STUDI STUDI PENGAMAN SALURAN KABEL PENGAMAN SALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI 150KVTEGANGAN TINGGI 150KV YANGYANGTEGANGAN TINGGI 150KV TEGANGAN TINGGI 150KV YANG YANG

DILINDUNGI ARESTER SURJADILINDUNGI ARESTER SURJA

Oleh:D d S tiDedy Setiawan2209 105 022

Dosen Pembimbing:Dosen Pembimbing:1. IGN SatriyadiI H., ST., MT.

2. Dr. Eng. I Made Yulistya N., ST., M.Sc

L B l kLatar Belakangisolasi saluran kabel bawah tanah harus diperhatikanuntuk faktor keselamatan dan keamanan. Isolasi salurankabel harus mampu menahan tegangan lebih akibatimpuls supaya tidak terjadi kegagalan isolasi

Perumusan masalahsaluran kabel bawah tanah yang sudah dilindungiarrester tidak sepenuhnya aman dari tegangan lebihkib t i l S l k b l b h t h ihakibat impuls. Saluran kabel bawah tanah masih

mengalami tegangan lebih akibat sisa pemotonganimpuls oleh arester. Dalam study akan membahasbagaimana pengaruh tegangan lebih yang terjadi padabagaimana pengaruh tegangan lebih yang terjadi padasaluran kabel setelah dilindungi arrester saat impulspetir tipikal 10kA 1,2/50μs, dan jika parameter impulspetir di ubah-ubahpetir di ubah ubah.

T jTujuanPenelitian pada study ini bertujuan untuk mengetahuiberapa besar tegangan lebih pada saluran kabel yangsudah dilindungi arester akibat impuls petir dengan caramembuat pemodelan dengan perangkat lunak ATP-EMTP d di k d lEMTP, supaya dapat digunakan dalammempertimbangkan ketahanan isolasasi.

Arester Surjaj

Gambar 3 Model Rangkaian Arester Petir yang

Gambar 2. Zinc Oxide Surge Arrester EXLIM Q-E

Gambar 3. Model Rangkaian Arester Petir yang Diusulkan oleh IEEE WG 3.4.11 Tahun 1992

Kabel Bawah Tanah150 kV

Gambar 1. Oil Filled Power Cable 1x800 mm2

Menara Transmisi UdaraMenara Transmisi Udara

Gambar 3. Menara Transmisi 150KV Tipe DRAN 4Aa +6

PEMODELAN SIMULASIPEMODELAN SIMULASI

Hasil Simulasi dengan Impuls 10kA 1,2/50μsHasil Simulasi dengan Impuls 10kA 1,2/50μs

Tegangan pada titik sambaran

Tegangan pada ujung saluran kabel

Tegangan pada titik sambaran

Tegangan pada titik sambaran

Dari data yang diperoleh dari PLN diy g pGI Sukolilo, pada transmisi udarayang menggunakan penghantarACSR 330mm2, dengan diameter 25 3mm dan tinggi kawat dari tanah25,3mm, dan tinggi kawat dari tanahadalah 36,7m

Sesuai rumus pada buku yang disusun Hutauruk:

z=  = 60ln(2h/r) ohm

didapatkan impedansi surja 478,37ohm

Dengan arus petir 10kA menyambar pada kawar tersebut, sehingga mengakibatkantegangan puncak akibat impuls pada titik sambaran sebesar V=i.z

ekivalen

z

ekivalen

½ zSehingga tegangan yang terjadi pada titik sambaran sebesarSehingga tegangan yang terjadi pada titik sambaran sebesarV= 0,5( I . z ) = 0,5 x 10000 x 478,37 = 2391850 Volt, atau 2,39MV

Tegangan pada titik sambaran

Arus sambaran dan Arus pemotongan arester

Arus sebelum dipotong arester

Impuls yang dipotong oleh arester

Arus pada saluran kabel

Tegangan pada ujung kabel

Hasil Simulasi dengan Variasi Front Time

Front TimeImpuls Petir

Tegangan Fasa (MV)Fasa A Fasa B Fasa C

1/20 s 2 35 0 58 0 351/20 s 2,35 0,58 0,352/20 s 2,36 0,59 0,364/20 s 2,14 0,53 0,33

2.5

8/20 s 1,37 0,35 0,22

1.5

2

pad

a T

itik

ra

n (

MV

)

Fasa A

0

0.5

1

Teg

an

gan

Sam

bar Fasa B

Fasa C

0

0 2 4 6 8 10Front Time ( s)

Tegangan pada Ujung Kabel dengan Variasi F Ti I l P iFront Time Impuls Petir

Front TimeImpuls Petir

Tegangan Fasa (KV)F A F B F CImpuls Petir Fasa A Fasa B Fasa C

1/20 s 7,68 0,97 0,952/20 s 7,93 1 0,994/20 s 8 39 1 06 1 044/20 s 8,39 1,06 1,048/20 s 9,24 1,15 1,13

9

10

V)

