TUGAS PENGGANTI UJIAN TENGAH SEMESTER

GARDU INDUK

OLEH :

MEYLISA TIKUPADANG

D411 10 298

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2013

Catatan :

1. Gunakan Tiga Angka Terakhir NIM Anda (D411 06 ABC), lihat Dalam

SoalJika NIM Anda D41109015, maka A=0, B=1 dan C=5, makauntuksoalno.

5) menjadikm=0,915ks = 0,515 dansoalno. 1)menjadiZR=-j900, ZS=-j871

danZT=915 Ohm

2. Tentukan tahanan jenis tanah dari Tiga Angka Terakhir NIM Anda pada soal

no. 5

3. Dikerjakan Harus Berurutan, Baik Nomor Maupun Subnya

1) Suatu Sistem Transmisi tiga fasa 150 kV, 50 Hz, mempunyai impedansi

shunt kapasitif

Tentukanlah

a. Besar arus ketidak seimbangannya?.

b. Tegangan ketidak seimbangannya?

Jawab :

Dik : v = 120 KV = 120000 V

f= 50 Hz

Zr= -j90A

Zt=-j87B

Zs=-j91C

Dari NIM D411 10 298 jadi ,

A = 2, B = 9, C = 8

Dit: a. Ketidakseimbangan arus =…?

Jawab:

a. Ir= V/Zr = 120000/− j90 2 = 133,03 A

ZR=− j90A, Z

T= − j87 B ,dan Z

S=− j 91 C Ohm.

It= V/Zt = 120000/− j87 9= 136,51 A

Ir= V/Zr = 120000/− j91 8 = 130,71 A

Irata” =(Ir+ It + Is)/3= (133,03 +136,51 +130,71)/3 = 133,41 A

Dimana:

a= Ir/Irata”= 133,03 / 133,41 = 0,99 A

b= It/Irata”= 136,51 / 133,41 = 1,023 A

c=Is/Irata”= 130,71 / 133,41 = 0,97 A

rumus ketidakseimbangan Arus (I) =

{│ a−1│+│b−1 │+│ c−1 │}3

X 100 %

=

{│ 0,99−1 │+│ 1,023−1 │+│0,97−1 │}3

X 100 %

= 0,5 %

2) Jelaskan prinsip kerja dan fungsi masing-masing berbagai peralatan gardu

Induk

Jawab :

1. Switch Yard (Switch Gear)

Adalah bagian dari gardu induk yang dijadikan sebagai tempat

peletakan komponen utama gardu induk. Pemahaman tentang switch yard,

pada umumnya adalah :

Jika komponen utama gardu induk terpasang di area terbuka yang

luas, maka disebut switch yard.

Jika komponen utama gardu induk terpasang di area terbatas

(sempit) dan di dalam gedung, maka disebut switchgear.

Sebenarnya yang dimaksud switchgear, adalah peralatan yang ada

di switch yard.

Jadi yang dimaksud switch yard, adalah nama yang diperuntukkan bagi

gardu konvensional.Sedangkan switchgear, adalah nama yang

diperuntukkan bagi Gas Insulated Substation (GIS).

1.1 Transformator Daya

Berfungsi mentranformasikan daya listrik, dengan merubah

besaran tegangannya, sedangkan frekuensinya tetap.Tranformator daya

juga berfungsi untuk pengaturan tegangan.Transformator daya

dilengkapi dengan trafo pentanahan yang berfungsi untuk

mendapatkan titik neutral dari trafo daya. Peralatan ini disebut Neutral

Current Transformer (NCT). Perlengkapan lainnya adalah pentanahan

trafo, yang disebut Neutral Grounding Resistance (NGR).

1.2 Neutral Grounding Resistance (Liquid)

Komponen yang dipasang antara titik neutral trafo dengan

pentanahan. Berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi.

Diperlukan proteksi yang praktis dan biasanya tidak terlalu mahal,

karena karakteristik relay dipengaruhi oleh sistem pentanahan neutral.

1.3 Circuit Breaker (CB)

Adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus

rangkaian listrik dalam keadaan berbeban (berarus). CB dapat

dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada

saat terjadi gangguan. Karena pada saat bekerja, CB mengeluarkan

(menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada CB dilengkapi dengan

pemadam busur api.

Pemadam busur api berupa :

Minyak (OCB).

Udara (ACB).

Gas (GCB).

1.4 Disconnecting Switch (DS)

Adalah peralatan pemisah, yang berfungsi untuk memisahkan

rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Dalam GI, DS

terpasang di :

Transformator Bay (TR Bay).

Transmission Line Bay (TL Bay).

Busbar.

Bus Couple.

Karena DS hanya dapat dioperasikan pada kondisi jaringan tidak

berbeban, maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB.

Setelah rangkaian diputus oleh CB, baru DS dioperasikan.

1.5 Lightning Arrester (LA)

Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu

induk dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lightning

surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung

(switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan), LA

bersifat isolatif atau tidak bisa menyalurkan arus listrik. Dalam

keadaan terjadi gangguan yang menyebabkan LA bekerja, maka LA

bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.

1.6 Current Transformer (CT)

Berfungsi merubah besaran arus dari arus yang besar ke arus yang

kecil atau memperkecil besaran arus listrik pada sistem tenaga listrik,

menjadi arus untuk sistem pengukuran dan proteksi. Mengisolasi

rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan

instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.

1.7 Potential Transformer (PT)

Berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke

tegangan rendah atau memperkecil besaran tegangan listrik pada

sistem tenaga listrik, menjadi besaran tegangan untuk pengukuran dan

proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer,

dengan memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.

1.8 Transfomator Pemakaian Sendiri (TPS)

Berfungsi sebagai sumber tegangan AC 3 phasa 220/ 380 Volt.

Digunakan untuk kebutuhan intern gardu induk, antara lain untuk :

Penerangan di swtich yard, gedung kontrol, halaman GI

dan sekeliling GI

Alat pendingin (AC).

Rectifier.

Pompa air dan motor-motor listrik.

Peralatan lain yang memerlukan listrik tegangan rendah.

1.9 Rel (Busbar)

Berfungsi sebagai titik pertemuan/ hubungan (connecting) antara

transformator daya, SUTT, SKTT serta komponen listrik lainnya

yang ada pada switch yard. Komponen rel (busbar) antara lain :

Konduktor (AAAC, HAL, THAL, BC, HDCC).

