koordinasi ocr dan recloser

KOORDINASI RELAY ARUS LEBIH DAN RECLOSER PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH GARDU INDUK SRONDOLRino Adi Putra1, Ir. Juningtyastuti, M.T.2, Mochammad Facta, ST, MT, Ph.D.3Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Email : [email protected]

Sistem distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi menyalurkan listrik ke konsumen. Sistem distribusi terdiri dari jaringan tegangan menengah (JTM) dan jaringan tegangan rendah (JTR). Jaringan tegangan menengah dan jaringan tegangan rendah umumnya beroperasi secara radial. Dengan meningkatnya beban yang sejalan dengan pertumbuhan penduduk, mengakibatkan terjadinya kenaikan persentasi gangguan. Salah satu gangguan yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan fasa tanah. Besarnya arus gangguan hubung singkat yang dapat terjadi di dalam sistem distribusi menuntut agar sistem proteksi ditingkatkan keandalannya. Salah satu upayanya adalah mengoptimalkan koordinasi sistem pengaman berupa relay arus lebih, relay gangguan tanah dan recloser untuk mendapat keandalan yang baik. Untuk memudahkan dalam menghitung dan menganalisis arus gangguan hubung singkat serta menentukan koordinasi relay arus lebih, relay gangguan tanah, dan recloser yang ada pada penyulang Gardu Induk Srondol bisa menggunakan simulasi ETAP 7.0. Dengan adanya koordinasi yang baik antara relay arus lebih, relay gangguan tanah, dan recloser maka keandalan suatu proteksi akan maksimal. Dari hasil perhitungan dan simulasi dengan ETAP 7.0, kinerja relay dan recloser tidak hanya dipengaruhi oleh nilai setting TMS nya saja, jarak gangguan dan besarnya arus gangguan yang terjadi juga dapat mempengaruhi kerja dari relay.Kata kunci : tegangan menengah, proteksi, OCR dan GFR, recloser

ABSTRACTThe distribution system is part of a power system that serves to supply power to the consumer. The distribution system consists of medium voltage network (JTM) and the low voltage network (JTR). Medium voltage network and low voltage networks generally operates radially. With the increasing burden in line with population growth, resulting in a percentage increase in disorder. One of the most common disorders are short circuit between phases or phase disturbance of land. The amount of short circuit fault current that can occur in the distribution system requires that enhanced protection system reliability. One of its efforts is to optimize the coordination of security systems such as overcurrent relays, ground fault relays and recloser to get good reliability. To make it easier to calculate and analyze the short circuit fault current and to determine the coordination of overcurrent relays, ground fault relays, and recloser that existed at the substation feeders Srondol can use simulation ETAP 7.0. With good coordination between the relay overcurrent, ground fault relays, and the reliability of a protection recloser will be maximum. From the results of calculation and simulation in ETAP 7.0, the performance of the relay and recloser is not only influenced by the value of TMS setting its course, the distance and magnitude of fault current interruption that occurs also may affect the operation of the relay.Keywords: medium voltage, protection, OCR and GFR, Recloser.

1. PendahuluanSistem distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik ke konsumen. Sistem distribusi terdiri dari jaringan tegangan menengah (JTM) dan jaringan tegangan rendah (JTR), dan pada umumnya beroperasi secara radial. Dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk yang sejalan dengan meningkatnya beban, mengakibatkan terjadinya persentasi kenaikan gangguan. Salah satu gangguan yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan fasa tanah. Besarnya arus gangguan hubung singkat yang terjadi pada sistem distribusi menuntut sistem proteksi untuk lebih sensitif, Salah satu caranya adalah mengoptimalkan koordinasi sistem pengaman berupa relay arus lebih dan recloser untuk mendapat keandalan yang baik.

Keandalan proteksi berupa koordinasi antara OCR dan Recloser juga dibutuhkan untuk meminimalisir daerah yang padam pada saat terjadinya gangguan, walaupun gangguan yang terjadi hanya sementara. Kondisi yang sifatnya sementara ini tetap harus diperhitungkan koordinasi pengamannya, sehingga apabila terjadi gangguan dimanapun titiknya, kinerja pengaman jaringan tetap terpenuhi2. Metode Penelitian2.1 Langkah PenelitianPada Tugas Akhir ini terdapat beberapa langkah penelitian yang ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Metode penelitian analisis evaluasi Setting relay menggunakan simulasi progam ETAP 2.2 Data Sistem

