BAB IPENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANG

Listrik memiliki peran vital dan strategis, ketersediannya harus memenuhi aspek andal, aman dan akrab lingkungan. Keandalan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem dan konstruksi instalasi listrik yang memenuhi ketentuan dan persyaratan yang berlaku. Keamanan sistem tenaga listrik ditentukan oleh sistem pengaman (protection system) yang baik, benar, andal atau tepat sesuai dengan kebutuhan sistem yang ada. Proteksi transmisi tenaga listrik sangat penting dalam proses penyaluran daya dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip dalam 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 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 konsentrasi yaitu sistem proteksi. Selain untuk memenuhi tugas mata kuliah tersebut, penyusun juga berharap mendapatkan ilmu yang lebih berdasarkan topic yang diusung oleh penyusun. Dengan demikian, penyusun tidak hanya memiliki nilai sebagai buah hasil pembuatan makalah ini tetai juga mendapatkan kompetensi yang lebih.

11.2 TUJUAN

Tujuan dari proteksi transmisi tenaga listrik ini adalah agar proses penyaluran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga saluran distribusi listrik (substation distribution) dapat disalurkan sampai pada konsumen pengguna listrik yang aman. Proteksi transmisi ini di terapkan agar jika terjadi gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidak mengalami kerusakan.

2BAB IIISI

2 2.1 PENGERTIAN SISTEM PROTEKSI TRANSMISI TENAGA LISTRIKPengertian proteksi transmisi tenaga listrik adalah adalah proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik pada suatu transmisi tenaga listrik sehingga proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) dapat disalurkan sampai pada konsumen pengguna listrik dengan aman. Proteksi transmisi tenaga listrik diterapkan pada transmisi tenaga listrik agar jika terjadi gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidak mengalami kerusakan. Ini juga termasuk saat terjadi perawatan dalam kondisi menyala. Jika proteksi bekerja dengan baik, maka pekerja dapat melakukan pemeliharaan transmisi tenaga listrik dalam kondisi bertegangan. Jika saat melakukan pemeliharaan tersebut terjadi gangguan, maka pengaman-pengaman yang terpasang harus bekerja demi mengamankan sistem dan manusia yang sedang melakukan perawatan.Transmisi tenaga listrik terbagi dalam beberapa kategori. Kategori yang pertama adalah transmisi dengan tegangan sebesar 500 kV. Ini merupakan transmisi yang sangat tinggi. Karena di Indonesia masih menggunakan sistem 500 kV. Kategori yang kedua adalah transmisi dengan tegangan sebesar 150 Kv. Dan yang ketiga adalah transmisi 75 kV. Untuk dibawah 75 kV selanjutnya dinamakan dengan distribusi tenaga listrik. Dua fungsi utama proteksi antara lain adalah : Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya pada bagian sistem yang diamankannya. Melepaskan bagian sistem yang terganggu, sehingga bagian sistem lainnya yang tidak mengalami gangguan dapat terus beroperasi.Proteksi ini berbeda dengan pengaman. Jika pengaman suatu sistem berarti system tersebut tidak merasakan gangguan sekalipun. Sedangkan proteksi atau pengaman sistem, sistem merasakan gangguan tersebut namun dalam waktu yang sangat singkat

