studi koordinasi proteksi pada pt. petrokimia … 4 dari 7 1 3 2 rele cb 3126 berdasarkan standard...
TRANSCRIPT
Halaman 1 dari 7
Studi Koordinasi Proteksi pada PT. Petrokimia Gresik Akibat
Penambahan Pabrik Baru (Phosporit Acid dan Amonia Urea) serta Pembangkit Baru (20 dan 30 MW)
Hendra Rahman, Ontoseno Penangsang, Adi Soeprijanto
Jurusan Teknik Elektro - FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS, Keputih - Sukolilo Surabaya – 60111
Abstrak: Kontinuitas dan keandalan merupakan faktor yang sangat
dibutuhkan dalam sistem kelistrikan industri. Salah satu cara untuk
meningkatkan kontinuitas dan keandalan adalah sistem koordinasi proteksi. Sistem ini sangat berperan penting untuk menjamin kontinuitas dan
keandalan sistem penyaluran tenaga listrik. Dalam rangka meningkatkan
pelayanan ke masyarakat, PT. Petrokimia akan mengembangkan produksinya dengan penambahan pabrik Phosporit Acid (PA) dan Amonia
Urea yang masing-masing membutuhkan daya 15 MW dan 18 MW. Untuk
memenuhi kebutuhan tersebut akan dibangun pembangkit dengan daya
sebesar 20 dan 30 MW. Dengan penambahan pembangkit dan beban pada
PT. Petrokimia Gresik akan berpengaruh pada arus hubung singkat (Short
Circuit Current) pada setiap bus khususnya bus yang menjadi bus integrasi 20 kV. Untuk itu perlu dilakukan analisis ulang setting koordinasi rele
yang ada seperti rele pengaman arus lebih (Over Current Relay) dan rele
pengaman gangguan tanah (Ground Fault Relay) serta menggambarkan kurva karakteristiknya. Dengan menganalisis kurva proteksi dan koordinasi
peralatan pengaman (proteksi) sepanjang saluran diharapkan akan
mencegah atau membatasi kerusakan jaringan beserta peralatannya. Untuk membantu proses studi analisis koordinasi rele-rele pengaman pada sistem
tenaga listrik di PT. Petrokimia Gresik digunakan software pendukung
yaitu ETAP STAR 7.00.
Kata Kunci: Kontinuitas, Keandalan, Koordinasi, Short Circuit Current
I. PENDAHULUAN
alam upaya melayani kegiatan operasional di PT. Petrokimia
Gresik mengoperasikan Gas Turbine Generator (GTG Plant-I)
1x33 MW, Steam Turbine Generator (STG Plant-III) 1x11.5 MW
dan 1x8.5 MW serta Daya dari PLN dengan kontrak 20 MVA. Pada
tahun 2010 Petrokimia akan meningkatkan keandalan dengan
menambahkan satu unit pembangkit Steam Turbine Generator
(STG KEBB Plant) sebesar 1x32 MW, dan pada tahun 2011
direncanakan ada penambahan STG AMONIAK-UREA 1x30MW,
dan STG PA-JVC 1x17.5MW. Untuk meningkatkan keandalan dan
spining reserve, Unit-unit pembangkit tersebut akan diintegrasikan
langsung ke sistem tegangan 20 KV. Dengan adanya integrasi
tersebut akan mengakibatkan perubahan level short circuit pada
sistem semula. Hal ni akan mengakibatkan perubahan setting
pengaman pada sistem eksisting
Salah satu metoda yang dilakukan untuk memperoleh
keandalan sistem adalah koordinasi rele pengaman dengan
memfungsikan rele sebagai pengaman utama dan pengaman
cadangan. Proteksi cadangan ini umumnya mempunyai
perlambatan waktu (time delay), hal ini untuk memberikan
kesempatan kepada poteksi utama beroperasi terlebih dahulu, dan
jika proteksi utama gagal baru proteksi cadangan yang akan
beroperasi[1]. Dengan koordinasi rele yang baik dan relevan,
mengisolir gangguan, keandalan dan kontinuitas supplaí daya tetap
terjaga optimal.