Di Gardu Induk Srondol, terdapat 2 trafo tenaga dengan tegangan 150/22 kV. Yang di mana masing masing trafo berkapasitas 30 MVA dan 31.5 MVA. Pada tugas akhir ini peneliti membahas tentang Koordinasi relay arus lebih dan Recloser pada penyulang SRL.04 pada trafo 2 (31,5 MVA). Bentuk jaringan satu garis yang ada di trafo 31,5MVA di Gardu Induk Srondol dapat di lihat pada gambar 2

Gambar 2 Bentuk diagram satu garis di Gardu Induk SrondolAdapun data data yang di perlukan untuk analisis ini adalah sebagai berikut Tabel 1 Data Trafo TenagaData Trafo Tenaga

Merk=PAUWELS

Tipe=DRF 31,5/275

Daya=31,5MVA

Arus HS=2134.27MVA

Tegangan=150/22KV

Impedansi ( Z %)=18.21%

Rasio CT=400/1

Vektor Grup=YNyn0

Tabel 2 Data OCR dan GFR pada outgoing Trafo 31,5 MVA

Data OCR IncomingData OCR Outgoing

merkAREVASCHWEITZER

typeMICOM P122SELL 551

karakteristikStandart inversStandart invers

I nominal5A5A

Rasio CT1000/5600/1

TMS OCR0.200.13

TMS GFR0.400.21

Tabel 3 Data RecloserData Recloser 1& 2

MerkCooper

karakteristikStandart invers

TypeNOVA 27

Tabel 4 Data Teknis Kabel AAAC mm2Kabel A3CData per Km (ohm)

RjX

Z1/Km (240 mm2)0.13440.3158

Z2/Km (240 mm2)0.13440.3158

Z0/Km (150mm2)0.34411.618

2.3 Pengoperasian Progam ETAP

Pada simulasi yang dibuat pada program ETAP, jarak tiap hubung singkat yang di hitung yaitu jarak 0% , 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% hingga 100 %.Simulasi hubung singkat di lakukan dengan simulasi jaringan seperti gambar 4 dengan memilih short-circuit analysis pada progam ETAP 7.0. Selanjutnya memilih menu Unbelance Load Flow dan kemudian memilih pilihan run, maka arus hubung singkat akan langsung di simulasikan. Berikut Screenshoot simulasi aliran daya pada ETAP 7.0

Gambar 3 Simulasi aliran daya ETAP SRL 04 GI Srondol

Setelah simulasi arus hubung singkat yang di tampilkan pada gambar 3 di lakukan, melihat arus hubung singkat yang terjadi pada simulasi ETAP dilihat pada report manager. Pemilihan report manager di pilih ANSI Unbalance SC Manager lalu Complete.2.4 Simulasi Relay Pada ETAP

. Berikut gambar input nilai untuk melakukan setting relay :

Gambar 4 Memasukan nilai TMS pada ETAP 7.0Tabel 5 Keterangan setting relayData Input OCR

Curve TypeKarakteristikIEC Standard Inverse

Pickup RangeBatas I Beban0,1 25 x CT Sec

PickupPickup Time0,991

Relay AmpsI Beban4.995 - 991

Time DialTMS0,146

Dari progam ETAP 7.0 kita dapat menvisualisasikan koordinasi dengan memilih menu star protective device coordination lalu Fault insertion dan memilih bus yang akan di berikan gangguan hubung singkat. Berikut hasil dari koordinasi kerja relay pada ETAP 7.0

Gambar 5 Koordinasi relay incoming dan outgoing saat terjadi gangguan 3 fasa dalam ETAP 7.03. Perhitungan dan analisa

3.1 Hasil Simulasi ETAP 7.03.1.1 Arus Gangguan Hubung Singkat ETAP 7.0

Pada simulasi arus gangguan hubung singkat pada ETAP, data yang dimasukkan merupakan data yang diambil di lapangan yaitu GI Srondol dan APD Jawa Tengah. Data yang dimasukkan terdapat pada Tabel 1, 2, 3, dan 4. Hasil simulasi arus gangguan untuk penyulang SRL 04 ditunjukkan pada Tabel 6.Tabel 6 Hasil simulasi ETAP 7.0 arus hubung singkat

Jarak (%)Jarak

(Km)I fault LLLI fault LL I fault LLGI fault LG

0%04199363742003637

Cabang 11.1883730323128603231

10%1.36153670317827303178

20%2.7233253281720202817

30%4.08452918252716002527

40%5.4462643228913202289

Cbg 2 Atas7.0962276197110201971

Cbg 2 Bwh7.1192273196910201969

50%6.80752414209111302091

60%8.169222119249851924

Cabang 38.707215318659381865

70%9.5305205617818731781

80%10.892191416577841657

Cabang 413.331170214746631474

90%12.253178915497351549

Cabang 513.101171214826681482

100%13.615168014556511455

3.1.2 Waktu Kerja Relay Bardasar Simulasi ETAPBerikut visualisasi koordinasi relay saat terjadi gangguan pada ujung penyulang.

