makalah sistem proteksi tenaga listrik

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sistem proteksi tenaga listrik pada umumnya terdiri dari beberapa komponen yang di rancang untuk mengidentifikasi kondisi sistem tenaga listrik dan bekerja berdasarkan informasi yang diperoleh dari sistem tersebut seperti arus, tegangan atau sudut fasa antara keduanya. Informasi yang diperoleh dari sistem tenaga listrik akan digunakan untuk membandingkan besarannya dengan besaran ambang-batas (threshold setting) pada peralatanproteksi. Apabila besaran yang diperoleh dari sistem melebihi setting ambang-batas peralatan proteksi, maka sistem proteksi akan bekerja untuk mengamankan kondisi tersebut. Peralatan proteksi pada umumnya terdiri dari beberapa elemen yang dirancang untuk mengamati kondisi sistem dan melakukan suatu tindakan berdasarkan kondisi sistem

Proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik sangat penting dalam proses penyaluran daya dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip dalam proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik yang baik salah satunya adalah aman selain andal dan ekonomis. Proteksi tenaga listrik merupakan bagian yang menjamin bahwa dalam transmisi tenaga lisrik dapat dikatakan aman. Dapat dikatakan aman karena dalam transmisi tenaga listrik akan diberikan suatu alat yang berfungsi untuk mengamankan transmisi dari gangguan bahkan mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh pemindahan daya listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain.Proteksi transmisi tenaga listrik sangat diperlukan dalam transmisi tenaga listrik. Dengan proteksi yang bagus, maka transmisi tidak akan rusak ketika ada sebuah gangguan yang bersifat sementara. Jika proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik baik, maka nilai ekonomis dapat diperoleh karena jika dalam suatu transmisi terjadi gangguan, maka kerusakan peralatan tidak dapat menyebar keperalatan yang lain dikarenakan ada sebuah proteksi transmisi. Nilai ekonomis dan aman dapat dipadukan menjadi nilai andal. Andal yang dimaksud disini adalah tidak membahayakan manusia yang berada disekitar transmisi tenaga listrik sehingga manusia yang berada disekitar transmisi ini tidak mengalami gangguan kesehatan maupun gangguan material.

Pembuatan makalah ini berdasarkan tugas mata kuliah sistem proteksi. Selain untuk memenuhi tugas mata kuliah tersebut makalah dapat juga dijadikan sumber referensi oleh para pembaca sebagai dasar pemikiran untuk dikembangkan atau untuk dilengkapi.,

Syahrul Ramazan 11320 4030 06

1.2. Rumusan masalah

Dalam makalah ini saya akan membahas beberapa permasalasahan. Diantaranya adalah :

1. Pengertian Sistem Proteksi Tenaga Listrik2. Apa saja yang termasuk dalam alat proteksi tenaga listrik3. Pengertian CT dan PT4. Proteksi Generator, Proteksi Transformator daya, Proteksi Jaringan

Distribusi dan Transmisi

1.3. Batasan Masalah

Mengingat permasalahan dalam gangguan pada sistem tenaga listrik sangat luas maka penulisan makalah ini akan dibatasi pada pengertian proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik, bagaimana proteksi tersebut bekerja, dimana letak proteksi tersebut, dan apa saja alatnya.

1.4. Tujuan

Tujuan penyusun makalah ini yaitu 1. Untuk memenuhi tugas mata kuliah sistem proteksi sistem tenaga listrik.2. Agar para penyusun mendapatkan ilmu dan kompetensi yang lebih dalam hal

proteksi, terutama proteksi distribusidan transmisi tenaga listrik.3. Agar makalah ini dapat dijadikan sumber referensi oleh para pembaca sebagai

dasar pemikiran untuk dikembangkan atau untuk dilengkapi.

1.5. Manfaat

Manfaat yang diperoleh setelah membaca makalah ini adalah pembaca mengetahui proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik yang digunakan pada umumnya, bagaimana proteksi tersebut bisa bekerja, penerapannya dibagian sebelah mana, dan macam alat pengaman transmisi tenaga listrik.


BAB IIPEMBAHASAN

2.1. CT (CURRENT TRANSFORMER)

Current transformer (CT) atau Trafo Arus adalah peralatan pada sistem

tenaga listrik yang berupa trafo yang digunakan untuk pengukuran arus yang

besarnya hingga ratusan ampere dan arus yang mengalir pada jaringan tegangan

tinggi. Di samping untuk pengukuran arus, trafo arus juga digunakan untuk

pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh, dan rele proteksi. Kumparan

primer trafo dihubungkan seri dengan rangkaian atau jaringan yang akan dikur

arusnya sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau dengan

rele proteksi.

Gambar. 2.1. Tranformator

Prinsip kerja trafo arus sama dengan trafo daya satu fasa. Bila pada

kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan timbul gaya

gerak magnet sebesar N1I1. Gaya gerak ini memproduksi fluks pada inti, dan fluks

ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Bila terminal

kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I1.

Arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N2I2 pada kumparan sekunder. Pada

trafo arus biasa dipasang burden pada bagian sekunder yang berfungsi sebagai

impedansi beban, sehingga trafo tidak benar-benar short circuit. Apabila trafo

adalah trafo ideal, maka berlaku persamaan :

N1I1 = N2I2


di mana,

N1 : Jumlah belitan kumparan primer

N2 : Jumlah belitan kumparan sekunder

I1 : Arus kumparan primer

I2 : Arus kumparan sekunder

Dalam pemakaian sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis tertentu

berdasarkan syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian jenis trafo arus adalah

sebagai berikut :

1. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Kumparan Primer

a. Jenis Kumparan (Wound)

Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar,

atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer tergantung

pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5 belitan.

Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermaldan dinamis arus

hubung singkat.

b. Jenis Bar (Bar)

Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi

sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang tinggi.

Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada arus pengenal

yang cukup tinggi yaitu 1000A.

2. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Rasio

a. Jenis Rasio Tunggal

Rasio tunggal adalah trafo arus dengan satu kumparan primer dan satu

kumparan sekunder.

b. Jenis Rasio Ganda

Rasio ganda diperoleh dengan membagi kumparan primer menjadi

beberapa kelompok yang dihubungkan seri atau paralel.


3. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti

a. Inti Tunggal

Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu

untuk pengukuran atau proteksi.

b. Inti Ganda

Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan

proteksi sekaligus.

4. Jenis Trafo Arus Menurut Konstruksi Isolasi

a. Isolasi Epoksi-Resin

Biasa dipakai hingga tegangan 110KV. Memiliki kekuatan hubung

singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada bahan isolasi.

