memilih jumlah operasi trip cepat pada gangguan tanah yang kurva
arusnya diprogram seperti pada ground trip timming socket 1.
30
4. Minimum Trip Resistor
Untuk menyetel level arus trip minimum untuk ground dan masing -
masing fasa. Tahanan catrige ini ditandai dengan arus primer.
5. Operation counter
Menunjukkan jumlah total trip.
6. Sequence Relay.
langkah-langkah kontrol melalui uirutan operasinya
7. Ground Trip Blok/Normal Operation Switch
Memblok semua trip gangguan tanah dalam posisi keatas menengah
operasi tanpa sengaja.
8. Manual Control Switch Ada 2 Posisi
Posisi trip :
Penutup balik mengunci, memberikan urutan rele sampai urutan
mengunci dan memutus baterai.
Posisi close :
Penutup balik menutup mengembalikan rele urutan (sequence relay)
keposisi start dan menghubungkan kembali batterai.
Dipertahankan dalam posisi close menolak cold load inrush dengan
memblok operasi trip cepat. Tetapi akan mengunci dalam posisi close,
untuk gangguan permanen.
9. Control fuse
Memproteksi terhadap aliran battere jika sumber rangkaian tegangan
demikian rendah untuk menutup balik (recloser).
31
10. Non reclosing / normal closing switch
Menyetel kotrol untuk sekali buka tutup dan lock out (mengunci) dalam
posisi non reclosing tanpa mengganggu penyetelan operasi to lock out
selector.
11. Lamp test / lock out indicating switch.
Menguji kondisi lampu signal dan mengecek untuk lock out (mengunci).
12. Lock out indikator signal lamp
Memberi indikasi secara visual untuk kontrol lock out bila lock out test
switch dioperasikan.
13.Batery test terminals
Memberikan jalan untuk test tegangan battery dan laju pengisian.
14.Reset Delay Plug
Menentukan interval tunda waktu sebelum kontol reset setelah penutupan
berhasil selama urutan operasi. Nilai penundaan ditentukan oleh posisi dari
plug dalam socket.
15.Pase Trip Timming Plugs
Memberikan suatu variasi kurva arus yang diintegrasikan pada individu
plug, untuk mengkoordinasi operasi trip fasa terhadap pengaman cadangan
dan pengaman disisi hilir.
16.Ground Trip Timming Plug
Memberikan suatu variasi kurva arus waktu yang diintegrasikan pada
individu plug untuk mengkoordinasi operasi trip ground terhadap
pengaman cadangan dan pengaman disisi hilir.
32
17.Reclosing Interval Plug
Menentukan interval tunda untuk masing - masing operasi penutup balik.
Harga tunda waktu ini ditentukan oleh posisi dari plug soket. Instant plug
hanya untuk interval reclose (penutup balik) pertama.
Pada recloser tipe VWVE merek cooper, busur api yang ditimbilkan
pada saat pelepasan maupun pemasukannya di padamkan dengan
menggunakan media minyak. Sarana pemasukannya digerakkan oleh selenoid
closing oil yang mendapat sumber tegangan 20kV pada sisi sumber, sedang
pengendaliannya menggunakan remot melalui elektronik control box dengan
tegangan 24 volt yang diperoleh dari batere yang diisi terus menerus.
Syarat pemasuakan recloser tipe VWVE merek cooper :
1. Recloser tipe VWVE merek cooper pemasukannya sepenuhnya dilakukan
oleh selenoid closing oil, di mana alat ini terpasang didalam recloser dan
tersambung dengan tegangan 20 kV maka syarat umumnya adalah harus
ada tegangan 20 kV.
2. Sumber tegangan DC 24 volt dari battery cadmium.
3. DC fuse 0,38 A, dalam keadaan baik.
4. Reset trip manual stik, yang ada diujung samping atas recloser harus
selalu pada posisi reset.
E. Recloser Tipe VWVE (Vaccum Withstand Voltage Electronical) Merek
Cooper
Recloser adalah sebuah alat proteksi atau pengaman pada jaringan
tegangan menengah 20 kV. Cara kerja recloser mengamankan dan melindungi
33
manusia atau komponen listrik yang vital yaitu dengan memutus aliran listrk
pada daerah yang terjadi gangguan secara otomatis secepat mungkin sehingga
tidak mengganggu sistem jaringan yang lain.
Ganbar 4 dibawah ini adalah sebuah recloser tipeVWVE merek cooper,
sedang pada gambar 5 a,b,dan c menunjukkan ukuran fisik dari recloser. Pada
gambar 6 menunjukkan bagian - bagian recloser tipe VWVE merek cooper.
Gambar 4. Recloser Tipe VWVE Merek Cooper
Gambar 5a. Tampak Atas
`Gambar 5c. Tampak Depan Gambar 5b.Tampak Samping
34
Gambar 6. Bagian-bagian Dari Recloser Tipe VWVE Merek Cooper.
Keteranagan gambar :
1. Closing tool untuk memasukkan tongkat yang digunakan untuk mereclose
recloser secara manual.
2. Closing selenoid contactor sebagai tenaga untuk mereclose recloser secara
otomatis setelah mendapat sinyal dari kotak kontrol.
3. Fuse berfungsi untuk melindungi sistem ketika closing selenoid gagal
bekerja.
4. Insulating support sebagai penopang vaccum interrupter yang terbuat dari
fiberglass.
