its undergraduate 16173 2206100054 paper

7
Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 1 dari 7 Koordinasi Rele Pengaman sehubungan dengan Integrasi PT. Lamipak Primula Indonesia terhadap Jaringan PT. PLN Arifiansyah Saputra - 2206100054 Jurusan Teknik Elektro - FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih - Sukolilo Surabaya – 60111 Abstrak: Sistem kelistrikan yang terpasang pada suatu industri membutuhkan keandalan dan kontinuitas untuk menjamin terlaksananya proses produksi. Hal ini karena konsumsi energi listrik oleh beban-beban industri berlangsung secara terus menerus. Keandalan dari suatu sistem kelistrikan dapat dinilai dari kemampuan sistem untuk tetap menyuplai beban ketika terjadi gangguan pada sistem. Integrasi dimaksudkan agar aktivitas produksi dalam pabrik berjalan lancar. Untuk merencanakan keandalan sistem kelistrikan di PT. Lamipak Primula Indonesia perlu adanya evaluasi peralatan rele proteksi dengan menganalisa sistem kelistrikan di PT. Lamipak Primula Indonesia, termasuk koordinasi proteksinya dan setting rele pengaman dengan menggambarkan kurva karakteristik rele pengaman. Dari analisa dapat diketahui setting dan koordinasi rele yang tepat untuk mengamankan sistem kelisrikan di PT. Lamipak Primula Indonesia, sehingga keandalan sistem tetap terjaga dan optimal. Kata Kunci : kontinuitas, koordinasi, setting rele pengaman I. PENDAHULUAN Semakin meningkatnya pertumbuhan industri harus diimbangi pula dengan kontinuitas pelayanan listrik kepada pelanggan industri. Kontinuitas pelayanan listrik kepada pelanggan dapat terwujud salah satunya adalah dengan melakukan koordinasi sistem pengaman yang tepat. Salah satu metoda yang dilakukan untuk memperoleh keandalan sistem adalah koordinasi rele pengaman dengan memfungsikan rele sebagai pengaman utama dan pengaman cadangan. Proteksi cadangan ini umumnya mempunyai perlambatan waktu (time delay), hal ini untuk memberikan kesempatan kepada poteksi utama beroperasi terlebih dahulu, dan jika proteksi utama gagal baru proteksi cadangan yang akan beroperasi [6]. Untuk memenuhi fungsi tersebut maka waktu rele pengaman utama disetel lebih cepat daripada rele pengaman cadangan [1]. Rele pengaman dengan kemampuan selektif yang baik dibutuhkan untuk mencapai keandalan sistem yang tinggi karena tindakan pengaman yang cepat dan tepat akan dapat mengisolir gangguan dan seminimal mungkin [ 1]. Dengan koordinasi rele yang baik dan relevan, mengisolir gangguan, keandalan dan kontinuitas supplí daya tetap terjaga optimal. II. TEORI PENUNJANG A. Rele Arus Lebih Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur (I p ) maka rele arus lebih bekerja. Dimana I p merupakan arus kerja yang dinyatakan menurut gulungan sekunder dari trafo arus (CT). Bila suatu gangguan terjadi didalam daerah perlindungan rele, besarnya arus gangguan If yang juga dinyatakan terhadap gulungan sekunder CT juga. Rele akan bekerja apabila memenuhi keadaan sebagai berikut [11]: If > Ip rele bekerja (trip) If < Ip tidak bekerja (Blok) Berdasarkan karakteristik waktuya rele arus lebih dibedakan atas 3 jenis yaitu : Instantaneous Rele Prinsip kerja rele jenis ini adalah tanpa penundaan waktu, tapi masih bekerja dengan waktu cepat sebesar 0.1detik, pada umumnya kurang dari 0.08 detik [1] Definite Rele Didasarkan pada waktu kerjanya proteksi dengan tidak melihat besarnya arus gangguan. Inverse Rele Karakteristik grafiknya terbalik antara arus dan waktu, dimana semakin besar arus gangguan hubung singkat maka semakin kecil waktu yang dibutuhkan untuk membuka pemutus (CB) sehingga dalam settingnya rele perlu mengetahui besarnya arus hubung singkat untuk tiap seksi. B. Konsep Daerah Pengamanan. Pada konsep daerah pengamanan fungsi dari pada rele dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai rele pengaman utama dan rele pengaman cadangan (back up). Rele pengaman cadangan akan berfungsi jika rele pengaman utama tidak bekerja saat terjadi gangguan hubung singkat. Gambar 2.1 Konsep daerah pengamanan Daerah 1 merupakan daerah pengamanan generator, untuk daerah 2 adalah pengamanan generator dan transformer, sedangkan pada daerah 3 dan daerah 4 berturut – turut merupakan pengamanan busbar dan pengaman saluran transmisi. Dengan mengacu pada konsep daerah pengamanan, penyetelan rele arus lebih memiliki peranan yang penting dalam koordinasi setting rele pengaman. Penyetelan rele arus lebih dapat dilakukan berdasarkan setelan waktu, setelan arus maupun kombinasi keduanya [4] Pada setelan waktu dikenal adanya setting kelambatan waktu (Δt). Perbedaan waktu kerja minimal antara rele utama dan rele cadangan adalah 0.2 – 0.4 sec [3]. t set = Δt + t ....................................................................... (4) dengan Δt adalah perbedaan waktu kerja 0,2 – 0,4 sec dan t adalah setting arus lebih pada feeder.