3dapat diamankan. Sehingga sistem tidak mengalami kerusakan akibat gangguan yang terlalu lama. Gangguan pada transmisi tenaga listrik dapat berupa : Gangguan transmisi akibat hubung singkat, gangguan transmisi akibat sambaran petir, dan gangguan transmisi akibat hilangnya salah satu kabel fasa disebabkan dicuri oleh manusia. Relai proteksi sebagai peralatan utama sistem proteksi tenaga listrik dalam melaksanakan tugasnya yaitu untuk mengidentifikasi gangguan, harus memenuhi syarat dengan kriteria sebagai berikut: Kepekaan (Sensitivity)Peralatan proteksi (relai) harus cukup peka dan mampu mendeteksi gangguan di kawasan pengamannya. Meskipun gangguan yang terjadi hanya memberikan rangsangan yang sangat minim, peralatan pengaman (relai) harus mampu mendeteksi secara baik. Kepastian (Dependability)Peralatan proteksi (relai) harus memiliki tingkat kepastian bekerja (dependability) yang tinggi. Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki keandalan tinggi (dapat mendeteksi dan melepaskan bagian yang terganggu), tidak boleh gagal bekerja. Keamanan (Security)Peralatan proteksi (pengaman) harus memiliki tingkat kepastian untuk tidak salah kerja atau tingkat security (keamanannya) harus tinggi. Yang dimaksud salah kerja adalah kerja yang semestinya tidak kerja, misal: karena lokasi gangguan di luar kawasan pengamannya atau sama sekali tidak ada gangguan. Salah kerja bisa mengakibatkan terjadinya pemadaman, yang semestinya tidak perlu terjadi. Selektifitas (Selectivity)Peralatan proteksi (pengaman) harus cukup selektif dalam mengamankan sistem. Dapat memisahkan bagian sistem yang terganggu sekecil mungkin, yaitu hanya sub sistem yang terganggu saja yang memang menjadi kawasan pengaman utamanya. Relai harus mampu membedakan, apakah gangguan terletak di kawasan pengaman utamanya, dimana relai harus bekerja cepat, atau terletak di sub sistem berikutnya, dimana relai harus bekerja dengan waktu tunda atau tidak bekerja sama sekali.4 Kecepatan (Speed)Peralatan proteksi (pengaman) harus mampu memisahkan sub sistem yang mengalami gangguan secepat mungkin. Untuk menciptakan selektifitas yang baik, ada kemungkinan suatu pengaman terpaksa diberi waktu tunda (time delay), tetapi waktu tunda tersebut harus secepat mungkin. Dengan tingkat kecepatan yang baik, maka terjadinya kerusakan/ kerugian, dapat diperkecil.

2.2 PERALATAN SISTEM PROTEKSI TRANSMISI TENAGA LISTRIK2.2.1 Relai Arus LebihMerupakan relai Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang pada Jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga. Relai ini berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa. Jika dalam suatu transmisi terdapat gangguan yang berupa arus lebih, maka dalam waktu yang singkat relai arus lebih akan bekerja sehingga jaringan transmisi tidak akan terhubung sementara. Jika gangguan telah hilang, maka jaringan transmisi akan terhubung kembali.2.2.2 Relai Hubung TanahMerupakan relai pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang pada jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga. Jika dalam transmisi tenaga listrik terjadi hubung singkat antara kabel fasa dengan tanah, maka relai hubung tanah akan langsung bekerja dalam waktu yang sangat singkat, sehingga sistem menjadi aman karena tidak terjadi kerusakan yang sangat banyak.2.2.3 Relai DiferensialRelai diferensial ini berfungsi untuk mengamankan transformator tenaga terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman transformator, yang disambung ke instalasi trafo arus ( CT ) dikedua sisi. Prinsip kerja pengaman diferensial arus untuk saluran distribusi dan transmisi mengadapsi diferensial arus, yang membedakan ialah daerah yg diamankan cukup panjang. Relai differensial adalah suatu alat proteksi yang sangat cepat bekerjanya dan sangat selektif berdasarkan keseimbangan

5(balance) yaitu perbandingan arus yang mengalir pada kedua sisi trafo daya melalui suatu perantara yaitu trafo arus (CT). Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui peralatan listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya). Arus-arus sekunder transformator arus, yaitu I1 dan I2 bersikulasi melalui jalur IA. Jika relai pengaman dipasang antara terminal 1 dan 2, maka dalam kondisi normal tidak akan ada arus yang mengalir melaluinya. Jika terjadi gangguan diluar peralatan listrik peralatan listrik yang diamankan (external fault), maka arus yang mengalir akan bertambah besar, akan tetapi sirkulasinya akan tetap sama dengan pada kondisi normal, sehingga relai pengaman tidak akan bekerja untuk gangguan luar tersebut. Jika gangguan terjadi didalam (internal fault), maka arah sirkulasi arus disalah satu sisi akan terbalik, menyebabkan keseimbangan pada kondisi normal terganggu, akibatnya arus ID akan mengalir melalui relai pengaman dari terminal 1 menuju ke terminal 2. Selama arus-arus sekunder transformator arus sama besar, maka tidak akan ada arus yang mengalir melalui kumparan kerja (operating coil) relai pengaman, tetapi setiap gangguan (antar fasa atau ke tanah) yang mengakibatkan sistem keseimbangan terganggu, akan menyebabkan arus mengalir melalui Operating Coil relai pengaman, maka relai pengaman akan bekerja dan memberikan perintah putus (tripping) kepada circuit breaker (CB) sehingga peralatan atau instalasi listrik yang terganggu dapat diisolir dari sistem tenaga listrik.