5. Sleet hold tempat operasi manual dan sebagi petunjuk indicator posisi.
6. Current exchange terbuat dari beryllium-cooper untuk hambatan yang
rendah dan ketahanan yang tinggi.
7. Vaccum interrupter sebagai tenaga recloser untuk trip dan sebagai media
peredam bunga api.
35
a. Recloser Sebagai Sistem Proteksi Pada Jaringan 20 Kv.
1. Gangguan Permanen
Gambar 7. Gangguan Permanen Pada Jaringan
Jika pada daerah A (pada gambar 7 diatas) terjadi gangguan permanen
atau gangguan tetap maka recloser akan memutus (trip) selama tiga kali dan
recloser akan reclose sebanyak dua kali. Untuk lebih jelasnya kita lihat grafik
berikut :
Gambar 8. Grafik Pemutus Recloser Jika Terjadi Gangguan Tetap
Jika terjadi gangguan permanen (gambar 8) maka recloser akan
memutus dan dalam waktu 5 detik recloser akan reclose atau masuk
(menutup) dan karena gangguan yang terjadi adalah gangguan tetap maka
recloser akan kembali memutus dan dalam waktu 10 detik akan kembali
menutup (reclose) dan selanjutnya akan kembali membuka untuk yang ketiga
kalinya untuk kemudian recloser akan lock out dan baru dapat dihubungkan
lagi secara manual setelah daerah yang terjadi gangguan dapat diatasi.
36
2. Gangguan Sesaat
Jika terjadi gangguan sesaat akibat sambaran petir (pada gambar 9 dan
10) maka recloser akan membuka (trip) dan 5 detik kemudian akan menutup
(reclose) kembali dan setelah itu recloser akan kembali beroperasi seperti
biasa.
Gambar 9. Recloser Mengalami Gangguan Sesaat
Gambar 10. Grafik Pemutus Recloser Jikaterjadi Gangguan Sesaat
3. Gangguan Semi Permanen
Jika terjadi gangguan semi permanen (biasa disebabkan oleh dahan
pohon yang melintang diatas jaringan akibat terkena tiupan angin), recloser
akan reclose berulang - ulang setiap gangguan terjadi tetapi apabila gangguan
tersebut sudah melewati reset time (gambar 11). Reset time ini diatur (setting)
dalam jangka waktu 60-120 detik.
37
Gambar 11. Grafik Pemutus Recloser Jika Terjadi Gangguan Semi Permanen
b. Pemasangan Recloser Pada Jaringan
Gambar 12. Pemasangan Recloser Pada Tiang Jaringan
Recloser dipasang pada jarak 8 Km (PLN, Recloser 1999). Jarak
tersebut dipasang antara PMT pada gardu induk dengan recloser yang pertama
(terdekat). Sedangkan untuk memasang recloser yang kedua tetap sama
dengan pemasangan recloser yang kesatu atau juga dengan
mempertimbangkan kondisi yng dilewati jaringan.
Tujuan dari dipasang recloser tersebut adalah (PLN,Recloser 1999) :
1. Melindungi suatu peralatan listrik yang relative nilai harganya lebih mahal
atau penting, agar tidak terjadi kerusakan yang total.
38
2. Sebagai pengaman terhadap keselamatan pekerja atau mesyarakat terhadap
bahaya listrik.
Pemasangan recloser sebagai sietem proteksi pada jaringan distribusi
tegangan menengah 20 KV sederhana, sepanjang jaringan tersebut beroperasi
secara radial atau satu arah (gambar 13).
Gambar 13. Pemasangan Recloser Pada Jaringan Yang Beroperasi Secara Radial
39
BAB III
METODE PENELITIAN DAN RANGKAIAN EKSPERIMEN
I. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan mulai tanggal 14 Mei 2007 sampai selesai dengan
mengambil tempat di PT. PLN (Persero) APJ Surakarta.
J. Jenis Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen.
Dalam penelitian ini peneliti menggunakan sebuah recloser tipe VWVE (Vaccum
Withstand Voltage Electronical) merek Cooper dengan sebuah kotak kontrol Mc.
Graw Edison dengan arus trip sebesar 200%, 300%,400%,500% dari arus setting
kumparan trip yang sebesar 100 A atau I nominal untuk diteliti.
Untuk mendapatkan data yang akan dianalisis lebih lanjut dilakukan
pengukuran atau pengamatan langsung. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui:
a. Waktu pemutus recloser tipe VWVE merek Cooper jika mendapat arus
gangguan sebesar 200%,300%,400%,500% dari arus settingnya atau I
nominal.
b. Perbedaan waktu pemutus yang sebenarnya dari recloser tipe VWVE
merek Cooper dengan kurva arus.
c. Perbedaan waktu pemutus Fasa Trip dengan Ground Trip.
40
K. Variable Penelitian
Menurut Suharsimi Arikunto (1997 : 99) variable adalah objek penelitian
atau apa yang menjadi titik perhatian suatu peneliti. Dalam penelitian ini
terdapat dua buah variable penelitian yaitu :
1. Variabel Bebas
Variable bebas adalah variable yang diduga memberi suatu pengaruh atau
efek terhadap peristiwa lain. (Sujana, 1989 : 12). Dalam penelitian ini variable
bebas adalah arus gangguan yang sebesar 200%,300%,400%, dan 500% dari
arus setting kumparan trip yang sebesar100 A atau I nominal.
