Tugas 2 (Dony Setiyawan)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

LEMBAR PENGESAHAN iii

LEMBAR PERNYATAAN iv

KATA PENGHANTAR v

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR LAMPIRAN xvii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Pembatasan Masalah 4

1.3. Perumusan Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 5

1.5. Kegunaan Penelitian 6

BAB II . KERANGKA TEORITIS, KERANGKA BERFIKIR DAN

HIPOTESIS PENELITIAN

2.1. Kerangka Teoritis 7

2.1.1. Penyaluran Sistem Tenaga Listrik 7

2.1.2. Sistem Distribusi Tenaga Listrik

9

2.1.3. Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik

11

A. Jaringan Distribusi Sekunder

11

B. Jaringan Distribusi Primer 14

B.1. Sistem Jaringan Distribusi Radial 15

B.2. Sistem Jaringan Distribusi Loop 16

B.3. Sistem Jaringan Distribusi Spindle 17

2.1.4. Klasifikasi Beban Dalam Jaringan Distribusi

18

A. Beban Rumah Tangga 19

B. Beban Penerangan Jalan Umum (PJU) 19

C. Konsumen Pabrik atau Industri 20

D. Konsumen Komersial 21

2.1.5. Teori Dasar Panel 22

A. Panel Transmisi 23

B. Panel Distribusi 29

2.1.6. Kode Proteksi ANSI Standard (American National

Standart Institute) 30

2.1.7. Sistem Relai Proteksi

32

A. Fungsi Sistem Proteksi 32

B. Peralatan Proteksi 33

C. Syarat Proteksi 34

2.1.8. Macam-Macam Gangguan Pada Panel Feeder Gardu Induk (GI)

36

2.1.8. Sistem Teleproteksi 39

2.1.9. Aplikasi Perhitungan Ganguan Arus Hubung Singkat 40

A. Menghitung Impedansi Sumber (XSumber) / (XS) 44

B. Menghitung Reaktansi Trafo Tenaga (Xtrafo) / (Xt) 45

C. Menghitung Impedansi Feeder 46

D. Menghitung Impedansi Ekivalen Jaringan (Zeq) 48

E. Menghitung Ganguan Arus Hubung Singkat 50

E.1. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa 50

E.2. Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa 52

E.3. Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah 53

2.1.10. Aplikasi Perhitungan Koordinasi Ganguan Arus Hubung Singkat 55

A. Menghitung Arus Lebih pada Relai Proteksi 57

A.1. Pengaturan Nilai Relai Proteksi Panel Outgoing

Feeder 20 kV 57

A.2. Pengaturan Waktu Time Multiple Setting (Tms) 58

A.3. Pengaturan Nilai Relai Proteksi Panel Incoming

20 kV Trafo Tenaga 59

A.4. Pengaturan Waktu Time Multiple Setting (Tms) 60

2.1.11. Pemeriksaan Selektifitas Kerja Relai Arus Lebih 62

A. Pemeriksaan waktu kerja relai pada gangguan 3 Fasa 63

B. Pemeriksaan waktu kerja relai pada gangguan 2 Fasa 65

2.2. Kerangka Berpikir 68

2.2.1. Kawasan Pengamanan Seluruh Jaringan 68

2.3. Hipotesis Penelitian 71

BAB III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 72

3.2. Metode Penelitian 72

3.3. Rancangan Penelitian 73

3.3.1. Rancangan Program 73

A. Kelebihan Microsoft Office Excel 2007 dari Excel 2003 73

B. Kekurangan Microsoft Office Excel 2007 dari Excel 2003 74