Gambar 2.2.3.1 Daerah pengamanan saluran distribusi/transmisi

6Prinsip dasar proteksi relai diferensial :1. Relai diferensial arus berdasarkan H. Khirchof, dimana arus yang masuk pada suatu titik, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut.

Gambar 2.2.3.2 Hukum Khirchof2. Yang dimaksud titik pada proteksi diferensial ialah daerah pengamanan, dalam hal ini dibatasi oleh 2 buah trafo arus.

Gambar 2.2.3.3 Daerah pengaman yang dibatasi oleh 2 buah trafo2.2.3.1 Relai Diferensial ArusRelai Diferensial arus membandingkan arus yang melalui daerah pengamanan. Relai ini harus bekerja kalau terjadi gangguan di daerah pengamanan, dan tidak boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan diluar daerah pengamanan. Relai ini merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas mutlak.

Gambar 2.2.3.1.1 Relai Diferensial Arus

7Diferensial untuk saluran memerlukan beberapa hal. Yang pertama sarana komunikasi antara ujung saluran yg lazim disebut kawat pilot, dapat berupa kawat tembaga, serat optic, atau micro wave. Yang kedua memerlukan relai sejenis disetiap ujung saluran, Untuk ketiga fase hanya sebuah relai, supaya saluran komunikasi yg cukup sepasang cukup 1 pasang. Yang ketiga supervisi untuk mengontrol bahwa saluran komunikasi (pilot) baik/tidak terganggu. Yang ke empat adalah Trafo isolasi, karena kemungkinan terjadi induksi tegangan dari saluran yang diamankan (khususnya pilot dengan kawat tembaga). Yang membatasi panjang saluran yang diamankan adalah saluran komunikasi dengan kawat dibatasi oleh adanya arus kapasitansi dan resistans kawat dan saluran komunikasi dengan serat optik, sampai batas tidak perlu adanya penguat (repeater). Prinsip kerja yang digunakan : Circulating currentPrinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalir melalui CT di kedua ujung, kumparan penahan dan kawat pilot, kumparan kerja tidak dilalui arus. Opose VoltagePrinsipnya dalam keadaan normal/tidak ada gangguan arus mengalirnya disetiap CT dan kumparan penahan disetiap sisinya, pada kawat pilot dan kumparan kerja tidak dilalui arus.