Insulator String & Fitting (Insulator,Tension Clamp,

Suspension Clamp, Socket Eye, Anchor Sackle, Spacer).

2. Gedung Kontrol (Control Building)

Berfungsi sebagai pusat aktifitas pengoperasian gardu induk. Pada

gedung kontrol inilah operator bekerja mengontrol dan mengoperasikan

komponen-komponen yang ada di gardu induk.

2.1 Panel Kontrol (Control Panel)

Berfungsi untuk mengetahui (mengontrol) kondisi gardu induk dan

merupakan pusat pengendali lokal gardu induk. Didalamnya berisi

sakelar, indikator-indikator, meter-meter, tombol-tombol komando

operasional PMT, PMS dan alat ukur besaran listrik, serta

announciator. Berada satu ruangan dengan tempat operator bekerja.

Terdiri dari :

Transmission line control panel (TL control panel).

Transformator control panel (TL control panel).

Fault recorder control panel.

KWh meter dan fault recorder panel.

LRT control panel.

Bus couple control panel.

AC/DC control panel.

Syncronizing control panel.

Automatic FD switching panel.

D/L control panel.

2.2 Panel Proteksi (Protection Panel/ Relay Panel)

Tempat almari relay-relay pengaman yang dikelompokkan dalam

bay, sehingga mudah dalam pengontrolan dan operasionalnnya.

Berfungsi untuk memproteksi (melindungi sistem jaringan gardu

induk) pada saat terjadi gangguan maupun karena kesalahan operasi.

Didalamnya berisi peralatan-peralatan elektro dan elektronik, dan lain-

lain yang bersifat presisi. Untuk mempertahankan kondisi ideal dan

presisi panel proteksi, maka diperlukan alat pendingin dengan suhu

tertentu dan harus kontinyu. Setiap relay yang terpasang dan panel

proteksi, diberi nama relay sesuai fungsinya. Relay panel tediri dari :

Transmission line relay panel (relay panel TL).

Transformator relay panel (relay panel TR).

Busbar protection relay panel.

2.3 Sumber DC Gardu Induk

Baterry :

Alat yang menghasilkan sumber tenaga listrik arus searah

yang diperoleh dari hasil proses kimia. Sumber DC berfungsi untuk

menggerakkan peralatan kontrol, relay pengaman, motor

penggerak CB, DS, dan lain-lain. Sumber DC ini harus selalu

terhubung dengan rectifier dan harus diperiksa secara rutin kondisi

air, kebersihan dan berat jenisnya.

Rectifier :

Alat listrik yang berfungsi untuk merubah arus bolak-bolik

menjadi arus searah, sesuai dengan kapasitas yang diperlukan

(kapasitas battery). Rectifier harus selalu terhubung dengan battery

dan harus diperiksa kondisi batterynya secara periodik dan rutin.

2.4 Panel AC/DC

Alat listrik yang berupa lemari pembagi. Didalamnya terpasang

sakelar kecil (mini circuit breaker) atau fuse-fuse, sebagai pembagi

beban dan pengaman dari instalasi terpasang gardu induk.

2.5 Cubicle 20 KV (HV Cell 20 KV)

Adalah sistem switchgear untuk tegangan menengah (20KV) yang

berasal dari output trafo daya, yang selanjutnya diteruskan ke

konsumen melalui penyulang (feeder) yang tersambung (terhubung)

dengan cubicle tersebut. Dari penyulang (feeder) inilah listrik

disalurkan (didistribusikan) ke pusat-pusat beban. Komponen dan

rangkaian cubicle, antara lain :

Panel penghubung (couple).

Incoming cubicle.

Circuit breaker (CB) dan Current Transformer (CB).

Komponen Proteksi dan pengukuran.

Bus sections.

Feeder atau penyulang.

3. Sistem Proteksi

Sistem proteksi adalah suatu sistem pengaman terhadap peralatan

listrik, yang diakibatkan adanya gangguan teknis, gangguan alam,

kesalahan operasi dan penyebab yang lainnya. Beberapa peralatan listrik

pada gardu induk yang perlu diamankan adalah :

Transformator Daya.

Rel (busbar).

Penghantar :

Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT).

Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT).

Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET).

Penyulang 20 KV.

3.1 Proteksi Trafo Daya

Relay Arus Lebih :

Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat

(short circuit) antara phasa di dalam maupun di luar daerah

pengamanan trafo.

Relay Differensial :

Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat

(short circuit) yang terjadi di dalam daerah pengaman trafo.

Relay Gangguan Tanah Terbatas :

Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap tanah

di dalam daerah pengaman trafo, khususnya gangguan di dekat titik

netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relay Differensial.

Relay Arus Lebih Berubah :

Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya dari gangguan

antara phasa dan tiga phasa dan bekerja pada arah tertentu.

Relay Gangguan Tanah :

Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari gangguan

hubung tanah, di dalam dan di luar daerah pengaman trafo.

Relay Tangki Tanah :

Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap

hubung singkat (short circuit) antara phasa dengan tangki trafo dan

trafo yang titik netralnya ditanahkan.

Relay Suhu :

Berfungsi untuk mendeteksi suhu minyak trafo dan kumparan

secara langsung, yang akan membunyikan alarm serta mentripkan

Circuit Breaker

Relay Jansen :

Berfungsi untuk mengamankan pengubah/ pengatur tegangan (Tap

Changer) dari Trafo.

Relay Bucholz :

Berfungsi mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh loncatan

bunga api dan pemanasan setempat dalam minyak trafo.

Relay Tekanan Lebih :

Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari tekanan lebih.

Bagi Trafo tanpa konservator, dipasang relay tekanan mendadak

dipasang pada tangki dan bekerja dengan pertolongan.

3.2 Proteksi Penghantar SUTT / SKTT

Relay Jarak :

Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa maupun

gangguan hubungan tanah.

Relay Differential Pilot Kabel :

Berfungsi mengamankan SKTT dan juga SUTT yang pendek dari

gangguan antar phasa maupun gangguan hubung singkat (short

circuit).

Relay Arus Lebih Berarah :

Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa dan

hanya bekerja pada satu arah. Relay ini dapat membedakan arah arus

gangguan.

Relay Arus Lebih :

Berfungsi mengamankan SUTT dan gangguan antara phasa

maupun gangguan hubungan tanah.

Relay Tegangan Lebih :

Berfungsi mengamankan SUTT atau SKTT terhadap tegangan

lebih.

Relay Gangguan Tanah :

Berfungsi mengamankan SUTT terhadap gangguan hubung tanah.