Gambar 7 Simulasi kerja relay saat terjadi gangguan

Report yang didapat dari simulasi tersebut adalah sebagai berikut

Gambar 7 Report dari hasil kerja relay pada ETAP 7,0Dari gambar 7 report yang di hasilkan ETAP 7.0 di atas, recloser 2 bekerja dengan waktu 315 ms, recloser 1 bekerja pada waktu 398 ms, sedangkan relay pada sisi outgoing bekerja dengan waktu 519 ms dan pada sisi incoming bekerja dengan waktu 1927 ms. . Dengan cara yang sama, didapat hasil kerja relay yang digunakan untuk melakukan perbandingan hasil simulasi dengan hasil perhitungan sebagai berikut :Tabel 7 Hasil simulasi ETAP 7.0 waktu kerja relay pada SRL 04JarakKerja relay pada gangguan (detik)

IncomingOutgoing

3 fasa2 fasa2fasatanah1fasa-tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa-tanah

0%0,6980,6980.7010.7010,2970,2970.3990.399

Cbg 10,7610,8850.8400.7890,3140,3390.4630.440

10%0,7700,8670.8600.8020,3170,3420.4720.446

20%0,8500,9681,0230.9040,3370,3650.5410.491

30%0,9361,0821,1961,0080,3580,3900.6080.535

40%1,0321,2111,3861,1170,3790,4150.6770.578

Cbg2atas1,2191,4761,7641,3140,4160,4590.7980.652

Cbg2bwh1,2211,4791,7691,3170,4170,4600.80.652

50%1,1381,3591,5991,2310,4100,4410.7470.621

60%1,2561,5311,8421,3520,4230,4670.8210.665

cbg 31,3071,6071,9481,4020,4320,4780.8510.682

70%1,3901,7342,1951,4820,4460,4950.8990.709

80%1,5431,9772,4631,6230,4690,5240.9820.755

cbg 41,8802,5663,2711,9090,5130,5801,1460.840

90%1,7202,2762,8741,7770,4940,5551,0700.802

cbg 51,8602,5283,2191,8930,5510,5771,1360.836

100%1,9272,6523,3891,9460,5190,5871,1660.850

Tabel 8 Hasil simulasi ETAP 7.0 waktu kerja recloser pada SRL 04JarakKerja relay pada gangguan (detik)

IncomingOutgoing

3 fasa2 fasa2fasa-tanah1fasa-tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa-tanah

0%--------

Cbg 1--------

10%--------

20%--------

30%--------

40%--------

Cbg2atas0.3120.340.3440.43----

Cbg2bawah0.3120.340.3440.44----

50%0.3080.330.3300.42----

60%0.3250.350.3500.470.250.2830.270.378

cbg 30.3320.360.3500.500.260.2900.270.395

70%0.3430.380.3710.530.270.3000.290.422

80%0.3610.400.3920.590.280.3180.300.471

cbg 40.3950.440.4320.730.310.3520.340.578

90%0.3800.420.4140.660.290.3370.320.527

cbg 50.3920.440.4300.710.300.3490.330.566

100%0.3990.450.4370.750.310.4270.340.710

3.1.3 Koordinasi OCR dan Recloser

Melalui fitur star protective device coordination dari ETAP 7.0 , kita bisa melakukan simulasi kerja relay serta menentukan grafik setting OCR, GFR dan Recloser seperti ditunjukkan pada Gambar 9:

Gambar 8 Grafik setting koordinasi OCR dan Recloser Gardu Induk Srondol dengan jenis setting standard inverse3.2 Hasil Perhitungan Manual Arus Hubung SingkatPada penyulang SRL 04, akan dianalisis tentang nilai arus gangguan hubung singkat dan koordinasi OCR dan Recloser. Untuk mencari arus hubung singkat sebelumnya kita harus menentukan impedansi penyulang dan impedansi jaringan pada jaringan tersebut.