Upload: muhammad-nur-fattah

Post on 20-Feb-2016

217 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Koordinasi Rele Pengaman sehubungan dengan Integrasi PT. Lamipak PrimulaIndonesia terhadap Jaringan PT. PLN

TRANSCRIPT

Page 1: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 1 dari 7

Koordinasi Rele Pengaman sehubungan dengan Integrasi PT. Lamipak Primula Indonesia terhadap Jaringan PT. PLN

Arifiansyah Saputra - 2206100054

Jurusan Teknik Elektro - FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Kampus ITS, Keputih - Sukolilo Surabaya – 60111 Abstrak: Sistem kelistrikan yang terpasang pada suatu industri membutuhkan keandalan dan kontinuitas untuk menjamin terlaksananya proses produksi. Hal ini karena konsumsi energi listrik oleh beban-beban industri berlangsung secara terus menerus. Keandalan dari suatu sistem kelistrikan dapat dinilai dari kemampuan sistem untuk tetap menyuplai beban ketika terjadi gangguan pada sistem. Integrasi dimaksudkan agar aktivitas produksi dalam pabrik berjalan lancar. Untuk merencanakan keandalan sistem kelistrikan di PT. Lamipak Primula Indonesia perlu adanya evaluasi peralatan rele proteksi dengan menganalisa sistem kelistrikan di PT. Lamipak Primula Indonesia, termasuk koordinasi proteksinya dan setting rele pengaman dengan menggambarkan kurva karakteristik rele pengaman. Dari analisa dapat diketahui setting dan koordinasi rele yang tepat untuk mengamankan sistem kelisrikan di PT. Lamipak Primula Indonesia, sehingga keandalan sistem tetap terjaga dan optimal. Kata Kunci : kontinuitas, koordinasi, setting rele pengaman

I. PENDAHULUAN Semakin meningkatnya pertumbuhan industri harus diimbangi

pula dengan kontinuitas pelayanan listrik kepada pelanggan industri. Kontinuitas pelayanan listrik kepada pelanggan dapat terwujud salah satunya adalah dengan melakukan koordinasi sistem pengaman yang tepat.

Salah satu metoda yang dilakukan untuk memperoleh keandalan sistem adalah koordinasi rele pengaman dengan memfungsikan rele sebagai pengaman utama dan pengaman cadangan. Proteksi cadangan ini umumnya mempunyai perlambatan waktu (time delay), hal ini untuk memberikan kesempatan kepada poteksi utama beroperasi terlebih dahulu, dan jika proteksi utama gagal baru proteksi cadangan yang akan beroperasi [6]. Untuk memenuhi fungsi tersebut maka waktu rele pengaman utama disetel lebih cepat daripada rele pengaman cadangan [1]. Rele pengaman dengan kemampuan selektif yang baik dibutuhkan untuk mencapai keandalan sistem yang tinggi karena tindakan pengaman yang cepat dan tepat akan dapat mengisolir gangguan dan seminimal mungkin [ 1].

Dengan koordinasi rele yang baik dan relevan, mengisolir gangguan, keandalan dan kontinuitas supplí daya tetap terjaga optimal.