Relay Penutup Balik :

Berfungsi mengamankan kembali SUTT akibat gangguan hubung

singkat temporer.

3.3 Proteksi Busbar dan Proteksi Penyulang 20 KV

Proteksi Busbar :

Untuk mengamankan busbar terhadap gangguan yang terjadi,

digunakan relay differential.

Proteksi Penyulang 20 KV, digunakan :

Relay Arus Lebih.

Relay Arus Lebih Berarah.

Relay Hubung Tanah.

4. Komponen Listrik Penunjang

a. Konduktor tembaga atau plat tembaga untuk grounding peralatan.

b. Cable Schoon BC untuk grounding peralatan.

c. Ground Rod untuk instalasi pembumian peralatan.

d. GSW atau ground wire (kawat pentanahan).

e. Klem-klem untuk GSW, terdiri dari : Tension Clamp, Jumper

Clamp, PG Clamp

f. Kabel kontrol, yang terdiri dari jenis kabel : NYY, CVVS, NYM,

NYMT, NYCY, dan lain-lain. Kabel-kabel ini terdiri dari berbagai

ukuran.

g. Kabel Power 20 KV (XLPE atau jenis lainnya).

h. Termination kit dan sepatu kabel.

i. Komponen pengatur beban.

j. Komponen SCADA.

k. Instalasi penerangan dalam gedung maupun pada halaman (sekitar

gedung kontrol) dan pada switch yard.

l. Instalasi Air Conditioning pada gedung kontrol.

3) Jelaskan secara ringkas:

a. Apa yang dimaksud dengan Gardu induk

b. Macam-macam gardu induk

c. Sistem pembumian pada gardu induk

d. Sistem transmisi.

Jawab :

a. Gardu Induk merupakan sub system dari system penyaluran

(transmisi) tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari system

penyaluran (transmisi). Gardu Induk mempunyai peran penting dalam

pengoperasiannya, tidak dapat dipisahkan dari system penyaluran

(transmisi) secara keseluruhan.

b. Macam-macam Gardu Induk yaitu :

Jenis Gardu Induk bisa dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu :

1. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Tegangan

a. Gardu Induk Transmisi

Gardu Induk ini mendapatkan daya dari saluran transmisi, yang

kemudian disalurkan ke daerah beban seperti perkotaan, industri,

atau lokasi pengerjaan proyek.

b. Gardu Induk Distribusi

Merupakan Gardu Induk yang mendapatkan daya dari Gardu

Induk Transmisi, yang kemudian tegangannya diturunkan ke

tegangan menengah (20kV, 12kV, atau 6kV) melalui

transformator. Tegangan menengah ini kemudian diturunkan

kembali untuk disalurkan ke jaringan perumahan.

2. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Pemasangan Peralatan

a. Gardu Induk Pasangan Luar :

Adalah gardu induk yang sebagian besar komponennya di

tempatkan di luar gedung, kecuali komponen kontrol, sistem

proteksi dan sistem kendali serta komponen bantu lainnya, ada di

dalam gedung. Gardu Induk semacam ini biasa disebut dengan

gardu induk konvensional. Sebagian besar gardu induk di

Indonesia adalah gardu induk konvensional. Untuk daerah-daerah

yang padat pemukiman dan di kota-kota besar di Pulau Jawa,

sebagian menggunakan gardu induk pasangan dalam, yang disebut

Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS).

b. Gardu Induk Pasangan Dalam :

Adalah gardu induk yang hampir semua komponennya

(switchgear, busbar, isolator, komponen kontrol, komponen

kendali, cubicle, dan lain-lain) dipasang di dalam gedung. Kecuali

transformator daya, pada umumnya dipasang di luar gedung. Gardu

Induk semacam ini biasa disebut Gas Insutaled Substation (GIS).

GIS merupakan bentuk pengembangan gardu induk, yang pada

umumnya dibangun di daerah perkotaan atau padat pemukiman

yang sulit untuk mendapatkan lahan.

Beberapa keuanggulan GIS dibanding GI konvensional :

Hanya membutuhkan lahan seluas ± 3.000 meter persegi atau ± 6

% dari luas lahan GI konvensional.

Mampu menghasilkan kapasitas daya (power capasity) sebesar 3 x

60 MVA bahkan bisa ditingkatkan sampai dengan 3 x 100 MVA.

Jumlah penyulang keluaran (output feeder) sebanyak 24

penyulang (feeder) dengan tegangan kerja masing-masing 20 KV.

Bisa dipasang di tengah kota yang padat pemukiman.

Keunggulan dari segi estetika dan arsitektural, karena bangunan

bisa didesain sesuai kondisi disekitarnya.

c. Gardu Induk kombinasi pasangan luar dan pasangan dalam :

Adalah gardu induk yang komponen switchgear-nya

ditempatkan di dalam gedung dan sebagian komponen switchgear

ditempatkan di luar gedung, misalnya gantry (tie line) dan saluran

udara tegangan tinggi (SUTT) sebelum masuk ke dalam

switchgear. Transformator daya juga ditempatkan di luar gedung.

d. Semi-Underground Substation (Gardu Induk Semi Pasangan

Bawah Tanah)

Merupakan Gardu Induk yang sebagian peralatannya dipasang

di bawah permukaan tanah (biasanya transformator daya), dan

sebagian lagi dipasang di atas permukaan tanah.

e. Underground Substation (Gardu Induk Pasangan Bawah Tanah)

Merupakan Gardu Induk yang seluruh peralatannya dipasang

dibawah permukaan tanah, kecuali pendingin. Biasanya Gardu

Induk ini dibangun karena lahan yang tidak memadai.

f. Mobile Substation (Gardu Induk Mobil)

Merupakan Gardu Induk yang peralatannya dipasang di atas

trailler atau kendaraan bergerak lainnya sehingga dapat berpindah

tempat sesuai dengan kebutuhan. Biasanya digunakan untuk

pemakaian sementara atau keadaan darurat.

3. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Fungsinya

a. Gardu Induk Penaik Tegangan :

Adalah gardu induk yang berfungsi untuk menaikkan tegangan,

yaitu tegangan pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan

sistem. Gardu Induk ini berada di lokasi pembangkit tenaga listrik.

