proyek akhir pergantian rele differensial mekanik …
TRANSCRIPT
INSTITUT TEKNOLOGI - PLN
PROYEK AKHIR
PERGANTIAN RELE DIFFERENSIAL MEKANIK KE RELE
DIFFERENSIAL NUMERIK
DISUSUN OLEH :
MUHAMMAD SUTAN IQBAL SIREGAR
NIM : 2017-71-111
PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
JAKARTA, 2020
i
LEMBAR PENGESAHAN
PROYEK AKHIR
PERGANTIAN RELE DIFFERENSIAL MEKANIK KE RELE
DIFFERENSIAL NUMERIK
Disusun oleh:
MUHAMMAD SUTAN IQBAL SIREGAR
NIM : 2017-71-111
Diajukan untuk memenuhi persyaratan pada
Program Studi Diploma III Teknologi Listrik
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
JAKARTA, 23 JULI 2020
Mengetahui, Disetujui,
Kepala Program Studi Dosen Pembimbing Utama
(Retno Aita Diantari, S.T., M.T.) (Aas Wasri Hasanah, S.Si., MT)
Dosen Pembimbing Kedua
(Juara Mangapul, S.T., M.Si)
Digitally signed by Juara Mangapul T, ST., M.SiDN: C=ID, OU=D3 Teknologi Listrik ITPLN, O=Institut Teknologi PLN, CN="Juara Mangapul T, ST., M.Si", [email protected]: I am the author of this documentLocation: your signing location hereDate: 2020-07-26 11:23:52Foxit Reader Version: 10.0.0
Juara Mangapul
T, ST., M.Si
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
Nama : Muhammad Sutan Iqbal Siregar
Nim : 2017-71-111
Program Studi : Diploma III Teknologi Listrik
Judul Proyek Akhir : Pergantian Rele Diferensial Mekanik ke Rele Differensial
Numerik
Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada Program
Studi Diploma III Teknologi Listrik Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi
Terbarukan Institut Teknologi-PLN pada Tanggal 24 Agustus 2020.
Mengetahui:
Kepala Program Studi Teknologi
Listrik
Retno Aita Diantari, ST., MT.
Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan
1. Edy Ispranyoto,IR., MBA Ketua Penguji
2. Novi Gusti Pahiyanti, ST., MT Sekretaris
3. Aloysius Agus Yogianto, IR., MT Anggota Digitally signed by agus yogiantoDN: C=ID, OU=electrical, O=itpln, CN=agus yogianto, [email protected]: I am approving this documentLocation: Lembar-uji-revisiDate: 2020-08-29 18:30:21Foxit PhantomPDF Version: 9.6.0
agus yogianto
iv
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada yang terhormat:
Aas Wasri Hasanah, S.Si., MT. Selaku Dosen Pembimbing Pertama
Juara Mangapul, S.T., M.Si Selaku Dosen Pembimbing Kedua
Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga
laporan Proyek Akhir ini dapat diselesaikan.
Terimakasih yang sama, Saya sampaikan kepada:
1. Bapak Rahmnul Ikhsan selaku supervisor proteksi di PT. PLN (Persero) ULTG
Tangerang Selatan.
2. Bapak Fariz selaku supervisor Gardu Induk Serpong di PT. PLN (Persero)
ULTG Tangerang Selatan.
3. Bapak Zulfidan selaku karyawan divisi Proteksi PT. PLN (Persero) ULTG
Tangerang Selatan.
Yang telah mengijinkan untuk melakukan percobaan dan pengumpulan data di
PT. PLN (Persero) ULTG Tangerang Selatan Gardu Induk Serpong.
Jakarta, 23 Juli 2020
Muhammad Sutan Iqbal Siregar
(2017-71-111)
v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi - PLN, saya yang bertanda tangan
di bawah ini :
Nama : Muhammad Sutan Iqbal Siregar
NIM : 2017-71-111
Program Studi : Diploma Tiga
Jurusan : Teknologi Listrik dan Energi Terbarukan
Jenis karya : Proyek akhir
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Institut Tekonologi-PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Nonexclusive
Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
Pergantian Rele Differensial Mekanik ke Rele Differensial Numerik. Beserta
perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non eksklusif
ini Institut Tekonologi-PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan,
mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan
mempublikasikan Proyek Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di: Jakarta
Pada tanggal: 23 Juli 2020
Yang menyatakan,
(Muhammad Sutan Iqbal Siregar)
NIM: 201771111
vi
PERGANTIAN RELE DIFFERENSIAL MEKANIK KE
RELE DIFFERENSIAL NUMERIK
Muhammad Sutan Iqbal Siregar, 2017-71-111
Dibawah Bimbingan Aas Wasri Hasanah, S.Si., MT Selaku Pembimbing
utama dan Juara Mangapul, S.T., M.Si Selaku Pembimbing Kedua
ABSTRAK
Transformator adalah komponen utama pada gardu induk. Sistem proteksi wajib menjaga transformator agar kinerja transformator tetap optimal. Rele differensial merupakan sistem proteksi utama pada transformator yang melindungi transformator dari gangguan. Rele differensial bertugas melindungi transformator ketika terjadi perbedaan nominal arus yang mengalir pada sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah, dan bekerja tanpa waktu tunda. Untuk meningkatkan kehandalan sistem proteksi tenaga listrik maka perlu menggantikan peralatan yang lama atau yang sudah tua menjadi peralatan (rele differensial) yang lebih baru. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui bagaimana melakukan pergantian rele differensial dan melakukan pengujian individu, pengujian fungsi dan pengujian stability terhadap rele yang baru terpasang. Penelitian ini dilakukan dengan mengambil data di Gardu Induk Serpong, Tangerang Selatan. Hasil perhitungan teori untuk memastikan apakah nilai ukur saat pengujian sesuai atau tidak. Hasil pengujian measurement rele differensial pada sisi primer atau sisi 150 kV dan sisi sekunder 20 Kv sudah cukup baik. Dari hasil pengujian arus pick up (Ipu) dan arus kembali (Ir) rele differensial diperoleh perbadingan 95,22% yang menunjukan hasil pengujian sudah cukup baik. Dari hasil pengujian fungsi rele differensial dapat mentripkan PMT dan indikator seperti alarm, announciator yang berfungsi dengan baik. Untuk hasil pengujian stability rele differensial untuk kondisi stabil dan tidak stabil bisa dilihat dari perbedaan sudut fasanya, sedangakan arus yang terbaca direle pada kondisi stabil IDiff mendekati 0 tetapi masih terdapat Ibias sedangkan kondisi tidak stabil terdapat IDiff yang mulai naik tetapi Ibias tetap.
Kata kunci: Transformator daya, Rele differensial, Pengujian rele differensial
vii
REPLACEMENT OF MECHANICAL DIFFERENTIAL
RELE TO NUMERICAL DIFFERENTIAL RELE
Muhammad Sutan Iqbal Siregar, 2017-71-111
Under the guidance of Aas Wasri Hasanah, S.Si., MT As the main Advisor
and Juara Mangapul, S.T., M.Si As the Second Counselor
ABSTRACT
The transformer is the main component in the substation. So that the transformer must remain optimal. Differential relay is the main protection system on the transformer which protects the transformer from interference. Differential relaxation must be moved nominal transformers that flow on the high voltage and low voltage sides, and work without time delay. To increase the reliability of the electric power protection system, old or old equipment is needed to become a newer (differential relay) equipment. The purpose of this research is to learn how to replace differential release and conduct individual testing, function testing and stability testing of newly installed releases. This research was conducted by taking data at the Serpong Substation, South Tangerang. Results Calculation theory to ascertain whether the measurement value when testing is correct or not. The test results of differential relay measurements on the primary side or the 150 kV side and the 20 Kv secondary side are quite good. From the test results, the relevant upstream (Ipu) and return flow (Ir) obtained a comparison of 95.22% which shows that the test results are quite good. From the test results, the differential relay function can describe PMT and indicators such as alarms, announciators that are functioning properly. For the results of differential relay stability testing for stable and unstable conditions, it can be seen from the difference in phase angles, while the current read is stable in IDiff conditions but there is still Ibias while in unstable conditions there is IDiff which starts to rise but Ibias remains.