Gambar 2.2.3.1.2 Prinsip Relai Diferensial Arus82.2.4 Relai JarakRelai penghantar yang prinsip kerjanya berdasarkan pengukuran impedansi penghantar. Relai ini mempunyai ketergantungan terhadap besarnya SIR dan keterbatasan sensitivitas untuk gangguan satu fasa ke tanah. Relai ini mempunyai beberapa karakteristik seperti mho, quadralateral, reaktans, adaptive mho, dll. Sebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan pola teleproteksi seperti putt, pott dan blocking. Jika tidak terdapat teleproteksi maka relai ini berupa step distance saja. Setting dari relai jarak antara lain : Dapat menentukan arah letak gangguan; Gangguan didepan relai harus bekerja sedangkan gangguan dibelakang relai tidak boleh bekerja; Relai jarak dapat menentukan letak gangguan; Gangguan di dalam daerahnya relai harus bekerja, sedangkan gangguan diluar daerahnya relai tidak boleh bekerja; Relai jarak juga dapat membedakan gangguan dan ayunan daya; Beban maksimum tidak boleh masuk jangkauan relai. Relai jarak merupakan proteksi yang paling utama pada saluran transmisi. Relai jarak menggunakan pengukuran tegangan dan arus untuk mendapatkan impedansi saluran yang harus diamankan. Jika impedansi yang terukur didalam batas settingnya, maka relai akan bekerja. Disebut relai karena jarak, karena impedansi pada saluran bersarnya akan sebanding dengan panjang saluran. Oleh karena itu, relai jarak tidak tergantung oleh besarnya arus gangguan yang terjadi, tetapi tergantung pada jarak gangguan yang terjadi terhadap relai proteksi. Impedansi yang diukur dapat berupa Z, R saja ataupun X saja. Tergantung relai yang dipakai. Relai jarak dibagi menjadi tiga zona: Zona 1Karena adanya kesalahan pengukuran jarak akibat kesalahan CT, PT, dan relainya sendiri, tidak mungkin menset relai sampai ujung saluran yang diamankan, yang lazim disebut Zone 1.

9

Gambar 2.2.4.1 Skema Zona 1 Relai Jarak Zona 2Untuk mengamankan sisa yang tidak diamankan Zone 1, diamankan oleh Zone 2 dengan perlambatan waktu. Zone 2 juga sebagai pengaman rel ujung seksi yang diamankan bila tidak mempunyai proteksi rel.

Gambar 2.2.4.2 Skema Zona 2 Relai Jarak10 Zona 3Sebagai pengamanan cadangan ditambah relai yang lazim disebut Zone 3, dalam hal ini harus dapat menjangkau ujung seksi berikutnya, waktunya diperlambat terhadap Zone 2 seksi berikutnya.

Gambar 2.2.4.3 Skema Zona 2 Relai JarakRelai jarak mempunyai beberapa karakteristik, antara lain : Karakteristik ImpedansiCiri-cirinya :1. Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya ditengah-tengah, sehingga mempunyai sifat non directional. Untuk diaplikasikan sebagai pengaman SUTT perlu ditambahkan relai directional.2. Mempunyai keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high resistance.3. Karakteristik impedan sensitive oleh perubahan beban, terutama untuk SUTT yang panjang sehingga jangkauan lingkaran impedansi dekat dengan daerah beban.

11

Gambar 2.2.4.4 Karakteristik Impedan

Karakteristik MhoCiri-cirinya :1. Titik pusatnya bergeser sehingga mempunyai sifat directional.2. Mempunyai keterbatasan untuk mengantisipasi gangguan tanah high resistance.3. Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone-3 dengan karakteristik Mho lensa geser. Gambar 2.2.4.5 Karakteristik Mho

Gambar 2.2.4.6 Karakteristik Mho Z1,Z2 parsial Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser.

12 Karakteristik ReaktanceCiri-cirinya :1. Karateristik reaktance mempunyai sifat non directional.2. Untuk aplikasi di SUTT perlu ditambah relai directional.3. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka relai reactance dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi. Gambar 2.2.4.7 Karakteristik Reactance dengan starting Mho Karakteristik QuadrilateralCiri-cirinya :1. Karateristik quadrilateral merupakan kombinasi dari 3 macam komponen yaitu: reactance, berarah dan resistif.2. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka karakteristik relai quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi.3. Umumnya kecepatan relai lebih lambat dari jenis mho.

Gambar 2.2.4.8 Karakteristik Quadrilateral

13Agar gangguan sepanjang SUTT dapat di-trip-kan dengan seketika pada kedua sisi ujung saluran, maka relai jarak perlu dilengkapi fasilitas teleproteksi. Pola-pola proteksi tersebut adalah: Pola DasarCiri-ciri Pola Dasar :1. Tidak ada fasilitas sinyal PLC.2. Untuk lokasi gangguan antara 80 100 % relai akan bekerja zone-2 yang waktunya lebih lambat (tertunda).

