STUDI PERENCANAAN KEBUTUHAN TRANSFORMATOR dan PROTEKSINYA

di GARDU INDUK 150 kV/120 MVA BUDURAN II/SEDATI

Dosen Pembimbing :Ir. Syariffudin Mahmudsyah, M. EngIr. Teguh Yuwono

Teknik Sistem Tenaga Teknik Elektro, Fakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya20112

Arif Kurniadhi (2209 105 025)

PermasalahanPermasalahan Bagaimana kebutuhan listrik di Surabaya,

derah rungkut-sedati khususnya serta cadangan kapasitas daya suplai dari GI yang ada untuk menyuplai kebutuhan energi listrik saat ini dan tahun–tahun mendatang.

Aspek–aspek apa saja yang perlu dipertimbangkan dalam pembangunan GarduInduk 150 KV / 120 MVA Buduran II/Sedati.

Bagaimana peranan Gardu Induk 150 KV / 120 MVA Buduran II/Sedati untuk menyuplai kebutuhan listrik di Surabaya, khususnyadaerah rungkut-sedati.

LatarLatar belakangbelakang PembangunanPembangunanGI GI SedatiSedati 150 kV/120 MVA150 kV/120 MVA

Kapasitas GI penyuplai daerah Surabaya selatan (rungkut,sedati dan sekitarnya)pembebanannya rata-rata sudah 70%

Pertumbuhan kebutuhan tenaga listrik daerah rungkut dan sekitarnya yang terus meningkat utamanya pelanggan industri

Perbaikan mutu dan keandalan penyaluran tenaga listrik ke konsumen

PengambilanPengambilan data data dandan analisisanalisis

4

Gardu Induk 150 kVDefinisi….?????

Gardu induk 150 kVPada distribusi sistem letaknya berada setelah STT(saluran udara tegangan tinggi) Fungsinya untuk menurukan dari tegangan tinggi (150kV) ke tegangan menengah (20kV) dan ke tegangan rendah (380 v dan 220 v)

Komponen Penyusun GIS

http://www.toshiba-tds.com/tandd/products/trans/en/m_gitrans.htm

Kenapa GIS…..???

Karena gas transformator terisolasi tidak perlu konservator,

ketinggian ruangan transformator dapat dikurangi.

Selain itu, tidak-mudah terbakar dan non-ledakan tangkikarakteristik dapat menghapus peralatan pemadam kebakaran dari kamar transformator.

Akibatnya, gas terisolasi transformator, reaktor shunt gas terisolasi dan panel GIS kontrol dapat dipasang di ruang yang sama.

Dengan pengaturan..tersebut, suatu gardu gas SF6sepenuhnya terisolasi dapat dipersempit luas lahan untuk GI

Dikarenakan luas lahan yang terbatas untuk GI Sedati II, maka GI sedati II menggunakan tipe GIS(gas insulated Switchgear)

LokasiLokasi GI GI SedatiSedati Rencananya GI sedati akan dibangun di lahan milik PLN

yang berada di Jl. Rajawali desa Wedi Kecamatan Gedangan, Sidoarjo, berikut gambar peta lokasinya.

9

KomponenKomponen UtamaUtama GIGIGedung kontrolPanel KontrolPanel Proteksi (panel relayproteksi)Sumber DC Gardu IndukPanel Kubikal 20 KVSistem ProteksiProteksi TransformatorDayaProteksi Penghantar/ SUTTProteksi Busbar danPenyulang 20 KV

Switchyard (switchgear Transformator Daya Neutral Grounding

Resistance (NGR) Circuit Breaker (CB) Disconnecting Switch

(DS) Lightning Arrester (LA) Current Transformer (CT) Potential Transformer

(CT) Transformator

Pemakaian Sendiri (TPS) Rel (Busbar)

AnalisaAnalisa PeramalanPeramalan BebanBeban

DKL 3.01DKL 3.01&&

SimpleSimple--EE

11

Pertumbuhan

Pertumbuhan

PendudukPenduduk

Surabaya Surabaya

1.07% 1.07% per per 10 10 tahuntahun

12

No kecamatan Luas Wilayah (km2)

Kepadatan Penduduk

Penduduk(2000)

Penduduk(2010)

Surabaya Pusat1Tegalsari 4.29 19,927 93,465 21.7872Genteng 4.05 11,375 54,505 13.4913Bubutan 3.86 21,854 87,883 22.7684Simokerto 2.59 30,571 84,380 32.579

Surabaya Utara

5Pabean Cantikan 6.8 10,222 72,744 10.698

6Semampir 8.76 17,028 154,455 17.6327Krembangan 8.34 12,071 114,506 13.7308Kenjeran 7.77 21,368 131,857 9.1449Bulak 6.72 5,584

Surabaya Timur10Tambaksari 8.99 22,845 188,886 21.01111Gubeng 7.99 15,998 132,986 16.64412Rungkut 21.08 5,711 111,286 5.279