Keywords: power transformer, differential relays, differential relay testing
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ................................................... ii
LEMBAR PERYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR ............................... iii
LEMBAR UCAPAN TERIMAKASIH ........................................................... iv
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ v
ABSTRAK .................................................................................................. vi
ABSTRACT ................................................................................................. vii
DAFTAR ISI ................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Permasalahan penelitian .............................................................. 3
1.2.1 Identifikasi Masalah .............................................................. 3
1.2.2 Ruang Lingkup Masalah ....................................................... 3
1.2.3 Rumusan Masalah ................................................................ 3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................... 3
1.3.1 Tujuan Penelitian .................................................................. 3
1.3.2 Manfaat Penelitian ................................................................ 4
1.4 Sistematika Penulisan ................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI ......................................................................... 5
2.1 Teori Pendukung ........................................................................... 5
2.1.1 Gardu induk .......................................................................... 5
2.1.1.1 PMT, PMS dan Lightning Arrester .................................. 6
2.1.1.2 Trafo Arus (CT) dan Trafo Tegangan (PT) ..................... 8
2.1.2 Transformator Daya ............................................................. 10
2.1.3 Sistem Proteksi .................................................................... 11
2.1.4 Gangguan Pada Transformator ........................................... 13
2.1.5 Pengaman Transformator Tenaga ....................................... 14
ix
2.1.5.1 Rele Buchollz ................................................................. 14
2.1.5.2 Rele Jansen ................................................................... 15
2.1.5.3 Rele Sudden Presure ..................................................... 15
2.1.5.4 Rele HV/LV Winding Temperature ................................. 15
2.1.5.5 Rele Arus Lebih .............................................................. 15
2.1.5.6 Rele Tangki Tanah ......................................................... 15
2.1.5.7 Restriced Earth Fault (REF) ........................................... 15
2.1.5.8 Rele Differensial ............................................................. 16
2.1.6 Pengujian Individu Rele Differensial ..................................... 28
2.1.7 Pengujian Fungsi Rele Differensial....................................... 28
2.1.8 Pengujian Stability Rele Differensial ..................................... 18
2.2 Tinjauan Pustaka .......................................................................... 19
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 20
1.1 Perancangan Penelitian ............................................................... 20
3.1.1 Prosedur Pengertian Rele Differensial .................................. 22
1.2 Teknik analisa .............................................................................. 31
1.2.1 Pengujian Individu Rele Differensial ...................................... 32
1.2.2 Pengujian Fungsi Rele Differensial ........................................ 32
1.2.3 Pengujian Stability Rele Differensial ...................................... 32
1.3 Jadwal Penelitian........................................................................... 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 36
4.1 Hasil dan Pembahasan ................................................................. 36
4.1.1 Spesifikasi Transformator 3 Gardu Induk Serpong ............... 36
4.1.2 Spesifikasi Trafo Arus (CT) ................................................... 36
4.1.3 Spesifikasi Rele Differensial ................................................ 37
4.1.4 Gardu Induk Serpong ........................................................... 39
4.1.5 Single line diagram rele differensial dan proteksi Transform Ator 3 Gardu Induk Serpong ................................................. 39
4.1.6 Rangkaian arus rele differensial Transformator 3 Gardu Induk Serpong ...................................................................... 40
4.1.7 Hasil pengujian Individu Rele Differensial ............................. 41
4.1.8 Hasil Pengujian Fungsi Rele DIfferensial .............................. 44
4.1.9 Hasil Pengujian Stability Rele Differensial ............................ 45
x
4.2 Implikasi Penelitian ....................................................................... 48
BAB V PENUTUP ........................................................................................ 49
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 49
5.2 Saran ............................................................................................ 50
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 51
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ....................................................................... 52
LAMPIRAN .................................................................................................. 53
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Tahapan Pelepasan Wiring Input Analog ..................................... 29
Tabel 3.2 Tahapan Pelepasan Binary Output .............................................. 30
Tabel 3.3 Tahapan Pemasangan Wiring Input Analog ................................. 32
Tabel 3.4 Tahapan Pemasangan Binary Output .......................................... 33
Tabel 3.5 Menghubungkan Output Arus atau Tegangan dan Kontak Trip Rele
ke alat uji test plug ...................................................................... 35
Tabel 3.6 Jadwal Kegiatan Penelitian .......................................................... 39
Tabel 4.1 Spesifikasi Transformator 3 Gardu Induk Serpong ...................... 40
Tabel 4.2 Spesifikasi Current Transformator Sisi Primer ............................. 40
Tabel 4.3 Spesifikasi Current Transformator Sisi Sekunder ........................ 41
Tabel 4.4 Spesifikasi Rele Differensial Merk GEC Alsthom MBCH 12
(Mekanik) .................................................................................... 41
Tabel 4.5 Spesifikasi Rele Differensial Merk Micom P643 (Numerik) .......... 41
Tabel 4.6 Hasil Pengujian measurement dengan rasio CT 300/5 A ............. 43
Tabel 4.7 Hasil Pengujian measurement dengan rasio CT 2000/5 A ........... 43
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Arus Pick UP Rele Differensial ........................... 45
Tabel 4.9 Hasil Pengujian Fungsi Rele Differensial .................................... 45
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kondisi Stabil ................................................... 46
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kondisi Tidak Stabil .......................................... 47
Tabel 4.12 Pengukuran Arus Differensial (Idiff) dan arus bias (Ibias) .............. 48
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pemutus Tenaga (PMT) ........................................................... 6
Gambar 2.2 Pemisah (PMS) ........................................................................ 8
Gambar 2.3 Lightning Arrester (LA) ............................................................. 9
Gambar 2.4 Trafo Arus (CT) ........................................................................ 10
Gambar 2.5 Diagram Kejenuhan untuk Pengukuran dan Proteksi............... 10
Gambar 2.6Trafo Tegangan (PT) ................................................................. 11
Gambar 2.7 Elektromagnetik ....................................................................... 12
Gambar 2.8 Kawasan Pengaman ................................................................ 13
Gambar 2.9 Rele Differensial ...................................................................... 20
Gambar 2.10 Rele Differensial keadaan normal .......................................... 21
Gambar 2.10 Rele Differensial Terjadi Gangguan di Luar Proteksi ............. 21
Gambar 2.11Rele Differensial Terjadi Gangguan di Dalam Proteksi ........... 22
Gambar 3.1 Flowchart Rancangan Penelitian ............................................. 25
Gambar 4.1 Rele Differensial Tipe MBCH 12 .............................................. 42
Gambar 4.2 Rele Differensial Tipe ALSHTOM P643 ................................... 41
Gambar 4.3 Single line diagram Gardu Induk Serpong 150 KV ................... 42
Gambar 4.4 Single line diagram rele differensial dan proteksi Transformator Unit 3 Gardu Induk Serpong sebelum dilakukan pergantian re le differensial ........................................................................... 43
Gambar 4.5 Single line diagram rele differensial dan proteksi Transformator
Unit 3 Gardu Induk Serpong setelah dilakukan pergantian rele
differensial ............................................................................... 43
Gambar 4.6 Rangkaian arus rele differensial sirkuit Transformator 3 GI Ser
pong ......................................................................................... 44
Gambar 4.7 Rangkaian Pengujian Stability Test .......................................... 48
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tujuan dari sistem tenaga listrik adalah penyaluran daya listrik yang
memiliki mutu dan keandalan yang tinggi, satu hal yang terpenting dalam
suatu sistem tenaga listrik adalah pengamanan terhadap peralatan listrik dari
semua macam jenis gangguan. Transformator adalah komponen utama
dalam penyaluran energi listrik di sebuah sistem kelistrikan, energi listrik
disalurkan kepada konsumen melalui sistem tenaga listrik. Sistem tenaga
listrik terdiri dari pembangkitan, transmisi dan distribusi. Jarak antara
pembangkit yang menghasilkan listrik dan beban terletak sangat jauh
sehingga membutuhkan transformator daya untuk menaikan dan menurunkan
tegangan agar rugi-rugi daya yang dihasilkan selama proses penyaluran
tenaga listrik bisa diminimalisir.
Gardu induk 150 KV serpong terletak di Tangerang Selatan, Gardu induk
ini memiliki 4 unit Transformator daya yang masing masing berkapasitas 60
MVA. Transformator yang dipakai adalah transformator step – down yang
menurunkan tegangan dari 150 KV menjadi 20 KV. Dalam pengoperasiannya,
transformator daya dapat mengalami dua macam gangguan, yaitu gangguan
internal dan gangguan eksternal yang dapat menggangu kinerja transformator
daya dalam menyalurkan energi listrik. Untuk menjaga transformator daya dari
gangguan yang sering terjadi seperti gangguan hubung singkat, beban lebih,
sambaran petir dan lain-lain. Maka transformator daya diperlukan sistem
pengamanan. Proteksi yang terpasang pada transformator daya seperti Over
Current Rele, Rele Buchollz, Restricted Earth Rele, Rele Diferensial, Rele
Suhu, dan sebagainya.
Pada transformator daya salah satu pengaman yang terpasang adalah
rele diferensial. Rele diferensial adalah pengaman utama pada transformator,
rele diferensial merupakan alat pengaman yang sangat selektif dan tidak
memerlukan koordinasi dari rele-rele lain. Rele ini juga bekerja dengan sangat
cepat dan tidak memerlukan penundaan waktu, sehingga rele ini di pilih
2
sebagai pengaman utama, rele diferensial tidak bisa digunakan sebagai
pengaman cadangan. Cara kerja dari rele diferensial adalah apabila terjadi
gangguan di dalam daerah pengamanannya dan arus melebihi batas setting,
maka rele ini akan memerintahkan pemutus tenaga (PMT) untuk memutuskan
(trip).
Pada sistem tenaga listrik yang sangat penting adalah proteksi atau
pengamannya, proteksi adalah bentuk perlindungan terhadap peralatan listrik
yang berguna untuk menghindari kerusakan peralatan dan juga agar stabilitas
penyaluran tenaga listrik tetap terjaga. Syarat-syarat pada rele proteksi adalah
selektif, reliable (diandalkan), cepat dan peka.
Untuk meningkatkan keandalan sistem tenaga listrik perlu menggantikan
peralatan dengan teknologi lama ke peralatan dengan teknologi baru. Dalam
beberapa puluh tahun terakhir dapat dilihat perubahan besar dalam
perkembangan teknologi. Sejak dahulu kebanyakan rele proteksi yang
digunakan pada sistem tenaga listrik terdiri dari rele elektromekanis yang
secara lambat laun berubah mengikuti perkembangan aplikasi elektronika,
komputer dan telekomunikasi. Sejak beberapa tahun terakhir hampir semua
rele proteksi sistem tenaga listrik sudah beralih ke rele numerik yang mana
sistem kerjanya ditentukan bukan hanya oleh perangkat keras namun juga
oleh perangkat lunak yang dipasang pada masing-masing perangkat proteksi.
Berdasarkan uraian diatas maka rele perlu di lakukan pergantian dari
rele differential mekanik ke rele differential numerik, maka penulis mengambil
judul “Pergantian Rele Differential Mekanik ke Rele Differential Numerik
Transformator 3 60 MVA 150/20 KV di Gardu Induk Serpong.
1.2 Permasalahan Penilitian
1.2.1 Identifikasi Masalah
Untuk meningkatkan keandaalan sistem proteksi tenaga listrik maka
perlu meningkatkan keandalan dari sistem tersebut, dengan cara melakukan
pergantian rele yang lama dengan yang baru pada Bay transformator 3 Gardu
Induk Serpong, dan melakukan pengujian terhadap rele diferensial tersebut.
3
1.2.2 Ruang Lingkup Masalah
Untuk memudahkan pembahasan berdasarkan masalah diatas, maka
dibatasi ruang lingkup permasalahan agar uraian dalam tugas akhir ini tidak
meluas, antara lain:
1. Rele differensial yang di ganti adalah Merk GEC ALSTOM MBCH 12
menjadi rele Merk MICOM P643
2. Cara pergantian rele diferensial sesuai dengan intruksi kerja.
3. Melakukan uji individu, uji fungsi, dan uji stability terhadap rele diferensial
yang terpasang.
1.2.3 Rumusan Masalah
1. Bagaiman cara pergantian rele diferensial?
2. Bagaimana hasil pengujian individu dari rele differensial setelah dilakukan
pergantian?
3. Bagaimana hasil pengujian fungsi dari rele differensial setelah dilakuakan
pergantian?
4. Bagaimana hasil pengujian stability dari rele differensial setelah dilakukan
pergantian?
1.3 Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian
1.3.1 Tujuan penelitian
Penelitian yang dilakukan oleh penulis ini memiliki tujuan, antara lain:
1. Untuk mengetahui langkah langkah dalam pergantian rele differensial.
2. Untuk mengetahui hasil dari pengujian individu rele differensial setelah
dilakukan pergantian
3. Untuk mengetahui hasil dari pengujian fungsi rele differensial setelah
dilakukan pergantian.
4. Untuk mengetahui hasil dari pengujian stability rele differensial setelah
dilakukan pergantian.
4
1.3.2 Manfaat Penelitian
Dengan dilakukannya penilitian ini memiliki beberapa manfaat sebagai
berikut:
1. Meningkatkan keandaalan dari sistem proteksi tenaga listik.
2. Menambah referensi sebagai bahan penelitian lanjutan yang lebih
mendalam pada masa yang akan datang.
1.4 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi 5 bab, pada bab satu membahas
latar belakang, permasalahan penelitian, identifikasi masalah, ruang lingkup,
rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian serta sistematika penulisan.
Pada bab dua membahas tinjauan pustaka dan juga teori pendukung yang
berisi tentang gardu induk, transformator dan juga sistem proteksi. Pada bab
tiga membahas tentang metode penelitian. Pada bab empat membahas
mengenai hasil dan pembahasan tentang pergantian dan pengujian rele
differensial. Pada bab lima merupakan penutup yang berisi kesimpulan dan
saran dari proyek akhir ini.