Menghitung impedansi sumber dengan persamaanXs = = QUOTE

= 0,226 i ohm

Menghitung reaktansi trafo dengan Persamaan :Xt = * % trafo = x 18,21% = 2,797i ohm

Menghitung arus base dan z base

I base = =

= 2,624 kA

Z base = = = 4,84 ohm

Sehingga didapat nilai R dan X dalam per unit (pu) di 10%

Zeq = R + X + Xs +Xt = 0.18298 + 0.431323 i +0,226 i

+ 2,797 i

= 0,18294 + 3,4561 i

R pu = = = 0.037807 pu

X pu = = = 0.71406 pu

Rumus gangguan hubung singkat 3 fasa

I 3fasa (pu)= = =

= 1.600129 pu

I 3 fasa (A)= I 3 fasa(pu) * I base

= 1.600129* 2,624 kA

= 4199.249 A

Rumus arus gangguan hubung singkat 2 fasa

I 2 fasa (pu) = = = x I hs 3 fasa=

= 1.38575 pu

I 2 fasa (A) = I 2 fasa(pu) * I base

= 1.38575 * 2,624 kA

= 3636.657 ARumus arus gangguan hubung singkat 2 fasa tanah

Ia1 = =

= 1,4208 -90

Ia0 = -( ) = - (

= 0,7104 puI 2 fasa tanah (pu) = 3 x Ia0 = 3 x 0,7104

= 1.600129pu

I 2 fasa tanah(A) = I 2 fasa tanah(pu) * I base

= 2,1313 * 2,624 kA

= 4199.2492 A

Rumus arus gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah

I 1 fasa-tanah (pu)= = =

= 1.600129 pu

I 1 fasa-tanah (A) = I 1 fasa(pu) * I base

= 1.600129 * 2,624 kA

= 4199.249ADengan cara yang sama untuk persentase jarak yang lain di dapat

Tabel 9 Hasil perhitungan arus hubung singkat penyulang SRL04Jarak %Jarak (Km)Arus gangguan (ampere)

3 fasa2fasa2fasatanah1fasatanah

0%04199.2493636.6574199.244199.249

Cbg 11.1883730.4633230.6762858.073236.509

10%1.36153670.0373178.3452729.953130.953

20%2.7233253.0182817.1962017.912490.759

30%4.08452917.6012526.7171599.412066.168

40%5.4462642.8242288.7531324.301764.45

Cbg 2 Atas7.0962370.4622052.881095.641498.62

Cbg 2 Bwh7.1192367.0522049.9271093.011495.476

50%6.80752414.072090.6461129.761539.201

60%8.1692220.9391923.39984.9751364.709

Cabang 38.7072152.7061864.298937.4801306.148

70%9.53052055.8721780.437873.0291225.604

80%10.8921913.2671656.938783.9011112.139

Cabang 413.3311701.2311473.31662.662953.8008

90%12.25351788.8981549.231711.2661017.839

Cabang 513.1011719.2251488.893672.471966.7868

100%13.6151679.521454.507650.936938.2379

3.3 Setting Relay dan Recloser3.3.1 Setting TMS

Pemeriksaan waktu kerja relay terhadap jarak adalah untuk mengetahui kerja relay terhadap arus yang timbul di tiap titik gangguan yang terjadi dengan nilai setting untuk penyetelan waktu minimum relay arus lebih terutama di penyulang tidak boleh lebih kecil dari 0,3 untuk outgoing dan +0,4 untuk relay pada incoming[3]. maka dihitung dengan persamaan 2.28 di dapat waktu kerja relay pada 0% pada outgoing adalah :

TMS= TMS= TMS= 0.09493.3.2 Setting Relay arus lebih

Hasil perhitungan setting koordinasi proteksi relay arus lebih pada outgoing dan incoming di Gardu Induk Srondol, dengan jenis setting Standard Inverse Time secara lengkap dan jelas dapat dilihat pada Tabel 10 berikutTabel 10 Hasil perhitungan setting relay OCRRelayData hasil

perhitungan

OCRtms0,146

(incoming)rasio CT1000 / 5

t (s)0,7

I set primer991,99 A

I set sekunder4,959 A

OCRtms0,094

(outgoing)rasio CT600/ 1

t (s)0,3

I set primer480 A

I set sekunder0,8 A

3.3.3 Setting Relay Gangguan Tanah

Hasil perhitungan setting relay arus lebih pada penyulang dan incoming di gardu induk srondol, dengan jenis setting Standard Inverse Time secara lengkap dan jelas dapat dilihat pada Tabel 11Tabel 11 Hasil perhitungan setting relay GFR