II. TEORI PENUNJANGG
A. Gangguan Hubung Singkat
Pada sistem tenaga listrik tidak terlepas dari terjadinya
berbagai macam ganguan. Pada sistem tenaga listrik, gangguan
(fault) yang terjadi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Gangguan listrik
Jenis gangguan ini adalah gangguan listrik yang timbul dan
terjadi pada bagian – bagian listrik.
2. Gangguan mekanis
Jenis gangguan ini terjadi dikarenakan adanya kerusakan
secara fisik dari peralatan.
3. Gangguan sistem
Jenis gangguan ini terjadi berhubungan dengan kondisi
parameter pada sistem.
Bila ditinjau dari segi lamanya gangguan, jenis gangguan dapat
dikelompokkan menjadi dua macam yaitu[2]:
a. Gangguan temporer.
b. Gangguan permanen.
B. Rele Arus Lebih (Overcurrent Relay)
Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele yang bekerja
berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus
masukan melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur (Ip) maka
rele arus lebih bekerja. Dimana Ip merupakan arus kerja yang
dinyatakan menurut gulungan sekunder dari trafo arus (CT). Bila
suatu gangguan terjadi di dalam daerah perlindungan rele, besarnya
arus gangguan If yang juga dinyatakan terhadap gulungan sekunder
CT juga. Rele akan bekerja apabila memenuhi keadaan sebagai
berikut [2]:
If > Ip rele bekerja (trip)
If < Ip tidak bekerja (blok)
C. Setting Rele Pengaman
a. Setting Arus
Pada dasarnya batas penyetelan rele arus lebih adalah rele
tidak boleh bekerja pada saat beban maksimum. Arus
settingnya harus lebih besar dari arus beban
maksimumnya. Arus penyetelan pun harus
memperhatikan kesalahan pick up sesuai dengan British
Standard Pick Up = 1.05 s/d 1.3 Iset [3].
b. Setting Waktu
Penyetelan waktu kerja rele terutama dipertimbangkan
terhadap kecepatan dan selektivitas kerja dari rele,
sehingga rele tidak salah operasi, yang dapat
menyebabkan tujuan pengaman tidak berarti. Untuk
setting waktu sesuai standard IEEE 242.
D. Rele Gangguan ke Tanah (Ground Fault Relay)
Gangguan satu fasa ke tanah dan dua fasa ke tanah dapat
diamankan dengan rele gangguan tanah. Rele ini merupakan
pengaman arus lebih yang dilengkapi zero sequence current filter.
Prinsip kerja rele ini dapat dilihat pada gambar 1. Pengaman ini
akan aktif jika arus sisa Ires = Ia+Ib+Ic yang mengalir naik
melebihi setting threshold [4]. Gabungan metode untuk
membedakan lokasi dan tipe gangguan pada aplikasi dilapangan
sangat bermanfaat.
Gambar 1. (a) Rele zero sequence, (b) Kombinasi rele arus lebih dan rele gangguan tanah.
E. Koordinasi Pengaman
1. Metode Pentanahan Netral
Pentanahan netral adalah mengetanahkan bagian dari sistem
yang pada keadaan kerja normal dialiri arus listrik. Tujuan dari
pentanahan netral ini adalah untuk menjaga keandalan dari
sistem kelistrikan.
2. Sistem Pentanahan melalui Reaktansi
Metode ini menggunakan reaktansi induktif antara netral
generator dan tanah.
D
Halaman 2 dari 7
3
1
2
3. Sistem Pentanahan melalui Tahanan
a. Grounding Transformer
b. Low Impedance Grounding
c. High Impedance Grounding
4. Sistem Pentanahan tanpa Impedansi
Pada sistem-sistem yang diketanahkan tanpa impedansi, bila
terjadi gangguan ke tanah selalu mengakibatkan terganggunya
saluran (line outage), yaitu gangguan itu harus diisolir dengan
membuka pemutus daya.