5
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Teori Pendukung
2.1.1 Gardu Induk
Gardudindukhmerupakanyinstalasigyangyterdirihdariyperalatanylistrikh
yanghpusathbebanknya diambilhdariksaluranhtransmisijdenganjspesifikhyang
berfungsiuuntuk:
a. Merubahttenagahlistrik dariktegangan tinggi ke tegangan tinggi lainnya atau
dari tegangan tinggi ke tegangan menegah.
b. Mengukur, mengawasi operasi pengaturan dari pengaman sistem tenaga
listrik.
Pengaturan daya gardu induk dengan melalui tegangan tinggi dan gardu
induk distribusi melalui feeder tegangan menegah.
Berdasarkan pemasangan peralatan, ada 2 tipe gardu induk ialah:
1. Gardu Induk Konvensional
Merupakan gardu induk dari sebagian besar komponennya di tempatkan
di luar gedung, kecuali komponen kontrol, sistem proteksi dan sistem kendali
serta komponen bantu lainnya, berada di dalam gedung. Gardu induk ini biasa
juga disebut sebagai gardu induk konvensional. Gardu induk konvensional
menggunakan udara sebagai media isolasi antar peralatan yang bertegangan.
2. Gardu Induk GIS (Gas Insulated Substation)
Merupakan gardu induk yang semua komponennya seperti switch gear,
busbar, isolator, komponen kontrol, komponen kendali, cubicle, dan lainnya
yang dipasangkan di dalam gedung atau di dalam ruangan. Kecuali
transformator daya dipasangkan di luar gedung. Gardu induk tipe ini biasanya
disebut Gas Insulated Substation. Gas Insulated Substation dapat
didefinisikan sebagai rangkaian beberapa peralatan yang terpasang di dalam
sebual metal enclosure.
6
2.1.1.1 PMT, PMS Dan Lightning Arrester
1. Pemutus Tenaga (PMT)
MenurutsIEVh(InternationalSElectrotechnicalHVocabulary)H441-14-20
hdisebutkan bahwa/circuit/breaker (CB) atauPPemutusHTenaga (PMT)
ialahgperalatan saklar/switching mekanis, yanggberkemampuankdapat
menutup, mengalirkanhdanhmemutusgarusgbebangdengangkondisipnormal
sertahdapathmenutup, mengalirkanhdanjmemutuskanharushbebanhdengan
spesifikhkondisiHabnormal/gangguanHyakniHkondisiHshortHcircuit/hubungj
singkat. PemutushtenagahinihdapathberfungsihsebagaiHalathpembukahdan
penutuphdalamhsuatuhrangkaianhlistrikhdengan kondisi berbeban, sehingga
mampuhmembukahdanhmenutupHsaatHterjadiHarusHgangguanHA(hubung
singkat) padahjaringanhatauhperalatanhlain.
Gambar 2.1 PMT
Berdasarkan media isolasi
1. Pemutus Tenaga Gas SF6
2. Pemutus Tenaga Minyak
3. Pemutus Tenaga Udara Hembus (Air Blast)
4. Pemutus Tenaga Hampa Udara (Vacuum)
7
SetiapHPMTHterdapatH3HiidentikHpole, sebagimanaHmasing–masing
tersebuthmerupakanhunithkomplithdarihInterrupter, isolatorHtumpu, dan
powerhaktuatorhyanghtelahhdigerakkanholehhgasHSF6 masing-masing pole
didalamhcycleh tertutup.
2. Disconnecting Switch atau Pemisah (PMS)
Disconnecting Switch atau pemisah (PMS) merupakan peralatan sistem
tenaga listrik yang mempunyai fungsi bahwa saklar pemisah rangkaian listrik
tidak ada arus beban (dipisahkan peralatan listrik dari peralatan lain yang
mempunyai daya tegang). Hal inilah, pembuka dan penutup PMS digunakan
secara langsung dengan kondisi tanpa beban. Disconnecting Switch
mempunyai fungsi sebagai pemisah alat listrik dari alat lain ke instalasi yang
lain juga yang mempunyai arus tegangan. PMS juga dapat dibuka dan ditutup
dengan kondisi bagian-bagian yang tidak terbeban. Pemisah tanah (pisau
pentanahan atau pembumian) mempunyai fungsi terhadap tegangan tinggi
yang dapat mengamankan arus tegangan yang muncul dan dapat diputuskan
atau induksi tegangan dari penghantar atau kabel lainnya. Hal ini
membutuhkan keamanan bagi orang-orang yang bekerja pada saat peralatan
instalasi.
Gambar 2.2 Pemisah atau PMS
8
3. Lightning Arrester (LA)
Lightning arrester merupakan alat pengaman yang melindungi
jaringan dan peralatan dengan tegangan yang lebih abnormal karena sering
adanya sambaran petir (flash over) dan juga surja hubung (switching surge)
di suatu jaringan. Maka dari itu lightning arrester adalah alat yang sensitif
terhadap tegangan, maka dari itu pemakaiannya harus menyesesuaikan
dengan tegangan sistem. Arrester petir merupakan alat pelindung bagi
peralatan sistem tenaga listrik terhadap surja petir.
Gambar 2.3 Lightning Arrester (LA)
2.1.1.2 Trafo Arus (CT) dan Trafo Tegangan (PT)
1. Trafo Arus (CT)
Trafo arus (CT) merupakan peralatan dengan sistem tenaga listrik seperti
trafo pengukuran arus yang besarnya dapat mencapai ratusan ampere dan arus
yang mengalir dengan jaringan tegangan tinggi. Setelah itu untuk pengukuran
arus, trafo arus juga dapat idigunakan sebagai pengukuran daya dan energi.
Trafo arus dibutuhkan juga dengan keperluan telemeter dan rele proteksi.
9
Kumparan primer trafo arus dapat dihubungkan seri dengan jaringan atau
peralatan yang akan diukur arusnya, sedangkan kumparan sekunder dapat
dihubungkan dengan meter atau rele proteksi. Umumnya peralatan ukur dan rele
membutuhkan arus 1 atau 5 A.
Gamber 2.4 Trafo arus (CT)
CT dengan sistem tenaga listrik dapat digunakan untuk keperluan
pengukuran dan proteksi. Perbedaan mendasar pada kedua pemakaian di atas
adalah pada kurva magnetisasinya.
Gambar 2.5 diagram kejenuhan pada pengukuran dan proteksi
10
2. Trafo Tengangan (PT)
Potensial Transformator (transformator tegangan) adalah trafo instrumen
yang di desain untuk mendapatkan level tegangan (tegangan sekunder
proposional dengan tegangan primer) yang digunakan untuk pengukuran (meter)
dan proteksi.
Gambar 2.6 Trafo Tegangan (PT)
2.1.2 Transformator Daya
Transformator adalah peralatan listrik statis, yang digunakan dalam
rangkaian kerangkaian lain untuk memindahkan daya, caranya mengubah
tegangan, tanpa ada pengubahan frekuensi. Pada transformator memiliki bentuk
yang sederhana yaitu seperti kumparan dan satu induktansi mutual. Pada
kumparan primer mempunyai tugas yaitu menerima daya dan kumparan
sekunder menyambung pada beban. Kedua kumparan digabungkan pada suatu
inti yang terdiri atas material magnetik berlaminasi.
Bentuk fisik transformator yaitu induktansi mutual (timbal balik) antara
kedua rangakaian yang dibutuhkan oleh suatu fluks magnetik bersama yang
melewati suatu jalur dengan reluktansi rendah. Kedua kumparan jika
disambungkan pada suatu sumber tegangan bolak balik, terjadi fluks bolak balik
didal inti berlaminasi dan induktasi mutual yang tinggi.
11
Gambar 2.7 Elektromagnetik Pada Trafo
2.1.3 Sistem Proteksi
Listrik mempunyai peran vital dan strategis yang dapat memenuhi arah yang
handal, aman dan ramah lingkungan. Kehandalan suatu sistem tenaga listrik ini
dapat menentukan dari sistem dan konstruksi instalasi listrik yang dapat
memenuhi kebijakan dan persyaratan yang ada. Keamanan sistem tenaga listrik
dapat ditentukan dari sistem pengamanan (protection system) yang baik, benar,
dan handal yang sesuai dengan kebutuhan sistem yang ada.
Pengertian dari proteksi sistem tenaga listrik merupakan perlindungan atau
pengamanan pembangkitan tenaga listrik, penyaluran (transmisi), pendistribusian
dan instalasi pemanfaatan.
Proteksi mempunyai dua fungsi utama, yaitu dapat mendeteksi adanya
gangguan atau keadaan tidak nomal lainnya dibagian sistem yang diamankan dan
Melepaskan bagian sistem yang terganggu, serta bagian sistem lainnya yang tidak
mengalami gangguan sehingga dapat terus beroperasi.
Proteksi memiliki contoh, ialah pengamanan lebur (fuse). Jika memilih fuse,
dengan tepat sesuai kebutuhan, maka kedua fungsi tersebut dapat dipenuhi.
12
Sistem tenaga listrik terbentuk dari bentuk-bentuk (sub sistem), satu dengan yang
lainnya yang dapat menghubungkan dan memututuskan dengan menggunakan
alat pemutus tenaga (PMT). Masing-masing dari seksi (sub sistem) tersebut
diamankan oleh rele pengaman dan setiap rele memiliki kasawan pengamanan
seperti bagian dari sistem. Jika mengalami gangguan di dalamnnya, rele dapat
mendeteksi dengan menggunakan bantuan PMT yang dapat melepaskan seksi
yang terganggu dari bagian sistem lainnya.
Gambar 2.8 Kawasan Pengaman
1. Pengaman Utama Dan Pengaman Cadangan
Sistem tenaga listrik dapat beroperasi dengan baik dan juga dapat
mengalami gangguan, ada kegagalan yang kemungkinan komponen (alat)
proteksi gagal bekerja. Cara mengantisipasi kemungkinan timbulnya sistem
tenaga listrik harus dipasang di pengamanan utama dan juga dilengkapi
pengaman cadangan. Pengaman cadangan diharapkan dapat bekerja dengan
baik, apabila pengaman utamanya gagal bekerja. Oleh karena itu pengaman
cadangan harus disertai dengan waktu tunda (time delay), agar memberi
kesempatan pada pengaman utama bekerja lebih dahulu.
Pengaman utama memiliki beberapa jenis yaitu relai, trafo tegangan,
baterai (catu daya), kumparan trip, dan pemutus tenaga. Jenis pengaman
cadangan terdiri dari pengaman cadangan lokal (local back up) dan pengaman
cadangan jauh (remote back up). Pengaman cadangan lokal terletak di tempat
yang sama dengan pengaman utamanya dan pengaman cadangan jauh terletak
di seksi sebelah hulunya.
Distance Differential
Over Current
13
Sistem proteksi cadangan terpisah sama sekali dengan sistem proteksi
utama misalnya, jaringan proteksi dengan rele diferensial dapat di lengkapi
dengan rele arus lebih tetapi dengan waktu bertingkat dan ditambah dengan rele
gangguan tanah sebagai kelengkapan untuk membuka PMT dalam hal di mana
terjadi kegagalan pada rele unit proteksi utama.