RelayData hasil

perhitungan

GFRtms0,241

(incoming)rasio CT1000 / 5

t (s)0,7

I set primer396,80 A

I set sekunder1,983 A

GFRtms0,168

(outgoing)rasio CT600/ 1

t (s)0,3

I set primer240 A

I set sekunder0,4 A

3.3.4 Setting RecloserHasil perhitungan setting recloser 1 dan 2 di Gardu Induk Srondol dengan jenis setting Standard Inverse Time secara lengkap dan jelas dapat dilihat pada Tabel 12Tabel 12 Hasil perhitungan setting RecloserRelayData hasil

perhitungan

Recloser 1tms0,0723

t (s)0,3

I set primer480 A

Recloser 2tms0,057

t (s)0,25

I set primer480 A

3.4 Pemeriksaan Waktu Kerja OCR dan Recloser

Pemeriksaan waktu kerja relay adalah untuk mengetahui kerja relay terhadap arus yang timbul di tiap titik, maka di hitung:

T = T =

T = 0.7 detik

Dengan cara yang sama, akan di peroleh nilai waktu kerja relay saat terjadi gangguan 3 fasa, 2fasa, 2 fasa ke tanah dan 1 fasa ke tanah pada incoming dan outgoing untuk jarak 10%-100%Tabel 13 Hasil perhitungan waktu kerja relay pada SRL 04

JarakKerja relay pada gangguan (detik)

IncomingOutgoing

3 fasa2 fasa2fasa-tanah1fasa tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa tanah

0%0.70.77860.70.70.30.32170.40.4

Cbg 10.76340.85770.83960.78890.31760.34210.46390.4411

10%0.77310.86980.86000.80180.32030.34510.47280.4470

20%0.85260.97151.02290.90370.34090.36910.54160.4918

30%0.93971.08581.19621.00800.36180.39370.60940.5355

40%1.03551.21551.38621.11640.38320.41910.67810.5788

Cbg2atas1.16611.39881.64801.25570.40970.45090.76410.6315

Cbg2bawah1.16811.40161.65201.25770.41010.45140.76540.6322

50%1.14201.36431.59921.23060.40500.44530.74880.6222

60%1.26121.53741.84301.35210.42740.47240.82270.6661

cbg 31.31241.61401.94991.40250.43640.48340.85290.6837

70%1.39601.74182.12761.48260.45050.50060.90060.7108

80%1.54991.98732.46681.62390.47420.53010.98360.7566

cbg 41.88962.58053.28051.91120.51890.58631.14830.8421

90%1.72772.28852.88061.77820.49880.56081.07270.8037

cbg 51.85322.51343.18861.88200.51450.58081.13170.8338

100%1.93592.66743.399461.94810.52430.59311.16900.8524

Tabel 14 Hasil perhitungan waktu kerja relay pada SRL 04

JarakKerja relay pada gangguan (detik)

IncomingOutgoing

3 fasa2 fasa2fasa-tanah1fasa-tanah3 fasa2 fasa2fasa tanah1fasa-tanah

0%--------

Cbg 1--------

10%--------

20%--------

30%--------

40%--------

Cbg2atas0.31220.34360.34450.43998----

Cbg2bawah0.31240.34390.34480.440800.25690.28390.276590.37854

50%0.30860.33920.33070.429770.26230.29060.276790.39530

60%0.32570.35990.35060.479840.27080.30090.292880.42241

cbg 30.33250.36830.35080.501080.28500.31860.309620.47171

70%0.34320.38140.37120.535450.31190.35240.341400.57811

80%0.36130.40390.39240.597940.29980.33710.326980.52778

cbg 40.39530.44670.43270.732810.30930.34910.339660.56687

90%0.38000.42730.41440.669020.31510.42780.345380.71088

cbg 50.39200.44250.43050.718560.25690.28390.276590.37854

100%0.39940.45190.43780.750920.26230.29060.276790.39530

Dari hasil tersebut terlihat bahwa makin jauh jarak gangguan maka semakin besar waktu trip pada relay dan recloser.3.5 Rekapitulasi Data Simulasi ETAP dan Hasil Perhitungan