Gambar 2.2.4.9 Pola Dasar

Pola PUTT (Permissive Underreach Transfer Trip)Prinsip Kerja dari pola PUTT :1. Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak zone-1.2. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan menerima sinyal. (carrier receipt).3. Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak kembali ke pola dasar.4. Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

14

Gambar 2.2.4.10 Pola PUTT Pola POTT (Permissive Overreach Transfer Trip)1. Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak zone-2.2. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan nmenerima sinyal (carrier receipt).3. Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak kembali ke pola dasar.4. Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

Gambar 2.2.4.11 Pola POTT

Pola Blocking (Blocking Scheme)Prinsip Kerja dari Pola Blocking :1. Pengiriman sinyal block (carrier send) oleh relai jarak zone-3 reverse2. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan tidak ada penerimaan sinyal block. (carrier receipt).

153. Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak akan mengalami mala kerja.4. Membutuhkan sinyal PLC cukup half duplex.5. Relai jarak yang dibutuhkan merk dan typenya sejenis.

Gambar 2.2.4.12 Pola Blocking

2.2.5 Kawat Tanah Kawat tanah atau overhead grounding adalah media pelindung kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang diatas kawat fasa dengan sudut perlindungan sekecil mungkin karena dianggap petir menyambar diatas kawat. Pada umumnya ground wire terbuat dari kawat baja (steel wire) dengan kekuatan St 35 atauSt 50, tergantung dari spesifikasi yang ditentukan oleh PLN. Kawat tanah atau overhead grounding adalah media pelindung kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang diatas kawat fasa dengan sudut perlindungan sekecil mungkin karena dianggap petir menyambar diatas kawat. Kawat ini merupakan proteksi transmisi tenaga listrik yang bersifat pasif. Jika terjadi sambaran petir, maka kawat ini akan menyalurkan arus petir langsung ketanah. Sehingga sistem transmisi aman dari gangguan. Kawat yang bagus adalah yang memiliki tahanan kurang dari 4 ohm. Jika lebih dari 4 ohm, maka arus yang mengalir tidak bisa cepat, dapat menyebabkan putusnya kawat atau terjadinya flashover antara kawat dasa dengan kawat tanah.

162.2.6 PMT (Pemutus Tenaga)Adalah untuk memisahkan atau menghubungkan satu bagian instalasi dengan bagian instalasi lain, baik instalasi dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terganggu. Batas dari bagian-bagian instalasi tersebut dapat terdiri dari satu PMT atau lebih. PMT termasuk proteksi terhadap transmisi tenaga listrik. PMT dapat membuka dan menutup baik secara otomatis maupun secara manual. Sehingga, jika transmisi sedang dalam pemeliharaan, maka jaringan transmisi dapat diputus sementara.2.2.7 Circulating CurrentPada keadaan normal kawat pilot dilalui arus dan kumparan kerja tidak dilalui arus.

Gambar 2.2.7.1 Circulating Current pada saat keadaan normal2.2.8 Directional Comparison RelayRelai penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar merasakan gangguan di depannya maka relai akan bekerja. Cara kerjanya ada yang menggunakan directional impedans, directional current dan superimposed.

17

Gambar 2.2.8.1 Directional Comparison Relay2.2.9 Pengaman Cadangan Transmisi Dengan Relai Arus Lebih