2. Kriteria Sistem Proteksi
Kepekaann(sensitivity)hadalah peralatan proteksi (rele) mampu mendeteksi
gangguan di kawasan pengamannya. Meskipun gangguan yang akan terjadi
dapat memberikann rangsangan yang minim, peralatan pengaman (rele) mampu
mendeteksi dengan baik.
Keandalan (reliability) atau Dependability adalah peralatan proteksi (rele)
harus mempunyai tingkat kepastian bekerja (dependability) yang tinggi.
Peralatan proteksi (pengaman) juga harus mempunyai kehandalan tinggi (dapat
mendeteksi dan melepaskan bagian yang terganggu), sehingga tidak terjadi
kegagalan bekerja.
Security adalah peralatan proteksi (pengaman) harus mempunyai tingkat
kepastian untuk tidak salah kerja atau tingkat security (keamanannya) harus
tinggi.
Selektifitas (selectivity) adalah peralatan proteksi (pengaman) cukup selektif
dalam mengamankan sistem. Dapat memisahkan dari bagian sistem yang
terganggu sekecil mungkin, hanya sub sistem yang terganggu yang memang
menjadi kawasan pengaman utamanya.
Kecepatan (speed) peralatan proteksi (pengaman) dapat memisahkan sub
sistem yang mengalami gangguan secepat mungkin. Agar dapat menciptakan
selektifitas yang cukup baik, ada kemungkinan suatu pengaman terpaksa diberi
waktu tunda (time delay), tetapi waktu tunda tersebut harus secepat mungkin.
2.1.4 Gangguan Pada Transformator
Gangguan yang berpengaruh kepada kerusakan transformator tidak hanya
karena adanya gangguan di dalam transformator atau di dalam daerah
14
pengamanan transformator tetapi juga adanya gangguan di luar daerah
pengaman. Maka kerusakan transformator cenderung terjadi karena seringnya
terjadi gangguan di luar daerah pengaman. Gangguan Didalam Transformator
gangguan yang sangat serius dan selalu ada resiko terjadinya kebakaran,
gangguan tersebut dapat terjadi akibat:
1. Gangguan satu fasa antar fasa dengan sisi tegangan tinggi atau teganggan
rendah di terminal luar.
2. Hubungan singkat antar lilitan di sisi tegangan tinggi atau tegangan rendah.
3. Gangguan tanah pada lilitan tersier, atau penghubung singkat antar belitan di
lilitan tersier.
Gangguan di luar daerah pengaman transformator daya ini sering terjadi
karena beban lebih, hubungan singkat fasa ke tanah maupun gangguan antar
fasa. Gangguan ini memiliki pengaruh terhadap transformator, sehingga
transformator harus dilepaskan atau dipisahkan bila gangguan tersebut dapat
terjadi setelah waktu tertentu untuk memberi kesempatan pengaman daerah
yang terganggu bekerja.
2.1.5 Pengaman Transformator Tenaga
1. Jenis Pengamanan
Trafo tenaga diamankan dari berbagai jenis gangguan, diantaranya dengan
peralatan proteksi (sesuai SPLN 52-1:1983) Bagian Satu, C) :
b. Rele Buchollz
c. Rele Jansen
d. Rele tangki tanah
e. Rele suhu
f. Rele difrensial
g. Rele beban lebih
h. Rele gangguan tanah terbatas
i. Rele arus hubung tanah
2.1.5.1 Rele Buchollz
Rele Buchollz berfungsi untuk mengamankan trafo dari gangguan internal
trafo yang menimbulkan gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung
15
singkat di dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo.
2.1.5.2 Rele Jansen
Rele Jansen adalah relai untuk mengamankan transformator dari gangguan
di dalam tap changer yang menimbulkan gas. Dipasang pada pipa yang menuju
konservator.
2.1.5.3 Rele Sudden Pressure
Rele Pressure untuk tangki utama Trafo bekerja apabila di dalam tangki
Trafo terjadi kenaikan tekanan udara akibat terjadinya gangguan di dalam Trafo.
2.1.5.4 Rele HV/LV Winding Temperature
Prinsip kerja rele HV/LV Winding Temperature adalah bekerja apabila suhu
kumparan Trafo melebihi seting dari pada relai HV/LV Winding, besarnya
kenaikan suhu adalah sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara
luar Trafo.
Tahapan kerja relai suhu kumparan / winding ini dibagi 2 tahap:
1. Mengerjakan alarm (Winding Temperature Alarm).
2. Mengerjakan perintah trip ke PMT (Winding Temperature Trip).
2.1.5.5 Rele Arus Lebih
Rele OCR atau yang lebih dikenal dengan Rele Arus Lebih adalah rele
pengaman yang berfungsi melindungi trafo dari gangguan hubung singkat antar
fasa di dalam maupun di luar daerah pengaman trafo.
2.1.5.6 Rele Tangki Tanah
Rele tangki tanah berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung
singkat antara fasa dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan.
2.1.5.7 Restricted Earth Fault (REF)
Relai gangguan tanah terbatas atau Restricted Earth Fault (REF) untuk
mengamankan transformator bila ada gangguan satu satu fasa ke tanah di dekat
titik netral transformator yang tidak dirasakan oleh rele differensial.
16
2.1.5.8 Rele Diferensial
Prinsip kerja rele diferensial membandingkan dua besaran arus yaitu arus
yang masuk dan arus yang keluar, peralatan atau unit dengan besaran tegangan
di beberapa titik pada sebuah peralatan atau unit. Setiap rele per fasenya
dibutuhkan dua trafo arus (CT) atau lebih.
Gambar 2.9 Rele diferensial
Dari gambar di atas bahwa dalam kondisi arah arus Ip dan Is adalah
berlawanan dan mempunyai besar yang sama maka rele diferensial tidak dialiri
arus.
Prinsip Kerja Rele Diferensial
Gambar 2.10 Rele Diferensial dalam keadaan normal
Pada kondisi normal, arus mengalir melalui inslatasi listrik yang diproteksi
yaitu transformator daya atau generator dan arus-arus tranformator arus, yaitu I1
dan I2 bersirkulasi melalui “path” IA. Jika rele diferensial dipasang antara terminal
1 dan terminal 2, maka pada kondisi normal tidak akan ada arus yang mengalir
melaluinya
17
Gambar 2.11 Rele Diferensial terjadi gangguan di luar proteksi
Gambark di atas adalah kondisi rele diferensial jika mengalami gangguan di
luar daerah pengamannya. Jika mengalami gangguan di luar dari daerah yang
diproteksi maka rele diferensialwtidak dapat bekerja karena daerah kerja rele
diferensial tergantung dari CT yang dipasang. Pada saat sisi primer CT1 dan CT2
dialiri arus dengan rasio CT yang demikian, bahwa pada sisi sekunder CT1 dan
CT2 mengalir arus yang sama sehingga besarnya arus akan tetap I1 = I2. Arus
gangguan yang terjadi di luar daerah proteksi tidak dapat mempengaruhi kedua
CT yang terpasang pada peralatan yang diproteksi.
Gambar 2.12 Rele Difensial terjadi gangguan di dalam proteksi
Gambar di atas adalah kondisi rele diferensial pada saat mengalami
gangguan di dalam daerah pengamanannya. Jika mengalami gangguan di
daerah pengamanannya maka rele diferensial harus bekerja, seperti terlihat pada
gambar di atas, pada saat CT1 mengalir arus I1 maka pada CT2 tidak ada arus
yang mengalir (I2 = 0), yang disebabkan karena arus gangguan mengalir pada
titik gangguan maka pada CT2 tidak ada arus yang mengalir (I2 = 0),
Mengakibatkan I1 ≠ I2 sehingga rele diferensial bekerja.
18
2.1.6 Pengujian Individu Rele Differensial
Uji individu adalah pengujian untuk mengetahui kinerja internal rele dengan
menggunakan test plug untuk memisahkan rangkaian internal dan peralatan yang
ada di switchyard. Parameter yang diuji pada pengujian ini adalah pengujian arus
minimum pick up beserta waktu kerjanya, dan juga pengujian measurement.
2.1.7 Pengujian Fungsi Rele Differensial
Uji fungsi adalah pengujian yang bertujuan untuk mengerjakan PMT pada
saat terjadinya gangguan, parameter yang diuji adalah PMT Trip, alarm, dan
indikasi LED Trip. Pada pengujian ini PMT dalam kondisi masuk dan rangkaian
internal terhubung dengan peralatan di switchyard.
2.1.8 Pengujian Stability Rele Differensial
Uji stability adalah pengujian untuk mengetahui kinerja rele pada saat
kondisi balance dan unbalance, pengujian ini mensimulasikan membalik salah
satu fasanya sehingga Idiff≠0 antara sisi HV dan LV.
2.2 Tinjauan Pustaka
Sejak dahulu rele proteksi banyak digunakan pada sistem tenaga listrik
yang terdiri dari rele mekanis dengan setiap tahun nya selalu berubah mengikuti
perkembangan seperti aplikasi elektronika, komputer dan telekomunikasi. Pada
tahun 1980 perkembangan rele statik telah dimulai dengan tahun yang sama rele
elektromekanik dengan perlahan sudah mulai tertinggal. Sehingga beberapa
tahun terakhir hampir semua rele proteksi tenaga listrik beralih dengan rele
numerik dan sistem kerja digital nya ditentukan oleh perangkat keras tetapi
perangkat lunak dipasangi dengan masing – masing perangkat proteksi.
Pada tahun 1980, perkembangan teknologi proteksi dan sistem kendali
tenaga listrik semakin maju sehingga dapat berkembang dengan pesat, hanya
19
pada sisi proteksi yang tidak terbatas, tetapi aspek kontrol dan pengedalian yang
menjadi satu kesatuan telah terintegrasu antara satu dengan lain. Dengan
aplikasi yang terbatas jumlah rele bantu yang dibutuhkan dapat dikurangi dengan
meminimalisasir pemanfaatan rele bantu pada masing-masing rele numerik yang
saling menginterkoneksi satu dengan yang lain tanpa membutuhkan wiring
seperti sistem konvensional. Pada sistem sekunder yang saling tersambung yang
terbentuk pada sistem kontrol otomatis gardu induk memberi akses ke semua
informasi bahkan manajemen aset metodologi dapat di perbaiki dengan mencatat
semua aset perusahaan dengan mudah. (Praktik-praktik Proteksi Sistem Tenaga
Listrik, Bonar Pandjaitan, 2012).
Prinsip kerja rele diferensial tergantung pada perbedaan arus masuk dan
keluar di bagian yang terlindungi, seperti perbedaan dua arus trafo masuk ke rele,
rele diferensial memerlukan trafo arus dipasangkan di dua sisi. Seprti sisi masuk
dan keluar dengan melindungi bagian-bagian tersebut, rele difernsial adalah
kmparator yang sederhana yang dapat membandingkan besar arus atau fasa
relatif ke arus ujung kedua yang terlindungi. (Proteksi Sistem Tenaga Listrik, Ir.