C. Rumus Dasar Menghitung Kurva Invers 77

D. Formulasi Dasar pada Aplikasi Program Kurva Invers 78

E. Tampilan Menu Utama Aplikasi Program Kurva Invers 80

F. Tampilan Software Relai Proteksi MiCOM S1 Studio 86

G. Tampilan Menu Perbandingan Kurva Invers 87

H. Tampilan Menu Koordinasi Setting Proteksi 91

I. Tampilan Menu Pengujian Relai Proteksi yang

menggunakan IEC, ANSI, UK dan US Standard 94

I.1. Lembar Pengujian IEC Standard 95

I.2. Lembar Pengujian ANSI Standard 103

I.3. Lembar Pengujian UK Standard 109

I.4. Lembar Pengujian US Standard 114

3.3.2. Rancangan Pengujian 120

3.4. Instrument Penelitian 122

3.4.1. Panel Metal Clad Pix 122

3.4.2. PMT Menggunakan Ruang Hampa Udara/ Vaccum Tube 123

3.4.3. Trafo Arus Medium Voltage 124

3.4.4. Relai Proteksi MiCOM 125

3.4.5. Sekunder Injektor Omicron CMC 356 126

3.4.6. Personal Computer (PC) 126

3.5. Prosedur Penelitian 127

3.5.1. Pengaturan Relai Proteksi 127

3.5.2. Mempersiapkan Alat Sekunder Injektor 132

3.6. Teknik Analisis Data 135

3.7. Hipotesis Statistik 135

3.7.1. Hipotesis Statistik Ganguan Arus Lebih 136

3.7.2. Hipotesis Statistik Ganguan Fasa ke Tanah 136

BAB IV. HASIL PENELITIAN

4.1. Data Hasil Pengujian 138

4.1.1. Template OCC Omicron tipe CMC 356 138

4.1.2. Data Hasil Perhitungan dari Formulasi Template OCC Omicron

tipe CMC 356 140

4.1.3. Data Hasil Perhitungan dari Formulasi Aplikasi Program

Kurva Invers 145

4.1.4. Data Hasil Uji Coba 148

4.2. Pembahasan 153

4.2.1. Uji Coba Hasil Program Excel kepada Mahasiswa Praktek

Kerja Lapangan 156

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 160

5.1. Kesimpulan 160

5.2. Saran 161

DAFTAR PUSTAKA 163

LAMPIRAN 164

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Penggolongan Tarif dan Beban Tenaga Listrik 14

Tabel 2. Nilai Urutan Positif dan Negatif 47

Tabel 3. Nilai Urutan Nol 48

Tabel 4. Nilai Impedansi Z1eq (Z2eq) 49

Tabel 5. Nilai Impedansi Z0 eq 49

Tabel 6. Nilai Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa 51

Tabel 7. Nilai Arus Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa 53

Tabel 8. Nilai Arus Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah 54

Tabel 9. Waktu kerja Relai untuk Gangguan 3 Fasa 67

Tabel 10. Waktu kerja Relai untuk Gangguan 2 Fasa 68

Tabel 11. Nilai baku yang telah digunakan untuk menentukan constanta (K),

alpha (α) dan L faktor pada pengaturan kurva invers 78

Tabel 12. Data Hasil Perhitungan Program untuk Ganguan Arus Lebih 136

Tabel 13. Data Hasil Perhitungan Program untuk Ganguan Fasa ke Tanah 137

Tabel 14. Data Hasil Pengujian dengan pengaturan TMS 0,25 149



Tabel 17. Data Hasil Pengujian dengan pengaturan TMS 1 152

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sistem Penyaluran Tenaga Listrik 8