II. TEORI PENUNJANG A. Rele Arus Lebih

Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur (Ip) maka rele arus lebih bekerja. Dimana Ip merupakan arus kerja yang dinyatakan menurut gulungan sekunder dari trafo arus (CT). Bila suatu gangguan terjadi didalam daerah perlindungan rele, besarnya arus gangguan If yang juga dinyatakan terhadap gulungan sekunder

CT juga. Rele akan bekerja apabila memenuhi keadaan sebagai berikut [11]:

If > Ip rele bekerja (trip) If < Ip tidak bekerja (Blok)

Berdasarkan karakteristik waktuya rele arus lebih dibedakan atas 3 jenis yaitu :

Instantaneous Rele Prinsip kerja rele jenis ini adalah tanpa penundaan waktu, tapi masih bekerja dengan waktu cepat sebesar 0.1detik, pada umumnya kurang dari 0.08 detik [1]

Definite Rele Didasarkan pada waktu kerjanya proteksi dengan tidak melihat besarnya arus gangguan.

Inverse Rele Karakteristik grafiknya terbalik antara arus dan waktu, dimana semakin besar arus gangguan hubung singkat maka semakin kecil waktu yang dibutuhkan untuk membuka pemutus (CB) sehingga dalam settingnya rele perlu mengetahui besarnya arus hubung singkat untuk tiap seksi.

B. Konsep Daerah Pengamanan. Pada konsep daerah pengamanan fungsi dari pada rele dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai rele pengaman utama dan rele pengaman cadangan (back up). Rele pengaman cadangan akan berfungsi jika rele pengaman utama tidak bekerja saat terjadi gangguan hubung singkat.

Gambar 2.1 Konsep daerah pengamanan

Daerah 1 merupakan daerah pengamanan generator, untuk daerah 2 adalah pengamanan generator dan transformer, sedangkan pada daerah 3 dan daerah 4 berturut – turut merupakan pengamanan busbar dan pengaman saluran transmisi. Dengan mengacu pada konsep daerah pengamanan, penyetelan rele arus lebih memiliki peranan yang penting dalam koordinasi setting rele pengaman. Penyetelan rele arus lebih dapat dilakukan berdasarkan setelan waktu, setelan arus maupun kombinasi keduanya [4] Pada setelan waktu dikenal adanya setting kelambatan waktu (Δt). Perbedaan waktu kerja minimal antara rele utama dan rele cadangan adalah 0.2 – 0.4 sec [3].

tset = Δt + t ....................................................................... (4) dengan Δt adalah perbedaan waktu kerja 0,2 – 0,4 sec dan t adalah setting arus lebih pada feeder.

Page 2: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 2 dari 7

Gambar 2.2. Setting koordinasi rele dengan kelambatan waktu

Pemisalan pada gambar di atas adalah bila setelan t (waktu) di

rele bus 4 = 0.4 detik, waktu tunda (Δt) dipilih 0.3 detik, maka diperoleh setelan waktu di rele pada bus 3 = 0.4 + 0.3 = 0.7 detik, setelan waktu di incoming bus 2 = 0.7 + 0.3 = 1 detik, dan setelan waktu di incoming bus 1 = 1 + 0.3 = 1.3 detik.

Sedangkan untuk setelan arus dan kombinasi antara setelan waktu dan arus, kita kenal adanya Invers Definite Minimum Time (IDMT), Rele dengan karakteristik ini mempunyai beberapa bagian setelan invers dan definite [3]. Dengan karakteristik ini maka rele harus mampu bekerja untuk gangguan 2 fasa di ujung akhir seksi berikutnya pada kondisi pembangkitan minimal. Arus settingnya harus lebih besar dari arus beban maksimal. Penyetelannya pun harus memperhatikan kesalahan pick up sesuai dengan British Standard Pick Up = 1.05 s/d 1.3 Iset [6]. Dalam setting juga harus memperhatikan batasan maksimum, untuk alasan keamanan dan back Up hingga sisi downstream ditetapkan : Iset ≤ 0.8 Iscminimum [2].Dengan pedoman diatas setting arus yang digunakan pada PT. Lamipak Primula Indonesia adalah: 1,05 Imaks ≤ Is ≤ 0,8 Isc minimum. C. Koordinasi Pengaman Pengertian koordinasi pengaman yaitu terdapat 2 jenis atau lebih peralatan proteksi diantara titik kesalahan/ gangguan. Peralatan ini harus dikoordinasikan untuk memastikan bahwa peralatan yang berada di titik terdekat dengan gangguan harus dioperasikan terlebih dahulu. Kegagalan pada proteksi utama harus dapat diatasi, yaitu dengan proteksi cadangan (back up protection)[4]. Proteksi cadangan ini umumnya mempunyai perlambatan waktu (time delay), hal ini untuk memberikan kesempatan kepada poteksi utama beroperasi terlebih dahulu, dan jika proteksi utama gagal baru proteksi cadangan yang akan beroperasi. Dengan demikian hanya bagian yang mengalami gangguan saja yang dipisahkan atau diisolir dari sistem tersebut. Rele pengaman dengan kemampuan selektif yang baik dibutuhkan untuk mencapai keandalan sistem yang tinggi karena tindakan pengaman yang cepat dan tepat akan dapat memperkecil gangguan menjadi sekecil mungkin. III. SISTEM KELISTRIKAN DI PT. LAMIPAK PRIMULA