Hasan Basri)
20
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Penilitian
Untuk memudahkan peyusunan penelitian ini maka perlu adanya tahapan
kerja. Tahapan ini adalah langkah-langkah yang akan dilakukan peneliti untuk
menyelesaikan permasalahan yang dibahas. Adapun tahapan kerja yang
dilaksanakan beberapa tahap, yaitu:
1. Studi Litelatur
Tahapan ini dilakukan dengan mempelajari buku-buku, jurnal, dan artikel-
artikel yang bertujuan sebagai referensi yang berhubungan dengan tema
dalam peyusunan Tugas Akhir berdasarkan penelitian.
2. Observasi Lapangan
Tahapan ini dilakukan dengan cara pengamatan dari kegiatan melakukan
pergantian rele differensial secara langsung di lapangan.
3. Pengumpulan data
Tahapan ini dilakukan dengan cara mengumpulkan data dan informasi yang
dibutuhkan.
4. Analisa
Tahapan ini melakukan analisa terhadap data yang telah didapatkan yaitu cara
pergantian rele differensial dan data pengujian individu, pengujian fungsi, dan
pengujian stability rele differensial.
21
1. Melakukan Uji Individu
2. Melakukan Uji Fungsi
3. Melakukan Uji Stability
diferensial rele
TIDAK Jika hasil uji
memenuhi
persyaratan
pensetingan
diferensial rele
YA
ANALISA
Pelaksanaan pergantian rele
dan pengujian diferensial
rele
KESIMPULAN
Gambar 3.1 Flowchart rancangan penilitian
SELESAI
Studi Literature
MULAI
22
3.1.1 Prosedur Pergantian rele differensial
Sebelum melaksanakan pergantian terdapat instruksi kerja yang dibuat
sebagai petunjuk melaksanakan pergantian differensial rele merk GEC ALSTOM
tipe MBCH12 (mekanik) menjadi rele merk Micom P643 (numerik) pada bay Trafo
3 di Gardu induk serpong.
1. Analisa resiko
a. Short circuit akan terjadi apabila rangkaian fungsi arus dan fungsi tegangan
pada saat pembongkaran relai diferensial merk GEC ALSTOM tipe MBCH12
tidak dilakukan isolasi pada ujung kabel sehinnga akan menginisiate
rangkaian kontak tripping pada bay yang lain.
b. Kesalahan Wiring, terminasi setting dan Scheme logic pada rele merk Micom
P643 yang dapat meyebabkan kesalahan kerja rele. Untuk menghindari hal
tersebut maka perlu dilakukan uji continuity, uji fungsi dan meyesuaikan pada
As Built Drawing .
c. Akan terjadi kesalahan kerja pada bay yang beroperasi meyebabkan trip pada
bay tersebut dan kemungkinan berpegaruh pada bay yang lain.
2. Langkah pengamanan sebelum/selama pekerjaan
a. Memastikan bahwa bay Trafo 3 di Gardu Induk Serpong sudah bebas dari
tegangan.
b. Memasang tagging di area pada panel kontrol proteksi bay Trafo 3 di Gardu
Induk Serpong yang akan dilakukan pekerjaan.
c. Ukur sumber FC 110 Vdc (+ terhadap ground, - terhadap ground, + terhadap
-).
d. Matikan supply DC.
e. Memastikan kondisi panel proteksi yang beroperasi dalam kondisi terkunci,
untuk mencegah tidak terjadinya trip pada bay tersebut akibat salah kerja.
3. Peralatan kerja, material bantu, dan perlengkapan K3
1. Peralatan kerja:
a. Alat uji sekunder: 1 set
b. Tools set: 1 set
c. Test Plug MMLB 01: 2 buah
23
d. Roll kabel: 1 set
e. Multimeter : 1 buah
f. Tang Ampere meter:1 buah
g. Bor+Mata Bor: 1 buah
h. Gergaji: 1 buah
i. Radio komunikasi: 1 set
j. Lampu senter: 1 buah
k. Print Maker kabel: 1 buah
l. Kuas: 1 buah
m.Contact Cleaner: 1 can
n. Cairan pembersih kaca: 1 can
o. Isolasi kertas dan Scouth: 1 buah
p. Spidol: 1 buah
q. Blangko-blangko pengujian: 1 set
r. Handphone: 1 set
2. Material bantu:
a. Relay Micom P643: 1 buah
b. Test Link Block MMLG01: 1 buah
c. Kabel 2.5mm, 4mm, 6mm dan marker: 1 lot
d. Kabel Skun 2.5mm dan 4mm: 1 lot
e. kabel marker: 1 lot
f. Kabel Ties 15cm dan 30 cm: 1 lot
3. Perlengkapan K3:
a. Formulir DP3 (Buku Biru)
b. Sepatu Safety
c. Helm
d. Wearpack/Cover all (rompi)
e. Safety Gloves
f. Line Pengaman
g. Tagging/rambu-rambu
4. Pelepasan rele differensial GEC ALSTOM MBCH 12
a. Meyiapkan data setting dan hasil pengujian.
24
b. Meyiapkan blangko-blangko pengujian.
c. Meyiapkan cable schedule antara rele MBCH 12 dengan Rele Micom P643
dipanel +R08.
d. Mengoreksi penerapan setting dari rele lama ke rele baru.
e. Intruksi kerja peralatan stability test set.
f. Meyiapkan as built drawing bay trafo 3 di Gardu Induk Serpong.
1. Tahapan pelepasan wiring input analog dan mengisolasi kabel.
Tabel 3.1 Tahapan pelepasan wiring input analog
MBCH 12
TEST BLOCK
TEST
BLOCK
PANEL PROTEKSI
+R08
STATUS TERMINAL TERMINAL TERMINAL TERMINAL STATUS
INPUT ARUS (HV) :
Arus
Phasa R
-F871: 23 TBXB1: 2 (out) TBXB1: 17
(in) X110: 11
Arus Phasa R
F871: 24, 26, 28 lepas jumper
Arus
Phasa S
-F872: 23 TBXB1: 20
(out)
TBXB1: 19
(in) X110: 12
Arus Phasa S
F872: 24, 26, 28 lepas jumper
Arus
Phasa T
-F873: 23 TBXB1:22
(out)
TBXB1: 21
(in) X110: 13
Arus Phasa T
F873: 24, 26, 28 lepas jumper
Arus
Phasa N
X 150: 13 X110:14
Arus
Phasa N
Arus REF
Phasa
-F87REF1:
27
TBXB3: 26
(out)
TBXB3: 25
(in)
X150: 12
Arus REF
Phasa
Arus REF
Netral
-F87REF1:
28
TBXB3: 28
(out)
TBXB3: 27
(in)
X150 : 14
Arus REF
Netral
INPUT ARUS (LV) :
25
Arus
Phasa R
-F871: 25 TBXB1: 24
(out)
TBXB1: 23
(in) X110: 15
Arus Phasa R
F871: 24, 26, 28 lepas jumper
Arus
Phasa S
-F872: 25 TBXB1: 26
(out)
TBXB1: 25
(in) X110: 16
Arus Phasa S
F872: 24, 26, 28 lepas jumper
Arus
Phasa T
-F873: 25 TBXB1: 28
(out)
TBXB1: 27
(in) X110: 17
Arus Phasa T
F873: 24, 26, 28 lepas jumper
Arus
Phasa N
X 170: 14 X110:18
Arus
Phasa N
Arus REF
Phasa
-F87REF2:
27
TBXB3: 26
(out)
TBXB3: 25
(in)
X170: 11
Arus REF
Phasa
Arus REF
Netral
-F87REF2:
28
TBXB3: 28
(out)
TBXB3: 27
(in)
X150 : 13
Arus REF
Netral
DC
Supply
-F871: 13 -F872: 13 -F873: 13
TBXB1:14 TBXB1: 13 (+) DC Supply
-F871: 14 -F872: 14 -F873: 14
TBXB1:16 TBXB1: 15 (-)
2. Tahapan pelepasan wiring binary ouput.
Tabel 3.2 Tahapan pelepasan binary output
MBCH 12
(F87T)
TEST
BLOCK
PANEL PROTEKSI
+R08
STATUS TERMINAL TERMINAL TERMINAL STATUS
TRIPPING 1
DIFF
(Phasa R)
F871: 1 dan
2 TBXB1: 2 TBXB1: 2
TRIPPING
1 DIFF
PHASA R F871: 3 dan
4
TBXB1: 4 TBXB1: 3
26
TRIPPING 1
DIFF
(Phasa S)
F872: 1 dan
2
Jumper ke
kontak
phasa R
Jumper ke
kontak phasa
R
TRIPPING
1 DIFF
PHASA S F872: 3 dan
4
TRIPPING 1
DIFF
(Phasa T)
F873: 1 dan
2
Jumper ke
kontak
phasa S
Jumper ke
kontak phasa
S
TRIPPING
1 DIFF
PHASA T F873: 3 dan
4
TRIPPING REF HV
F87REF1: 1 TBXB3: 2 TBXB3: 1 REF HV
TRIP F87REF1: 3
TBXB3: 4
TBXB3: 3
TRIPPING
REF LV
F87REF2: 1 TBXB3: 2 TBXB3: 1 REF HV
TRIP F87REF2: 3 TBXB3: 4 TBXB3: 3
ALARM DIFF
-F871: 9 -F872: 9 -F873: 9
TBXB1: 6 TBXB: 5 DIFF
ALARM -F871: 11 -F872: 11 -F873: 11
X350: 3 K67: A1
ALARM REF
HV F87REF1: 2 TBXB3: 6 TBXB3: 5 REF HV
ALARM F87REF1: 4 TBXB3: 8 TBXB3: 7
ALARM REF
LV F87REF2: 2 TBXB5: 6 TBXB5: 5
REF LV ALARM
F87REF2: 4 TBXB5: 8 TBXB5: 7
3. Melepas rele merk GEC ALSTOM tipe MBCH12 dari panel +R80.
4. Melepas wiring ACT disis HV dan sisi LV.
5. Memasang rele baru merk Micom p643.
6. Tahapan pemasangan wiring input analog arus.
27
Tabel 3.3 Tahapan pemasangan wiring input
Micom P643 (F87T)
TEST BLOCK
TEST
BLOCK
PANEL PROTEKSI
+R08
STATUS TERMINAL TERMINAL TERMINAL TERMINA
L STATUS
INPUT ARUS (HV) :
Arus
Phasa R
-F87T : C24 TBXB1 : 2 (in) TBXB1 : 1
(out) X110 : 11
Arus Phasa
R
Arus
Phasa S
-F87T : C26 TBXB1 : 4 (in) TBXB1 : 3
(out) X110 : 12
Arus Phasa
S
Arus
Phasa T
-F87T : C28 TBXB1 : 6 (in) TBXB1 : 5
(out) X110 : 13
Arus Phasa
T
Arus
Phasa N
-F87T : C27 TBXB1 : 8 (in) TBXB1 : 7
(out) X110 : 14
Arus Phasa
N
Arus REF
Phasa
-F87T : C16
TBXB3 : 26
(in)
TBXB3 : 25
(out)
X150 : 12
Arus REF
Phasa
Arus REF
Netral
-F87T : C15
TBXB3 : 28
(in)
TBXB3 : 27
(out)
X150 : 14
Arus REF
Netral
Arus
Phasa R
-F87T : E24 TBXB1 : 22
(in) TBXB1 : 21
(out)
X110 : 15
Arus Phasa
R
28
Arus
Phasa S
-F87T : E26 TBXB1 : 24
(in) TBXB1 : 23
(out)
X110 : 16
Arus Phasa
S
Arus
Phasa T
-F87T : E28 TBXB1 : 26
(in) TBXB1 : 25
(out)
X110 : 17
Arus Phasa
T
Arus
Phasa N
-F87T : E27 TBXB1 : 28
(in)
TBXB1 : 27
(out)
X110 : 18
Arus Phasa
N
Arus REF
Phasa
-F87T : C14
TBXB5: 28 (in)
TBXB5 : 27
(out)
X170 : 13
Arus REF
Phasa
Arus REF
Netral
-F87T : C13
TBXB5 : 26
(in)
TBXB5 : 25
(out)
X170 : 11
Arus REF
Netral
DC
Supply
-F87T : J2 TBXB1 : 14 TBXB1 : 13 (+)
DC Supply -F87T : J1 TBXB1 : 16 TBXB1 : 15 (-)