2. Variabel Terikat
Variable terikat adalah variable yang ditimbulkan atau efek dari variable
bebas (Sujana, 1989 : 12). Dalam penelitian ini variable terikatnya adalah
waktu pemutus dari Recloser Tipe VWVE Merek Cooper.
L. Alat dan Bahan
Untuk melakukan analisis kerja recloser tipe VWVE merek Cooper
menggunakan:
a. Recloser tipe VWVE merek Cooper dengan kotak kontrol elektronik tipe
ME Mc. Graw Edison.
b. Alat uji (Electronic Recloser Control Tester) tipe MET Mc. Graw Edison.
M. Desain Eksperimen
Desain eksperimen yang digunakan dalam penelitian ini adalah
eksperimen One Shot Case Study yaitu : memberikan perlakuan tertentu pada
41
subyek kemudian dilakukan pengukuran terhadap variable tanpa adanya
kelompok pembanding dan tes awal (Suharsini, 1997 : 83).
Metode tersebut mempuinyai pola X – O. dimana X adalah perlakuan
khusus dan O adalah tes akhir. Pada perencanaan penelitian recloser tipe VWVE
merek Cooper dapat diperlihatkan pada gambar 14.
Gambar 14. Desain Experiment One Shot Case Study
Dimana X adalah perlakuan terhadap alat yang akan diuji yaitu dengan
merencanakan rangkaian dan O adalah hasil dari perlakuan tersebut yang berupa
pengujian waktu trip
N. Pengambilan Data
Data penelitian yang dibutuhkan diambil dengan cara melakukan :
1. Pengukuran besar waktu fasa trip dengan arus gangguan sebesar
200%,300,400%, dan 500% dari arus setting kumparan trip sebesar 100 A
atau I nominal.
Tabel 1
Waktu Pemutus Fasa Trip
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 300% X 100A 400% X 100A 500% X 100A
X
O
42
2. Pengukuran besar waktu Ground trip dengan arus gangguan sebesar
200%,300%,400%, dan 500% dari arus setting kontinyu kumparan trip
yang sebesar 100 A atau I nominalnya.
Table 2
Waktu Pemutus Ground Trip
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 300% X 100A 400% X 100A 500% X 100A
O. Rangkaian Eksperimen
Gambar 15. Diagram Blok Pengukuran
Pada bagian perencanaan alat ini dibahas tentang perencanaan rangkaiaan
alat yang akan dipakai dan langkah kerja pengujian.
1. Perencanaan Rangkaian
Sebelum melakukan pengujian ada beberapa prosedur pengujian tentang
kondisi awal dan kotak kontrol dan alat uji yaitu :
a. Kotak kontrol elektronik
1. Catu daya batere dalam kondisi tersambung.
2. Kotak kontrol ndalam keadaan lock out.
3. Switch non reclosing pada posisi kebawah dalam posisi normal reclosing.
ALAT UJI KOTAK KONTROL TIMER
43
4. Switch ground trip dalam posisi normal.
5. Setting kontrol diatur sesuai dengan kondisi yang diinginkan.
b. Alat uji
1. Semua switch dalam posisi OFF atau menunjukkan paling kiri kecuali S6
pada posisi batt 40 V.
2. Kabel power dari alat uji dihubungkan kesumber tegangan 220 V AC.
3. Badan alat uji dengan kotak kontrol dengan kabel yang telah disediakan.
Gambar 16. Rangkain Penguji Recloser Tipe VWVE Merek Cooper
Adapun gambar dari rangkaian yang akan diuji dengan menggunakan alat
uji met adalah seperti diatas.
1. Alat yang dipakai
Pada rangkaian penguji ini menggunakan sebuah alat uji/tester MET Mc.
Graw Edison merek cooper. Adapun bagian-bagian dari alat uji tersebut akan
dijelaskan berikut ini :
44
Gambar 17. Alat Uji Jenis MET Mc. Graw Edison
Keterangan gambar :
No H. DESAIN URAIAN FUNGSI
1 S – 1 220 V AC power switch (115
V AC)
Untuk memberi tegangan 220
V AC ke input alat uji 115 V A
2 (F – 1) Power fuse (2A-250V type
AGC)
Memproteksi rangkaian power
input
3 S – 6 Test selector switch Memilih skala meter DC
4 S – 7 Battery load test switch Memeriksa tegangan battery
dalam keadaan berbeban
5 (F - 2) Meter fuse (2A-250V type
AGC)
Memproteksi meter DC
6 (MA – 2) DC meter Mengukur tegangan atau arus
DC
7 (J3 – J4) Battery test terminal Interface kabel uji recloser
45
8 ( ) Recloser cable receptacle Interface kabel uji recloser
9 S – 8 Recloser test switch Mengoperasikan recloser
secara listrik
10 L – 1 Recloser simulator open light Mengindikasikan recloser
membuka selama pengujian
kontrol
11 L – 2 Recloser simulator closed
light
Mengindikasikan recloser
membuka selama pengujian
kontrol
12 ( C ) Timer Mengukur waktu
13 ( ) Control cable receptacle Interface kabel uji recloser
14 (J1 – J2) Exsternal ammeter jack Menghubungkan ammeter luar
(externa) ke alat uji
15 MA – 1 AC Ammeter Mengukur arus uji AC
16 S – 4 Ammeter range switch Memilih skala ammeter AC
17 TR – 1 Fault current adjust control Menentukan level arus AC
18 S – 2 Fault current switch Mengijinkan arus gangguan
presetting dan arus uji kontrol
19 S – 3 Time selector switch Memilih fungsi kontrol untuk
diperiksa
20 S – 5 Phase selector switch Memilih fasa yang diuji
2.Langkah kerja pengujian
a. Pengujian operesi fasa trip
1. Atur kontrol dan alat uji pada kondisi awal.
2. Pindahkan switch ground trip (pada kotak kontrol) keposisi block untuk
menghilangkan fungsi ground trip.