Terdapat 2 jenis, yaitu jenis bushing dan pendukung.

b. Isolasi Minyak-Kertas

Isolasi minyak kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan

trafo arus untuk tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan

pemasangan luar. Dibedakan menjadi jenis tangki logam, kerangka isolasi,

dan jenis gardu. Kelebihannya, penyulang pada sisi primer lebih pendek,

digunakan untuk arus pengenal dan arus hubung singkat yang besar.

c. Isolasi KoaksialJenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa ditemui pada kabel,

bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6. Sering digunakan inti berbentuk cincin dengan belitan sekunder yang dibelit secara seragam pada cincin dan dimasukkan pada isolasi, dengan demikian terbuka jalan untuk membawa lapisan terluar bagian yang di-ground keluar dari trafo arus

2.2. POWER TRANSFORMER (PT)

2.2.1. Transformator DayaTransformator adalah suatu alat listrik statis yang dipergunakan untuk

mengubah tegangan bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian lainnya tanpa merubah frekuensi. Transformator disebut peralatan statis karena tidak ada bagian yang bergerak atau berputar, tidak seperti motor atau generator. Dalam bentuknya yang paling sederhana, transformator terdiri atas dua kumparan dan satu induktansi mutual. Dua kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder.


Kumparan primer adalah kumparan yang menerima daya dan dinyatakan sebagai terminal masukan dan kumparan sekunder adalah kumparan yang melepas daya dan dinyatakan sebagai terminal keluaran. Kedua kumparan dibelit pada suatu inti yang terdiri atas material magnetik berlaminasi.Secara sederhana transformator dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu lilitan primer, lilitan sekunder dan inti besi.

Lilitan primer merupakan bagian transformator yang terhubung dengan sumber energi (catu daya). Lilitan sekunder merupakan bagian transformator yang terhubung dengan rangkaian beban. Sedangkan inti besi merupakan bagian transformator yang bertujuan untuk mengarahkan keseluruhan fluks magnet yang dihasilkan oleh lilitan primer agar masuk ke lilitan sekunder.

2.2.2. Prinsip Dasar TransformatorTransformator terdiri dari dua gulungan kawat yang terpisah satu sama

lain, yang dibelitkan pada inti yang sama. Daya listrik dipisahkan dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan perantaraan garis gaya magnet (fluks magnet) yang dibangkitkan oleh aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer. Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada kumparan sekunder, fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan primer harus berubah-ubah. Untuk mengetahui hal ini, aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer haruslah aliran listrik bolak-balik. Saat kumparan primer dihubungkan ke sumber listrik AC, pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet(ggm) bersama yang bolak-balik juga. Dengan adanya ggm ini, di sekitar kumparan primer timbul fluks magnet bersama dan pada ujung-ujung kumparan sekunder timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi sekunder yang mungkin sama, lebih tinggi, atau lebih rendah dari gaya gerak listrik primer. Hal ini tergantung pada transformasi kumparan transformator. Jika kumparan sekunder dihubungkan kebeban, maka pada kumparan sekunder timbul arus bolak-balik sekunder akibat adanya gaya gerak listrik induksi sekunder. Hal ini mengakibatkan timbul gaya gerak magnet pada kumparansekunder dan akibatnya pada beban timbul tegangan sekunder.

.

Gambar 2.2. Bagian–bagian transformator


Keterangan gambar :U1 : tegangan primerU2: tegangan sekunderI1: arus primerI2: arus sekunderep: GGL induksi pada kumparan primeres: GGL induksi pada kumparan sekunderNp: lilitan primerNs: lilitan sekunderΦb: fluks magnet bersamaZ : beban

2.2.3. Bagian Utama pada traformator daya1. Inti Besi

Inti besi (electromagnetic circuit) digunakan sebagai media jalannya flux yang timbul akibat induksi arus bolak balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksi kembali ke kumparan yang lain. Dibentuk dari lempengan–lempengan besi tipis berisolasi yang disusun sedemikian rupa.

2. Kumparan TransformatorKumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang

membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

3. Minyak TransformatorDi dalam sebuah transformator terdapat dua komponen yang secara aktif

“membangkitkan” energi panas, yaitu besi (inti) dan tembaga (kumparan). Bila energi panas tidak disalurkan melalui suatu sistem pendinginan akan mengakibatkan besi maupun tembaga akan mencapai suhu yang tinggi, yang akan merusak nilai isolasinya. Untuk maksud pendinginan itu, kumparan dan inti dimasukkan ke dalam suatu jenis minyak, yang dinamakan minyak transformator.

Minyak itu mempunyai fungsi ganda, yaitu pendinginan dan isolasi. Fungsi isolasi ini mengakibatkan berbagai ukuran dapat diperkecil. Perlu dikemukakan bahwa minyak transformator harus memiliki mutu yang tinggi dan senantiasa berada dalam keadaan bersih. Disebabkan energi panas yang dibangkitkan dari inti maupun kumparan, suhu minyak akan naik. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya perubahan-perubahan pada minyak transformator.


4. BushingBushing merupakan komponen penting dari transformator yang berada di

bagian luar transformator. Fungsinya sebagai penghubung antara kumparan transformator dengan jaringan di luar transformator. Bushing terdiri dari sebuah konduktor yang terhubung dengan kumparan yang berada di dalam transformator dan konduktor tersebut diselubungi oleh bahan isolator. Bahan isolator berfungsi sebagai media isolasi antara konduktor bushing dengan badan tangki utama transformator. Secara garis besar, bushing terdiri dari empat bagian utama, yaitu konduktor, isolator, klem koneksi, dan aksesoris.

5. Tangki KonservatorSaat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi

akan memuai sehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan suhu operasi, maka minyak akan menyusut dan volume minyak akan turun. Konservator digunakan untuk menampung minyak pada saat transformator mengalamui kenaikan suhu. Seiring dengan naik turunnya volume minyak dikonservator akibat pemuaian dan penyusutan minyak, volume udara didalam konservator pun akan bertambah dan berkurang.

Penambahan atau pembuangan udara di dalam konservator akan berhubungan dengan udara luar. Agar minyak isolasi transformator tidak terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen dari luar, maka udara yang akan masuk ke dalam konservator akan difilter melalui silica gel. Untuk menghindari agar minyak trafo tidak berhubungan langsung dengan udara luar, maka saat ini konservator dirancang dengan menggunakan brether bag/rubber bag, yaitu sejenis balon karet yang dipasang di dalam tangki konservator.

2.2.4. Peralatan Bantu pada tranformator daya1. Pendingin

Pendingin pada transformator berfungsi untuk menjaga agar transformator bekerja pada suhu rendah. Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga. Panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan dan hal ini akan merusak isolasi. Maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator. Secara alamiah media pendingin (minyak isolasi) mengalir karena perbedaan suhu tangki minyak dan sirip-sirip transformator (radiator). Untuk mempercepat pendinginan transformator dilengkapi dengan kipas yang dipasang di radiator transformator dan pompa minyak agar sirkulasi minyak lebih cepat dan pendinginan lebih optimal.


2. Tap ChargerTap changer merupakan alat penstabil tegangan keluaran pada sisi

sekunder transformator daya. Prinsip kerja alat ini adalah dengan mengubah jumlah kumparan primer yang memiliki input tegangan yang berubah-ubah untuk mendapatkan nilai tegangan output yang konstan.