Karena output voltage yang dihasilkan pembangkit listrik kecil dan

harus disalurkan pada jarak yang jauh, maka dengan pertimbangan

efisiensi, tegangannya dinaikkan menjadi tegangan ekstra tinggi

atau tegangan tinggi.

b. Gardu Induk Penurun Tegangan :

Adalah gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan

tegangan, dari tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih

rendah dan menengah atau tegangan distribusi. Gardu Induk

terletak di daerah pusat-pusat beban, karena di gardu induk inilah

pelanggan (beban) dilayani.

c. Gardu Induk Pengatur Tegangan :

Pada umumnya gardu induk jenis ini terletak jauh dari

pembangkit tenaga listrik. Karena listrik disalurkan sangat jauh,

maka terjadi tegangan jatuh (voltage drop) transmisi yang cukup

besar. Oleh karena diperlukan alat penaik tegangan, seperti bank

capasitor, sehingga tegangan kembali dalam keadaan normal.

d. Gardu Induk Pengatur Beban :

Berfungsi untuk mengatur beban. Pada gardu induk ini

terpasang beban motor, yang pada saat tertentu menjadi

pembangkit tenaga listrik, motor berubah menjadi generator dan

suatu saat generator menjadi motor atau menjadi beban, dengan

generator berubah menjadi motor yang memompakan air kembali

ke kolam utama.

e. Gardu Induk Distribusi :

Gardu induk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan

sistem ke tegangan distribusi. Gardu induk ini terletak di dekat pusat-

pusat beban.

4. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Isolasi yang Digunakan

a. Gardu Induk yang menggunakan isolasi udara :

Adalah gardu induk yang menggunakan isolasi udara antara

bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian yang

bertegangan lainnya. Gardu Induk ini berupa gardu induk

konvensional (lihat gambar 1), memerlukan tempat terbuka yang

cukup luas.

Gambar 1 : Gardu induk konvensional

b. Gardu Induk yang menggunakan isolasi gas SF 6 :

Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara

bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang

bertegangan, maupun antara bagian yang bertegangan dengan

bagian yang tidak bertegangan. Gardu induk ini disebut Gas

Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS), yang

memerlukan tempat yang sempit (lihat gambar 2).

Gambar 2. Gas Insulated Substation (GIS)

5. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Sistem Rel ( Bus Bar)

Rel (busbar) merupakan titik hubungan pertemuan (connecting) antara

transformator daya, SUTT/ SKTT dengan komponen listrik lainnya, untuk

menerima dan menyalurkan tenaga listrik. Berdasarkan sistem rel (busbar),

gardu induk dibagi menjadi beberapa jenis, sebagaimana tersebut di bawah ini:

a. Gardu Induk sistem ring busbar :

Adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. Pada gardu

induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu

dengan lainnya dan membentuk ring (cincin).

b. Gardu Induk sistem single busbar :

Adalah gardu induk yang mempunyai satu busbar. Pada umumnya

gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung

(akhir) dari suatu sistem transmisi. Single line diagram gardu sistem single

busbar, lihat gambar 3.

Gambar 3 : Single line diagram gardu induk single busbar

c. Gardu Induk sistem double busbar :

Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu

induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya

pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem

(manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak

Rel A

Rel B

PMS SEKSI

PMS Rel A

PMS Rel B

PMT PHT C

T PT

LA TRA

FO

digunakan. Single line diagram gardu induk sistem double busbar, lihat

gambar 4.

Gambar 4 : Single line diagram gardu induk sistem double busbar.

d. Gardu Induk sistem satu setengah (on half) busbar :

Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Pada

umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit

tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi

operasional, gardu induk ini sangat efektif, karena dapat mengurangi

pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem (manuver

system). Sistem ini menggunakan 3 buah PMT dalam satu diagonal yang

terpasang secara deret (seri). Single line diagram, lihat gambar 5.

PMT PHT C

TPT

LA

CT

PT

LA

CTP

TLA

Rel I

Rel IIPMS Rel

PMS Line

PMT KOPPEL

Gambar 5 : Single line diagram gardu induk satu setengah busbar

c. Sistem pembumian pada gardu induk adalah :

Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding system adalah

sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik

sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik utamanya petir. Sistem pentanahan

digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkit listrik dengan

bumi. Sistem pentanahan yang digunakan baik untuk pentanahan netral dari suatu

sistem tenaga listrik , pentanahan sistem penangkal petir dan pentanahan untuk

suatu peralatan khususnya dibidang telekomunikasi dan elektronik perlu

mendapatkan perhatian yang serius , karena pada prinsipnya pentanahan tersebut

merupakan dasar yang digunakan untuk suatu system proteksi. Tidak jarang orang

umum/ awam maupun seorang teknisi masih ada kekurangan dalam

mengprediksikan nilai dari suatu hambatan pentanahan. Besaran yang sangat

dominan untuk diperhatikan dari suatu sistem pentanahan adalah hambatan sistem

suatu sistem pentanahan tersebut.

Besar impedansi pentanahan tersebut sangat dipengaruhi oleh banyak

CT

PT

LA

REL A

REL B

PMT A1

PMT AB1

PMT B1

PMT A2

PMT AB2

PMT B2

faktor baik faktor internal atau eksternal. Yang dimaksud dengan fator internal

meliputi :

a. Dimensi konduktor pentanahan (diameter atau panjangnya).

b. Resistivitas relative tanah.

c. Konfigurasi system pentanahan.

Yang dimaksud dengan faktor eksternal meliputi :

a. Bentuk arusnya (pulsa, sinusoidal, searah).

b. Frekuensi yang mengalir ke dalam system pentanahan

Untuk mengetahui nilai-nilai hambatan jenis tanah yang akurat harus

dilakukan pengukuran secara langsung pada lokasi yang digunakan untuk

system pentanahan karena struktur tanah yang sesungguhnya tidak sesederhana

yang diperkirakan, untuk setiap lokasi yang berbeda mempunyai hambatan jenis

tanah yang tidak sama (Hutauruk, 1991)5.

Tujuan utama pentanahan adalah menciptakan jalur yang lowimpedance

(tahanan rendah) terhadap permukaan bumi untuk gelombang listrik dan transient

voltage. Penerangan, arus listrik, circuit switching dan electrostatic discharge

adalah penyebab umum dari adanya sentakan listrik atau transient voltage. Sistem

pentanahan yang efektif akan meminimalkan efek tersebut.

Menurut IEEE Std 142™-2007 4, tujuan system pentanahan adalah:

1. Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan

yang diperbolehkan

2. Menyediakan jalur bagi aliran arus yang dapat memberikan deteksi

terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki antara konduktor system dan

bumi. Deteksi ini akan mengakibatkan beroperasinya peralatan otomatis

yang memutuskan suplai tegangan dari konduktor tersebut.