III. SISTEM KELISTRIKAN PT. PETROKIMIA
GRESIK
Pada sistem kelistrikan PT. Petrokimia gresik terdapat lima
rating tegangan yang digunakan, yaitu :
1. Tegangan 150 KV
Tegangan 150 KV berada pada daerah bus PLN Utility.
Tegangan ini yang masuk pada Trafo PLN dan
menyulang bus HVS-00/GI150a.
2. Tegangan 20 KV
Tegangan ini berada di area composite network pabrik
dua. Tegangan ini menyulang composite network EP 02-
01 dan EP reformer.
3. Tegangan 11.5 KV
Tegangan ini berada didaerah outgoing dari GTG 100.
Rating tegangan ini hanya ada pada Pabrik I
4. Tegangan 6 KV
5. Tegangan 0.38 KV
Gambar 2. Single line diagram typical 1 dan typical 2
Gambar 3. Analisa Kurva Koordinasi Proteksi Pabrik Baru
IV. KOORDINASI RELE PENGAMAN PT. PETROKIMIA
GRESIK
A. Analisis Gangguan Arus Hubung Singkat
Untuk perhitungan analisa hubung singkat ini digunakan dua
konfigurasi yang mewakili hubung singkat minimum dan
maksimum yaitu:
Hubung singkat minimum : Pada saat semua generator
beroperasi (on) dan pembangkit baru dalam keadaan
tidak beroperasi (off).
Hubung singkat maksimum : pada saat semua generator
beroperasi (on) dan pembangkit baru sudah dalam
keadaan terintegrasi.
TABEL I
ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
Bus Isc max 4
Cycle
Isc max 30
cycle
Isc min 30
cycle
ID kV KA KA KA
22HVS-29 20 21.186 14.778 10.260 B 400 20 22.353 15.46 10.613
B-GEN 01 6 38.877 28.814 27.500
HV AU-2 11.5 28.762 19.394 10.096 HV PA-JVC 6 29.777 19.343 8.756
HVS02A-1 2 22.845 15.694 10.700
HVS02A-2 2 22.845 15.694 10.700 HVS 65 6 33.669 19.484 18.925
HVS-00/GI150a 2 21.769 15.342 10.938
HVS-00/GI150b 2 21.769 15.342 10.938 HVS-01 2 22.822 15.68 10.694
HVS-1a/TSP-1 6 9.43 6.927 6.525
HVS-1b/TSP-1 6 8.345 5.913 5.618
Untuk menghitung arus hubung singkat digunakan software
ETAP 7.0.0. Hubung singkat minimum adalah hubung singkat 2
fasa pada 30 cycle. Sedangkan hubung singkat maksimum adalah
hubung singkat 3 fasa, pada 4 cycle dan 30 cycle.
B. Analisis Setting Rele
a. Setting Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan
bus HVS/GI150a (Typical 1)
Gambar 4. Setting Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a
Gambar 5. Kurva Koordinasi Line Proteksi Existing Rele dari Bus HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a
Halaman 3 dari 7
1
2
3
4
Pada kondisi eksisting kondisi yang terjadi adalah:
1. Pengaturan arus beban penuh rele UT-09 dan GI-06
kurang dari arus beban penuh bus HVS02A-1.
Pengaturan arus beban penuh rele UT-10 kurang dari
arus beban penuh yang melewati rele tersebut.
Berdasarkan standard BS 142-1983 batas penyetelan
antara 1,05 – 1,3 Iset.
2. Pengaturan rele UT-09 dan GI-06 adalah back up dari
rele UT-10. Pada kondisi eksisting pengaturan definite
tidak ada koordinasi waktu antara rele utama dan rele
back up. Jika terjadi gangguan maka akan trip
bersamaan.
3. Pengaturan time delay untuk rele difinite (50) pada
semua rele kurang dari 0.2s sehingga pengaturannya
dapat dikatakan instan atau tidak berarti.