7. Tahapan pemasangan wiring binary output.
Tabel 3.4 Tahapan pemasangan wiring binary output
Micom P643
(F87T)
TEST
BLOCK
PANEL PROTEKSI
+R08
STATUS TERMINAL TERMINAL TERMINAL STATUS
TRIPPING 1
DIFF
(Kontak 1)
H5 TBXB1 : 10
(in)
TBXB1 : 9
(out) TRIPPING
1 DIFF
H6 TBXB1 : 12
(in)
TBXB1 : 11
(out)
TRIPPING 1
DIFF
G5 Jumper ke
kontak 1
Jumper ke
kontak 1
TRIPPING
1 DIFF G6
29
(Kontak 2)
TRIPPING
REF HV
(Kontak 1)
H1 TBXB3 : 2
(in)
TBXB3 : 1
(out)
REF HV
TRIP H2
TBXB3 : 4
(in)
TBXB3 : 3
(out)
TRIPPING
REF HV
(Kontak 2)
G1 Jumper ke
kontak 1
Jumper ke
kontak 1
REF HV
TRIP G2
TRIPPING
REF LV
(Kontak 1)
H3 TBXB5 : 2
(in)
TBXB5 : 1
(out)
REF LV
TRIP H4
TBXB5 : 4
(in)
TBXB5 : 3
(out)
TRIPPING
REF LV
(Kontak 2)
G3 Jumper ke
kontak 1
Jumper ke
kontak 1
REF LV
TRIP G4
ALARM DIFF
H7 TBXB1 : 18
(in)
TBXB1 : 17
(out)
DIFF
ALARM H8
TBXB1 : 20
(in)
TBXB1 : 19
(out)
ALARM REF
HV
H9 TBXB3 : 6
(in)
TBXB3 : 5
(out)
REF HV
ALARM H10
TBXB3 : 8
(in)
TBXB3 : 7
(out)
ALARM REF
LV
H11 TBXB5 : 6
(in)
TBXB5 : 5
(out)
REF LV
ALARM
H12 TBXB5 : 8
(in)
TBXB5 : 7
(out)
8. Penggatian rele GEC ALSTOM tipe MBCH12 dengan rele baru merk Micom
P643 kondisi tidak bertegangan.
a. Menutup rangkaian arus yang masuk ke rele differensial merk GEC ALSTOM
tipe MBCH12 diterminal X110 1, 2, 3 dan 4 (sisi 150 kV) dan X110: 5, 6, 7 dan
8 (sisi 20 KV).
b. Memeriksa polaritas supply DC 110 V.
30
c. Mematikan power supply DC untuk rele Differential merk GEC ALSTOM tipe
MBCH12.
d. Melepas wiring eksisting rele Differential merk GEC ALSTOM tipe MBCH12.
e. Melepas/rack-out dan merapikan rele Differential merk GEC ALSTOM tipe
MBCH12 dari panel.
f. Memasang rele baru yaitu relai merk Micom P643.
g. Wiring rangkaian power supply DC, arus (CT) dan binary output untuk relai
merk Micom P643 yang diambil dari wiring rele Differensial GEC ALSTOM tipe
MBCH12 eksisting sesuai dengan wiring list, dan dilengkapi dengan test link
block untuk masing-masing rele.
h. Continuity wiring pada rele merk Micom P643 dari terminal rele sampai
terminal panel.
i. Memeriksa wiring dan polaritas power supply DC 110 VDC dari terminal panel
ke terminal power supply rele.
j. Menyalakan power supply DC 110 VDC untuk rele merk Micom P643.
9. Pengujian rele baru (Micom P643) dalam kondisi tidak bertegangan
Menghubungkan output arus alat uji ke test plug input arus dan kontak trip rele:
a. Membuka test block TBX87TA, TBX87TB dan memasang test plug dengan
menjumper sisi kiri dan kanan (untuk supply dc X87TA 13, 14 jumper, 15, 16
jumper.
b. Menutup (loop) rangkaian arus yang menuju ke CT Trafo diterminal X110 1, 2,
3 dan 4 (sisi 150 kV) dan X110 5, 6, 7 dan 8 (sisi 20 kV) di panel proteksi.
c. Menghubungkan output arus/tegangan dan kontak alat uji ke test plug input
arus/tegangan dan kontak trip rele pada nomor berikut:
Tabel 3.5 Menghubungkan output arus/tegangan dan kontak trip rele ke alat uji
test plug STATUS INPUT ARUS
DIFFERENSIAL SISI HV
NO. TERMINAL TEST PLUG
Arus Phasa R X87TA 2
Arus phasa S X87TA 4
Arus Phasa T X87TA 6
31
Arus Phasa N X87TA 8
INPUT ARUS DIFFERENSIAL SISI LV:
Arus Phasa R X87TA 22
Arus Phasa S X87TA 24
Arus Phasa T X87TA 26
Arus Phasa N X87TA 28
KONTAK TRIP:
Differensial Trip X87TA 10
Differensial Trip X87TA 12
KONTAK ALARM:
Differensial Alarm X87TA 18
Differensial Alarm X87TA 20
d. Melakukan uji individu sesuai dengan blanko terlampir.
e. Melakukan uji fungsi sesuai dengan blanko terlampir.
f. Melakukan uji stability sesuai dengan blanko terlampir.
10. Langkah pengamanan setelah pengujian
a. Melepaskan tagging di area pada panel kontrol/proteksi bay Trafo 3 di GI
Serpong setelah dilakukan pengujian.
b. Informasikan kepada Pengawas Pekerjaan bahwa pekerjaan Penggantian
relai Differential merk GEC ALSTOM tipe MBCH12 menjadi relai merk Micom
P643 sudah selesai.
3.2 Teknik Analisa
Teknik analisa data adalah cara melaksanakan analisis terhadap data,
dengan tujuan mengolah data tersebut menjadi informasi , sehingga karakteristik
dan sifat-sifat datanya dapat dengan mudah dipahami dan bermanfaat untuk
menjawab masalah-masalah yang bersangkutan dengan kegiatan penelitian,
baik bersangkutan dengan deskripsi data maupun menarik kesimpulan.
Pada penelitian ini penulis akan membandingkan hasil pengujian individu,
pengujian fungsi, dan pengujian stability yang ada pada Gardu Induk Serpong
32
dengan hasil perhitungan teori, apakah hasil pengukuran yang didapatkan sudah
benar.
3.2.1 Pengujian Individu Rele Differensial
Uji individu adalah pengujian untuk mengetahui kinerja internal rele dengan
menggunakan test plug untuk memisahkan rangkaian internal dan peralatan
yang ada di switchyard. Parameter yang diuji pada pengujian ini adalah pengujian
arus minimum pick up beserta waktu kerjanya, dan juga pengujian measurement.
Dalam pengujian individu terdapat lagi beberapa pengujian didalam pengujian
induvidu ini yaitu pengujian Measurement bagian primer dan sekunder
dan juga pengujian arus Pick Up differensial rele.
1. Untuk memastikan apakah pengukuran (measurement) dari rele differensial
benar maka diapakai lah rumus:
Iterukur = rasio CT Terpasang .......................................................................................................................................
(3.1)
Secondary Injector
2. Untuk mencari persen dari pengujian arus pick up differensial rele dipakai
rumus dibawah ini, acuan tidak kurang dari 90%.
I𝐾𝑒𝑚𝑏𝑎𝑙𝑖 × 100% .................................................................................................. (3.2) I𝐾𝑒𝑟𝑗𝑎 𝑃𝑖𝑐𝑘 𝑈𝑃
Dimana:
Ikembali: ketika rele differensial tidak merasakan arus gangguan
IKerjapickup: ketika rele mulai merasakan ada arus gangguan
3.2.2 Pengujian Fungsi Rele Differensial
Uji fungsi adalah pengujian yang bertujuan untuk mengerjakan PMT pada
saat terjadinya gangguan, parameter yang diuji adalah PMT Trip, alarm, dan
indikasi LED Trip atau pengujian ini berfokus untuk menguji kontak keluaran dan
indikasi dari rele differensial.
3.2.3 Pengujian Stability Rele Differensial
Uji stability adalah pengujian untuk mengetahui kinerja rele pada saat
kondisi balance dan unbalance.
33
Untuk memastikan apakah hasil pengukuran di rele differensial benar maka
diperlukan menghitung arus nominal trafo sisi primer dan sekunder, menghitung
arus hubung singkat primer dan sekunder, menghitung arus yang terbaca sisi
primer dan sekunder.
1. Rumus menghitung arus nominal trafo sisi primer:
IP = S
𝑉.√3
.................................................................................................. (3.3)
Dimana:
S= daya semu trafo
V= tegangan primer trafo
Rumus menghitung arus nominal trafo sisi sekunder:
IS = S
𝑉.√3
Dimana:
................................................................................................. (3.4)
S= daya semu trafo
V= tegangan primer trafo
2. Setelah mencari arus nominal trafo selanjutnya adalah menghitung arus
hubung singkat dari sisi primer dan sekunder trafo. Rumus menghitung arus
hubung singkat sisi primer: 100%
×Inom trafo primer ............................................................................................................................ (3.5) 𝑍𝑇𝑟𝑎𝑓𝑜
Dimana:
Ztrafo = impedansi trafo
Inom trafo primer = arus nominal trafo sisi primer
Rumus menghitung arus hubung singkat sisi sekunder: 100%
×Inom trafo sekunder ........................................................................................................................ (3.6) 𝑍𝑇𝑟𝑎𝑓𝑜
Dimana:
Ztrafo = impedansi trafo
Inom trafo primer = arus nominal trafo sisi sekunder
3. Menetukan nilai arus yang terbaca di rele pada sisi primer dan sekunder.
Rumus untuk menghitung nilai yang terbaca di rele pada sisi primer: Vinjeksi primer
×Ihubung singkat sisi prim ......................................................................................... (3.7) VPrimer trafo
34
Dimana:
Vinjeksi = tegangan injeksi primer
Vprimer trafo = tegangan trafo sisi primer
Ihubung singkat prim= arus hubung singkat primer
Rumus untuk menghitung nilai yang terbaca di rele pada sisi sekunder: Vinjeksi sekunder
×Ihubung singkat sisi sek ....................................................................................... (3.8) Vsekunder trafo
Dimana:
Vinjeksi = tegangan injeksi sekunder
Vprimer trafo = tegangan trafo sisi sekunder
Ihubung singkat sek = arus hubung singkat sisi sekunder
3.3 Jadwal Penelitian
Berikut adalah tabel jadwal kegiatan peneitian. Jadwal kegiatan penelitian ini
mengacu pada rencana kegiatan dengan keluaran yang diharapkan.