Tahanan pentanahan selain ditimbulkan oleh tahanan kontak tersebut

diatas juga ditimbulkan oleh tahanan sambungan antara alat pentanahan dengan

kawat penghubungnya. Unsur lain yang menjadi bagian dari tahanan pentanahan

adalah tahanan dari tanah yang ada di sekitar alat pentanahan yang menghambat

aliran muatan listrik (arus listrik) yang keluar dari alat pentanahan tersebut. Arus

listrik yang keluar dari alat pentanahan ini menghadapi bagian-bagian tanah yang

berbeda tahanan jenisnya. Untuk jenis tanah yang sama, tahanan jenisnya

dipengaruhi oleh kedalamannya. Makin dalam letaknya, umumnya makin kecil

tahanan jenisnya, karena komposisinya makin padat dan umumnya juga lebih

basah. Oleh karena itu, dalam memasang batang pentanahan, makin dalam

pemasangannya akan makin baik hasilnya dalam arti akan didapat tahanan

pentanahan yang makin rendah.

Kontak Tanah

Bagian lain dari system hubungan pentanahan yaitu tanah itu sendiri

dimana kontak antara tanah dengan pasak yang tertanam harus cukup luas

sehingga nilai tahanan dari jalur arus yang masuk atau melewati tanah masih

dalam batas yang diperkenankan untuk penggunaan tertentu. Hambatan jenis

tanah yang akan menentukan tahanan pentanahan yang dipengaruhi oleh beberapa

factor yang meliputi yaitu :

a. Temperatur tanah.

b. Besarnya arus yang melewati.

c. Kandungan air dan bahan kimia yang ada dalam tanah.

d. Kelembaban tanah.

e. Cuaca.

Tahanan dari jalur tanah ini relative rendah dan tetap sepanjang tahun.

Untuk memahami tahanan tanah harus rendah, dapat dengan menggunakan hukum

Ohm yaitu :

E = I X R

Dimana : E adalah tegangan satuan volt

I adalah arus satuan ampere

R adalah tahanan satuan ohm

Hambatan arus melewati sistem elektroda tanah mempunyai 3 komponen

yaitu :

1. Tahanan pasaknya sendiri dan sambungan-sambungannya.

2. Tahanan kontak antara pasak dengan tanah disekitar.

3. Tahanan tanah sekelilingnya

Pasak-pasak tanah, batang logam, struktur dan peralatan lain biasa digunakan

untuk elektroda tanah selain itu umumnya ukurannya besar sehingga tahanannya

dapat terabaikan terhadap tahanan keseluruhan sistem pentanahan. Apabila pasak

ditanam lebih dalam ke tanah maka tahanan akan berkurang, namun

bertambahnya diameter pasak secara material tidak akan mengurangi nilai tahanan

karena nilai tahanan elektroda pengtanahan tidak hanya bergantung pada

kedalaman dan luas permukaan elektroda tapi juga pada tahanan tanah. Tahanan

tanah merupakan kunci utama yang menentukan tahanan elektrode dan pada

kedalaman berapa pasak harus dipasang agar diperoleh tahanan yang rendah.

Elektrode baja digunakan sebagai penghantar saluran distribusi dan pentanahan

substasion.

Dalam memilih penghantar dapat mempertimbangkan hal berikut :

a. Untuk tanah yang bersifat korosi sangat lambat, dengan tahanan diatas 100

ohm-m, tidak ada batas perkenan korosi(corosi allowance).

b. Untuk tanah yang bersifat korosi lambat, dengan tahanan 25-100 ohm-m,

batas perkenan korosi adalah 15% dengan pemilihan penghantarsudah

mempertimbangkan faktor stabilitas thermal.

c. Untuk tanah yang bersifat korosi cepat, dengan tahanan kurang dari 25

ohm-m, batas perkenan korosi adalah 30% dengan pemilihan penghantar

sudah mempertimbangkan faktor stabilitas thermal.

d. Penghantar dapat dipilih dari ukuran standart seperti 10 x 6mm sampai 65

x 8mm.

Faktor Penyebab Tegangan Permukaan Tanah

1. Pengaruh uap lembab dalam tanah

Kandungan uap lembab dalam tanah merupakan faktor penentu

nilai tegangan tanah. Variasi dari perubahan uap lembab akan membuat

perbedaan yang menonjol dalam efektifitas hubungan elektroda

pentanahan dengan tanah. Hal ini jelas telihat pada kandungan uap lembab

di bawah 20%. Nilai di atas 20% resistivitas tanah tidak banyak

terpengaruh, tetapi di bawah 20% resistivitas tanah meningkat drastic

dengan penurunan kandungan uap lembab. Berkaitan dengan kandungan

uap lembab, tes bidang menunjukkan bahwa dengan lapisan permukaan

tanah 10 kali akan lebih baik ditahan oleh batas dasar.

Elektroda yang dipasang dengan dasar batu biasanya memberikan

kualitas pentanahan yang baik, hal ini disebabkan dasar-dasar batu sering

tidak dapat tembus air dan menyimpan uap lembab sehingga memberikan

kandungan uap lembab yang tinggi.

2. Pengaruh tahanan jenis tanah

Tahanan tanah merupakan kunci utama yang menentukan tahanan

elektroda dan pada kedalaman berapa elektroda harus ditanam agar

diperoleh tahanan yang rendah. Tahanan tanah bervariasi di berbagai

tempat dan cenderung berubah menurut cuaca. Tahanan tanah ditentukan

juga oleh kandungan elektrolit di dalamnya, kandungan air,

mineralmineral dan garam-garam. Tanah yang kering biasanya

mempunyai tahanan yang tinggi, namun demikian tanah yang basah juga

dapat mempunyai tahanan yang tinggi apabila tidak mengandung garam-

garam yang dapat larut. Tahanan tanah berkaitan langsung dengan

kandungan air dan suhu, dengan demikian dapat diasumsikan bahwa

tahanan suatu sistem dengan demikian akan berpengaruh juga terhadap

performa tegangan permukaan tanah. Pada musim dingin struktur fisik

tanah menjadi sangat keras, dan tanah membeku pada kedalaman tertentu.

Air di dalam tanah membeku pada suhu di bawah 0 °C dan hal ini

menyebabkan peningkatan yang besar dalam koefisien temperatur

resistivitas tanah. Koefisien ini negatif, dan pada saat temperature

menurun, resistivitas naik dan resistansi hubung tanah tinggi.