Perhitungan ulang pengaturan eksisting rele adalah
sebagai berikut:
Rele UT-10
Jenis Rele UT-10 = MG Sepam 1000
Kurva = Standard Inverse
Isc max 4 cycle Bus HVS02A-1, 20 kV = 22845 A
Isc min 30 cycle Bus HVS02A-1, 20 kV = 10700 A
CT = 1200/5
Arus beban penuh yang melewati Rele UT-10 adalah:
FLA = 650 A
Current setting IDMT ( I> )
1,05 x FLA Ipp 0,8 x Isc min 30 cycle-HVS02A-1; 20 kV
1,05 x 650 A Ipp 0,8 x 10700 A
672 A Ipp 8560 A
dipilih Ipp = 700 A
Arus setting = nCT
Ipp=
5/1200
700= 2.91 A
Sehingga setting arus pickup = In
Iset=
5
2.91= 0.582
Dipilih Tap = 0.6 In
Nilai aktual Iset = 5x 0.55 x 5
1200 = 720 A
Time Setting IDMT ( Time Dial ) Waktu operasi yang diinginkan = t = 0.3
t>= Time Dial
Iset
20kV 1;-HVS02A bus cycle 4max Isc = 720
22845 = 31.72
t = =
t> = 0.4
Current setting High Set (I>>)
Iset ≥ 0.8 x
nCT
20kV 1;-HVS02A bus cycle 30min Isc
Iset ≥ 0.8 x 1200/5
10700 ; didapatkan Iset ≥ 35.67
Dipilih I set = 35.67
Sehingga pickup setting definite = In
Iset =
5
67.35 = 7.13
Dipilih pickup setting definite (I>>) = 7.2 In
Setting waktu (t>>) = 0.1 s
Dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan
rele UT-10 dilakukan perhitungan untuk rele-rele yang lain agar
diperoleh setting rele yang tepat sehingga rele-rele tersebut dapat
terkoordinasi dengan baik. Dari hasil perhitungan didapatkan
setting rele typical 1 sebagai berikut:
TABEL II
SETTING RELE TYPICAL 1
Relay ID UT-10 UT-09 GI-06
Jenis Rele MG Sepam
1000 MG Sepam
1000 MG Sepam
1000
Type Standard
Inverse
Standard
Inverse
Standard
Inverse
CT rasio 1200/5 600/5 600/5
Pick-up (I>) 0.6 In 1.4 In 1.4 In
Time Dial 0.4 0.6 0.6
Instant (I>>) 7.2 14.3 14.3
Time Delay 0.1 0.4 0.4
Gambar 6. Kurva Koordinasi Line Proteksi Resetting Rele dari Bus
HVS02A-1 ke bus HVS02A-2 dan bus HVS/GI150a
b. Setting Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-1 bus
B400 (Typical 2)
Gambar 7. Setting Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-2
Pada gambar 8, kondisi eksisting yang terjadi adalah:
1. Pengaturan arus beban penuh rele UT-11 dan rele CB405
kurang dari arus beban penuh bus HVS02A-2.
Pengaturan arus beban penuh rele UT-10 kurang dari
arus beban penuh yang melewati rele tersebut.
97.2
1
02.0
0.14
Iset
Iscmax
tX
97.2102.0
0.14 t
72.31
X
Halaman 4 dari 7
1
3
2
Berdasarkan standard BS 142-1983 batas penyetelan
antara 1,05 – 1,3 Iset.
2. Pengaturan rele UT-11 dan rele CB405 adalah back up
dari rele UT-10. Pada kondisi eksisting pengaturan
definite tidak ada koordinasi waktu antara rele utama dan
rele back up. Jika terjadi gangguan maka akan trip
bersamaan.
3. Pengaturan time delay untuk rele difinite (50) pada
semua rele kurang dari 0.2s sehingga pengaturannya
dapat dikatakan instan atau tidak berarti.