3. Alat Pernapasan (Dehydrating Breather)Perubahan temperatur didalam maupun diluar transformator

mengakibatkan perubahan pada temperatur minyak isolasi transformator. Kualitas isolasi minyak transformator akan menurun bila di dalam kandungan minyak tersebut terdapat banyak kandungan gas dan air. Gas-gas dan air tersebut berasal dari kelembaban dan kontaminasi oksigen dari udara luar. Saat level temperatur minyak meningkat, maka transformator akan mendesak udara untuk keluar dari transformator. Dan sebaliknya, saat level temperatur minyak menurun, maka udara luar akan masuk kembali ke dalam transformator. Untuk mencegah terjadinya kontaminasi minyak transformator terhadap udara luar yang masuk kembali ke transformator, maka sebuah transformator daya dilengkapi dengan alat pernapasan berupa tabung yang berisi zat kristal (silica gel) yang terpasang di bagian luar transformator.

4. NGR (Neutral Grounding Resistance)NGR adalah sebuah tahanan yang dipasang serial dengan netral sekunder

pada transformator sebelum terhubung ke ground/tanah. Tujuan dipasangnya NGR adalah untuk mengontrol besarnya arus gangguan yang mengalir dari sisi netral ke tanah. Ada dua jenis NGR, yaitu liquid dan solid. Resistor pada liquid menggunakan larutan air murni yang ditampung di dalam bejana dan ditambahkan garam (NaCl) untuk mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan. Sedangkan solid terbuat dari stainless steel, FeCrAl, Cast Iron, Copper Nickel atau Nichrome yang diatur sesuai nilai tahanannya.

5. Indikator-indikatorIndikator transformator terdiri dari:

Indikator suhu minyak Indikator permukaan minyak Indikator suhu winding Indikator kedudukan tap


2.3. SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR

2.3.1. Relay Proteksi Generator

Bagian hulu dari sistem tenaga listrik adalah generator yang terdapat

dipusat listrik dan digerakkan oleh mesin penggerak mula (prime mover). Mesin

penggerak dalam pusat listrik berkaitan erat dengan instalasi mekanis dan

instalasi listrik dari pusat listrik. Generator sebagai sumber energi listrik dalam

sistem perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan

generator akan sangat menggangu jalannya operasi system tenaga listrik. Oleh

karenanya generator sedapat mungkin harus dilindungi terhadap semua

gangguan yang dapat merusak generator. Tetapi dilain pihak dari segi selektifitas

pengaman sistem diharapkan agar PMT generator tidak mudah trip terhadap

gangguan dalam system, karena lepasnya generator dari sistem akan

mempersulit jalannya operasi sistem tenaga listrik.PMT generator hanya boleh

bekerja apabila ada gangguan yang tepat ada didepan generator, didalam

generator atau pada mesin penggerak generator. Juga apabila terjadi kegagalan

dari PMT yang ada di depan PMT generator, baru PMT generator boleh

bekerja. Mengingat generator merupakan peralatan yang penting dan nilainya

juga cukup mahal, maka diusahakan pengaruh gangguan dibatasi sampai sekecil

mungkin. Antara lain dengan menditeksi keadaan gangguan secara tepat dan

mengisolasikan mesin terhadap sistem yang sehat secara cepat. Gangguan pada

generator antara lain dapat disebabkan oleh:

1. Beban lebih (overload).

2. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.

3. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.

4. Kehilangan medan penguat (loss of field).

5. Daya balik (motoring).

6. Arus tidak seimbang (unbalance current) pada stator.

7. Out of step.

Sebagian besar gangguan di atas perlu dihilangkan dengan cara

melepaskan generator terhadap sistem melalui pemutus tenaga utama (main

circuit breaker) dan bila memungkinkan melepas pemutus tenaga medan

penguat.


Gambar. Bagan Generator dengan Mesin Penggerak dan Medan Penguat

Untuk jenis gangguan tertentu selain cara di atas, mesin penggerak

dihentikan beroperasi. Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang

diizinkan biasanya sistem hanya memberikan peringatan saja. Menentukan

tindakan seperti yang disebutkan di atas harus dilakukan secara cermat dan hati-

hati, karena kesalahan dalam menentukan dapat mempengaruhi tingkat

pelayanan yang baik.

2.3.2. Klasifikasi Gangguan Pada Generator

Secara teknis, terdapat beberapa macam gangguan yang mungkin terjadi

pada generator pembangkit tenaga listrik. Gangguan pada generator pembangkit

tenaga listrik tersebut dapat diklasifikasikan seperti berikut ini :

A. GANGGUAN LISTRIK/ELECTRICAL FAULT

Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi pada bagian-

bagian listrik dari generator. Gangguan-gangguan tersebut antara lain :

1. Hubung singkat 3 phasa

Terjadinya arus lebih pada stator yang dimaksud adalah arus lebih yang

timbul akibat terjadinya hubungan singkat 3 phasa/3 phase fault. Gangguan ini

akan menimbulkan loncatan bunga api dengan suhu yang tinggi yang akan

melelehkan belitan dengan resiko terjadinya kebakaran, jika isolasi tidak terbuat

dari bahan yang anti api atau nonflammable.

2. Hubung singkat 2 phasa

Gangguan hubung singkat 2 phasa/unbalance fault lebih berbahaya

dibanding gangguan hubung singkat 3 phasa/balance fault, karena disamping

akan terjadi kerusakan pada belitan akan timbul pula vibrasi pada kumparan

stator. Kerusakan lain yang timbul adalah pada poros/shaft dan kopling turbin

akibat adanya momen puntir yang besar.


3. Stator hubung singkat 1 phasa ke tanah / stator ground fault

Kerusakan akibat gangguan 2 phasa atau antara konduktor kadang-kadang

masih dapat diperbaiki dengan menyambung taping atau mengganti sebagian

konduktor, tetapi kerusakan laminasi besi (iron lamination) akibat gangguan 1

phasa ke tanah yang menimbulkan bunga api dan merusak isolasi dan inti besi

adalah kerusakan serius yang perbaikannya dilakukan secara total. Gangguan

jenis ini meskipun kecil harus segera diproteksi.

4. Rotor hubung tanah / field ground

Pada rotor generator yang belitannya tidak dihubungkan oleh tanah

(ungrounded system). Bila salah satu sisi terhubung ke tanah belum menjadikan

masalah. Tetapi apabila sisi lainnya terhubung ke tanah, sementara sisi

sebelumnya tidak terselesaikan maka akan terjadi kehilangan arus pada

sebagian belitan yang terhubung singkat melalui tanah. Akibatnya terjadi

ketidakseimbangan fluksi yang menimbulkan vibrasi yang berlebihan serta

kerusakan fatal pada rotor.