INDONESIA 3.1 Sistem Jaringan Tenaga Listrik di PT. Lamipak Primula

Indonesia Upaya pemenuhan kebutuhan kegiatan produksi terutama sistem kelistrikan, PT. Lamipak Primula Indonesia dilayani oleh pembangkit sendiri dengan kapasitas 1125 kVA ditambah pasokan daya dari PT. PLN. Tegangan sistem untuk mensuppli beban pada PT. Lamipak Primula Indonesia dibagi atas 11 kV, 6.9 kV dan 0.525 kV. Dalam usaha meningkatkan keandalan dan kontinyuitas pelayanan, PT. Lamipak Primula Indonesia melakukan perubahan sistem kelistrikan. Perubahan yang dilakukan adalah penambahan motor yang dapat mempercepat kinerja produksi. Dengan sistem integrasi tersebut diharapkan keandalan dan kontinuitas suplai daya listrik dapat meningkat.

Tabel 3.1 Arus hubung singkat baru

3.2 Pola Operasi Jaringan 11 kV

Awalnya, pola operasi jaringan pada saat kondisi normal didukung oleh beroperasinya generator utama, yaitu generator pada pabrik dengan kapasitas sebesar 900 kW. Dari beropersainya generator utama diatas maka daya total terbangkitkan pada sistem adalah 5000 kVA. Namun, pada saat terjadi kondisi tidak normal ataupun saat terjadi gangguan, back up generator belum sepenuhnya tersedia dalam pabrik, sehingga proses produksi sedikit terganggu. Oleh karena itu, sekarang ini generator utama dijadikan back-up generator, dan pasokan daya utama diintegrsikan ke PT. PLN.

IV. KOORDINASI RELE PENGAMAN PT. LAMIPAK PRIMULA INDONESIA

4.1 Analisa Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Phasa dan 2 Phasa Untuk perhitungan ini digunakan dua konfigurasi yang mewakili hubung singkat minimum dan maksimum yaitu :

1. Hubung singkat minimum : Sistem disuplai oleh generator PT. Lamipak Primula Indonesia

2. Hubung singkat maksimum : Sistem disuplai oleh Generator PT. Lamipak Primula Indonesia dan sistem Integrasi

Untuk menghitung arus hubung singkat digunakan software ETAP 4.0. Hubung singkat minimum adalah hubung singkat 2 fasa pada 30 cycle. Sedangkan hubung singkat maksimum adalah hubung singkat 3 fasa, pada 4 cycle dan 30 cycle. Hubung singkat maksimum 4 cycle digunakan untuk setting rele dengan setting kelambatan waktu 0.1s, karena jika dikonversi ke besaran waktu maka 4 cycle sama dengan 0.08s. Sedangkan hubung singkat maksimum 30 cycle digunakan untuk setting rele dengan setting kelambatan waktu 0.4s dan seterusnya, jika dikonversi ke besaran waktu maka 30 cycle sama dengan 0.6s. Berikut adalah hasil perhitungan hubung singkat maksimum dan minimum: 4.2 Analisis Setting Rele Analisa dan perhitungan terhadap setting rele pengaman arus lebih adalah sebagai berikut : 4.2.1 Setting Rele Untuk Bus LP1-01 6.9 kV hingga Bus LP1

11kV (Tipical 1) Single line diagram untuk bus LP1-01, 6.9 kV sampai LP1,

11kV adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.3 berikut :