Gambar 8. Kurva Koordinasi Line Proteksi Existing Rele dari Bus
HVS02A-2 ke bus HVS02A-2 dan bus B400
Dari kesalahan eksisting rele yg tidak terkoordinasi, maka
diperlukan pengaturan ulang untuk mencapai koordinasi yang
handal. Berikut adalah setting rele-rele pada typical 2
menggunakan perhitungan yang sama seperti pada setting rele
typical 1 (setting rele UT-10):
TABEL III
SETTING RELE TYPICAL 2
Relay ID UT-10 UT-11 CB 405
Jenis Rele MG Sepam
1000 MG Sepam
1000 MG Sepam
1000
Type Standard
Inverse
Standard
Inverse
Standard
Inverse
CT rasio 1200/5 1200/5 1200/5
Pick-up (I>) 0.6 In 1.05 In 1.05 In
Time Dial 0.4 0.7 0.7
Instant (I>>) 7.2 7.2 7.2
Time Delay 0.1 0.4 0.4
Berdasarkan setting rele-rele pengaman pada tabel 3 didapatkan
kurva koordinasi sebagai berikut:
Gambar 9. Kurva Koordinasi Line Proteksi Existing Rele dari Bus HVS02A-2 ke bus HVS02A-1 dan bus B400
C. Analisa Kurva Koordinasi Proteksi Pabrik Baru
a. Setting Rele mulai Bus HV AU-2; 11.5 kV hingga Bus
HVS02A-2; 20 kV
Rele CB 3126
Jenis Rele CB 3126 = MG Sepam 1000
Kurva = Standard Inverse
Isc max 4 cycle Bus HV AU-2; 11.5 kV = 28762 A
Isc min 30 cycle Bus HV AU; 11.5 kV = 10096 A
CT = 2500/5
FLA Trafo Amo_Urea-2 sisi 20 kV
=kV*3
MVA=
5.11*3
35=1757.15A
Current setting IDMT ( I> )
1,05 x FLA Ipp 0,8 x Isc min 30 cycle-HV AU; 11.5 kV
1,05 x 1757.15 A Ipp 0,8 x 10096A
1845 A Ipp 8076.8 A
dipilih Ipp = 1845 A
Arus setting = nCT
Ipp=
5/2500
1845= 3.69 A
Sehingga setting arus pickup = In
Iset=
5
3.69= 0.738
Dipilih Tap = 0.75 In
Nilai aktual Iset = 5x 0.75 x 5
2500 = 1875 A
Time Setting IDMT ( Time Dial ) Rele CB 3126 berfungsi sebagai rele utama bus HV AU-2 untuk itu
dipilih waktu operasi yang diinginkan= t = 0.3
t> = Time Dial
Iset
kV 20 toconv kV 11.5 2;-AU HV bus cycle 4max Isc =
1875
16538.15 = 8.82
t = =
t> = 0.2
97.2
1
02.0
0.14
Iset
Iscmax
tX
97.2102.0
82.8
0.14
tX
1
2
3
4
Halaman 5 dari 7
Current setting High Set (I>>)
Iset ≥ 0.8 x
nCT
kV 20 conv 11.5kV, 2,-AU HV bus cycle 30min Isc
Iset ≥ 0.8 x 2500/5
5805.2
Iset ≥ 9.29
Dipilih I set = 13A
Sehingga pickup setting definite = In
Iset =
5
13 = 2.6
Dipilih pickup setting definite (I>>) = 2.6 In
Setting waktu (t>>) = 0.1 s
TABEL IV
SETTING RELE MULAI BUS HV AU-2; 11.5 KV HINGGA BUS HVS02A-2; 20 KV
Relay ID CB 3126 CB 3127 CB 3122
Jenis Rele MG Sepam
1000
MG Sepam
1000
MG Sepam
1000
Type Standard Inverse
Standard Inverse
Standard Inverse
CT rasio 2500/5 1200/5 1200/5
Pick-up (I>) 0.75 In 1.05 In 1.05 In
Time Dial 0.4 0.7 0.7
Instant (I>>) 7.2 7.2 7.2
Time Delay 0.1 0.4 0.4
Berdasarkan setting rele-rele pengaman pada tabel 4 didapatkan
kurva koordinasi sebagai berikut:
Gambar 10. Setting Rele mulai Bus HV AU-2; 11.5 kV hingga Bus
HVS02A-2; 20 kV
Dari analisa gambar terlihat bahwa:
1. Rele CB 3126 adalah pengaman utama trafo AMO_UREA-2
dengan arus beban penuh pada trafo AMO_UREA-2; 11.5
kV. Setting rele definite CB 3126 diatur 0.1s.