5. Kehilangan medan penguat / Loss of excitation

Hilangnya medan penguat akan membuat putaran mesin naik, dan

berfungsi sebagai generator induksi. Kondisi ini akan berakibat pada rotor dan

pasak/slot wedges, akibat arus induksi yang bersirkulasi pada rotor. Kehilangan

medan penguat dapat dimungkinkan oleh :

a) Jatuhnya / trip saklar penguat (41AC)

b) Hubung singkat pada belitan penguat

c) Kerusakan kontak-kontak sikat arang pada sisi penguat

d) Kerusakan pada sistem AVR

6. Tegangan lebih / Over voltage

Tegangan yang berlebihan melampaui batas maksimum yang diijinkan

dapat berakibat tembusnya (breakdown) design insulasi yang akhirnya akan

menimbulkan hubungan singkat antara belitan. Tegangan lebih dapat

dimungkinkan oleh mesin putaran lebih/overspeed atau kerusakan pada pengatur

tegangan otomatis/AVR.


B. GANGGUAN MEKANIS/PANAS (MECHANICAL/THERMAL FAULT)

Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul atau terjadi akibat adanya

gangguan mekanik dan panas pada Generator, antara lain :

1. Generator berfungsi sebagai motor (motoring)

Motoring adalah peristiwa berubah fungsi generator menjadi motor akibat

daya balik (reverse power). Daya balik terjadi disebabkan oleh turunnya daya

masukkan dari penggerak utama (prime mover). Dampak kerusakan akibat

peristiwa motoring adalah lebih kepada penggerak utama itu sendiri. Pada turbin

uap, peristiwa motoring akan mengakibatkan pemanasan lebih pada sudut-

sudutnya, kavitasi pada sudut-sudut turbin air, dan ketidak stabilan pada sudut

turbin gas.

2. Pemanasan lebih setempat

Pemanasan lebih setempat pada sebagian stator dapat dimungkinkan oleh :

a) Kerusakan laminasi

b) Kendornya bagian-bagian tertentu di dalam generator seperti : pasak-pasak

stator (stator wedges).

3. Kesalahan paralel

Kesalahan dalam memparalel generator karena syarat-syarat sinkron tidak

terpenuhi dapat mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan kopling

generator, dan penggerak utamanya karena terjadinya momen puntir.

Kemungkinan kerusakan lain yang timbul, kerusakan PMT dan kerusakan pada

kumparan stator akibat adanya kenaikan tegangan sesaat.

4. Gangguan pendingin stator

Gangguan pada media sistem pendingin stator (pendingin dengan media

udara, hidrogen, atau air) akan menyebabkan kenaikan suhu belitan stator.

Apabila suhu belitan melampaui batas ratingnya akan berakibat kerusakan belitan.

C. GANGGUAN SISTEM (SYSTEM FAULT)

Generator dapat terganggu akibat adanya gangguan yang dating/terjadi

pada sistem. Gangguan-gangguan sistem yang terjadi umumnya adalah :

1. Frekuensi operasi yang tidak normal (abnormal frequency operation)

Perubahan frekuensi keluar dari batas-batas normal di sistem dapat berakibat

ketidakstabilan pada turbin generator. Perubahan frekuensi sistem dapat

dimungkinkan oleh tripnya unit-unit pembangkit atau penghantar (transmisi).


2. Lepas sinkron (Loss of synhcron)

Adanya gangguan di sistem akibat perubahan beban mendadak, switching,

hubung singkat dan peristiwa yang cukup besar akan menimbulkan

ketidakstabilan sistem. Apabila peristiwa ini cukup lama dan melampaui batas-

batas ketidakstabilan generator, generator akan kehilangan kondisi paralel.

Keadaan ini akan menghasilkan arus puncak yang tinggi dan penyimpangan

frekuensi operasi yang keluar dari seharusnya sehingga akan menyebabkan

terjadinya stress pada belitan generator, gaya puntir yang berfluktuasi serta

resonansi yang akan merusak turbin generator. Pada kondisi ini generator harus

dilepas dari sistem.

3. Arus beban kumparan yang tidak seimbang (unbalance armature current)

Pembebanan yang tidak seimbang pada sistem/adanya gangguan 1 phasa

dan 2 phasa pada sistem yang menyebabkan beban generator tidak seimbang yang

akan menimbulkan arus urutan negatif. Arus urutan negatif yang melebihi batas,

akan mengiduksikan arus medan yang berfrekuensi rangkap yang arahnya

berlawanan dengan putaran rotor akan menyebabkan adanya pemanasan lebih dan

kerusakan pada bagian-bagian konstruksi rotor.

D. SISTEM RELAY PROTEKSI GENERATOR

Relay proteksi utama yang digunakan pada generator yang ada di

pembangkit, antara lain adalah :

Penempatan Peralatan Pengaman Elektris pada Generator

o Differential Relay:

Differential Relay untuk melindungi generator dari gangguan akibat

hubung singkat (short circuit) antar fasa-fase atau fase ke tanah. Cara kerja relay

differensial adalah dengan cara membandingkan arus pada sisi primer dan sisi

sekunder, Dalam kondisi normal jumlah arus yang mengalir melalui peralatan


listrik yang diproteksi bersirkulasi melalui loop pada kedua sisi di daerah kerja.

Jika terjadi gangguan didalam daerah kerja relay differensial, maka arus dari

kedua sisi akan saling menjumlah dan relay akan memberi perintah kepada

PMT/CB untuk memutuskan arus.

Stator Earth Fault Relay:

Stator Earth Fault Relay untuk mendeteksi gangguan pentanahan atau

grounding pada generator. Ground fault dideteksi dengan mem-biased rangkaian

medan dengan tegangan DC, yang menyebabkan akan ada arus mengalir melalui

relay jika terjadi gangguan tanah.

Rele Tegangan Lebih (Over voltage Relay)

Pada generator yang besar umumnya menggunakan sistem pentanahan

netral melalui transformator dengan tahanan di sisi sekunder. Sistem pentanahan

ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai impedansi yang tinggi sehingga dapat

membatasi arus hubung singkat agar tidak menimbulkan bahaya kerusakan pada

belitan dan saat terjadi gangguan hubung singkat stator ke tanah. Arus hubung

singkat yang terjadi di sekitar titik netral relatif kecil sehinga sulit untuk dideteksi

oleh rele differensial. Dengan dipasang transformator tegangan, arus yang kecil

tersebut akan mengalir dan menginduksikan tegangan pada sisi sekunder

transformator. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan rele pendeteksi tegangan

lebih yang dipasang pada sisi sekunder transformator tegangan. egangan yang

muncul pada sisi sekunder transformator tegangan akan membuat rele tegangan

berada pada kondisi mendeteksi apabila perubahan tegangan melebihi nilai

settingnya dan generator akan trip. Rangkaian ini sangat baik karena dapat

membatasi aliran arus nol yang mengalir ke dalam generator ketika terjadi hubung

singkat fasa ke tanah di sisi tegangan tinggi transformator tegangan. Akan tetapi

karena efek kapasitansi pada kedua belitan transformator dapat menyebabkan

adanya arus bocor urutan nol yang dapat mengaktifkan rele tegangan lebih di sisi

netral generator. Dengan demikian rele tegangan lebih yang dipasang harus

mempunyai waktu tunda yang dapat dikoordinasikan dengan rele di luar

generator. Adapun penyebab overvoltage adalah sebagai berikut:

Kegagalan AVR.