Pengaruh temperatur terhadap resistivitas tanah dijelaskan dalam

tabel sebagai berikut:

Tabel Efek temperature terhadap resistivitas tanah

Tabel Resistivitas berbagai

d. Sistem transmisi tenaga listrik

Jawab :

Sistem transmisi tenaga listrik merupakan salah satu komponen dari sistem

penyaluran tenaga listrik menyalurkan energi tenaga listrik dari pusat-pusat

pembangkitan menggunakan kawat-kawat (saluran) transmisi, menuju gardu-

gardu induk yang selanjutnya akan didistribusikan ke pelanggan atau konsumen.

Ada dua kategori saluran transmisi: saluran udara (overhead line) dan

saluran bawah tanah (uderground). Saluran udara menyalurkan tenaga listrik

melalui kawat-kawat yang digantung pada tiang-tiang transmisi dengan

perantaraan-perantaraan isolator-isolator, sedang saluran bawah tanah

menyalurkan listrik melalui kabel-kabel bawah tanah. Kedua cara penyaluran

mempunyai untung ruginya sendiri-sendiri. Dibandingakn dengan saluran udara,

saluran bawah tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, taufan, hujan angin,

bahaya petir dan sebagainya. Saluran bawah tanah lebih estetis (indah), karena

tidak tampak. Karena alasan terakhir ini, saluran-saluran bawah tanah lebih

disukai di Indonesia, terutama untuk kota-kota besar. Namun biaya,

pembangunannya jauh lebih mahal daripada saluran udara, dan perbaikannya

lebih sukar bila terjadi gangguan hubung singkat dan kesukaran-kesukaran

lainnya .

Menurut jenis arusnya, pada saluran transmisi dikenal sistem arus bolak-

balik (AC, atau alternating current) dan sistem arus searah (DC, atau direct

current). Didalam sistem AC, penaikan dan penurunan tegangan mudah dilakukan

yaitu dengan menggunakan transformator. Itulah sebabnya maka dewasa ini

saluran transmisi di dunia sebagian besar adalah saluran AC. Di dalam sistem AC

ada sistem satu-fasa dan sistem tiga-fasa.

Sistem tiga-fasa mempunyai kelebihan dibandingkan dengan sistem satu-fasa

karena:

Daya yang disalurkan lebih besar 

Nilai sesaatnya (instantaneous value) konstan 

Medan magnit putarnya mudah diadakan.

Berhubung dengan keuntungan-keuntungannya hampir seluruh penyaluran

tenaga listrik didunia dewasa ini dilakukan dengan arus bolak- balik. Namun,

sejak beberapa tahun terakhir ini penyaluran arus searah mulai dikembangkan

dibeberapa bagian dunia ini. Penyaluran DC mempunyai keuntungan karena,

isolasinya yang lebih sederhana, daya guna (efisiensi) yang tinggi karena faktor

dayanya satu, serta tidak adanya masalah stabilitas sehingga dimungkinkan

penyaluran jarak jauh. Namun persoalan ekonominya masih harus diperhitungkan.

Penyaluran tenaga listrik dengan sistem DC baru dianggap ekonomis bila jarak

saluran udara lebih jauh dari 640 km atau saluran bawah- tanah lebih panjang dari

50 km. Ini disebabkan karena biaya peralatan pengubah AC ke DC dan sebaliknya

(converter dan inverter equipment) sangat mahal.

Untuk daya yang sama, maka daya guna penyaluran naik oleh karena

hilang daya transmisi turun, apabila tegangan transmisi ditinggikan. Namun

peninggian tegangan transmisi berarti juga penaikan isolasi dan biaya peralatan

gardu induk. Oleh karena itu, pemilihan tegangan transmisi dilakukan dengan

memperhitungkan daya yang disalurkan, jumlah rangkaian, jarak penyaluran,

keandalan (reliability), biaya peralatan untuk tegangan tertentu, serta tegangan-

tegangan yang sekarang dan yang direncanakan. Kecuali itu, penentuan tegangan

harus juga dilihat dari standarisasi peralatan yang ada. Penentuan tegangan

merupakan bagian dari perancangan sistem secara keseluruhan .

Meskipun tidak jelas menyebutkan keperluannya sebagai tegangan

transmisi, di Indonesia, Pemerintah telah menyeragamkan deretan tegangan tinggi

sebagai berikut:

Tegangan Nominal Sistim (kV) : 30-66-110-150-220-380-500 

Tegangan Tertinggi untuk Perlengkapan : 36-72,5-123-170-245-420-525

Penentuan deretan tegangan diatas disesuaikan dengan rekomendasi

International Electrotechnical Comission.

Pada penyaluran tenaga listrik terdapat beberapa jenis konfigurasi yang

secara garis besar umumnya dibagi dalam 5 bentuk konfigurasi jaringan:

1. Sistem Radial 

2. Sistem open loop / Tie Line 

3. Sistem close loop 

4. Sistem Cluster 

5. Sistem Spindel

Sistem Radial merupakan sistem jaringan distribusi tegangan menengah

yang paling sederhana, murah, banyak digunakan terutama untuk sistem yang

kecil, kawasan pedesaan. Umumnya digunakan pada SUTM proteksi yang

digunakan tidak rumit dan keandalannya paling rendah.

Sedangkan Sistem Open Loop biasanya merupakan pengembangan dari

sistem Radial, sebagai akibat diperlukannya keandalan yang lebih tinggi dan

umumnya sistem ini dapat dipasok dalam satu gardu induk. Dimungkinkan juga

dari gardu induk lain tetapi harus dalam satu sistem di sisi tegangan tinggi karena

hal ini diperlukan untuk memudahkan manuver beban pada saat terjadi gangguan

atau kondisi-kondisi pengurangan beban. Proteksi untuk sistem ini masih

sederhana tetapi harus memperhitungkan panjang jaringan pada titik manuver

terjauh di sistem tersebut. Sistem ini umunya banyak digunakan di PLN baik pada

SUTM maupun SKTM.

Untuk Sistem Close Loop layak digunakan untuk jaringan yang dipasok

dari satu gardu induk, memerlukan sistem proteksi yang cukup rumit biasanya

menggunakan rele arah (directional). Sistem ini mempunyai kehandalan yang

lebih tinggi dibandingkan sistem lainnya, dan sistem ini jarang digunakan di PLN

tetapi biasanya dipakai untuk pelanggan-pelanggan khusus yang membutuhkan

keandalan tinggi.