Gambar 2.2.9.1 Pengaman Cadangan Transmisi Dengan Relai Arus Lebih, Jangkauan relai sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya pembangkitan182.3 GANGGUAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK2.3.1Faktor-faktor Penyebab GangguanSistem tenaga listrik merupakan suatu sistem yang melibatkan banyak komponen dan sangat kompleks. Oleh karena itu, ada beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya gangguan pada sistem tenaga listrik, antara lain sebagai berikut. Faktor ManusiaFaktor ini terutama menyangkut kesalahan atau kelalaian dalam memberikan perlakuan pada sistem. Misalnya salah menyambung rangkaian, keliru dalam mengkalibrasi suatu piranti pengaman, dan sebagainya. Faktor InternalFaktor ini menyangkut gangguan-gangguan yang berasal dari sistem itu sendiri. Misalnya usia pakai (ketuaan), keausan, dan sebagainya. Hal ini bias mengurangi sensitivitas relai pengaman, juga mengurangi daya isolasi peralatan listrik lainnya. Faktor EksternalFaktor ini meliputi gangguan-gangguan yang bersal dari lingkungan di sekitar sistem. Misalnya cuaca, gempa bumi, banjir, dan sambaran petir. Di samping itu ada kemungkinan gangguan dari binatang, misalnya gigitan tikus, burung, kelelawar, ular, dan sebagainya.2.3.2Jenis GangguanJika ditinjau dari sifat dan penyebabnya, jenis gangguan dapat dikelompokkan sebagai berikut. Tegangan Lebih (Over Voltage)Tegangan lebih merupakan suatu gangguan akibat tegangan pada sistem tenaga listrik lebih besar dari seharusnya. Gangguan tegangan lebih dapat terjadi karena kondisi eksternal dan internal pada sistem berikut ini.191.Kondisi InternalHal ini terutama karena isolasi akibat perubahan yang mendadak dari kondisi rangkaian atau karena resonansi. Misalnya operasi hubung pada saluran tanpa beban, perubahan beban yang mendadak, operasi pelepasan pemutus tenaga yang mendadak akibat hubungan singkat pada jaringan, kegagalan isolasi, dan sebagainya.2. Kondisi EksternalKondisi eksternal terutama akibat adanya sambaran petir. Petir terjadi disebabkan oleh terkumpulnya muatan listrik, yang mengakibatkan bertemunya muatan positif dan negatif. Pertemuan ini berakibat terjadinya beda tegangan antara awan bermuatan posisif dengan muatan negatif, atau awan bermuatan positif atau negatif dengan tanah. Bila beda tegangan ini cukup tinggi maka akan terjadi loncatan muatan listrik dari awan ke awan atau dari awan ke tanah.Jika ada menara (tiang) listrik yang cukup tinggi maka awan bermuatan yang menuju ke bumi ada kemungkinan akan menyambar menara atau kawat tanah dari saluran transmisi dan mengalir ke tanah melalui menara- dan tahanan pentanahan menara. Bila arus petir ini besar, sedangkan tahanan tanah menara kurang baik maka akan timbul tegangan tinggi pada menaranya. Keadaan ini akan berakibat dapat terjadinya loncatan muatan dari menara ke penghantar fase. Pada penghantar fase ini akan terjadi tegangan tinggi dan gelombang tegangan tinggi petir yang sering disebut surja petir. Surja petir ini akan merambat atau mengalir menuju ke peralatan yang ada di gardu induk. Hubung SingkatHubung singkat adalah terjadinya hubungan penghantar bertegangan atau penghantar tidak bertegangan secara langsung tidak melalui media (resistor/beban) yang semestinya sehingga terjadi aliran 20arus yang tidak normal (sangat besar). Hubung singkat merupakan jenis gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik, terutama pada saluran udara 3 fase. Meskipun semua komponen peralatan listrik selalu diisolasi dengan isolasi padat, cair (minyak), udara, gas, dan sebagainya. Namun karena usia pemakaian, keausan, tekanan mekanis, dan sebab-sebab lainnya, maka kekuatan isolasi pada peralatan listrik bisa berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Hal ini akan mudah menimbulkan hubung singkat.Pada beban isolasi padat atau cair, gangguan hubung singkat bisanya mengakibatkan busur api sehingga menimbulkan kerusakan yang tetap dan gangguan ini disebut gangguan permanen (tetap). Pada isolasi udara yang biasanya terjadi pada saluran udara tegangan menengah atau tinggi, jika terjadi busur api dan setelah padam tidak menimbulkan kerusakan, maka gangguan ini disebut gangguan temporer (sementara). Arus hubung singkat yang begitu besar sangat membahayakan peralatan, sehingga untuk mengamankan perlatan dari kerusakan akibat arus hubung singkat maka hubungan kelistrikan pada seksi yang terganggu perlu diputuskan dengan peralatan pemutus tenaga atau circuit breaker (CB).Gangguan hubung singkat yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik 3 fase sebagai berikut.1. satu fase dengan tanah2. fase dengan fase3. 2 fase dengan tanah4. Fase dengan fase dan pada waktu bersamaan dari fase ke 3 dengan tanah5. 3 fase dengan tanah6. Hubung singkat 3 faseEmpat jenis gangguan pertama menimbulkan arus gangguan tidak simetris (unsymetrical short-circuit). Sedangkan dua jenis gangguan