Gambar 4.1 Single line diagram bus LP1-01 6,9 kV sampai

bus LP1, 11kV Rele RL1B1 Jenis Rele = MITSUBISHI MP11

Page 3: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 3 dari 7

Curve = Extreme Inverse Isc max LP1-01,6.9 kV = 2793 dikonversi ke HV =

119,6 x 2793

= 1751,97 Isc min LP1-01,6,9 Kv = 2550 nCT = 1000/5 A

FLA = kV*3

KVA =

9.6*3

2000

= 167,35 A Setting Arus ( I>) :

nCT

FLA 1,05 Ips

nCT

kV 6.9 01,-LP1min Isc 0,8

1000/5

167,35 x 1,05 A Ips

1000/5

2550 x 0,8 A

1000/5

175,7175A Ips

1000/5

2040A

0.8785 A Ips 10,2 Tap current setting dipilih 5 A

Setelan aktual I set = 5 x 5

1000 = 1000 A

Setting Waktu (Time dial) : Waktu yang diinginkan td = 0,1 s td =

101802

DXI

Isc max LP1-01, 6.9 kV (dikonversi ke 11 kV) = 1751,97 A

I =

setI

11kV))konversi (kV 0.525 02,-LP1scmax I=

10001751,97 = 1,75197

0,7 =

10175197,1

802

DX

D set 0,18 Maka setting D dipilih : 1 Setting Arus ( I>> ) : Isc max LP1-01,6.9 kV (konv 11kV) I set 0,8 Isc min LP1-01, 6.9kV Isc min LP1-01, 6.9 kV < Isc max LP1-01, 6.9 kV (konv 11kV) Sehingga perhitungan setting:

Iset nCT

11kV))konversi (kV 6.9 01,-LP1scmax I

Iset 5/1000

97,1751

Iset 8,759 Iset dipilih = 9 A Setting waktu ( t>> ) dipilih : 0,1

Rele ini untuk mengamankan motor M-DRYL 430 kW terhadap kemungkinan terjadinya arus hubung singkat yang terjadi

pada bus sisi sekunder trafo TSD-1 2000 kVA dan mengamankan bus atasnya jika terdapat gangguan difeeder primier trafo. Untuk penyetelan low set (I>) digunakan arus primer transformator sedangkan untuk penyetelan high set (I>>)menggunakan arus hubung singkat maksimum pada bus LP1-01 6.9 kV yang dikonversi ke 11 kV. Menggunakan kurva definite dengan grading waktu 0,1 s. Rele RL1A Jenis Rele = MITSUBISHI MSR-3 Curve = Very Inverse Isc max LP1-01 6.9 kV = 2793 Isc min LP1 11 kV = 6805 nCT = 1000/5 A

FLA = .kV3

kVA =

)9,6(3

2000

= 167,35 A Setting Arus ( I>) :

nCT

FLA 1,05 Ips nCT

kV 11 LP1,min Isc 0,8

1000/5

167,35 x 1,05 A Ips

1000/5

6805 x 0,8 A

1000/5

175,7175A Ips

1000/5

5444A

0.8785 A Ips 27.22 Tap current setting dipilih 5 A

Setelan aktual I set = 5 x 5

1000 = 1000 A

Setting Waktu ( Time dial ) : Waktu operasi = td = 0,1 + t = 0,1 + 0,3 = 0,4 s D = time dial

Iset kV 6.9 LP1,-01,max Isc =

10002793 = 2,793

ts =

1015.13 Dx

I

0,4 =

101793,2

5.13 Dx

D = 0.53125 Dset 0.53125 dipilih D = 1 Setting Arus (I>>) :

Iset 0,8 x nCT

I kV 11 LP1.min SC

Iset 0,8 x 51000

6805

Iset 27.22 Iset dipilih = 20 A Setting waktu ( t>> ) : 0,1 + t = 0,1 + 0,3 = 0,4 s

Rele ini untuk mengamankan trafo TR-1 2000 kVA terhadap kemungkinan terjadinya arus hubung singkat yang terjadi pada bus LP1-01 6,9 kV, untuk penyetelan low set (I>) digunakan arus sekunder trafo TR-1 2000 kVA, sedangkan untuk penyetelan

Page 4: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 4 dari 7

high set (I>>) digunakan arus hubung singkat minimum pada bus LP1-01 6,9 kV dengan menggunakan kurva inverse dengan setting waktu 0,4 sec.