Tabel 3.6 Jadwal Kegiatan Penelitian
No Kegiatan
Minggu Ke-
Bulan
Februari Maret April Mei Juni Juli
2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2
1 Studi Literatur
2 Observasi Lapangan
3 Pengumpulan Data
4 Analisis hasil pengujian rele proteksi
5 Pembuatan Laporan
36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil dan Pembahasan
4.1.1 Spesifikasi Transformator 3 Gardu Induk Serpong
Tabel 4.1 Spesifikasi transformator 3 GI Serpong
Merk
UNINDO
Type
TTH.RV
Vektor group
YN-yn0-d 11
Impedansi
13,3 %
Tahun operasi
28-01-1999
Daya
60 MVA
Tegangan sistem
150/20 kV
No. seri
A9715218-04
4.1.2 Spesifikasi Trafo Arus (CT)
Tabel 4.2 Spesifikasi Current Transformator sisi primer
Merk
GEC Alsthom
Type
QDR170
Standart
IEC 99-1
Class
5P20
Ratio
300/5
37
Tabel 4.3 Spesifikasi Current Transformator sisi sekunder
Merk
MG
Class
3
Ratio
2000/5
Type
TCRT.3
4.1.3 Spesifikasi Rele Differensial
Tabel 4.4 Spesifikasi rele differensial merk GEC Alsthom MBCH12 (Mekanik)
Merek
GEC ALSTOM
Tipe
MBCH 12
Rating
5 A
Arus Setting
0,3 A
Penghantar
Bay penghantar 3
Gambar 4.1 Rele differensial tipe MBCH 12
38
Tabel 4.5 Spesifikasi rele differensial merk Micom P643 (Numerik)
Merk
ALSTOM
Tipe
P643 Micom
Arus pengenal
1 A
Batas Setelan
0,3 A
penghantar
Bay penghantar 3
No.seri
34291596/11/17
Gambar 4.2 Rele differensial tipe Alstom P643
39
4.1.4 Gardu Induk Serpong
Gambar 4.3 menunjukkan single line diagram dari Gardu Induk Serpong
150 KV. Pada Gardu induk Serpong terdapat 4 Buah Transformator tenaga
150/20 KV 4×60 MVA.
Gambar 4.3 Single line diagram Gardu Induk Serpong 150 KV.
4.1.5 Single line diagram rele differensial dan proteksi Transformator 3
Gardu Induk Serpong
Gambar 4.4 dan 4.5 adalah single line diagram dari rele differensial dan
proteksi pada Transformator 3 gardu induk serpong. Prinsip kerja rele differensial
berdasarkan keseimbangan. Tugas utama rele differensial adalah
mengamankan Transformator dari arus lebih yang terjadi karena adanya hubung
singkat.
40
Gambar 4.4 Single line diagram rele differensial dan proteksi Transformator 3
Gardu Induk Sepong sebelum dilakukan pergantian rele Differensial
Gambar 4.5 single line diagram rele differensial dan proteksi Transformator 3 Gardu Induk Serpong sesudah dilakukan pergantian rele differensial
41
4.1.6 Rangkaian arus rele differensial Transformator 3 Gardu Induk Serpong
Gambar 4.6 adalah single line dari rangkaian sirkuit-sirkuit arus dari rele
differensial Micom P643 yang terhubung dari current Transformator sisi primer
atau sisi 150 KV sampai Current Transformer sisi sekunder atau sisi 20 KV
Gambar 4.6 Rangkaian arus rele differensial sirkuit Transformator 3 GI serpong
4.1.7 Hasil Pengujian Individu Rele Differensial
Tabel 4.6 dan 4.7 adalah hasil pengukuran dan pengujian individu rele
differensial setelah melaksanakan pergantian rele yang mencakup pengujian
pengukuran (measurement) dan pengujian arus pick up rele differensial.
Lokasi: GI 150KV Serpong
Penghantar: Bay Transformer 3
Data Teknis Pabrik: ALSTOM
Batas setelan: Is1 0.3 A
42
Tipe: P64391BA6M0040K
Rasio CT: 300/5 A, 2000/5 A
Arus pengenal (In): 1 A
No. seri: 34291596/11/17
1. Pemeriksaan visual :
a. Pelat nama: Ada, jelas dan lengkap.
b. Casing dan modul: Tidak cacat dan lengkap.
c. Pembumian casing: Terhubung dan tidak cacat.
d. Indikator: Ada dan lengkap.
2. Pemeriksaan catu daya.
a. Polaritas: Sesuai.
b. Besaran tegangan: Sesuai.
3. Pengujian.
Tabel 4.6 Hasil Pengujian measurement dengan rasio CT 300/5 A
Secondary Injected (A) Phase R (A) Phase S (A) Phase T (A)
500 (mA) 29.63 29.78 29.87
1000 (mA) 60.02 59.05 60.13
2000 (mA) 120.5 120.3 120.2
3000 (mA) 180.7 180.5 180.6
4000 (mA) 241.1 241.2 240.9
5000 (mA) 301.4 301.3 301.2
Tabel 4.7 Hasil Pengujian measurement dengan rasio CT 2000/5 A
Secondary Injected (A) Phase R (A) Phase S (A) Phase T (A)
500 (mA 199.6 198.1 199.5
1000 (mA) 400.1 400.1 399.7
2000 (mA) 802.3 801.3 801.9
3000 (mA) 1203 1204 1204
4000 (mA) 1605 1607 1606
5000 (mA) 2008 2009 2007
43
Untuk memastikan apakah hasil dari pengujian benar maka dipakai rumus
dari persamaan (3.1)
Iterukur prim1 = 300/5 A
0,5 A
Iterukur prim4 = 300/5 A
3 A
= 30 A = 180 A
Iterukur prim2 = 300/5 A
1 A
Iterukur prim5 = 300/5 A
4 A
= 60 A = 240 A
Iterukur prim3 = 300/5 A
2 A
Iterukur prim6 = 300/5 A
5 A
= 120 A = 300 A
Dari hasil perhitungan yang dilakukan dan hasil pengujian di sisi primer atau
sisi CT 300/5 didapatkan bahwa hasil dari pengujian sudah benar walaupun tidak
sama tetapi hasil pengujian mendekati dari hasil perhitungan yang didapatkan.
Iterukur sek1 = 2000/5 A
0,5 A
Iterukur sek4 = 2000/5 A
3 A
= 200 A = 1200 A
Iterukur sek2 = 2000/5 A
1 A
Iterukur sek5 = 2000/5 A
4 A
= 400 A = 1600 A
Iterukur sek3 = 2000/5 A
2 A
Iterukur sek6 = 2000/5 A
5 A
= 800 A = 2000 A
Dari hasil perhitungan yang dilakukan dan hasil pengujian di sisi sekunder
atau sisi CT 2000/5 didapatkan bahwa hasil dari pengujian sudah benar
walaupun tidak sama tetapi hasil pengujian mendekati dari hasil perhitungan
yang didapatkan.
44
Tabel 4.8 Pengujian arus pick up rele differensial
Is1 = 0.3 A Phase: R / S / T
Setelan relai Is1 0.3 0.3 0.3
Arus kerja Ipu (A) 1.151 1.151 1.151
Arus kembali Ir (A) 1.096 1.096 1.096
IPU atau arus kerja adalah arus dimana rele mulai merasakan adanya arus
gangguan dan IR atau arus kembali dimanaa rele tidak merasakan arus
gangguan. Untuk mengetahui berapa persen perbandingan dari Ipu dan IR maka
dipakai rumus dari persamaan (3.2):
1.096 × 100%
1.151
= 95.22%
Hasil yang didapatkan sudah termasuk bagus karena hasil yang di
rekomendasikan adalah ≤ 90%.
4.1.8 Hasil Pengujian Fungsi Kontak keluaran dan Indikasi Rele Differensial
Tabel 4.9 Hasil pengujian fungsi rele differensial
Kontak keluaran: Baik.
Indikasi: Baik.
FAULT TYPE INDICATION RELAY INDICATION OPERATED
LED 1 DIFF R MASTER TRIP. RELAY K861
LED 2 DIFF S PENGAMAN UTAMA BEKERJA
DIFF
LED 3 DIFF T
START PHASE ABC
DIFFERENTIAL RELAY OPERATED (Announciator)
TRIPPED PHASE ABC CB 150Kv TRIP
DIFF PROTECTION START
CB 20Kv TRIP
DIFF PROTECTION BIAS TRIP
45
Uji fungsi adalah pengujian yang bertujuan untuk mengerjakan PMT pada saat
terjadinya gangguan, parameter yang diuji adalah PMT Trip, alarm, dan indikasi
LED Trip atau pengujian ini berfokus untuk menguji kontak keluaran dan indikasi
dari rele differensial. Hasil dari tabel pengujian fungsi rele differensial diatas bisa
disimpulkan bahwa kontak keluaran beserta indikasi nya baik.
4.1.9 Hasil Pengujian Stability Rele Differensial
Lokasi: Gardu Induk Serpong 150kV
Rangkaian Pengujian
380 VAC
Jumper
sementara
Gambar 4.7 Rangkaian pengujian Stability Test
1. Pemeriksaan visual :
a. Relai diferensial: Tidak cacat.
b. Transformator arus: Tidak cacat.
c. Kesesuaian pemilihan kelompok vektor & rasio: Sesuai.
d. Kesesuaian urutan fasa penghantar primer sisi TT & TM: Sesuai gambar
skematik
e. Fasilitas pengukuran arus diferensial: Ada dan lengkap.
f. Pengujian stabilitas.
g. Pengukuran arus primer dan sekunder CT rasio HV/LV 300/5 A dan 2000/5 A
Tabel 4.10 Kondisi stabil
phasa sisi 150 kV sisi 20 kV
Arus (A) Sudut (0) Arus (A) Sudut (0)
R 4.694 0 34.18 178.7
S 4.875 -121.4 34.61 58.60
R R
S HV LV
T I
S
T R Ir
F87
Id
46
T 4.728 119.2 34.74 -61.59
Tabel 4.11 Kondisi tidak stabil
Phasa sisi 150 kV sisi 20 kV
Arus (A) Sudut (0) Arus (A) Sudut (0)
R 4.810 0 34.88 -2.502
S 4.786 -122.8 35.64 -122.9
T 4.571 117.8 35.32 118.6
Untuk memastikan apakah hasil pengukuran yang dilakukan benar maka
diperlukan menghitung arus nominal trafo sisi primer dan sekunder, menghitung
arus hubung singkat primer dan sekunder, menghitung arus yang terbaca sisi
primer dan sekunder.