21terakhir menimbulkan arus gangguan hubung singkat simetris (symtrical short-cirt\cuit). Perhitungan arus hubung singkat sangat penting untuk menentukan kemampuan pemutus tenaga dan untuk koordinasi pemasangan relai pengaman. Beban Lebih (Over Load)Beban lebih merupakan gangguan yang terjadi akibat konsumsi energi listrik melebihi energi listrik yang dihasilkan pada pembangkit. Gangguan beban lebih sering terjadi terutama pada generator dan transfornator daya. Ciri dari beban lebih adalah terjadinya arus lebih pada komponen. Arus lebih ini dapat menimbulkan pemanasan yang berlebihan sehingga bisa menimbulkan kerusakan pada isolasi. Pada transformator distribusi sekunder yang menyalurkan energi listrik pada konsumen akan memutuskan aliran melalui relai beban lebih jika konsumsi tenaga listrik oleh konsumen melebihi kemampuan transformator tersebut. Daya Balik (Reserve Power)Daya balik merupakan suatu gangguan berubahnya fungsi generator menjadi motor (beban) pada sistem pembangkit tenaga listrik. Gangguan ini terjadi pada sistem tenaga lsitrik yang terintegrasi (interconnected system). Pada kondisi normal generator-generator yang tersambung secara paralel akan bekerja secara serentak dalam membangkitkan tenaga listrik. Namun karena sesuatu sebab, misalnya gangguan hubung singkat yang terlalu lama, gangguan medan magnet, dan sebagainya, maka akan terjadi ayunan putaran rotor sebagian dari generator pada sistem tersebut. Ayunannya bisa lebih cepat atau lebih lambat dari putaran sinkron. Hal ini menyebabkan sebagian generator menjadi motor dan sebagian berbeban lebih. Dengan demikian terjadi aliran tenaga listrik yang berbalik, yaitu generator yang seharusnya menghasilkan tenaga listrik, justru berbalik menjadi motor yang menyerap tenaga listrik. Kejadian ini akan terjadi pada sistem tegangan tinggi atau

22ekstra tinggi yang lebih luas, misalnya pada sistem tenaga listrik terintegrasi (Jawa-Bali). Cara untuk mengatasi gangguan ini adalah dengan melepas generator yang terganggu atau melepas daerah yang terjadi hubung singkat secepat mungkin. Gangguan ini dapat membahayakan generator itu sendiri atau membahayakan sistemnya. Untuk mengamankan gangguan di atas biasanya pada penyerentakan generator telah dilengkapi dengan relai daya balik (reserve power relay).2.3 PENCEGAHAN GANGGUANSistem tenaga listrik dikatakan baik apabila dapat mencatu dan menyalurkan tenaga listrik ke konsumen dengan tingkat keandalan yang tinggi. Keandalan di sini meliputi kelangsungan, stabilitas, dan harga per KWH yang terjangkau oleh konsumen. Pemadaman listrik sering terjadi akibat gangguan yang tidak bisa diatasi oleh system pengamannya. Keadaan ini akan sangat mengganggu kelangsungan penyaluran tenaga listrik. Naik turunnya kondisi tegangan dan catu daya listrik pun bisa merusakkan peralatan listrik.Sebagaimana dijelaskan di muka, ada beberapa jenis gangguan pada saluran tenaga listrik yang memang tidak semuanya bisa dihindarkan. Untuk itu perlu dicari upaya pencegahan agar bisa memperkecil kerusakan pada peralatan listrik, terutama pada manusia akibat adanya gangguan. Pencegahan pada gangguan pada system tenaga listrik bisa dikategorikan menjadi 2 langkah sebagai berikut:2.4.1 Usaha Memperkecil Terjadinya GangguanCara yang ditempuh, antara lain : Membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan; Membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan dan penangkal petir (arrester); Membuat kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara sekecil mungkin, serta selalu mengadakan pengecekan; Membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh luar mekanis dan mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena binatang, polusi, kontaminasi, dan lain-lainnya;