46
3. Ubah S1 keposisi ON maka lampu hijau pada alat uji akan menyala
menunjukkan recloser dalam keadaan terbuka.
4. Atur S4 keposisi range (rentang) yang sesuai dengan setting arus minimum
trip yang sesuai atau I nominal.
5. Sambil memegang sakalar (S2) dalam posisi kalibrasi, atur fault current
adjust control (TR1), sampai harga trip yang akan diuji (200%,300%,400%,
dan 500%) minimum trip dan lepaskan S2.
6. Pindahkan switch control manual (pada kotak kontrol) ke posisi close dan
lepaskan. Lampu hijau akan padam dan lampu merah akan menyala.
7. Atur time selector switch (S3) ke posisi recloser clearing reset timer.
8. Bandingkan urutan kerja yang terjadi dengan penagturan kontrol yang
diinginkan.
9. Ulangi langkah 6,7,dan 8 dengan mengatur phase selector switch (S5) pada
posisi fasa B dan C.
10. Kembalikan kotak kontrol dan alat uji pada kondisi awal.
b. Pengujian operasi ground trip
1. Atur box control dan alat uji pada kondisi awal.
2. Tempatkan jumper hubung singkat (pada kotak kontrol) pada resistor trip
fasa A untuk menghilangkan fungsi fasa trip.
3. Ubah S1 ke posisi ON maka lampu hijau pada alat uji akan menyala
menunjukkan recloser dalam keadaan terbuka.
4. Atur S4 ke posisi range (rentang) yang sesuai dengan setting arus minimum
trip yang sesuai.
47
5. Sambil memegang saklar S2 dalam posisi kalibrasi, atur fault current adjust
control (TR1), sampai harga trip yang akan diuji (200%,300%,400%,dan
500%) minimum trip dan lepaskan S2.
6. Pindahkan switch control manual (pada kotak kontrol) ke posisi close dan
lepaxskan. Lampu hijau akan padam dan lampu merah akan menyala.
7. Atur time selector switch (S3) keposisi recloser clearing reset timer.
8. Bandingkan urutan kerja yang terjadi dengan pengaturan kontrol yang
diinginkan.
9. Kembalikan kotak kontrol dan alat uji pada kondiosi awal.
P. Analisa Data
Setelah data hasil penelitian didapatkan, hasil pengukuran tersebut
dibandingkan dengan data referensi kurva arus. Jika hasil dari pengukuran
tersebut ada ketidak sesuaian dengan data referensi kurva arus, maka penyebabnya
dianalisis sehingga didapat kesimpulan yang dapat digunakan untuk
menyempurnakan setting recloser tipe VWVE merek cooper, atau sering disebut
analisis data. Pada recloser tipe VWVE merek Cooper ini untuk setting fasa trip-
nya menggunaklan kurva A untuk operasi trip pertama dan kurva D untuk operasi
trip kedua dan ketiga. Untuk operasi ground trip menggunakan setting kurva 1
untuk operasi cepat pertama dan kurva 2 untuk operasi trip kedua dan ketiga.
Waktu pemutus dari recloser tipe VWVE merek Cooper ini tidak boleh melebihi
dari grafik kurva arus, jika recloser bekerja terlalu lama dapat mengakibatkan
peralatan listrik yang diamankan mengalami kerusakan (Supriyadi, 1999 :24).
Waktu pemutusan diusahakan sesingkat mungkin sehingga kerusakan yang terjadi
48
semakin kecil, serta dapat mengurangi meluasnya akibat dari adanya gangguan itu
sendiri sehingga stabilitas sistem dapat lebih baik (Sulasno 1993 : 349). Berikut
ini adalah grafik dari kurva Fasa Trip Dan Ground Trip. Namun dengan batasan –
batasan tertentu sebagai berikut :
• Apabila hasil pengukuaran waktu trip lebih cepat atau sama dengan waktu
trip pada referensi maka recloser dapat dikatakan masih bekerja baik atau
dikatakan masih layak pakai.
• Apabila hasil pengukuran waktu trip melebihi dengan waktu trip pada
referensi dan lebih cepat (hanya 5 % dari data trip referensinya) maka
recloser dikatakan sudah bekerja tidak baik atau sudah tidak layak pakai.
49
Sumber : PT.PLN (Persero) Control Response Time
Gambar 18, Grafik Kurva Fasa Trip
50
Sumber : PT.PLN (Persero) Control Response Time Gambar 19, Grafik Kurva Ground Trip
51
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
C. Hasil Penelitian
Hasil penelitian merupakan hasil pengamatan data yang di peroleh dari
observasi, referensi, dan pengujian waktu pemutusan dari recloser tipe VWVE
(Vaccum Withstand Voltage Electronical) merek cooper dengan kotak kontrol tipe
ME Mc. Graw Edison dengan menggunakan alat uji jenis MET Mc. Graw Edison.