Sistem spindle merupakan sistem yang relatif handal karena disediakan

satu buah express feeder yang merupakan feeder/ penyulang tanpa beban dari

gardu induk sampai Gardu Hubung (GH) refleksi, banyak digunakan pada

jaringan SKTM. Sistem ini relatif mahal karena biasanya dalam pembangunannya

sekaligus untuk mengatasi perkembangan beban di masa yang akan datang,

Proteksinya relatif sederhana hampir sama dengan sistem Open Loop. Biasanya di

tiap-tiap feeder dalam sistem spindle disediakan gardu tengah (middle point)

yang berfungsi untuk titik manuver apabila terjadi gangguan pada jaringan

tersebut. Sistem merupakan hampir mirip dengan sistem spindle. Dalam sistem

Cluster tersedia satu express feeder yang merupakan feeder atau penyulang tanpa

beban yang digunakan sebagai titik manuver beban oleh feeder atau penyulang

lain dalam sistem Cluster tersebut. Proteksi yang diperlukan untuk sistem ini

relatif sama dengan sistem Open Loop atau sistem Spindle.

Selain itu ada juga konfigurasi single phi dan double phi yang biasa

digunakan pada sistem transmisi tenaga listrik.

Dengan membuat topologi jaringan yang baik akan didapat performance

jaringan yang handal dan optimal dalam arti akan diperoleh kerugian energi

jaringan yang lebih kecil dan pelayanan ke pelanggan lebih baik dari sisi missal

mutu tegangan ke pelanggan.

Dalam membuat / menentukan topologi jaringan perlu dilakukan perhitungan-

perhitungan analisa teknis pada jaringan yang meliputi:

1. Analisa Aliran Daya 

2. Analisa Hubung Singkat 

3. Analisa Drop Tegangan 

4. Pengaturan beban agar optimal

Dari analisa-analisa tersebut di atas dan dipadukan dengan pengalaman

operasional akan diperoleh bentuk topologi jaringan yang paling optimal.

Komponen-komponen utama dari transmisi jenis saluran udara terdiri dari:

Menara transmisi atau tiang transmisi beserta fondasinya

Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi,

yang bisa berupa menara baja, tiang beton bertulang dan tiang kayu. Tiang tiang

baja, beton atau kayu umumnya digunakan pada saluran- saluran dengan tegangan

kerja relatif rendah (di bawah 70 kV) sedang untuk saluran transmisi tegangan

tinggi atau ekstra tinggi atau ekstra tinggi digunakan menara baja. Menara baja

dibagi sesuai dengan fungsinya, yaitu : menara dukung, menara sudut, menara

ujung, menara percabangan dan menara transposisi.

Isolator-isolator

Jenis isolator yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau

gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya dikenal tiga jenis isolator, yaitu :

isolator jenis pasak, isolator jenis pos saluran dan isolator gantung. Isolator jenis

pasak dan pos saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tegangan kerja

relatif rendah (kurang dari 22 – 33 kV), sedang isolator gantung dapat digandeng

menjadi rentangan isolator yang jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan.

Kawat penghantar

Jenis-jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah

tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga dengan konduktivitas

97,5 % (CU 97,5 %) atau alumunium dengan koduktivitas 61% (Al 61%). Kawat

penghantar alumunium dari berbagai jenis dengan lambang sebagai berikut:

1. AAC : “All Alumunium Conductor” yaitu kawat penghantar yang

seluruhnya terbuat dari alumunium 

2. AAAC : “ All Alumunium Alloy Conductor” yaitu kawat penghantar

yang seluruhnya terbuat dari campuran alumunium. 

3. ACSR : “Alumunium Conductor Steel Reinforced” yaitu kawat

penghantar alumunium ber-inti kawat baja. 

4. ACAR : “Alumunium Conductor Alloy Reinforced” yaitu kawat

penghantar alumunium yang diperkuat dengan logam campuran.

Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan

dengan kawat penghantar alumunium karena konduktivitas dan kuat tariknya

lebih tinggi. Tetapi kelemahannya ialah untuk besar tahanan yang sama tembaga

lebih berat dari alumunium dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat

penghantar alumunium telah menggantikan kedudukan tembaga. Untuk

memperbesar kuat tarik dari kawat alumunium digunakan campuran alumunium

(alumunium alloy). Untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, di mana

jarak antara dua tiang/menara jauh (ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang

lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

Kawat tanah

Kawat tanah atau “ground wire” juga disebut sebagai kawat pelindung (shield

wires) gunanya untuk melindungi kawat-kawat penghantar atau kawat fasa

terhadap sambaran petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa. Sebagai

kawat tanah umumnya dipakai kawat baja (steel wire) yang lebih murah, tetapi

tidaklah jarang digunakan ACSR.

Setiap saluran transmisi memiliki karakteristik listrik, yaitu konstanta-

konstanta saluran, seperti: tahanan R, induktansi L, konduktansi G, dan

kapasitansi C. Pada saluran udara konduktansi G sangat kecil sehingga dengan

mengabaikan konduktansi G , perhitungan-perhitungan akan jauh lebih mudah

dan pengaruhnyapun masih dalam batas-batas yang dapat diabaikan.

Untuk keperluan analisa dan pehitungan maka diagram pengganti untuk

klasifikasi saluran transmisi biasanya dibagi dalam 3 kelas, yaitu:

1. kawat pendek (<80 km) 

2. kawat menengah (80-250 km) 

3. kawat panjang (>250 km).

Klasifikasi di atas sangat kabur dan sangat relatif. Klasifikasi saluran

transmisi harus didasarkan atas besar kecilnya kapasitansi ke tanah. Jadi bila

kapasitansi kecil, dengan demikian arus bocor ke tanah kecil terhadap beban,

maka dalam hal ini kapasitansi ke tanah dapat diabaikan dan dinamakan kawat

pendek. Tetapi bila kapasisatansi sudah mulai besar sehingga tidak dapat

diabaikan, tetapi belum begitu besar sekali sehingga masih dapat dianggap seperti

kapasitansi terupsat (lumped capacitance), dan ini dinamakan kawat menengah.

Bila kapasitansi itu besar sekali sehingga tidak mungkin lagi dianggap sebagai

kapasistansi terpusat, dan harus dianggap terbagi rata sepanjang saluran, maka

dalam hal ini dinamakan kawat panjang.