Kesalahan operasi sistem eksitasi.

Pelepasan beban saaat eksitasi dikontrol secara manual.

Pemisahan generator dari sistem saat islanding.


Rele Gangguan Rotor Hubung Tanah (Rotor Earth Fault Relay)

Hubung tanah dalam sirkuit rotor, yaitu hubung singkat antara konduktor

rotor dengan badan rotor dimana dapat menimbulkan distorsi medan magnet yang

dihasilkan rotor dan selanjutnya dapat menimbulakn getaran (vibrasi) berlebihan

dalam generator. Oleh karena itu, hal ini harus dihentikan oleh rele rotor hubung

tanah. Karena sirkuit rotor adalah sirkuit arus searah, maka rele rotor hubung

tanah pada prinsipnya merupakan rele arus lebih untuk arus searah

Rele Kehilangan Medan Penguat Rotor (Lost of Rotor Excitation Relay)

Hilangnya medan penguat pada rotor akan mengakibatkan generator

kehilangan sinkronisasi dan berputar di luar kecepatan sinkronnya sehingga

generator beroperasi sebagai generator asinkron. Daya reaktif yang diambil dari

sistem ini akan dapat melebihi rating generator sehingga menimbulkan overload

pada belitan stator dan menimbulkan overheat yang menimbulkan penurunan

tegangan generator. Hilangnya medan penguat rotor dapat dideteksi dengan

kumparan yang dipasang paralel dengan main exciter dan kumparan rotor

generator. Pada kumparan ini akan mengalir arus yang apabila nilainya kurang

dari arus setting yang diinginkan, maka akan membuat rele mengeluarkan sinyal

alarm atau trip.

Rele Arus Lebih (Over current Relay)

Rele ini berfungsi mendeteksi arus lebih yang mengalir dalam kumparan

stator generator. Arus yang berlebihan dapat terjadi pada kumparan stator

generator atau di dalam kumparan rotor. Arus yang berlebihan pada kumparan

stator dapat terjadi karena pembebanan berlebihan terhadap generator.

Adapun single line diagramrele arus lebih adalah sebagai berikut :

Single Line Diagram Rele Arus Lebih


Keterangan, CB = Circuit Breaker

TC = Trip Coil CB

I = Arus yang mengalir pada saluran yang diamankan

CT = Transformator Arus

Ir = Arus yang mengalir pada rele

C = Rele arus lebih

Ip = Arus pick-up dari rele

Rele Kehilangan Sinkronisasi (Out of Synchronism Relay)

Peristiwa lepasnya sinkronisasi pada generator yang sedang beroperasi

disebabkan oleh generator yang beroperasi melampaui batas stabilnya. Yang

dimaksud dengan stabilitas adalah kemampuan sistem untuk kembali bekerja

normal setelah mengalami sesuatu seperti perubahan beban, switching, dan

gangguan lain. Gangguan tersebut akan berdampak pada tidak sinkron-nya

tegangan generator dan sistem. Untuk mengamankan generator yang berkapasitas

beban besar terhadap peristiwa ayunan beban dari kondisi tak sinkron digunakan

rele lepas sinkron. Rele ini mendeteksi besar impedansi (arus dan tegangan

sistem). Apabila kondisi sistem akan memasuki impedansi generator maka rele

tersebut akan mengaktifkan rele untuk trip PMT generator. Rele impedansi

merupakan backupbagi rele ini.

Rele Daya Balik (Reverse Power Relay)

Rele daya balik berfungsi untuk mendeteksi aliran daya balik aktif yang

masuk pada generator. Berubahnya aliran daya aktif pada arah generator akan

membuat generator menjadi motor, dikenal sebagai peristiwa motoring. Pengaruh

ini disebabkan oleh pengaruh rendahnya input daya dari prime mover. Bila daya

input ini tidak dapat mengatasi rugi-rugi daya yang ada maka kekurangan daya

dapat diperoleh dengan menyerap daya aktif dari jaringan. Selama penguatan

masih ada maka aliran daya aktif generator sama halnya dengan saat generator

bekerja sebagai motor, sehingga daya aktif masuk ke generator dan daya reaktif

dapat masuk atau keluar dari generator.Peristiwa motoring ini dapat juga

menimbulkan kerusakan lebih parah pada turbin ketika aliran uap berhenti.

Temperatur sudu-sudu akan naik akibat rugi gesekan turbin dengan udara. Untuk

itu di dalam turbin gas dan uap dilengkapi sensor aliran dan temperatur yang

dapat memberikan pesan pada rele untuk trip. Akan tetapi pada generator juga

dipasng rele daya balik yang berfungsi sebagai cadangan bila pengaman di turbin

gagal bekerja.


Negative Phase Sequence Relay:

Negative Phase Sequence Relay untuk melindungi generator dari arus

lebih urutan fasa negative yang disebabkan oleh beban yang tidak seimbang.

Out of Step Relay:

Out of Step Relay untuk melindungi generator dari Power Swing akibat

perubahan beban dari sistem transmisi yang dapat menyebabkan operasi generator

tidak sinkron.

Over excitationV/H z Relay:

Over excitationV/H z Relay untuk melindungi generator dari kejenuhan

inti yang dapat menyebabkan kenaikan tegangan.

Rele Gangguan Frekuensi (Frequency Fault Relay)

Rele ini berfungsi untuk mendeteksi adanya perubahan frekuensi dalam

nilai yang besar secara tiba – tiba. Kisaran frekuensi yang diijinkan adalah ±3%

sampai ±7% dari nilai frekuensi nominal. Penurunan frekuensi disebabkan oleh

adanya kelebihan permintaan daya aktif di jaringan atau kerusakan regulator

frekuensi. Frekuensi yang turun menyebabkan naiknya arus magnetisasi pada

generator yang akan menaikkan temperatur. Pada turbin uap, hal tersebut akan

mereduksi umur blade pada rotor. Kenaikan frekuensi disebabkan oleh adanya

penurunan permintaan daya aktif pada jaringan atau kerusakan regulator

frekuensi.

Reverse Power Relay:

Reverse Power Relay untuk menditeksi adanya daya balik/aliran arus dari

sistem jaringan yang akan menyebabkan generator bekerja sebagai motor.