23 Pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus mengikuti peraturan-peraturan yang baku; Menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat prosedur tata cara operasional (standing operational procedur) dan membuat jadwal pemeliharaan rutin; Memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk melindungi terhadap sambaran petir; Memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.2.4.2Usaha Mengurangi Kerusakan Akibat GangguanBeberapa cara untuk mengurangi pengaruh akibat gangguan, antara lain sebagai berikut. Mengurangi akibat gangguan, misalnya dengan membatasi arus hubung singkat, caranya dengan menghindari konsentrasi pembangkitan atau dengan memakai impedansi pembatas arus, pemasangan tahanan, atau reaktansi untuk sistem pentanahannya sehingga arus gangguan satu fase terbatas, serta pemakaian peralatan yang tahan atau andal terhadap terjadinya arus hubung singkat. Secepatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai pengaman lebur atau dengan relai pengaman dan pemutus beban dengan kapasitas pemutusan yang memadai; Merencanakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan dari sistem tidak akan mengganggu operasi sistem secara keseluruhan atau penyaluran tenaga listrik ke konsumen tidak terganggu. Hal ini bisa dilakukan, misalnya dengan1. Memakai saluran ganda atau saluran yang membentuk ring;2. Memakai penutup balik otomatis;3. Memakai generator cadangan atau pembangkitan siap pakai.

24 Mempertahankan stabilitas sistem selama terjadi gangguan, yaitu dengan memakai pengatur tegangan otomatis yang cepat dan karakteristik kestabilan generator yang memadai. Membuat data/pengamatan gangguan yang sistematis dan efektif, misalnya dengan menggunakan alat pencabut gangguan untuk mengambil langkah-langkah pencegahan lebih lanjut.

25BAB IIIPENUTUP3.1KESIMPULANKeandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam transmisi sangat tergantung sekali dengan proteksi transmisi tenaga listrik. Oleh sebab itu dalam perencangan jalur transmisi tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem melalui analisa gangguan seperti gangguan petir, gangguan hubung singkat akibat alam. Pada dasarnya gangguan dapat terjadi karena kegagalan operasi peralatan dalam sistem, kesalahan manusia dan karena alam. Gangguan yang disebabkan oleh alam, manusia tidak biasa mengelak lagi. Tetapi manusia bisa memperkecil kerusakan transmisis yang disebabkan oleh gangguan alam yakni dengan memasang kawat tanah dan peralatan proteksi lainnya.3.2SARANBagi para pembaca, apabila terdapat kekurangan materi pada makalah diharapkan dapat melengkapinya. Untuk konsumen listrik nasional diharapkan setelah membaca makalah ini dapat memahami sebab-sebab diputuskannya listrik apabila sedang ada perbaikan, karena tujuan daripada perbaikan itu sendiri adalah untuk menjaga sistem tenaga listrik agar dapat sampai ke konsumen dengan aman. Dan diharapkan agar diciptakan alat proteksi yang lebih canggih agar sistem tenaga listrik tidak mengalami gangguan secara kompleks dan lama.

26DAFTAR PUSTAKAWahyudi, Fauzi Aditya,dkk.2010. Pengaman Surja Kawat Tanah. BALI : Universitas UdayanaTobing, Cristof. 2008. Rele Jarak Sebagai Proteksi Saluran Transmisi.http://www.plnkalselteng.co.id/webpln/book/Buku%20Kelistrikan/OPERASI%20&%20PEMELIHARAAN%20SISTEM%20PROTEKSI%20PENYALURAN.pdfhttp://arnoy24.wordpress.com/http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/dasar-dasar-sistem-proteksi.htmhttp://aguspurbaproteksi.blogspot.com/

27