Rele TR-1 Jenis Rele = MITSUBISHI MP11 Curve = Very Inverse Isc max LP1-01,6,9 kV = 2793

konversi 11 kV = 116,9

x 2793 = 1751,97 A

Isc min LP1,11kV = 6805 nCT = 500/5 A

FLA = kV*3

KVA =

11*3

2000

= 104,97 A Setting Arus ( I>) :

nCT

FLA 1,05 Ips nCT

kV 11 , LP1min Isc 0,8

500/5

104,97 x 1,05 A Ips

500/5

6805 x 0,8 A

500/5

110,22 A Ips

500/5

5444A

1.1022 A Ips 54.44 Tap current setting dipilih 5 A Setelan aktual Iset = 5 x

5500 = 500 A

Setting Waktu ( Time dial ) : Waktu yang diinginkan td = 0,4 + 0,3 = 0,7 td =

1015,13 Dx

I

Isc max LP1-01,6,9 kV (Dikonversikan ke 11 kV) = 1751.97 A

I set = 500 A

maka I =Iset

kV 01,6.9-LP1max Isc = 500

1751.97 = 3,504

0,7 =

101504,3

5,13 Dx

Dset 1,298 Maka setting D dipilih : 2 Setting Arus ( I>>) : Isc max LP1-01,6.9 kV,(konv 11 kV) I set 0,8x Isc min LP1, 11kV Isc max LP1-01,6.9 kV,(konv 11 kV) > Isc min LP1, 11kV Maka setting =

Iset ≥ nCT

6.9kV 01,-LP1smax I

Iset ≥ 5500

1751.97

Iset ≥ 17.5197 Iset Dipilih = 20

Setting waktu ( t>>) dipilih : 0,7 Rele ini untuk mengamankan trafo 2000 kVA dan bus LP1,

11 kV terhadap kemungkinan terjadinya arus hubung singkat yang terjadi pada bus sekunder trafo dan feeder sisi primer trafo. Untuk penyetelan low set (I>) digunakan arus primer transformator sedangkan untuk penyetelan high set (I>>) digunakan arus hubung singkat maksimum pada bus LP1-01 yang dikonversi ke 11 kV. Menggunakan kurva inverse dengan setting waktu 0,7 detik.

Rele 1LP1 Jenis Rele = Mitsubishi MSR-3 Curve = Very Inverse Isc max LP1, 11 kV = 7085 Isc min LP1, 11kV = 6805 nCT = 600/5 A FLA = FLA TR-1+ FLA TSD-2 + FLA TSD-3 = 104,97 + 529,551 + 450,060 = 1084,54 A Setting Arus ( I> ) :

nCT

FLA 1,05 A Ips nCT

kV 11 , LP1min Isc 0,8

600/5

1084,54 x 1,05 A Ips

600/5

6805 x 0,8 A

600/5

1138,767A Ips

600/5

5444A

9,4897 A Ips 45,36 Tap current setting dipilih 10 A

Setelan aktual I set = 10 x 5

600 = 1200 A

Setting Waktu ( Time dial ) : Waktu operasi = td = 0,7 + t = 0,7 + 0,3 = 1 s D = time dial

I =

setI

kV) 11 LP1,scmax I=

12007085

= 5,904 A

td =

1015,13 DX

I

1 =

10.

1904.55.13 D

Dset 3.6324 ; Maka setting D dipilih = 4 Setting Arus (I>>)

Isc max LP1,11kV I set 0,8x Isc min LP1, 11kV Isc max LP1,11 kV > Isc min LP1, 11kV

Iset 0,8 x nCT

11kV LP1,smin I

Iset 0,8 x 5600

6805

Iset 45.36 Dipilih = 40 Setting waktu ( t>> ) : 1 s

Rele 1LP1 merupakan back up dari rele TR-1, dari gangguan yang mungin terjadi pada bus LP1, 11 kV. Untuk penyetelan low set (I>) digunakan penjumlahan dari arus primier

Page 5: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 5 dari 7

masing- masing trafo TSD-1,2,3, sedangkan untuk penyetelan high set (I>>) digunakan arus hubung singkat maksimum pada bus LP1-01 6,9 KV yang dikonversi ke 11 kV . Menggunakan kurva definite dengan grading waktu 1 s.