Klasifikasi Relay Proteksi Generator :

1. Berdasarkan prinsip kerja :

Relay Elektromagnetis

Relay Termis

Relay Elektronis

Rele Induksi

Rele Gulungan Putar

Rele Elektrodinamik

2. Berdasarkan konstruksi :

Tipe Angker Tarikan

Tipe Batang Seimbang

Tipe Cakram Induksi

Tipe Kumparan Bergerak


3. Berdasarkan besaran yang diukur :

Relay Tegangan

Relay Arus

Relay Impedansi

Relay Frekuensi

4. Berdasarkan cara kerja kontrol elemen :

Direct acting, kontrol elemen bekerja langsung memutuskan aliran

Indirect acting, kontrol elemen hanya digunakan untuk menutup kontak suatu

peralatan lain

5. Berdasarkan karakteristik :

Instantaneous

Definite time delay, relay yang bekerja dengan kelambatan waktu

Inverse

2.4. SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA

Relai yang biasa digunakan pada sebuah transformator daya sebagai pengaman pada saat terjadi gangguan adalah:

1. Relai BucholzRelai bucholz dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun

dari OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah dikedua pipa tersebut dipasang relai bucholz. Relai bucholz berfungsi untuk mendeteksi dan mengamankan gangguan di dalam transformator yang menimbulkan gas. Selama transformator beroperasi normal, relai akan terisi penuh dengan minyak. Pelampung akan berada pada posisi awal.

Bila terjadi gangguan yang kecil didalam tangki transformator, misalnya hubung singkat dalam kumparan, maka akan menimbulkan gas. Gas yang terbentuk akan berkumpul dalam relai pada saat perjalanan menuju tangki konservator, sehingga level minyak dalam relai turun dan akan mengerjakan kontak alarm (kontak pelampung atas). Bila level minyak transformator turun secara perlahan-lahan akibat dari suatu kebocoran, maka pelampung atas akan memberikan sinyal alarm dan bila penurunan minyak tersebut terus berlanjut, maka pelampung bawah akan memberikan sinyal trip. Bila terjadi busur api yang besar, kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat dan timbul surja tekanan pada minyak yang bergerak melalui pipa menuju ke relai Bucholz.

Analisa gas yang terkumpul didalam relai bucholz:


· H2 dan C2H2

Menunjukkan adanya busur api pada minyak antara bagian-bagian konstruksi.· H2, C2H2 dan CH4

Menunjukkan adanya busur api sehingga isolasi phenol terurai, misalnya terjadi gangguan pada sadapan.

· H2, C2H4 dan C2H2

Menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti.· H2, C2H, CO2 dan C3H4

Menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti.

2. Relai JansenTap changer adalah alat yang terpasang pada transformator yang berfungsi

untuk mengatur tegangan keluaran (sekunder) akibat beban maupun variasi tegangan pada sistem masukannya (input). Tap changer umumnya dipasang pada ruang terpisah dengan ruang untuk tempat kumparan, dimaksudkan agar minyak tap changer tidak bercampur dengan minyak tangki utama. Untuk mengamankan ruang diverter switch apabila terjadi gangguan pada sistem tap changer, digunakan pengaman yang biasa disebut rele jansen (buchholtnya tap changer). Rele jansen dipasang antara tangki tap changer dengan konservator minyak tap changer.

Prinsip kerja rele jansen, yaitu :1) Rele buchholz tap changer (jansen) untuk mengamankan ruangan beserta isinya

dari diverter switch.2) Rele jansen akan bekerja apabila ada desakan tekanan yang terjadi akibat flash

over antar bagian bertegangan atau bagian bertegangan dengan body atau ada desakan aliran minyak karena gangguan eksternal.

3) Prinsipnya ada aliran minyak yang deras, ada tekanan minyak sehingga ada minyak mengalir ke konservator, goncangan minyak yang cukup besar, dan semua itu menyebabkan katup akan berayun dan megerjakan kontak triping, akhirnya melepas gangguan.

3. Relai Tekanan Lebih (Sudden Pressure Relay)Relai tekanan lebih berfungsi hampir sama seperti relai buchollz yaitu

mengamankan transformator dari gangguan internal. Bedanya relai ini hanya bekerja apabila terjadi kenaikan tekanan gas tiba-tiba yang disebabkan oleh hubung singkat.

· Tipe MembranPlat tipis yag didesain sedemikian rupa yang akan pecah bila menerima tekanan melebihi disainnya. Membran ini hanya sekali pakai sehingga bila pecah harus diganti baru.

· Pressure Relief ValveSuatu katup yang ditekan oleh sebuah pegas yang didesain sedemikian rupa sehingga apabila terjadi tekanan didalam transformator melebihi tekanan pegas


maka akan membuka dan membuang tekanan keluar bersama-sama sebagian minyak. Katup akan menutup kembali apabila tekanan didalam transformator turun atau lebih kecil dari tekanan pegas.

4. Relay HV/ LV Winding Temperature

1. Relay HV/LV Winding Temperature bekerja apabila suhu kumparan trafomelebihi setting dari pada relai HV/LV Winding, besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo. Urutan kerja relai suhu kumparan/ winding ini dibagi 2 tahap:· Mengerjakan alarm (winding temperature alarm)· Mengerjakan perintah trip ke PMT (winding temperature trip)

2. Relai HV/LV Oil temperature bekerja apabila suhu minyak trafo melebihi setting dari pada relai HV/LV oil. Besarnya kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo. Urutan kerja relai suhu minyak/ oil ini dibagi 2 tahap:

· Mengerjakan alarm (oil temperatur alarm)· Mengerjakan perintah trip ke PMT (oil temperature trip)

5. Relai Arus Lebih (Over Current Relay)Relai arus lebih bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi

suatu nilai pengaman yang telah ditentukan dan dalam jangka waktu yang telah ditetapkan. Relai arus lebih akan pick up jika besar arus melebihi nilai setting. Pada proteksi transformator daya, relai arus lebih digunakan sebagai tambahan bagi relai differensial untuk memberikan tanggapan terhadap gangguan luar. Relai ini digunakan untuk mengamankan peralatan terhadap gangguan hubung singkat antar fasa, hubung singkat satu fasa ke tanah dan beberapa hal dapat digunakan sebagai pengaman beban lebih.

6. Relai Tangki TanahBerfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa

dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan.Relai 51G yang terpasang, mendeteksi arus gangguan dari tangki trafo ketanah, kalu terjadi kebocoran isolasi dari belitan trafo ke tangki, arus yang mengalir ketanah akan dideteksi relai arus lebih melalui CT. Relai akan mentripkan PMT di kedua sisi (TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali kesistem melalui pembumian trafo.

7. Restricted Earth Fault (REF)Relai gangguan tanah terbatas atau Restricted Earth Fault (REF) untuk

mengamankan transformator bila ada gangguan satu fasa ketanah didekat titik netral transformator yang tidak dirasakan oleh rele diferensial


8. Relai Diferensial (Differential Relay)Relai diferensial berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap

gangguan hubung singkat yang terjadi di dalam daerah pengaman transformator. Relai ini merupakan pengaman utama (main protection) yang sangat selektif dan cepat sehingga tidak perlu dikoordinir dengan relai lain dan tidak memerlukan time delay. Prinsip dari relai ini yaitu membandingkan arus yang masuk keperalatan dengan arus yang keluar dari peralatan tersebut.