3.5.1 Perbandingan Arus Hubung Singkat

Berdasarkan Tabel 6 dan 9 bisa dilihat perbandingan nilai arus hubung singkat antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada Tabel 15:Tabel 15 Perbandingan Arus Hubung Singkat antara ETAP dan Perhitungan 3 Fasa

JarakArus Hubung Singkat (A)

ETAPPerhitungan

3 fasa2 fasa2fasa-tanah1 fasa-tanah3 fasa2 fasa2 fasa tanah1 fasa-tanah

0%41993637420041994199.23636.64199.244199.24

Cbg 137303231286032373730.43230.62858.073236.50

10%367031782730313236703178.32729.953130.95

20%325328172020249132532817.12017.912490.75

30%29182527160020672917.62526.71599.412066.16

40%26432289132017652642.82288.71324.301764.45

2 Atas22761971102014142370.42052.81095.641498.62

2 Bwh22731969102014112367.02049.91093.011495.47

50%24142091113015402414.02090.61129.761539.20

60%2221192498513652220.91923.3984.9751364.70

Cbg 32153186593813062152.71864.2937.4801306.14

70%2056178187312262055.81780.4873.0291225.60

80%1914165778411131913.21656.9783.9011112.13

Cbg 4170214746639541701.21473.3662.662953.800

90%1789154973510181788.81549.2711.2661017.83

Cbg 5171214826689621719.21488.8672.471966.786

100%168014556519391679.51454.5650.936938.237

3.5.2 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 3 Fasa

Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada Tabel 4.13:

Tabel 16 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 3 FasaJarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)

ETAPPerhitungan

OCR IncOCR OutRec 1Rec 2OCR IncOCR OutRec 1Rec 2

0%0.700.39--0.70.4--

Cabang10.840.46--0.830.46--

10%0.860.47--0.860.47--

20%1,020.54--1.020.54--

30%1,190.60--1.190.60--

40%1,380.67--1.380.67--

Cbg 2 atas1,760.790.343-1.640.760.344-

Cbg 2 bwh1,760.80.344-1.650.760.344-

50%1,590.740.33-1.590.740.330-

60%1,840.820.350.271.840.820.3500.2765

Cbg 31,940.850.3580.281.940.850.3500.2767

70%2,190.890.370.292.120.900.3710.292

80%2,460.980.390.302.460.980.3920.309

Cbg 43,271,140.430.343.281.140.4320.341

90%2,871,070.410.322.881.070.4140.326

Cbg 53,211,130.420.333.181.130.4300.339

100%3,381,160.430.343.391.160.4370.345

Dari Tabel 16 bisa dibuat grafik perbandingan waktu kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan perhitungan manual sebagai berikut :

Gambar 9 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 3 Fasa3.5.3 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 2 Fasa

Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada tabel dibawah:Tabel 17 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 2 Fasa

JarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)

ETAPPerhitungan


0%0.700,29--0.70.321--

Cabang10.780,33--0.780.342--

10%0.800,34--0.800.345--

20%0.900,36--0.900.36--

30%1,000,39--1.000.39--

40%1,110,41--1.110.41--

Cbg 2 atas1,310,450.35-1.250.450.34-

Cbg 2 bawah1,310,460.35-1.250.450.34-

50%1,230,440.33-1.230.440.33-

60%1,350,460.350.281.350.470.350.28

Cbg 31,400,470.360.291.400.480.360.29

70%1,480,490.380.301.480.500.380.30

80%1,620,520.400.311.620.530.400.31

Cbg 41,900,580.440.351.910.580.440.35

90%1,770,550.420.331.770.560.420.33

Cbg 51,890,570.440.351.880.580.440.34

100%1,940,580.450.351.940.590.450.35


Gambar 10 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 2 Fasa

3.5.4 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 2 Fasa Tanah

Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada tabel dibawah:Tabel 18 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 2 Fasa TanahJarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)