Hasil penelitian tersebut adalah sebagai berikut :
1. Urutan Kerja Recloser
Gambar 20. Blok Diagram Recloser
Pada saat recloser dipasang pada jaringan (gambar 20), arus jaringan akan
dirasakan oleh ke-3 buah bushing pada sisi beban dan dikirim ke rangkaian perasa
yang secara terus menerus memonitor kondisi arus beban. Bila arus yang mengalir
melampaui setting yang telah ditentukan maka tingkat deteksi waktu akan bekerja
dengan mengirimkan sinyal ke rangkaian trip dan dari rangkaian trip ini akan
mengirimkan perintah ke PMT untuk trip. Setelah recloser trip maka rele waktu
52
mulai bekerja sesuai dengan urutan waktu yang telah ditentukan dengan urutan
waktu yang telah ditentukan yaitu selama 5 detik dari waktu trip pertama, setelah
5 detik maka rele waktu akan mengirim sinyal kerangkaian pemasukan kembali
yang selanjutnya mengirimkan perintah ke PMT untuk masuk kembali (reclose).
Jika arus gangguan masih dirasakan oleh rangkaian perasa maka recloser akan
kembali trip dan rele waktu mulai meng hitung lagi selama 10 detik yang
selanjutnya akan mengirim sinyal kerangkaian pemasukan kembali dan
memerintahkan PMT untuk masuk kembali dan jika masih terjadi gangguan maka
recloser tersebut akan kembali trip dan langsung membuka tetap (lock out) karena
pada rangkaian trip disetting untuk trip sebanyak 3 kali.
Jika gangguan yang terjadi bersifat sesaat maka setelah recloser reclose
kembali dan rangkaian perasa tidak merasakan adanya arus gangguan selama 60
detik maka reset akan bekerja dan seluruh rangkaian akan kembali seperti semula
(sebelum terjadi gangguan).
2. Hasil Pengukuran
a. Fasa Trip
Pengukuran fasa trip ini dilakukan sebanyak 3 kali untuk masing - masing
fasanya yaitu fasa A, B, dan fasa C dengan arus gangguan sebesar
200%,300%,400%,dan 500% dari arus setting kumparan trip yang sebesar 100A.
atau I nominal. Dari pengukuran fasa trip diperoleh hasil sebagi berikut:
53
1. Fasa A
Table 3 Percobaan 1 Pengukuran Fasa Trip A
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0253 0.7658 0.7657 300% X 100A 0.0129 0.2003 0.2006 400% X 100A 0.0117 0.1346 0.1341 500% X 100A 0.0042 0.0743 0.0740
table 4
Percobaan 2 Pengukuran Fasa Trip A
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0251 0.7658 0.7655 300% X 100A 0.0127 0.2003 0.2003 400% X 100A 0.0117 0.1344 0.1343 500% X 100A 0.0040 0.0742 0.0744
Table 5
Percobaan 3 Pengukuran Fasa Trip A
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0253 0.7658 0.7657 300% X 100A 0.0128 0.2004 0.2003 400% X 100A 0.0115 0.1344 0.1343 500% X 100A 0.0040 0.0743 0.0742
2. Fasa B
Table 6 Percobaan 1 Pengukuran Fasa Trip B
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0252 0.7657 0.7655 300% X 100A 0.0129 0.2000 0.2003 400% X 100A 0.0116 0.1344 0.1346 500% X 100A 0.0042 0.0742 0.0742
54
Table 7 Percobaan 2 Pengukuran Fasa Trip B
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0253 0.7655 0.7656 300% X 100A 0.0130 0.2002 0.2003 400% X 100A 0.0117 0.1345 0.1345 500% X 100A 0.0043 0.0741 0.0741
Table 8
Percobaan 3 Pengukuran Fasa Trip B
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0252 0.7656 0.7655 300% X 100A 0.0128 0.2000 0.2002 400% X 100A 0.0118 0.1345 0.1344 500% X 100A 0.0042 0.0741 0.0742
3. Fasa C
Table 9 Percobaan 1 Pengukuran Fasa Trip C
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0254 0.7658 0.7656 300% X 100A 0.0128 0.2002 0.2002 400% X 100A 0.0116 0.1345 0.1344 500% X 100A 0.00401 0.0742 0.0742
Table 10
Percobaan 2 Pengukuran Fasa Trip C
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0253 0.7455 0.7455 300% X 100A 0.0129 0.2001 0.2002 400% X 100A 0.0117 0.1346 0.1345 500% X 100A 0.0041 0.0743 0.0743
55
Table 11 Percobaan 3 Pengukuran Fasa Trip C
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0252 0.7456 0.7456 300% X 100A 0.0131 0.2000 0.2001 400% X 100A 0.0119 0.1346 0.1345 500% X 100A 0.0041 0.0742 0.0742
Dari data pengukuran Fasa Trip Recloser Tipe VWVE Merek Cooper yang
dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing - masing fasanya, diperoleh hasil
rata - rata untuk setiap pengukuran fasa trip sebagai berikut :
Table 12 Hasil Rata-Rata Fasa Trip A
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0252 0.7658 0.7656 300% X 100A 0.0128 0.2003 0.2004 400% X 100A 0.0116 0.1344 0.1342 500% X 100A 0.0040 0.0742 0.0742
Table 13
Hasil Rata-Rata Fasa Trip B
Arus Gangguan