Semakin tinggi tegangan operasi maka kemungkinan timbulnya korona

sangat besar. Korona ini akan memperbesar kapasitansi, dengan demikian

memperbesar arus bocor. Jadi ada kalanya walaupun panjang saluran hanya 50

km, misalnya, dan bila tegangan kerja sangat tinggi (Tegangan Ekstra Tinggi,

EHV, apalagi Tegangan Ultra Tinggi, UHV) maka kapasitansi relatif besar

sehingga tidak mungkin lagi diabaikan walapun panjang saluran hanya 50 km.

Sedangkan untuk klasifikasi saluran transmisi berdasarkan fungsinya dalam

operasi dapat dibedakan dalam:

transmisi: yang menyalurkan daya besar dari pusat-pusat pembangkit ke daerah

beban, atau antara dua atau lebih sistem, biasa juga disebut sebagai saluran

interkoneksi atau biasa disebut tie line. 

sub transmisi: sub transmisi ini biasanya adalah transmisi percabangan

dari saluran yang tinggi ke saluran yang lebih rendah 

distribusi: di Indonesia telah ditetapkan bahawa tegangan distribusi adalah

20 Kv

4) Sebutkan jenis Relai dan jelaskan masing-masing relai proteksi yang

digunakan pada Gardu Induk

Jawab :

Sistem proteksi adalah suatu sistem pengaman terhadap peralatan

listrik, yang diakibatkan adanya gangguan teknis, gangguan alam,

kesalahan operasi dan penyebab yang lainnya. Beberapa peralatan listrik

pada gardu induk yang perlu diamankan adalah :

Transformator Daya.

Rel (busbar).

Penghantar :

Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT).

Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT).

Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET).

Penyulang 20 KV.

Rele merupakan salah satu dari perangkat proteksi pada sistem tenaga

listrik selain PMT (pemutus tenaga), transformator arus (CT), transformator

tegangan (PT), baterai dan pengawatan (kabel kontrol). Jika terjadi gangguan atau

kondisi kerja abnormal, maka rele akan merasakan gangguan tersebut dan akan

segera melakukan pemutusan atau penutupan pelayanan penyaluran setiap elemen

sistem tenaga listrik, sehingga peralatan pada sistem dapat dilindungi dari

kerusakan ataupun mengurangi kerusakan yang terjadi pada peralatan. Bentuk

hubungan dari suatu rele pengaman tampak pada Gambar

Gambar 5. Diagram Blok Relay Pengaman

1. Proteksi Trafo Daya

a. Relay Arus Lebih :

Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat

(short circuit) antara phasa di dalam maupun di luar daerah

pengamanan trafo.

b. Relay Differensial :

Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat

(short circuit) yang terjadi di dalam daerah pengaman trafo.

c. Relay Gangguan Tanah Terbatas :

Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap tanah

di dalam daerah pengaman trafo, khususnya gangguan di dekat titik

netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relay Differensial.

d. Relay Arus Lebih Berubah :

Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya dari gangguan

antara phasa dan tiga phasa dan bekerja pada arah tertentu.

e. Relay Gangguan Tanah :

Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari gangguan

hubung tanah, di dalam dan di luar daerah pengaman trafo.

f. Relay Tangki Tanah :

Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap

hubung singkat (short circuit) antara phasa dengan tangki trafo dan

trafo yang titik netralnya ditanahkan.

g. Relay Suhu :

Berfungsi untuk mendeteksi suhu minyak trafo dan kumparan

secara langsung, yang akan membunyikan alarm serta mentripkan

Circuit Breaker

h. Relay Jansen :

Berfungsi untuk mengamankan pengubah/ pengatur tegangan (Tap

Changer) dari Trafo.

i. Relay Bucholz :

Berfungsi mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh loncatan

bunga api dan pemanasan setempat dalam minyak trafo. Selama

transformator beroperasi normal, rele akan terisi penuh dengan

minyak. Pelampung akan berada pada posisi awal. Bila terjadi

gangguan yang kecil di dalam tangki transformator, misalnya hubung

singkat dalam kumparan, maka akan menimbulkan gas. Gas yang

terbentuk akan berkumpul dalam rele pada saat perjalanan menuju

tangki konservator, sehingga level minyak dalam rele turun dan akan

mengerjakan kontak alarm (kontak pelampung atas). Bila level minyak

transformator turun secara perlahan-lahan akibat dari suatu kebocoran,

maka pelampung atas akan memberikan sinyal alarm dan bila

penurunan minyak tersebut terus berlanjut, maka pelampung bawah

akan memberikan sinyal trip. Bila terjadi busur api yang besar,

kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat dan timbul surya tekanan

pada minyak yang bergerak melalui pipa menuju ke relay Bocholz

kondisi kerja rele tampak pada Gambar. Pada kecepatan aliran tertentu,

pelampung bawah akan menutup kontak untuk trip.

 

Gambar 6.

Bentuk Rele Bucholz

j. Relay Tekanan Lebih :

Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari tekanan lebih.

Bagi Trafo tanpa konservator, dipasang relay tekanan mendadak

dipasang pada tangki dan bekerja dengan pertolongan.

2. Proteksi Penghantar SUTT / SKTT

a. Relay Jarak :

Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa maupun

gangguan hubungan tanah.

b. Relay Differential Pilot Kabel :

Berfungsi mengamankan SKTT dan juga SUTT yang pendek dari

gangguan antar phasa maupun gangguan hubung singkat (short

circuit).

c. Relay Arus Lebih Berarah :

Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa dan

hanya bekerja pada satu arah. Relay ini dapat membedakan arah arus

gangguan.

d. Relay Arus Lebih :

Berfungsi mengamankan SUTT dan gangguan antara phasa

maupun gangguan hubungan tanah.

e. Relay Tegangan Lebih :

Berfungsi mengamankan SUTT atau SKTT terhadap tegangan

lebih.

f. Relay Gangguan Tanah :

Berfungsi mengamankan SUTT terhadap gangguan hubung tanah.

g. Relay Penutup Balik :

Berfungsi mengamankan kembali SUTT akibat gangguan hubung

singkat temporer.

3. Proteksi Busbar dan Proteksi Penyulang 20 KV

a. Proteksi Busbar :

Untuk mengamankan busbar terhadap gangguan yang terjadi,

digunakan relay differential.

b. Proteksi Penyulang 20 KV, digunakan :

Relay Arus Lebih.

Relay Arus Lebih Berarah.

Relay Hubung Tanah.