13Tenggilis Mejoyo 5.52 13,093 76,154 13.769

14Gunung Anyar 9.71 6,356 51,055 5.25815Sukolilo 23.68 5,057 100,148 4.22716Mulyorejo 14.21 6,655 85,292 6.002

Surabaya Selatan

17Sawahan 6.93 24,861 188,766 27.23918Wonokromo 8.47 15,844 146,875 17.34119Karangpilang 9.23 7,899 71,478 7.74420Dukuh Pakis 9.94 6,472 57,246 5.75921Wiyung 12.46 5,462 51,780 4.15622Wonocolo 6.77 11,706 81,660 12.04423Gayungan 6.07 7,073 39,837 6.56324Jambangan 4.19 11,001 39,234 9.364

Surabaya Barat25Tandes 11.07 9,254 93,459 8.43326Sukomanunggal 9.23 11,038 107,514 11.64827Asemrowo 15.44 2,759 36,937 2.39228Benowo 23.73 2,028 67,074 1.45629Pakal 22.07 2,08830Latarsantri 18.99 2,695 78,334 2.14731Sambikerep 23.68 3,407

Jumlah 2,599,796 3,303,050

*Sumber BPS Jatim 2010

PertumbuhanPertumbuhan PendudukPenduduk SidoarjoSidoarjo

1.19% per 10 1.19% per 10 tahuntahun13

*Sumber BPS Jatim 2010

No Kecamatan Luas Wilayah penduduk (2000) penduduk (2010) 1Sidoarjo 62.56 146,615 194,051.00 2Buduran 41.03 65,154 92,334.00 3Candi 40.67 92,897 145,146.00 4Porong 29.82 69,337 65,909.00 5Krembung 29.55 53,039 58,358.00 6Tulangan 31.21 67,308 87,422.00 7Tanggulangin 32.29 71,149 84,580.00 8Jabon 81.00 47,683 49,989.00 9Krian 32.50 88,572 118,685.00

10Balongbendo 31.40 57,357 66,865.00 11Wonoayu 33.92 61,666 72,009.00 12Tarik 36.06 53,645 60,977.00 13Prambon 34.23 60,924 68,336.00 14Taman 31.54 176,704 212,857.00 15Waru 30.32 210,426 232,298.00 16Gedangan 24.06 106,630 132,847.00 17Sedati 79.43 67,469 92,468.00 18Sukodono 32.68 66,430 111,121.00

Jumlah 714.27 1,563,015 1,945,252.00

JumlahJumlah PelangganPelanggan ListrikListrik per per SektorSektor didi SurabayaSurabaya

PelangganPelanggan ListrikListrik terbesarterbesarSurabaya Surabaya yaituyaitu pelangganpelanggan

RumahRumah TanggaTangga 14

Tahun Rumah Tangga Komersil Industri Publik Energi

(Gwh)Penduduk

(jiwa)2010 79675 1508 356 1901 456.15 255.6712011 80192 1508 389 1925 478.74 255.9452012 80709 1509 425 1937 502.53 256.2492013 81226 1510 464 1949 527.61 256.5532014 81743 1511 507 1962 554.04 256.8572015 82260 1511 554 1974 581.90 257.1612016 82776 1512 604 1987 611.28 257.4652017 83293 1513 660 1999 642.26 257.7692018 83810 1514 721 2011 674.95 258.0732019 84327 1514 787 2024 709.44 258.3772020 84844 1515 860 2036 745.84 258.407

*Sumber BPS Jatim 2010

ProyeksiProyeksi KonsumsiKonsumsi EnergiEnergi ListrikListrikdidi Surabaya 10 Surabaya 10 tahuntahun mendatangmendatang ((GWhGWh))

15

Tahun RT Komersil Publik Industri Totalt Pel.Rt Pel.K Pel.Pt Pel.Pt Pel.Tt2010 79675 59756 1901 356 1416892011 80192 60144 1925 389 1426502012 80709 60532 1937 425 1436032013 81226 60919 1949 464 1445592014 81743 61307 1962 507 1455182015 82260 61695 1974 554 1464822016 82776 62082 1987 604 1474502017 83293 62470 1999 660 1484222018 83810 62858 2011 721 1494002019 84327 63245 2024 787 1503832020 84844 63633 2036 860 151373

PerbandinganPerbandingan KonsumsiKonsumsi EnergiEnergi ListrikListrikDaerah Daerah RungkutRungkut--SedatiSedati

16

Tahun DKL Simple-e selisih(%)2010 2180.23 26106.2 91.652011 2693.06 28637.6 90.602012 2584.27 31450 91.782013 2497.63 34540.5 92.772014 2431.78 37746.2 93.562015 2385.59 41251.7 94.222016 2358.08 44734.7 94.732017 2348.50 48512.3 95.162018 2356.24 52609.3 95.52