2. Rele CB 3122 adalah rele back up trafo AMO_UREA-2
dengan settingan low set arus beban penuh pada trafo
AMO_UREA-2; 20 kV. Selain bertindak sebagai back up
rele CB 3126, rele ini juga sebagai pengaman hubung
singkat bus HVS02A-2. Jadi kedua rele ini memiliki setting
definite di set 0.1s, namun dengan konsep pengamanan
terhadap arus hubung singkat berbeda
3. Setting rele CB 3127 adalah pengaman utama generator STG
AM_UR-2 dengan low set arus beban penuhnya pada
generator STG AM_UR-2. Setting rele definite CB 3127
adalah 0.4s sehingga saat terjadi gangguan pada bus HV
AU-2 rele CB 3127 akan mengamankan generator STG
AM_UR-2.
b. Setting Rele mulai Bus HV PA-JVC; 6 kV hingga Bus
B400; 20kV
Dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan rele
pada typical sebelumnya dilakukan perhitungan untuk rele-rele
yang lain untuk mendapatkan setting yang tepat. Sehingga rele-rele
tersebut bisa terkoordinasi dengan baik. Dari hasil perhitungan
didapatkan setting rele sebagai berikut:
TABEL V
SETTING RELE MULAI BUS HV PA-JVC; 6 KV HINGGA BUS B400; 20KV
Relay ID CB 3128 CB 3129 CB Future
Jenis Rele MG Sepam
1000
MG Sepam
1000
MG Sepam
1000
Type Standard Inverse
Standard Inverse
Standard Inverse
CT rasio 2500/5 2500/5 1250/5
Pick-up (I>) 0.3 In 0.85 In 0.35 In
Time Dial 0.25 0.6 0.4
Instant (I>>) 2.6 7 8
Time Delay 0.1 0.4 0.1
Berdasarkan setting rele-rele pengaman pada tabel 5 didapatkan
kurva koordinasi sebagai berikut:
Gambar 11. Setting Rele mulai Bus HV PA-JVC; 6 kV hingga Bus B400;
20kV
1
3
1 2
2
1
3
Halaman 6 dari 7
2
3
1
Dari analisa gambar terlihat bahwa:
1. Rele CB 3128 adalah pengaman utama trafo PA-JVC dengan
arus beban penuh pada trafo PA-JVC; 6 kV. Setting rele
definite CB 3128 diatur 0.1s. Sebagai back up adalah rele CB
Future.
2. Rele CB Future adalah rele back up trafo PA-JVC dengan
settingan low set arus beban penuh nya pada trafo PA-JVC;
20 kV. Selain bertindak sebagai back up rele CB 3128, rele
ini juga sebagai pengaman hubung singkat bus B400. Jadi
kedua rele ini memiliki setting definite di set 0.1s, namun
dengan konsep pengamanan terhadap arus hubung singkat
berbeda.
3. Setting rele CB 3129 adalah pengaman utama generator STG
PA-JVC dengan low set arus beban penuhnya pada
generator STG PA-JVC. Setting rele definite CB 3129 adalah
0.4s sehingga saat terjadi gangguan pada bus HV PA-JVC
rele CB 3129 akan mengamankan generator STG PA-JVC.