2.5. SISTEM PROTEKSI JARINGAN DISTRIBUSI

2.5.1. Sistem Distribusi Daya Listrik

Sistem distribusi daya listrik meliputi semua Jaringan Tegangan

Menengah (JTM) 20 KV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220

Volt hingga ke meter-meter pelanggan. Pendistribusian daya listrik dilakukan

dengan menarik kawat – kawat distribusi melalui penghantar udara. Penghantar

bawah tanah dari mulai gardu induk hingga ke pusat – pusat beban. pada sistem di

ranting Galang ada terpasang jaringan bawah tanah karena keadaan kota atau

daerahnya belum memungkinkan untuk dibangun jaringan tersebut. jadi untuk

daerah ini tetap disuplai melalui hantaran udara 3 phasa 3 kawat.

Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo-trafo

distribusi, dimana tegangan distribusi 20 KV diturunkan ke level tegangan yang

lebih rendah menjadi 380/220 Volt. Dari trafo-trafo ini kemudian para pelanggan

listrik dilayani dengan menarik kabel-kabel tegangan rendah menjelajah ke

sepanjang pusat-pusat pemukiman, baik itu komersial maupun beberapa industri

yang ada disini. Tenaga listrik yang lazim digunakan dalam kehidupan sehari-hari

untuk mengoperasikan peralatan-peralatan tersebut adalah listrik dengan tegangan

yang rendah (380/220 Volt). Sedangkan tenaga listrik yang bertegangan

menengah (sistem 20 KV) dan tegangan tinggi (sistem 150 KV) hanya

dipergunakan sebagai sistem penyaluran (distribusi dan transmisi) untuk jarak

yang jauh. Hal ini bertujuan untuk kehandalan sistem karena dapat memperkecil

rugirugi daya dan memliki tingkat kehandalan penyaluran yang tinggi, disalurkan


melalui saluran transmisi ke berbagai wilayah menuju pusat-pusat pelanggan.

Gambar 5.1. Diagram satu garis sistem penyaluran Tenaga Listrik

Keterangan dari gambar:

1. Saluran distribusi adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan

tegangan dari gardu distribusi ke trafo distribusi ataupun trafo pemakaian

sendiri bagi konsumen besar.

2. Trafo distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan 20 KV dari Jaringan

Tegangan Menengah (JTM) menjadi tegangan rendah 380/220 Volt.

Tegangan rendah inilah yang kemudian didistriibusikan ke pelanggan kecil

melalui jaringan tegangan rendah (JTR) yang berupa sistem 3 phasa empat

kawat.

3. Konsumen besar adalah konsumen yang menggunakan energi yang besar

yang biasanya langsung mengambil sumber listrik dari gardu terdekat

untuk kemudian disalurkan ke Gardu Induk (GI ) pemakaian sendiri.

4. Konsumen biasa adalah konsumen-konsumen yang menggunakan tenaga

istrik dengan level tegangan rendah (380/220 Volt) seperti rumah tangga,

industri kecil, perkantoran, pertokoan dan sebagainya.


https://ugmmagatrika.files.wordpress.com/2014/04/capture115.jpg

2.5.2. Pembagian Jaringan Distribusi

Jaringan distribusi adalah kumpulan dari interkoneksi bagian-bagian rangkaian listrik dari sumber daya ( Trafo Daya pada GI distribusi ) yang besar sampai saklar-saklar pelayanan pelanggan. Secara garis besar jaringan distribusi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :

1. Distribusi Primer Distribusi primer adalah jaringan distribusi daya listrik yang bertegangan menengah (20 KV). Jaringan distribusi primer tersebut merupakan jaringan penyulang. Jaringan ini berawal dari sisi skunder trafo daya yang terpasang pada gardu induk hingga kesisi primer trafo distribusi yang terpasang pada tiang-tiang saluran.

2. Distribusi Sekunder Distribusi skunder adalah jaringan daya listrik yang termasuk dalam kategori tegangan rendah (sistem 380/220 Volt), yaitu rating yang sama dengan tegangan peralatan yang dilayani. Jaringan distribusi skunder bermula dari sisi skunder trafo distribusi dan berakhir hingga ke alat ukur (meteran) pelanggan. Sistem jaringan distribusi sekunder ini disalurkan kepada para pelanggan melalui kawat berisolasi. Penyulang pahat merupakan salah satu Feder Utama 20 KV yang mendistribusikan daya ke konsumen yang sebelumnya melalui sistem pendistribusisn tegangan yaitu melalui penurunan tegangan 20 KV –380/220 Volt melalui tranformator step down.

2.5.3. Peralatan Sistem Distribusi Jaringan distribusi yang baik adalah jaringan yang memiliki perlengkapan dan peralatan yang cukup lengkap, baik itu peralatan guna kontruksi maupun peralatan proteksi. Untuk jaringan distribusi sistem saluran udara, peratan-peralatanm proteksi dipasangkan diatas tiang-tiang listrik berdekatan dekat letak pemasangan trafo, perlengkapan utama pada sistem distribusi tersebut antara lain:

1. Tiang Berfungsi Untuk meletakkan penghantar serta perlengkapan system seperti transformator, Fuse, isolator, arrester, recloser dan sebagainya. Tiang dibagi menjadi 3 jenis yaitu tiang kayu, besi dan beton sesuai dengan fungsi bawah tanah.

2. PenghantarBerfungsi sebagai penyalur arus listrik dari trafo daya pada gardu induk

ke konsumen. Kebanyakan penghantar yang digunakan pada sistem distribusi. Begitu juga dengan beberapa kawat jaringan bawah tanah.

3. Kapasitor Berfungsi untuk memperbesar factor daya pada system penyaluran.


3. RecloserBerfungsi untuk memutuskan saluran secara otomatis ketika terjadi

gangguan dan akan segera menutup kembali beberapa waktu kemudian sesuai dengan setting waktunya. Biasanya alat ini disetting untuk dua kali bekerja, yaitu dua kali pemutusan dan dua kali penyambungan . Apabila hingga kerja recloser yang kedua keadaan masih membuka dan menutup, berarti telah terjadi gangguan permanen.

4. Fuse Berfungsi untuk memutuskan saluran apabila terjadi gangguan beban lebih maupun adanya gangguan hubung singkat.

6. PMT Berfungsi untuk memutuskan saluran secara keseluruhan pada tiap out put. Pemutusan dapat terjadi karena adanya gangguan sehingga secara otomatis PMT akan membuka ataupun secara manual diputuskan karena adanya pemeliharaan jaringan.