ETAPPerhitungan


0%0.690,297--0.70.3--

Cabang10.760,314--0.760.31--

10%0,770,317--0.770.32--

20%0,850,337--0.850.34--

30%0,930,358--0.930.36--

40%1,030,379--1.030.38--

Cbg 2 atas1,210,4160.31-1.160.400.31-

Cbg 2 bwh1,220,4170.32-1.160.410.32-

50%1,130,4100.30-1.140.400.30-

60%1,250,4230.320.251.260.420.320.25

Cbg 31,300,4320.330.261.310.430.330.26

70%1,390,4460.340.271.390.450.340.27

80%1,540,4690.360.281.540.470.360.28

Cbg 41,880,5130.390.311.880.510.390.31

90%1,720,4940.370.291.720.490.370.29

Cbg 51,860,5510.390.311.850.510.390.31

100%1,920,5190.390.311.930.520.390.31


Gambar 11 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 2 Fasa Tanah

3.5.5 Perbandingan Waktu Kerja Gangguan 1 Fasa

Berdasarkan Tabel 7, 8, 13 dan 14 bisa dilihat perbandingan nilai waktu kerja OCR dan Recloser antara hasil simulasi ETAP dan hasil perhitungan manual yang dibuat pada tabel dibawah:Tabel 19 Perbandingan Waktu Kerja OCR dan Recloser antara ETAP dan Perhitungan 1 FasaJarakKerja relay pada gangguan 3 Fasa (detik)

ETAPPerhitungan


0%0.700.39--0.70.4--

Cabang10.780.44--0.780.44--

10%0.800.44--0.800.44--

20%0.900.49--0.900.49--

30%1,000.53--1.000.53--

40%1,110.57--1.110.57--

Cbg 2 atas1,310.650.46-1.250.630.43-

Cbg 2 bawah1,310.650.46-1.250.630.44-

50%1,230.620.42-1.230.620.42-

60%1,350.660.470.371.350.660.470.37

Cbg 31,400.680.490.391.400.680.500.39

70%1,480.700.530.421.480.710.530.42

80%1,620.750.590.471.620.750.590.47

Cbg 41,900.840.720.571.910.840.730.57

90%1,770.800.660.521.770.800.660.52

Cbg 51,890.830.720.571.880.830.710.56

100%1,940.850.740.591.940.850.750.59


Gambar 12 Kurva koordinasi OCR dan Recloser Gangguan 1 Fasa

Pada Gambar 9, 10, 11, dan 12 diatas recloser 2 akan trip terlebih dahulu karena posisinya yang terdekat dari gangguan dibanding recloser 1 yang ada di belakangnya, setelah kedua recloser trip, OCR pada sisi outgoing akan trip karena berada terdekat dari recloser 1 dan disusul oleh OCR pada sisi Incoming yang berada pada titik paling jauh jika terjadi gangguan. Pada gambar diatas koordinasi relay dan recloser sudah berjalan dengan baik, terlihat dari grafik yang tidak saling memotong. Artinya, masing-masing relay dan recloser bekerja pada waktunya sendiri (tidak saling mendahului). Perbedaan antara nilai pada perhitungan dan simulasi tidak terlampau jauh sehingga setting yang ada di Gardu Induk Srondol masih dalam kondisi baik yaitu memenuhi standart kepekaan, keandalan, selktifitas dan kecepatan.

4. Kesimpulan

Berdasarkan analisis telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut1. Arus gangguan tertinggi yang didapat pada simulasi ETAP 7.0 untuk penyulang SRL 04 pada gangguan 3 fasa = 4199.24 ampere, arus gangguan 2 fasa = 3636,65 ampere, arus gangguan 2 fasa ke tanah =4199.24 ampere dan 1 fasa ke tanah = 4199.24 ampere dengan perbedaan terbesar arus hubung singkat terletak pada cabang 2 atas, pada perhitungan manual adalah 2370,46 sedangkan di ETAP adalah 2276 (perbedaan sebesar 0,94%). Perbedaan terbedsar pada arus hubung singkat di titik lainnya yaitu pada 100%, sedangkan perhitungan manual sebesar 1679,52 dan pada ETAP 1680 (perbedaan sebesar 0,00048%).2. Penyetelan OCR untuk SRL 04 pada sisi incoming didapat nilai TMS = 0.146 dengan waktu kerja t(s) = 0,7 detik. Sedangkan setting OCR pada sisi outgoing didapat nilai TMS = 0.094 dengan waktu kerja t(s) = 0.3 detik, nilai time setting dan tms OCR sudah memenuhi standart PLN yang mengacu pada standart IEC 60255 tentang pengaturan waktu kerja relay standard inverse.3. Penyetelan GFR untuk SRL 04 pada sisi incoming didapat nilai TMS = 0.241 dengan waktu kerja t(s) = 0.3 detik. Sedangkan setting GFR pada sisi outgoing didapat nilai TMS = 0.287 dengan waktu kerja t(s) = 0.7 detik, nilai time setting dan tms GFR sudah memenuhi standatt IEC 60255 tentang pengaturan waktu kerja relay standard inverse serta standart PLN 52-3: 1983 tentang koordinasi proteksi pada jaringan distribusi.4. Waktu kerja relay outgoing di-setting lebih cepat dibandingkan dengan waktu kerja relay di incoming dengan selisih waktu (granding time) rata rata sebesar 0.4 s. Hal ini dimaksutkan untuk memberikan kesempatan relay outgoing mengidentifikasi gangguan.agar relay pada incoming tidak trip.5. Dari hasil perhitungan dan simulasi dengan ETAP 7.0, kinerja relay dan recloser tidak hanya dipengaruhi oleh nilai setting TMS nya saja, jarak gangguan dan besarnya arus gangguan yang terjadi mempengaruhi kerja dari relay.