D. Koordinasi Rele Gangguan ke Tanah (Ground Fault
Relay)
Gambar 12. Kurva Koordinasi Eksisting Ground Fault Relay feeder 20 kV sisi integrasi
Pada sistem kelistrikan eksisting PT. Petrokimia Gresik
konfigurasi sistem dibedakan pada beberapa level tegangan, hal ini
mengakibatkan koordinasi peralatan pengaman arus gangguan ke
tanah dipisahkan pada tiap level tegangan, jika tejadi gangguan
pada satu level tegangan tertentu , pengaman yang berada pada satu
feeder dengan tegangan yang berbeda tidak akan merasakan
gangguan. Hal ini tentu saja akan berbahaya jika sistem sudah
terintegrasi pada feeder 20 kV karena jika terjadi gangguan ke
tanah maka akan dikhawatirkan rele gangguan ke tanah tidak dapat
mengisolir terjadinya gangguan. Dari gambar kurva di atas dapat
dilihat bahwa:
1. Pada sisi low set ini perlu dikaji ulang, karena jika
terjadi gangguan satu fasa ke tanah pada feeder 20 kV ,
rele GI-02 sebagai incoming bus HVS-00/GII150a tidak
akan berfungsi mengamankan sistem.
2. Tejadi overlapping, hal ini terlihat pada kurva pengaman
dan harus di sempurnakan untuk menghindari kesalahan
terjadinya trip rele.
3. Setting definite perlu dikoordinasikan, supaya didapatkan
selektivitas yang baik antara rele utama dan rele back up.
Dari kesalahan eksisting rele yg tidak terkoordinasi, maka
diperlukan pengaturan ulang untuk mencapai koordinasi yang
handal. Untuk itu perlu dilakukan beberapa perbaikan dengan
rekomendasi sebagai berikut:
1. Perubahan sistem petanahan, dengan menambah sebuah
Zig-Zag transformator dengan NGR 200 Amp di bus
HVS02A-2; 20 kV.
2. Pengadaan DS/kontaktor untuk setiap NGR generator
dan trafo.
3. Pada saat Pabrik terinterkoneksi pada bus 20kV, operasi
DS/kontaktor NGR transformator terbuka (open),
kontaktor NGR transformator zig-zag tertutup.
4. Pada saat generator beroperasi sendiri (tidak
terinterkoneksi pada Bus 20 kV), DS/Kontaktor NGR
transformator tertutup (terhubung).
Sedangkan untuk mendapatkan setting ground fault relay
yang tepat maka dilakukan analisa perhitungan ulang (resetting)
terhadap kondisi eksisting rele yang sudah ada sebagai berikut:
Rele GI-02
Device Type = Merlin Gerin Sepam 1000
Kurva = Definite
CT = 600/5
5-10% x Iset fasa < IPP < 50% x Iset fasa
10% x 244 < IPP < 50% x 244
24.4 < IPP < 122
Tap = inCT
Ipp =
600
4.24 = 0,04
Karena pada option pengaturan Tap untuk settingan ground fault
rele Merlin Gerin Sepam 1000 terendah di 0,05. Maka Tap dipilih
0,05.
Td = 0,1 s
Dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan rele
pada GI-02, dilakukan perhitungan untuk rele-rele gangguan ke
tanah yang lain untuk mendapatkan setting yang tepat. Sehingga
rele-rele tersebut bisa terkoordinasi dengan baik. Dari hasil
perhitungan didapatkan setting rele sebagai berikut:
TABEL VI
SETTING GROUND FAULT RELAY FEEDER 20 KV SISI INTEGRASI
Jenis Rele Kurva Type CT
Rasio Tap
Time Dial
Rele GI-02 MG Sepam
1000
Definite
Time 600/5 0.05 0.1
Rele GI-08 MG Sepam 1000
Definite Time
600/5 0.05 0.1
Rele GI-07 MG Sepam
1000
Definite
Time 1000/5 0.05 0.4
Rele UT-09 MG Sepam
1000
Definite
Time 600/5 0.05 0.7
Rele GI-06 MG Sepam 1000
Definite Time
600/6 0.05 0.7
Rele UT-08 MG Sepam
1000
Definite
Time 1200/5 0.05 0.4
Rele UT05 MG Sepam
1000
Definite
Time 1200/6 0.05 0.4
Rele UT-11 MG Sepam 1000
Definite Time
1200/5 0.05 0.4
Rele UT-10 MG Sepam 1000
Definite Time
1200/6 0.05 1
Berikut adalah kurva Setting Ground Fault Relay pada 20 kV sisi
integrasi:
Halaman 7 dari 7
Gambar 13. Kurva Koordinasi Resetting Ground Fault Relay feeder 20 kV
sisi integrasi dengan perubahan sistem
E. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan untuk
koordinasi setting pengaman rele pada pabrik baru Amonia Urea
dan pabrik Phosporit Acid dengan sisi integrasi bus 20 kV, maka
dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Pengintegrasian yang dilakukan antara pabrik baru
Amonia Urea dan pabrik Phosporit Acid dengan sisi
integrasi bus 20 kV PT. Petrokimia Gresik menyebabkan
terjadinya kenaikan arus hubung singkat di PT.