5

6

7

8

ng

Kab

el (K

V

Fasa A

F B

1

2

3

4

gan

gan

Uju

n Fasa B

Fasa C

0

0 2 4 6 8 10

Teg

front time ( s)

Hasil Simulasi dengan Variasi Tail TimeTail Time

Impuls PetirTegangan Fasa (MV)

Fasa A Fasa B Fasa C8/20 s 1,37 0,35 0,22

8/40 s 1,44 0,37 0,23

8/60 s 1,49 0,38 0,24

1.8 )

8/60 s 1,49 0,38 0,24

8/100 s 1,56 0,40 0,25

0 81

1.21.41.6

n P

un

cak d

i m

bara

n (

MV

)

Fasa A

Fasa B

00.20.40.60.8

Teg

an

gan

Tit

ik S

am Fasa B

Fas C

0 20 40 60 80 100 120Tail Time ( s

Tegangan pada Ujung Kabel dengan Variasi T il Ti I l P iTailt Time Impuls Petir

Tailt Time Tegangan Fasa (KV)

Impuls Petir Fasa A Fasa B Fasa C

8/20 s 9,24 1,15 1,13

8/40 s 12,57 1,25 1,21, , ,

8/60 s 14,33 1,26 1,23

8/100 s 19,64 1,26 1,23

15

20

25

Uju

ng

) Fasa A

5

10

15

an

gan

pad

a

Kab

el (K

V) asa

Fasa B

Fasa C

0

0 20 40 60 80 100 120

Teg

a

Tail Time ( s)

Kesimpulan1. Tegangan puncak akibat impuls pada ujung SKTT dengan

panjang 2,9 kilometer, saat impuls petir 10KA 1,2/50μsmengenai kawat saluran udara di fasa A dengan jarak 300 meterdari letak pemasangan arrester, pada ujung kabel di fasa Asebesar 12,47 KV, fasa B sebesar 1,17KV, dan fasa C sebesar1,14KV.

2 Variasai front time impuls petir dapat mempengaruhi tegangan2. Variasai front time impuls petir dapat mempengaruhi teganganpuncak pada ujung kabel, semakin panjang nilai front time petirmenjadikan nilai tegangan puncak pada ujung kabel semakinbesar. Saat front time 1/20μs, tegangan puncak ujung kabelkib i l d f b 68 f bakibat impuls pada fasa A sebesar 7,68 KV, fasa B sebesar

0,97KV, fasa C sebesar 0,95 KV. Saat front time8/20μs, tegangan puncak ujung kabel pada fasa A sebesar9,24KV, fasa B sebesar 1,15KV, fasa C sebesar 1,13 KV. Besar9,24KV, fasa B sebesar 1,15KV, fasa C sebesar 1,13 KV. Besarnilai pada ujung kabel ini dipengaruhi karena adanyapemotongan oleh arrester.

3. Variasi tail time impuls petir dapat impuls petir dapatmempengaruhi tegangan puncak pada ujung kabel, semakinpanjang nilai tail time petir menjadikan nilai tegangan puncakpada ujung kabel semakin besar. Saat tail time 8/20μs, teganganpuncak ujung kabel pada fasa A sebesar 7 68 KV fasa B sebesarpuncak ujung kabel pada fasa A sebesar 7,68 KV, fasa B sebesar0,97KV, fasa C sebesar 0,95 KV. Saat tail time8/100μs, tegangan puncak ujung kabel pada fasa A sebesar9,64KV, fasa B sebesar 1,26KV, fasa C sebesar 1,23 KV.T k i i t j di b k k tik kTegangan puncak ini terjadi bukan ketika arus puncaksambaran, namun saat waktu ekor arus sambaran yang tidakdapat dipotong leh arrester secara sempurna.

SEKIANS NTERIMA KASIH

Referensi1. Zoro H. Reynaldo., ” Proteksi Terhadap Tegangan Lebih Petir

Pada Sistem Tenaga Listrik”, Catatan Kuliah, Departemen Teknik Elektro ITB, Bandung, 2004.Teknik Elektro ITB, Bandung, 2004.

2. Yulistya N, I Made., ”Teknik Tegangan Tinggi”. Catatan Kuliah, Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya, 2009.

3. PT.PLN (Persero)., " Lightning Arrester” Buku Petunjuk BatasanO i d P lih P l t P lOperasi dan Pemeliharaan Peralatan PenyaluranListrik, Surabaya, 2009.

4. Hutauruk, T.S., ” Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Erlangga, Jakarta, 1989.j , gg , ,

5. IEEE WG 3.4.11, “Modeling of Metal Oxide Surge Arresters”. IEEE Transactions on Power Delivery, pp 302-309, January, 1992.

6 Manual Book “Datasheet EXLIM Q E Surge 6. Manual Book, Datasheet EXLIM Q-E Surge Arrester”, ABB, 2010

7. PT. PLN (Persero) P3B Region Jawa Timur dan Bali. 1977. Draft Detailed Design Report on East Java Electric Power Transmission and Distribution Network Project Third Stage.