6. Koodinasi OCR dan Recloser yang ada di Gardu Induk Srondol masih dalam kondisi baik,yaitu memenuhi standart kepekaan, keandalan,selektifitas dan kecepatan karena perbedaan antara simulasi ETAP dan perhitungan tidak jauh berbeda yaitu pada titik 100% perhitungan manual 3 fasa adalah 1,935 dan perhitungan ETAP adalah 1,927(Perbedaan 0,00008%)

Referensi[1] Saadat, Hadi. 1999. Power System Analysis. Mc Graw Hill.

[2] Stevenson, William D. 1996. Analisis Sistem Tenaga Listrik. Erlangga

[3] Kimbark, Edward W. 1995. Power System Stability Volume II : Power Circuit Breakers and Protective Relays. IEEE Press

[4] Sarimun N,Wahyudi. 2012 Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik . Garamond[5] SPLN 1:1995 , Tegangan standar PLN[6] Warsito, Adhi. 2013 Analisis Evaluasi Setting Relay OCR Sebagai Proteksi Pada Jaringan Distribusi Dengan Pembangkitan Terdistribusi (Studi Kasus Pada Penyulang BSB 4, Kendal Jawa Tengah) Teknik Elektro Universitas Diponegoro[7] Mazhar Ezzeddine, Robert Kaczmarek 2011, A novel method for optimal coordination of directional overcurrent relays considering their available discrete settings and several operation characteristics Ecole Suprieure dElectricit, Perancis[8] Nugroho Agus Darmanto, Susatyo Handoko,2006 Analisa Koordinasi OCR Recloser Penyulang Kaliwungu 03 Teknik Elektro Universitas Diponegoro[9] Febrianti, Dwi.2007. Evaluasi setting over load shedding (OLS) di GI Siguntang (Study kasus pemutusan daya dari PLTG musi 02) Universitas Sriwijaya[10] Thekla N. Boutsika a, Stavros A. Papathanassiou 2007. Short-Circuit Calculations In Networks With Distributed Generation National Technical University of Athens, Greece[11] Gonen T., Electric Distribution System Engineering ( New York : McGraw Hill Book Company, 1987 )[12] Kadir,Abdul,DistribusidanUtilisasiTenagaListrik,Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta : 2000[13] Wahyudin, Gangguan yang Terjadi pada Jaringan SUTM 20 kV Beserta Dampak yang Ditimbulkan, Universitas Komputer Indonesia : 2007

Biodata PenulisPenulis bernama Rino Adi Putra (21060110141036) lahir di Semarang, 5 Maret 1992. Penulis telah menempuh pendidikan di TK Al Fajar, SDN 04 Pagi Bekasi Barat, SMP N 172 Jakarta Timur, SMA N 103 Jakarta, dan saat ini menempuh pendidikan S1 di Teknik Elektro Universitas Diponegoro.Menyetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing IIIr. Juningtyastuti, MT.Mochammad Facta, ST. MT. Ph.DNIP 195209261983032001 NIP 1971061619990310031 Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro

2,3 Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro

_1482927899.vsd

Mulai

Memasukkan Data Sistem

Simulasi Hubung Singkat Dengan ETAP 7.0

Arus Gangguan ETAP = Arus Gangguan Perhitungan

Menentukan Waktu Kerja Relay OCR dan Recloser

Simulasi Setting Relay Menggunakan Software ETAP 7.0

Koordinasi Relay dan Recloser

Selesai

Perhitungan Hubung Singkat Manual

Analisis Hasil Simulasi

Tidak

koordinasi ocr dan recloser

Documents