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0252 0.7656 0.7655 300% X 100A 0.0129 0.2000 0.2002 400% X 100A 0.0117 0.1344 0.1345 500% X 100A 0.0042 0.0741 0.0741
56
Table 14 Hasil Rata-Rata Fasa Trip C
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0253 0.7523 0.7522 300% X 100A 0.0129 0.2001 0.2001 400% X 100A 0.0117 0.1346 0.1344 500% X 100A 0.0040 0.0742 0.0742
Dari data pengukuran rata-rata Trip Fasa Recloser Tipe VWVE Merek Cooper,
di peroleh hasil rata - rata untuk pengukuran fasa trip sebagai berikut :
Table 15 Hasil Pengukuran Rata-Rata Fasa Trip
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0252 0.7612 0.7611 300% X 100A 0.0128 0.2001 0.2002 400% X 100A 0.0116 0.1344 0.1343 500% X 100A 0.0040 0.0741 0.0741
b. Ground Trip
Pada pengukuran ground trip ini juga dilakukan sebanyak 3 kali dengan
arus gangguan sebesar 200%,300%,400%, dan 500%arus setting kumparan trip
yang besarnya 100A atau I nominal. Dari pengukuran ground trip diperoleh hasil
sebagai berikut :
Table 16 Percobaan 1 Pengukuran Ground Trip
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0179 0.0654 0.0654 300% X 100A 0.0024 0.0275 0.0275 400% X 100A 0.0020 0.0215 0.0215 500% X 100A 0.0013 0.0193 0.0193
57
Table 17 Percobaan 2 Pengukuran Ground Trip
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0179 0.0654 0.0654 300% X 100A 0.0023 0.0275 0.0275 400% X 100A 0.0021 0.0215 0.0215 500% X 100A 0.0013 0.0193 0.0193
Table 18 Percobaan 3 Pengukuran Ground Trip
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0178 0.0654 0.0654 300% X 100A 0.0024 0.0275 0.0275 400% X 100A 0.0021 0.0215 0.0215 500% X 100A 0.0013 0.0193 0.0193
Dari data pengaturan ground trip recloser tipe VWVE merek cooper yang
dilakukan sebanyak tiga kali diperoleh hasil rata - rata sebagai berikut :
Table 19 Hasil Pengukuran Rata-Rata Ground Trip
Arus
Gangguan Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (dt)
200% X 100A 0.0178 0.0654 0.0654 300% X 100A 0.0023 0.0275 0.0275 400% X 100A 0.0020 0.0215 0.0215 500% X 100A 0.0013 0.0193 0.0193
58
3. Besar Perbedaan Waktu Pemutus Fasa Trip Dan Ground Trip
Table 20 Perbandingan Besar Waktu Antara Fasa Trip Dan Ground Trip
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip ketiga (dt)
ARUS GANGGUAN
Fasa Ground Fasa Ground Fasa Ground 200% X 100A 0.0252 0.0178 0.7612 0.0654 0.7611 0.0654 300% X 100A 0.0128 0.0023 0.2001 0.0275 0.2002 0.0275 400% X 100A 0.0116 0.0020 0.1344 0.0217 0.1343 0.0215 500% X 100A 0.0040 0.0013 0.0741 0.0193 0.0741 0.0193
4. Perbedaan Waktu Yang Sebenarnya Dengan Table Kurva Arus
Table 21 Perbandingan Besar Waktu Pemutus Pengukuran Fasa Trip Dan
Table Kurva Arus
Operasi Trip Pertama (Dt)
Operasi Trip Kedua (Dt)
Operasi Trip Ketiga (Dt)
ARUS GANGGUAN
Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi 200% X 100A 0.0252 0.0340 0.7612 1.2500 0.7611 1.2500 300% X 100A 0.0128 0.0150 0.2001 0.4700 0.2002 0.4700 400% X 100A 0.0116 <0.015 0.1344 0.2600 0.1343 0.2600 500% X 100A 0.0040 <0.015 0.0741 0.1500 0.0741 0.1500
Table 22 Perbandingan Besar Waktu Pemutus Pengukuran Ground Trip Dan
Table Kurva Arus
Operasi Trip Pertama (Dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (Dt)
ARUS GANGGUAN
Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi 200% X 100A 0.0178 0.0450 0.0654 3.9500 0.0654 3.9500 300% X 100A 0.0023 0.0180 0.0275 2.0000 0.0275 2.0000 400% X 100A 0.0020 0.0120 0.0217 1.4500 0.0215 1.4500 500% X 100A 0.0013 <0.012 0.0193 1.2550 0.0193 1.2550
59
D. Analisis Hasil Penelitian
-Analisis hasil penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah yang terjadi
perbedaan antara hasil penelitian yang dilakukan dengan grafik kurva arus.
Adapun analisis yang dilakukan adalah sebagai berikut :
Tabel 23
Perbandingan Besar Waktu Pemutus Pengukuran Fasa Trip Dan
Table Kurva Arus
Operasi Trip Pertama (Dt)
Operasi Trip Kedua (Dt)
Operasi Trip Ketiga (Dt)
ARUS GANGGUAN
Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi200% X 100A 0.0252 0.0340 0.7612 1.2500 0.7611 1.2500 300% X 100A 0.0128 0.0150 0.2001 0.4700 0.2002 0.4700 400% X 100A 0.0116 <0.015 0.1344 0.2600 0.1343 0.2600 500% X 100A 0.0040 <0.015 0.0741 0.1500 0.0741 0.1500
Pada hasil pengukuran besar trip pada fasa trip recloser tipe VWVE
merek cooper dibanding dengan kurva A untuk operasi fasa trip pertama
sedangkan untuk operasi kedua dan ketiga hasil percobaan dibanding dengan
kuirva D, garis grafik untuk kurva A dan kurva D dapat dilihat pada gambar 21.