Setting OCR (Over Current Setting OCR (Over Current ReleRele))

Setelah dilakukan perhitungan hubung singkat pada bus 20 kV dan bus 150 kV maka untuk mengamankan trafo 60 MVA, settingannya sebagai berikut OCR Sisi

Penyulang 20 kV

OCR SisiIncoming 20

kV

OCR Sisi 150 kV

Tap 1,2 1,0 0,7

Aktual Iset 480 A 2000 A 280 A

NCT 400/5 2000/5 400/5

Tds 0,225 0,275 0,375

Waktu 0,5 dtk 1 dtk 1,5 dtk

Kurva StandartInvers

StandartInvers

StandartInvers

17

KurvaKurva Setting OCR (Over Current Setting OCR (Over Current ReleRele))

18

Setting GFR (Ground Fault Setting GFR (Ground Fault ReleRele))

Setelah dilakukan perhitungan hubung singkat pada bus 20 kV dan bus 150 kV maka untuk mengamankan trafo 60 MVA, settingannya sebagai berikut GFR Sisi

Penyulang 20 kV

GFR Sisi Incoming

20 kV

GFR Sisi 150 kV

Tap 0,1 0,1 0,15

Aktual Iset 5 A 5 A 60 A

NCT 50/5 50/5 400/5

Tds 0,25 0,25 1,0

Waktu 1 dtk 8 dtk 2 dtk

Kurva StandartInvers

Long TimeInvers

StandartInvers 19

KurvaKurva Setting GFR (Ground Fault Setting GFR (Ground Fault ReleRele))

20

Setting Setting ReleRele DifferensialDifferensial

Sisi Tegangan Tinggi (HV)

Sisi Tegangan Rendah (LV)

Kapasitas Kerja 150 20

Teg (kV) 231 1732

Arus Nominal (A) 400/5 2000/5

Setting CB (circuit breaker)Setting CB (circuit breaker)

CB Rating Seting

Primer Trafo 1940,4 A (2 kA)

SekunderTrafo 14554,078 A (25 kA)

PerhitunganPerhitungan UkuranUkuran KabelKabel

Pada perhitungan kabel perlu diketahui kapasitas arus yang melewati dan media yang dilalui oleh kabel tersebut. Untuk penggunaan di udara kabel dapat menghantar arus lebih tinggi daripada kabel yang ditanam dalam tanah. Kapasitas arus yang terlewatkan pada kabel dipengaruhi oleh besarnya inti, untuk kabel yang digunakan kelas XLPE dengan tipe N2XSY, dimana kabel ini mempunyai kemampuan thermal isolasi sampai 90oC adapun untuk konduktivitas tembaga dengan diameter 400 mm2

mempunyai kapasitas hubung arus dalam tanah sebesar 652 A pada pemasangan posisi sejajar dengan jarak minimal 7 m dengan begitu untuk penggunaan arus nominal sebesar 1730 A maka dibutuhkan kabel sebanyak 4 x dengan koreksi sebesar 0,73

KESIMPULANKESIMPULAN

Pembangunan GI baru di daerah sedati menjadi salah satu solusi untuk mengimbangi pertumbuhan daerah ini yang cukup pesat ditambah dengan adanya satu objek vital bandara internasioanal Juanda.

Penentuan kapasitas GI sedati 120 MVA dirasa sudah tepat melihat hasil peramalan beban maka kapasitas tersebut masih dapat membackup hingga 5 tahun ke depan, untuk membantu kinerja GI Rungkut.

Pengamanan Transformator Distribusi secara elektrikal menggunakan :

OCR (over current rele),GFR (ground fault rele),Rele differensial,CB(Circuit Breaker)

Kapasitas CB menggunakan tegangan nominal 24Kv frekuensi 50Hz dan rating 25kA.

Kabel yang menghubungkan sisi sekunder transformator ke bus 20 kV menggunakan jenis isolasi XLPE dengan kapasitas arus nominal sebesar 1732A, karena itu dipilih kabel dengan diameter 400mm2 berkapasitas 652 A sebanyak 4 buah kabel.

Dengan menggunakan setting rele pengaman yang cepat dapat dihindari terjadinya salah kerja serta terwujud pengamanan yang baik dan andal untuk transformator GI khususnya.

SARANSARAN

Perlu adanya upaya dari pemerintah daerah untuk mendorong realisasi program Pembangunan GI ini, mengingat beban GI Rungkut sudah semakin bertambah pembebanannya, dan untuk mengimbangi pertumbuhan daerah yang cukup pesat.

Pembangunan GI sedati bisa menjadi alternatif jaringan distribusi sebagai pengganti GI Surabaya Selatan yang sampai sekarang masih belum terealisasi pembangunannya.

TERIMA KASIHTERIMA KASIH

PerhitunganPerhitungan HubungHubung SingkatSingkat