7. Tansformator Berfungsi untuk menurunkan level tegangan sehingga sesuai dengan tegangan kerja yang diinginkan

8. Isolator Berfungsi untuk melindungi kebocoran arus dari penghantar ke tiang maupun ke penghantar lainnya.Perlengkapan – perlengkapan diatas sangat penting keberadaannya, terutama untuk peralatan proteksi. Agar dapat bekerja dengan baik dan terjaminnya kontinuitas pelayanan, maka harus dilakukan pemeliharaan secara rutin untuk mengetahui kerusakan dan kehandalan dari masing-masing peralatan tersebut. Pemeliharan peralatan yang rutin sangat penting dilakukan agar setiap saat dapat diawasi keadaannya apakah masih layak dipakai atau tidak.

2.5.4. Transformator Distribusi Transformator adalah salah komponen elektro yang berkerja untuk menaikan tegangan serta menurunkan tegangan dengan perinsip kerja gandengan elektromagnetik. Dalam sistem distribusi tenaga listrik transformator dapat dibagi berdasarkan sistem kerja menjadi dua macam yaitu: 1. Transformator Step Up ( 11,6 KV menjadi 150 KV ) 2. Transformator Down ( 150 KV menjadi 20 KV ) dan ( 20 KV menjadi 380 / 220 Volt ) Sistem distribusi menggunakan jenis transformator step down untuk menghasilkan tegangan yang diinginkan.Berdasarkan jenis belitan transformator yang digunakan maka dalam sistem tenaga listrik terdapat dua macam jenis belitan antara lain:


1. Belitan bintang

2. Belitan delta

2.5.5. Arrester Arrester adalah suatu alat untuk melindungi isolasi atau peralatam listrik terhadap tegangan lebih yang diakibatkan oleh sambaran petir atau tegangan transient yang tinggi dari suatu penyambungan atau pemutusan rangkaian (sirkuit), dengan jalan mengalirkan arus denyut (Surge Current) ketanah serta membatasi berlangsungnya arus ikutan (Follow Current) serta mengembalikan keadaan jaringan ke keadaan semula tanpa mengganggu sistem.

1. Prinsip Kerja Arrester Bagi sebuah arester bila terjadi tegangan lebih pada jaringan , arester berkerja dengan mengalirkan arus surge ( Surge Current ) ketanah , kemudian setelah tegangan normal kembali, arester tersebut harus segera memutus arus yang mengikuti kemudian Follow Current.

2. Karakteristik Arrester Sebuah alat pengamanan memiliki beberapa karakteristik begitu juga dengan arrester yang memiliki beberapa karakteristik antara lain :a. Pada tegangan operasional, harus mempunyai impedansi yang sangat tinggi

atau tidak menarik arus listrikb. Bila mendapat tegangan transient abnormal diatas harga tegangan tembusnya

harus tembus ( Break Down ) dengan cepat.c. Arus pelepasan selama Break Down ( Tembus ) tidak boleh melebihi arus

pengelepasan nominal supaya tidak merusak.d. Arus dengan frekwensi normal harus diputuskan dengan segera apabila

tegangan transien telah turun dibawah harga tegangan tembusnya.




2.5.6. Recloser (Pemutus Balik Otomatis) Salah satu tujuan pengamanan sistem tenaga listrik ialah terjaminnya penyaluran tenaga listrik, artinya bila terjadi gangguan (misalnya gangguan pada sistem distribusi yang sering terjadi) kalau mungkin tidak menimbulkan pemutusan daya, ataupun bila terpaksa, pemutusan tersebut diusahakan sesingkat mungkin. Peralatan yang bertugas untuk memberikan perintah memutus / menghubungkan daya secara otomatis adalah Pemutus Balik Otomatis(PBO) atau Recloser. Dengan penambahan rele penutup balik maka gangguan sementara tidak mengakibatkan pemutusan daya secara keseluruhan, atau hanya terjadi pemutusan daya dalam waktu yang sangat singkat (beberapa detik). Klasifikasi Recloser Recloser dapat diklasifikasikan sebagai berikut:a. Menurut jumlah fasanya – Fasa tunggal – Fasa tigab. Menurut media peredam busur api – Media minyak 6 – Media hampa udara

(vacum)c. Menurut peralatan pengendalinya – Pengaturan hidrolik – Pengaturan

elektronik.

2.5.7. Sectionalizer Sectionalizer atau yang disebut juga saklar seksi otomatis (SSO) adalah sebuah alat pemutus beban yg secara otomatis dapat dibebankan, seksi-seksi yang tergantung dari suatu sistem distribusi atau dapat melokalisasi gangguan pada seksi yang terganggu, sehingga sistem yang tidak mengalami gangguan tetap mendapat energi listrik. Saklar seksi otomatis (SSO) bekerja sendiri untuk membuka rangkaian setelah perhitungan operasi pemutusan dari peralatan-peralatan disisi sumbernya, dan pembukaannya dilakukan pada saat peralatan disisi sumber sedang dalam posisi terbuka. Dalam pemasangannya dapat diperlihatkan pada bagan dibawah ini:



BAB IIIPENUTUP

1. KESIMPULAN1. Current transformer (CT) atau Trafo Arus adalah peralatan pada

sistem tenaga listrik yang berupa trafo yang digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya hingga ratusan ampere dan arus yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi.

2. Transformator adalah suatu alat listrik statis yang dipergunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian lainnya tanpa merubah frekuensi.

3. Generator sebagai sumber energi listrik dalam sistem perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan generator akan sangat menggangu jalannya operasi system tenaga listrik.

4. Sistem Proteksi adalah susunan perangkat proteksi secara lengkap yang terdiri dari perangkat utama dan perangkat-perangkat lain yang dibutuhkan untuk melakukan fungsi tertentu berdasarkan prinsip-prinsip proteksi sesuai dengan definisi yang terdapat pada standar IEC 6255-20.

5. Proteksi Sistem Tenaga Listrik adalah sistem proteksi yang dilakukan kepada peralatan-peralatan listrik yang terpasang pada suatu sistem tenaga misalnya generator, transformator jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi tidak normal operasi sistem itu sendiri.

2. SARAN Penulis dalam kesempatan ini menyarankan kepada segenap mahasiswa dan pembaca makalah yang berhubungan dengan isi makalah ini, supaya memberikan kritikan atau saran yang dapat membangun untuk penyusunan makalah yang akan mendatang.


DAFTAR PUSTAKA

ABB. 2007. “ANSI / IEC three-phase recloser OVR” http://www.abb.comDownload 16th November 2007

Arismunandar, A dan Kuwahara, S. 1972. Teknik Tenaga Listrik, jilid III gardu induk.Jakarta: PT. Pradnya Paramita

http://unimed-proteksisistemtenagalistrik.blogspot.com /

https://ugmmagatrika.wordpress.com/2014/04/26/pembagian-jaringan-distribusi-dan-sistem-proteksinya/

http://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2013/04/relay-proteksi-generator.html


http://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2013/04/relay-proteksi-generator.html



http://unimed-proteksisistemtenagalistrik.blogspot.com/

makalah sistem proteksi tenaga listrik

Engineering