Petrokimia Gresik.
2. Setelah dilakukan analisis ulang koordinasi untuk rele
arus lebih, maka diperoleh didapatkan bahwa data
eksisting rele-rele pengaman yang digunakan pada sisi
integrasi tidak terkoordinasi dengan baik. Pengaturan low
set terlihat tidak mengikuti standard BS 142-1983.
Pengaturan waktu juga dibuat instan tidak sesuai dengan
standar IEEE 242. Maka perlu dilakukan analisa ulang
(resetting).
3. Untuk pengaturan rele-rele pengaman arus lebih pada
pabrik baru dengan sisi integrasi bus 20 kV perlu
dianalisa sebaik mungkin untuk mendapatkan koordinasi
yang benar.
4. Pengintegrasian yang dilakukan antara pabrik baru
Amonia Urea dan pabrik Phosporit Acid dengan sisi
integrasi bus 20 kV PT. Petrokimia Gresik juga
menyebabkan terjadinya kenaikan arus hubung singkat
ke tanah. Analisa yang dilakukan pada tugas akhir ini
yaitu pada sisi integrasi utama 20 kV.
5. Dari kesalahan eksisting rele Ground Fault yang tidak
terkoordinasi dengan baik. Maka perlu dilakukan
beberapa perbaikan dan rekomendasi untuk mendapatkan
analisa pengaturan rele yang benar dan terkoordinasi
dengan baik.
F. DAFTAR PUSTAKA
1. P.M Anderson , Power System Protection, McGraw-
Hill, 1998
2. Gonen, Turan, ”Modern Power System Analysis”, USA,
1988.
3. Hewitson, L.G., Brown, Mark, Balakrishnan, Ramesh,
“Practical Power System Protection”, IDC
Technologies, Netherland, 2004.
4. Preve, Cristophe, “Protection of Electrical Network”,
ISTE Ltd, Great Britain and the United States, 2006.
5. Penangsang, Ontoeseno, “Diktat Kuliah Analisa Sistem
Tenaga 2”, Teknik Elektro-ITS, Surabaya, 2006.
BIODATA PENULIS Hendra Rahman, lahir di Agam, Sumatera
Barat pada tanggal 18 Juli 1987. Lahir
dengan jenis kelamim laki-laki dan sehat.
Menempuh pendidikan pertama di Sekolah
Dasar Negeri 014 Batam di tahun 1997.
Kemudian melanjutkan ke Sekolah
Lanjutan Tingkat Pertama 009 Batam.
Setelah menempuh pendidikan selama 3
tahun, lulus dan langsung melanjutkan ke
Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Batam .
Setelah lulus memuaskan dengan waktu 3 tahun kemudian penulis
melanjutkan jenjang pendidikan ke tingkat Perguruan Tinggi di
Politeknik Negeri Padang Sumatera Barat pada Jurusan Elektro
program Studi Elektronika. Penulis menempuh pendidikan ini
selama 3 tahun, setelah lulus penulis sempat bekerja di salah satu
perusahaan swasta di bidang Oil and Gas Service di Riau. Pada
tahun 2009 penulis melanjutkan pendidikannya di Teknik Elektro
ITS melalui program Lintas Jalur dengan program Studi Sistem
Tenaga Listrik hingga sekarang. Penulis dapat dihubungi di email
address: [email protected]