Gambar 4.2 Kurva koordinasi line proteksi existing dari bus LP1-

01 hingga main bus LP1 Kemudian berdasarkan perhitungan diatas didapat kurva resetting dari tipikal 1 yaitu seperti gambar dibawah ini.

Gambar 4.3 Kurva koordinasi line proteksi resetting dari bus

LP1-01 hingga main bus LP1

4.2.2 Setting Rele Incoming Bus LP1-02, 0.525 kV hingga Bus 1LP1, 11kV (Tipical 2)

Single line diagram bus MCC-1A hingga 1LP1 adalah sebagai berikut :

Gambar 4.4 Single line diagram bus MCC-1A 0,525 kV sampai bus LP1, 11kV (Tipical 2a)

Rele TR-2 Jenis Rele TR-2 = MITSUBISHI MP11 Curve = Extreme Inverse Isc max LP1-02, 0.525 kV = 18267 dikonversi ke HV =

11525,0 x 18267

= 871,83 Isc min LP1, 11 Kv = 6897 nCT = 150/5 A

FLA = kV*3

KVA =

11*3

400

= 21 A Setting Arus ( I>) :

nCT

FLA 1,05 Ips nCT

kV 11 , LP1min Isc 0,8

600/5

21 x 1,05 A Ips

600/5

6897 x 0,8 A

150/5

22,05A Ips

150/5

5517,6A

0,735 A Ips 183,92 A Tap current setting dipilih 5 A

Setelan aktual I set = 5 x 5

150 = 150 A

Setting Waktu (Time dial) : Waktu yang diinginkan td = 0,4 + 0,3 = 0,7 s td =

101802

DXI

Isc max LP1-02, 0.525 kV (dikonversi ke 11 kV) = 871,83

I =

setI

11kV))konversi (kV 0.525 02,-LP1scmax I=

150871,83

= 5,8122

0,7 =

1018122,5

802

DX

D set 2,868 Maka setting D dipilih : 3 Setting Arus ( I>> ) : Isc max LP1-02, 0.525 kV (konv 11kV) I set 0,8 Isc min LP1, 11 kV Isc min LP1, 11 kV < Isc max LP1-02, 0.525 kV (konv 11kV)

I set nCT

11kV))konversi (0,525kV 02,-LP1scmax I

I set 30

83,871

I set 29,061 Dipilih = 30 A Setting waktu ( t>> ) dipilih : 0,7

Rele ini untuk mengamankan trafo TSD-2 400 kVA terhadap kemungkinan terjadinya arus hubung singkat yang terjadi pada bus

Page 6: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 6 dari 7

sisi sekunder trafo TSD-2 400 kVA dan mengamankan bus atasnya jika terdapat gangguan difeeder primier trafo . Untuk penyetelan low set (I>) digunakan arus primer transformator sedangkan untuk penyetelan high set (I>>)menggunakan arus hubung singkat maksimum pada bus LP1-02 0,525 kV yang dikonversi ke 11 kV.

Sehingga, koordinasi existing rele untuk line proteksi dari bus LP1-02 sampai bus LP1 (tipical 2a) dapat dilihat pada gambar adalah sebagai berikut :

Gambar 4.5 Kurva koordinasi line proteksi existing dari bus LP1-

02, 0.525 kV hingga main bus LP1, 11 kV

Penjelasan gambar 4.5: Setting instantneous (50) dari LVCB-1A dan TR-2/3

melebihi quota. Diusahakan untuk diperkecil sesuai keadaan gangguan arus maksimum yang mungkin terjadi. Sehingga, koordinasi resetting rele untuk line proteksi dari bus LP1-02 sampai bus LP1 (tipical 2a) dapat dilihat pada gambar adalah sebagai berikut :

Gambar 4.6 Kurva koordinasi line proteksi resetting dari bus

LP1-02 hingga main bus LP1

4.2.3 Setting Bus LP1, 11kV hingga Bus LINE1A, 20kV (tipical 3)

Gambar 4.7 Single line diagram koordinasi bus LP1, 11 kV hingga bus LINE1A, 20 kV

Pada gambar 4.11 merupakan koordinasi utama antara setting

incoming line dari PT. PLN dengan PT. Lamipak Primula Indonesia. Setting rele 1LP1 dan MLP1-01 disamakan, hal tersebut karena antara kedua rele tidak terdapat beban.