60
Sumber : PT PLN (Persero) Contol Response Time
Gambar 21, Perbandingan Antara Grafik Kurva Arus Referensi Fasa Trip Dan
Hasil Pemutusan Fasa Trip Yang Sebenarnya
Keterangan :
A = Garis Grafik Fasa Trip Operasi Trip Pertama
D = Garis Grafik Fasa Trip Operasi Trip Kedua Dan Ketiga
A`= Garis Grafik Pemutus Yang Sebenarnya Dari Operasi Fasa Trip Pertama
D`= Garis Grafik Pemutus Yang Sebenarnya Dari Operasi Fasa Trip Kedua
Dan Ketiga
61
Tabel 24
Perbandingan Besar Waktu Pemutus Pengukuran Ground Trip Dan
Table Kurva Arus
Operasi Trip Pertama (Dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip Ketiga (Dt)
ARUS GANGGUAN
Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi Pengukuran Referensi 200% X 100A 0.0178 0.0450 0.0654 3.9500 0.0654 3.9500 300% X 100A 0.0023 0.0180 0.0275 2.0000 0.0275 2.0000 400% X 100A 0.0020 0.0120 0.0217 1.4500 0.0215 1.4500 500% X 100A 0.0013 <0.012 0.0193 1.2550 0.0193 1.2550
Sedangkan pada hasil pengukuran besar waktu trip pada ground
trip recloser tipe VWVE merek cooper dibanding dengan kurva 1 untuk
operasi ground trip pertama sedang untuk operasi kedua dan ketiga hasil
percobaan dibanding dengan kurva 2, garis grafik untuk kurva 1 dan 2 dapat
dilihat pada gambar 22.
62
Sumber : PT PLN (Persero) control response time
Gambar 22, Perbandingan Antara Grafik Kurva Arus Referensi Ground Trip
Dan Hasil Pemutusan Ground Trip Yang Sebenarnya
Keterangan :
1 = Garis Grafik Ground Trip Operasi Trip Pertama
2 = Garis Grafik Ground Trip Operasi Trip Kedua Dan Ketiga
1`= Garis Grafik Pemutus Yang Sebenarnya Dari Operasi Ground Trip Pertama
2`= Garis Grafik Pemutus Yang Sebenarnya Dari Operasi Ground Trip Kedua
Dan Ketiga
63
Dari data rata-rata yang diperoleh baik fasa trip maupun ground trip
juga dibandingkan dengan garis grafik kurva A dan kurva D untuk fasa trip serta
garis grafik kurva 1 dan garis grafik kurva 2 untuk ground trip maka hasil data
pemutus yang sebenarnya dari recloser tipe VWVE merek cooper tersebut masih
dibawah garis grafik kurva. Hal ini bisa dilihat pada gambar 21 dan 22, dimana
garis grafik hasil pengukuran dari recloser tipe VWVE merek cooper ditunjukkan
dengan garis merah.
Ini berarti bahwa recloser tipe VWVE merek cooper tersebut masih
dapat digunakan sebagai sistem proteksi pada jaringan 20 kV. Karena recloser
tipe VWVE merek cooper dapat bekerja dengan cepat sehingga kerusakan yang
diakibatkan oleh gangguan semakin kecil, serta dapat mengurangi meluasnya
akibat dari adanya gangguan itu sendiri sehingga stabilitas sistem dapat lebih baik
(Sulasno, 1993 : 349).
Tabel 25
Perbandingan Besar Waktu Antara Fasa Trip Dan Ground Trip
Operasi Trip Pertama (dt)
Operasi Trip Kedua (dt)
Operasi Trip ketiga (dt)
ARUS GANGGUAN
Fasa Ground Fasa Ground Fasa Ground 200% X 100A 0.0252 0.0178 0.7612 0.0654 0.7611 0.0654 300% X 100A 0.0128 0.0023 0.2001 0.0275 0.2002 0.0275 400% X 100A 0.0116 0.0020 0.1344 0.0217 0.1343 0.0215 500% X 100A 0.0040 0.0013 0.0741 0.0193 0.0741 0.0193
Pada hasil pemutus diketahui bahwa ground trip lebih cepat dari fasa
trip yang berarti recloser bekerja sesuai dengan settingnya. Ground trip di setting
bekerja lebih cepat dari fasa trip dengan pertimbangan bahwa gangguan yang
paling banyak terjadi adalah gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah atau
64
gangguan tanah (Hutauruk 1991 : 4) dimana gangguan hubung singkat tersebut
dapat menyebabkan busur tanah yang menetap yang merupakan gangguan yang
paling ditakuti sebab busur tanah yang padam dan menyala merupakan sumber
gelombang berjalan yang dapat membahayakan isolasi dari peralatan listrik
walaupun letaknya jauh dari titik gangguan.
Jadi dari keseluruhan analisis data yang diperoleh sesuatu yang
dianalisis kecepatan waktu putus recloser atau trip recloser dalam percobaan ini
lebih cepat dari data referensi yang ada. Maka dari itu recloser yang dipakai untuk
percobaan atau eksperimen tersebut masih dapat bekerja secara baik dan serta
masih layak digunakan.