Dari rumus persamaan (3.3) dan (3.4) untuk menghitung arus nominal trafo
sisi primer dan sekunder:
IP = 60.000Kva
= 231 A
150 𝐾𝑉.√3
IP = 231 A
IS = 60.000Kva
= 1.731 A 20 𝐾𝑉.√3
Is = 1.731 A
Arus nominal trafo sisi primer adalah 231 A, sedangkan arus nominal trafo
sisi sekunder adalah 1.731 A. Setelah mencari arus nominal trafo selanjutnya
adalah menghitung arus hubung singkat dari sisi primer dan sekunder trafo
dengan memakai rumus persamaan (3.5 ) dan (3.6):
100% ×231 A = 1736,84 A
13,3 %
100%
×1.731 A = 13022,55 A 13,3 %
Diketahui tegangan injeksi dari sisi primer adalah 380 Volt, untuk
mengetahui tegangan yang ada di sisi sekunder adalah:
47
Vinjeksi primer
VRasio trafo
380
= 50,7 V 7,5
Untuk tegangan injeksi sisi sekunder adalah 50,7 Volt.
Menetukan nilai arus yang terbaca di sisi primer dan sekunder degan
memakai rumus persamaan (3.7) dan (3.8). Pada sisi primer:
380 V × 1736, 84 A = 4,4 A
150 Kv
Pada sisi sekunder:
50,7 V× 13022,55 A = 33,16 A
20 Kv
Dari hasil perhitungan yang didapatkan dan melihat dari hasil pengukuran
untuk sisi primer dan sekunder didapatkan hasil yang hampir mendekati tetapi
hasil perhitungan dengan hasil pengukuran sedikit berbeda dikarenakan pada
saat pengujian tap changer trafo pada tap paling rendah, untuk hasill perhitungan
memakai tap changer trafo pada normal operasi yaitu pada tap 8. Dari hasil
tersebut dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran dengan perhitungan sudah
baik dikarenakan sudah sama-sama mendakatin nilai dari hasil pengukuran dan
perhitungan. Dapat dilihat hasil pengukuran terdapat sudut, sudut inilah yang
mengindaksikan dimana kondisi stabil dan tidak stabil. Dalam kondisi stabil sudut
fasa R,S,T akan membentuk 120°. Dapat dilihat di keadaan tidak stabil sudut
sampai membentuk sampai dengan -2.502° inilah yang dikatakan rele differensial
dalam keadaan tidak stabil. Pada kondisi tidak stabil pengujian dilakukan dengan
menukar salah satu fasa di CT primer atau pun di CT sekunder. Dengan di
tukarnya salah satu fasa maka disimulasikan adanya arus gangguan di internal
rele differensial.
48
Tabel 4.12 Pengukuran Arus Differensial (Idiff) dan arus bias (Ibias)
Phasa Kondisi stabil Kondisi tidak stabil
Arus diferensial (Idiff)
(A)
Arus Bias (Ibias)
(A)
Arus diferensial (Idiff)
(A)
Arus Bias (Ibias)
(A)
R 0.0006 0.020 0.041 0.020
S 0.001 0.020 0.041 0.021
T 0.0004 0.020 0.040 0.020
Ini adalah hasil pengukuran yang terbaca di rele differensial atau indikasi
dalam kondisi stabil dan kondisi tidak stabil. Dari hasil tabel diatas dalam kondisi
stabil arus differensiall mendekati nol karena tidak ada arus differensial yang
melewati rele sedangakan arus bias harus lebih besar dari arus differensial
dikarenakan arus bias berfungsi untuk gangguan external di luar pengamanan
rele differensial. Pada kondisi tidak stabil disimulasikan salah satu fasa CT primet
atau pun CT Sekunder di tukar salah satu fasanya sehingga akan terjadi arus
differensial pada salah satu sisi sehingga rele differensial saling menjumlahkan
dan arus differensial lebih besar dari arus bias nya sehingga rele differensil
melakukan trip karena terdapat gangguan atau hubung singkat di dalam internal
pengamanan rele. Dapat disimpulkan bahwa pengukuran simulasi kondisi stabil
dan tidak stabil di atas sudah benar.
4.2 Implikasi Penelitian
Berdasarkan hasil penelitian diatas dapat dikemukakan implikasi sebagai
berikut:
1. Pergantian rele lama (mekanik) ke rele yang baru (numerik) sangat
berdampak kepada proteksi sistem tenaga listrik terutama kepada peralatan
seperti transformator daya, selain itu juga untuk menjaga kesensitifan rele
terhadap gangguan internal tetap responsfi dan stabil terhadap gangguan
external.
49
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil pergantian dan pengujian rele differensial tipe GEC
ALSTHOM MBCH12 menjadi tipe Micom P643 di Gardu Induk Serpong, maka
dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Untuk melakukan pergantian rele differensial harus sesuai dengan Intruksi
Kerja dan selalu menganalisa resiko yang mungkin terjadi saat melakukan
pekerjaan pergantian rele differensial.
2. Dari hasil perhitungan terhadap hasil pengujian measurement rele differensial
di sisi primer atau di sisi 150 kV dan sekunder atau sisi 20 kV hasil pengujian
measurement sudah cukup baik.
3. Dari hasil pengujian arus pick up (IPU) dan arus kembali (Ir) rele differensial
diperolah perbandingan 95.22%, yang menunjukan hasil pengujian sudah
sesuai atau cukup baik.
4. Hasil dari pengujian fungsi rele differensial sudah sangat baik. Uji fungsi sudah
dapat mentripkan PMT dan indikator seperti alarm, announciator yang
berfungsi dengan baik.
5. Dari hasil perhitungan terhadap pengukuran pengujian stabil dan unstabil rele
differensial terdapat sedikit perbedaan nilai arus dari hasil pengukuran dan
teori perhitungan yang disebabkan pada pengujian stabil dan unstabil rele
differensial memakai tap changer trafo terendah sedangakan nilai arus pada
teori perhitungan memakai posisi normal tap changer yaitu di tap 8 yang
menghasilkan tegangan trafo 150 kV dan impedansi sebesar 13,3%.
6. Dari hasil pengujian stabil dan unstabil rele differensial, pada kondisi stabil
sudut antar fasa saling membentuk kurang lebih 120°, sedangkan pada
kondisi unstabil sudut antar fasa tidak membentuk sudut 120°.
7. Pada kondisi stabil arus differensial (Idiff) mendekatin nol dengan arus bias
(Ibias) yang naik, ini adalah indikasi rele differensial dalam kondisi stabil.
Sedangakan pada kondisi unstabil arus differensial (Idiff) naik dan arus biasnya
50
(Ibias) tetap ada, tetapi arus differensial lebih besar dibandingkan dengan arus
bias (Ibias) ini adalah indikasi rele differensial dalam kondisi unstabil.
5.2 Saran
Pergantian rele differensial sebaiknya dilakukan terhadap rele-rele yang
sudah tua, agar tingkat proteksi pada suatu sistem tenaga listrik bisa mencapai
handal selain itu juga untuk menjaga kesensitifan rele terhadap gangguan
internal tetap responsif dan stabil terhadap gangguan external.
51
DAFTAR PUSTAKA
1. Dr. Artono Arismunandar, M.A.Sc., (2004). “Buku Pegangan Teknik Tenaga
Listrik Jilid III: Gardu Induk”. Jakarta: PT. Pradnya Paramita
2. PT. PLN (Persero). (2014). “Buku Pedoman Pemeliharaan Proteksi dan
Kontrol Transformator (PMT)”. Jakarta: PT. PLN (Persero).
3. Pusat Pendidikan dan Pelatihan PT. PLN (Persero). (2012). “Proteksi Sistem
Tenaga Listrik Filosofi, Strategi dan Analisa Untuk Peningkatan Keandalan”.
Jakarta: Pusdiklat PT.PLN (Persero).
4. Schneider Electric. (2011). “Technical Manual Transformer Protection Relay
Micom P643”. Rueil-Malmaison, France: Schneider Electric.
5. Zuhal. (1991). “Dasar Tenaga Listrik”. Bandung: Lembaga Penerbit Institut
Teknologi bandung.
6. Bonar Pandjaitan. (2014). “Praktik-Praktik Proteksi Sistem Tenaga Listrik”.
Jakarta: Andi Publisher.
7. IR. Hazairin. (2004). “Teknik Dasar Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik”.
Palembang: Penerbit Unsri.
8. Syamsir Abduh. (2001). “Teknik Tegangan Tinggi”. Jakarta: Salemba Teknika
9. Pusat Pendidikan dan Pelatihan PT. PLN (Persero). (2012). “Pengoperasian
Gardu Induk”. Jakarta: Pusdiklat PT.PLN (Persero).
52
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Data Personal
NIM : 201771111
Nama : Muhammad Sutan Iqbal Siregar
Tempat / Tanggal Lahir : Palembang / 21 Januari 2000
Jenis Kelamin : Laki - laki
Agama : Islam
Status Perkawinan : Belum Menikah
Program Studi : D3 Teknologi Listrik
Alamat : Jl. Nusa penida II no.3754 blok f5 kec.sako kel.
Sako Palembang, Sumatera selatan
Nomor Telepon : 087785078216
Email : [email protected]
JENJANG NAMA LEMBAGA JURUSAN TAHUN LULUS
SD SDN 115 Palembang 2011
SMP SMPN 04 Palembang 2014
SMA SMAN 01 Palembang IPA 2017
Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.
Jakarta, 23 Juli 2020
Mahasiswa Ybs.
Muhammad Sutan Iqbal Siregar
53
LAMPIRAN
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR
Nama Mahasiswa : Muhammad Sutan Iqbal Siregar
NIM : 2017-71-111
Program Studi : Teknologi Listrik
Jenjang : Diploma III
Pembimbing Utama : Aas Wasri Hasanah. S. Si., MT
Judul Tugas Akhir : Pergantian Rele Differensial Mekanik ke Rele
Differensial Numerik.
No Tanggal Materi Bimbingan Paraf
Pembimbing
1. 11 Februari 2020 Konsultasi proposal proyek akhir
2 17 Februari 2020 Konsultasi judul proyek akhir
3 5 Maret 2020 Konsultasi bab 1
4 11 Maret 2020 Konsultasi bab 2
5 18 Maret 2020 Konsultasi bab 3
6 23 Maret 2020 Konsultasi proposal proyek akhir
secara lengkap
7 3 April 2020 Konsultasi sidang proposal proyek akhir
secara lengkap
8 6 April 2020 Konsultasi power point materi proposal
proyek akhir
9 14 April 2020 Revisi hasil sidang proposal proyek
akhir
10 4 Juni 2020 Konsultasi dengan pembimbing
pertama terkait bab 1-3
11 8 Juni 2020 Konsultasi dengan pembimbing terkait
bab 4-5
12 11 Juli 2020 Konsultasi mengenai masalah masalah
yang dihadapin pada pembuatan
laporan proyek akhir
13 21 Juli 2020 Konsultasi dengan pembimbing
pertama terkait bab 1-5 secara lengkap
14 22 Juli 2020 Konsultasi hasil revisi format penulisan
proyek akhir