Dengan cara hitungan yang sama sebelumnya, maka untuk kondisi existing dan resetting, didapatkan kurva koordinasi proteksi tipical 2 sebagai berikut :

Gambar 4.8 Kurva koordinasi line proteksi existing dari bus

LP1, 11 kV hingga bus LINE1A, 20 kV

Penjelasan gambar 4.8: Setting instantneous (50) dari rele 1LP1, MLP1-01 dan INC_PLN melebihi quota. Diusahakan untuk diperkecil sesuai keadaan gangguan arus maksimum yang mungkin terjadi.

Khusus untuk INC_PLN, setting time lebih kecil dari arus gangguan hubung singkat minimum dari bus LINE1A, akibatnya jika terjadi gangguan pada feeder beban rele MLP1-01 juga ikut trip, sistem 11 kV mati.

Page 7: ITS Undergraduate 16173 2206100054 Paper

Procedings Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Halaman 7 dari 7

Gambar 4.9 Kurva koordinasi line proteksi resetting dari bus LP1, 11 kV hingga main bus LINE1A, 20 kV

Dengan cara hitungan yang sama sebelumnya, maka

didapatkan kurva koordinasi proteksi yang mengamankan motor, yaitu koordinasi dari bus LP1-03 kebeban motor MCCB 320 kW.

Gambar 4.10 Kurva koordinasi line proteksi existing dari bus

LP1-03 ke motor MCCB 320 kW (tipical 2b)

Penjelasan Gambar 4.10: Setting instantneous (50) dari LVCB-1A dan TR-2/3 melebihi quota. Diusahakan untuk diperkecil sesuai keadaan gangguan arus maksimum yang mungkin terjadi.

Dengan cara hitungan yang sama sebelumnya, maka didapatkan kurva koordinasi proteksi yang mengamankan motor, yaitu koordinasi dari bus LP1-03 ke motor MCCB 320 kW (tipical 2b)

Gambar 4.11 Kurva koordinasi line proteksi resetting dari bus

LP1-03 ke motor MCCB 320 kW (tipical 2b)

Tabel 2 Data resetting rele pengaman

V. KESIMPULAN 1. Setelah pengintegrasian, setting rele yang terpasang di

resetting kembali sesuai dengan perhitungan dan dikoordinasikan agar sistem bekerja secara optimal. Hampir sebagian besar setting rele berubah seiring dengan bertambahnya arus hubung singkat di masing-masing level tegangan.

2. Penambahan beban pada pabrik menambah level arus hubung singkat dibawah 0,1 %. Sehingga perlu dilakukan resetting pada: rele yang selisih waktu antara rele utama dan

backupnya kurang dari 0,3 detik. beberapa rele setting waktu terlalu jauh dengan FLA

nya, ini berbahaya untuk perlatan yang diamankan ketika beroperasi pada saat melebihi beban penuh.

koordinasi setting eksisting yang salah urutan, akibatnya beberapa bus feeder bisa trip dan tidak memperoleh aliran daya. Terutama pada tipical 3.

DAFTAR PUSTAKA

[1] A.R. van C Warrington, Protective Relays volume 1,

Chapman & Hall LTD, 1962 [2] Cristophe Preve, Protecton of Electrical Network, ISTE

Ltd, Great Britain and the United States, 2006 [3] IEEE Recommended Practice for Protection

andCoordination of Industrial and Commercial Power System, IEEE Standart 242- 1986

[4] Titarenko M Ivonovsky,”Protecive Relaying in Electrical Power System.

[5] Turan Gonen, Modern Power System Analysis, USA, 1988.

[6] T. Davies, Protection of Industrial Power System second edition, Great Britain, 2006.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Arifiansyah Saputra, dilahirkan di Ngawi, 27 April 1988. Merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Sugito dan Ibu Istiqomah. Menempuh jenjang pendidikan di SDN Margomulyo 1 Ngawi tahun 1994-2000, MTs PPMI As-Salaam Sukoharjo-Solo tahun 1997-2000, dan SMU Negeri 2 Ngawi tahun 2003-2006. Setelah lulus SMU, penulis melanjutkan studinya di S1 Teknik Elektro, Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya melalui jalur PMDK. Selama kuliah, penulis aktif

dalam kegiatan organisasi di kampus, diantaranya di BEM-ITS, dan pernah menjadi wakil ketua IEE Expo 2009.