65
BAB V
PENUTUP
A. Simpulan
Dari hasil analisis kerja recloser tipe VWVE (vaccum withstand
voltage electronical) merek cooper pada PT.PLN (Persero) Cabang Surakarta
dapat disimpulkan :
1. Recloser akan trip semakin cepat jika mendapatkan arus gangguan yang
semakin besar (karena berdasarkan oleh karakteristiknya recloser yang
berupa exponensial).
2. Pada hasil pemutusan yang sebenarnya dari recloser tipe VWVE merek
cooper diketahui bahwa ground trip lebih cepat dari fasa trip karena pada
gangguan kurva arusnya berbeda (pada fasa trip menggunakan kurva A
dan D sedangkan ground trip menggunakan kurva 1 dan 2).Penyebab
terjadinya perbedaan waktu pemutus yang sebenarnya dengan kurva arus
waktu dapat disebabkan oleh kepekaan alat ukur dalam hal ini adalah kelas
alat ukur, usia alat ukur usia dari peralatan yang diukur, dan orang yang
melakukan pengukuran.
B. Saran
Dari hasil analisis kerja recloser tipe VWVE (vaccum withstand
voltage electronical) merek cooper pada PT.PLN (Persero) Cabang Surakarta
menyarankan : Ditinjau dari segi suku cadangnya pabrik yang membuat
Recloser Tipe VWVE Merek Cooper tersebut sudah tidak memproduksi lagi
(recloser maupun suku cadangnya), maka jika recloser tipe VWVE tersebut
66
mengalami kerusakan akan diambil bagian yang rusak tersebut dari recloser
tipe VWVE merek cooper yang lain untuk dipasang pada recloser yng rusak
tersebut, maka hendaknya PT.PLN (Persero) pada umumnya dan cabang
Surakarta pada khususnya mengganti recloser tipe VWVE merek cooper
tersebut dengan recloser dengan tiper yang lain karena ditinjau dari teknologi
yang dipakai pada recloser tipe VWVE merek cooper juga tertinggal.
67
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar.A dan S.Kuwahara. Buku Pegangan Teknik Listrik Jilid II. Jakarta: Pradaya Paramita.
Cooper Power System.1990. Recloser Service Information. Printed In USA Cooper Power System.1996. Recloser Service Information. Printed In USA Cooper Power System.2001. Recloser Service Information. Printed In USA Cooper Power System.2002. Recloser Service Information. Printed In USA DEKDIKBUD, 1982. Metodologi Penelitian. Jakarta : DEKDIKBUD Hutauruk, T.S.1991 Pengetahuan Netral Sistem Tenaga Dan Peralatan.
Jakrta : Erlangga Marsudi Djiteng.1990 Operasi Sistem Tenaga Listrik Jakarta Selatan :
BALAI PENERBIT dan HUMAS ISTN Jacson,K.G.1981. Kamus Teknik Listrik. Jakarta : PT.Elex Media
Komputindo. Mc.Graw Edison.1972.Distribution System Protection Manual. Nana sujana,1989.Metodologi Penelitian. Jakarta : Erlangga Pabla, A.S. 1991. Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta : Erlangga. PLN.Diklat.1999.Control Resaponse Time. Tegal. PLN.Diklat.1999.Recloser. Tegal. PLN Pusdikalat.1997.Pelaksanaan Uji Relai Proteksi Group II. Jakarta. Stevenson, Wiliam, D.Jr. Alih bahasa Kamal Idris. 1990. Analisis Sistem
Tenaga Listrik. Jakarta : Erlangga. Suharsimi Arikonto. 1998. Prosedur Penelitian Pendekatan Suatu Praktek.
Jakarta : Rineka Bineka. Sulasno. 1993. Analisa Sistem Tenaga Listrik. Semarang : Satyawacana.
68
Sumardi Surya Brata. 1981. Metodologi Penelitian. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.
Supriyadi, Edy. 1999. Sistem Pengaman Tenaga Listrik. Yogyakarta :
Adicita karya Nusa. Tim Penyusun. 2001. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Jakarta : Balai
Pustaka.
69
Lampiran1. Gambar Solenoid Tegangan Tinggi
70
Lampiran 2. Cara Memasukkan (Reclose) Recloser Secara Manual
71
Lampiran 3.Diagram Satu Garis Pemasangan Arrester Pada Recloser
72
lampiran 4. Bushing Recloser Tipe VWVE Merek Cooper
73
Lampiran 5. Gambar Komponen – Komponen Recloser Tipe VWVE Merek Cooper Pada Bagian Tutup Dan Tangki
74
75
lampiran 6. Komponen – Komponen Recloser Tipe VWVE Merek Coopere Pada
Bagian Mekanik Closing Coil
76
77
78
79
Gambar Solenoid Tegangan Tinggi
80
Cara Memasukkan (Reclose) Recloser Secara Manual
Diagram Satu Garis Pemasangan Arrester Pada Recloser
81
Bushing Recloser Tipe VWVE Merek Cooper
82
Gambar Komponen – Komponen Recloser Tipe VWVE Merek Cooper Pada Bagian Tutup Dan Tangki
83
84
Komponen – Komponen Recloser Tipe VWVE Merek Coopere Pada Bagian
Mekanik Closing Coil
85