Gambar 2. Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt 12

Gambar 3. Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt 12

Gambar 4. Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt 12


Gambar 6. Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt 13

Gambar 7. Sistem tiga fasa tiga kawat 416 Volt 13


Gambar 9. Sistem Radial 16

Gambar 10. Sistem Loop 17

Gambar 11. Sistem Spindle 18

Gambar 12. Kurva beban harian penerangan jalan umum 20

Gambar 13. Kurva beban harian pada Industri Kecil 21

Gambar 14. Macam – macam Konsumen 21

Gambar 15. Kurva harian beban komersil. 22

Gambar 16. Gambar Panel Trasnmisi Trafo Bay 150kV / 20kV 24

Gambar 17. Gambar Panel Trasnmisi Regulasi Trafo 150kV / 20kV 25

Gambar 18. Gambar Panel Proteksi untuk pengaman jarak / distance protection 26

Gambar 19. Gambar Panel Marshalling Kiosk yang nantinya akan diletakkan

dilapangan / Switch Yard 27

Gambar 20. Gambar Panel Kontrol dan Regulasi dengan Annunciator dan

Digital Ampermeter 3 fasa 28

Gambar 21. Gambar Panel Transmisi pada Gardu Induk KIM (Kawasan

Industri Medan) 28

Gambar 22. Gambar Panel Distribusi 24kV jenis Metal Clad 30

Gambar 23. Konfigurasi Sistem Proteksi Pada Panel Feeder & Jaringan 34

Gambar 24. Blok Diagram Kerja Sistem Proteksi 36

Gambar 25. Garis Tunggal 43

Gambar 26. Konversi tegangan dari 150kV ke 20kV 45

Gambar 27. Segitiga Impedasi dan Segitiga Daya 47

Gambar 28. Relai dan Kawasan Pengamanannya 70

Gambar 29. Tampilan Microsoft Office 2003 76

Gambar 30. Tampilan Microsoft Office 2007 76

Gambar 31. Fungsi formula yang digunakan dalam membuat program kurva

Invers pada Microsoft Office Excel 2007 79

Gambar 32. Tampilan fungsi formula untuk mengetahui waktu jatuh sebuah

Pemutus Tenaga (PMT) 79

Gambar 33. Tampilan program aplikasi Invers pada halaman menu utama 80

Gambar 34. Tampilan standar Microsoft Excel 2007 81

Gambar 35. Hilangkan centangan pada menu View Show/Hide 82

Gambar 36. Tampilan pada Excel setelah centangan pada menu

view dihilangkan 82

Gambar 37. Tampilan Worksheet Tab pada layar 83

Gambar 38. Tampilan Excel Options 84

Gambar 39. Tampilan untuk menghilangkan centangan pada menu

show sheet tabs 84

Gambar 40. Tampilan layar Microsoft Excel setelah dimodifikasi 85

Gambar 41. Tampilan program MiCOM S1 Studio 86

Gambar 42. Tampilan program aplikasi perhitungan Invers dalam

likaran merah 87

Gambar 43. Perbandingan 10 jenis kurva Invers dalam satu grafik 88

Gambar 44. Perbandingan 10 jenis kurva Invers pada masing – masing

standard 89

Gambar 45. Menu untuk memasukkan data relai proteksi 90

Gambar 46. Klik panah hijau untuk kembali pada menu utama 91

Gambar 47. Tampilan layar pada menu Koordinasi Relai Proteksi 91

Gambar 48. Skema gambar Panel Feeder Incoming (setelah diperbesar) untuk

mengetahui jatuh / trip PMT 92

Gambar 49. Skema keseluruhan panel dalam sistem Jaringan Radial dan cara

menentukan koordinasi relai proteksi 94

Gambar 50. Tampilan layar untuk pengujian relai proteksi yang menggunakan

masing – masing standard yang digunakan 95


IEC Standard 96

Gambar 52. Tampilan layar pada Software relai proteksi MiCOM S1 Studio

dimana relai proteksi meminta jenis standard kurva invers yang

akan dipakai 97

Gambar 53. Kursor hanya dapat diletakkan pada keterangan Project,

Customer, Feeder, Date , kolom tabel Masukkan Data

Relai Proteksi dan kolom Masukkan Nilai Setting 98

Gambar 54. Kurva yang terbentuk seperti ini jika menggunakan pengaturan

jenis kurva Standard Invers (SI – IEC) 99


jenis kurva Very Invers (VI - IEC) 101


jenis kurva Extremely Invers (EI - IEC) 102

Gambar 57. Data hasil pengujian SI – IEC yang telah dimasukkan pada kolom

yang berwarna kuning, maka pada grafik akan muncul kurva baru 102


ANSI Standard 103

Gambar 59. Kursor hanya dapat diletakkan pada keterangan Project, Customer,

Feeder, Date, kolom tabel Masukkan Data Relai Proteksi dan

kolom Masukkan Nilai Setting 104


jenis kurva Moderately Invers (MI - IEEE) 105


jenis kurva Very Invers (VI - IEEE) 106


jenis kurva Extremely Invers (EI - IEEE) 106

Gambar 63. Data hasil pengujian dengan EI – IEEE yang telah dimasukkan

pada kolom yang berwarna kuning, maka pada grafik akan muncul

kurva baru 108


UK Standard 109

Gambar 65. Kursor hanya dapat diletakkan pada keterangan Project, Customer,

Feeder, Date, kolom tabel Masukkan Data Relai Proteksi dan

kolom Masukkan Nilai Setting 110


jenis kurva Long Time Inverse (LTI – UK/IEC) 111


jenis kurva Short Time Inverse (STI – UK/IEC) 112

Gambar 68. Data hasil pengujian yang telah dimasukkan pada kolom yang

berwarna kuning, maka pada grafik akan muncul kurva baru 114


US Standard 115


jenis kurva Long Time Inverse C08 (LTI – US) 117


jenis kurva Short Time Inverse C02 (STI – US) 118

Gambar 72. Data hasil pengujian yang telah dimasukkan pada kolom yang

berwarna kuning, maka pada grafik akan muncul kurva baru 120

Gambar 73. Instalasi Pengujian MiCOM Relai dengan sekunder injektor

Omicron CMC 356 121

Gambar 74. Jenis Panel Metal Clad 123

Gambar 76. Trafo Arus Step Down yang berada didalam panel 125

Gambar 77. Relai Proteksi MiCOM P123 125

Gambar 78. Sekunder Injektor Omicron tipe CMC 356 126

Gambar 79. Personal Computer yang dikomunikasikan dengan Relai Proteksi 127

Gambar 80. Contoh Single Line Diagram 128

Gambar 81. Contoh Schematic Diagram untuk mengatur Input Output

relai proteksi 129

Gambar 82. Cara mengatur Nilai Arus Lebih (Over Current) dengan PC 131

Gambar 83. Cara mengatur Nilai Ganguan Fasa ke Tanah (Earth Fault) 132

Gambar 84. Cara menguji Arus Lebih Tingkat 1 (150% = 7.5A) pada software

Omicron CMC 356 134

Gambar 85. Cara menguji Aus Bocor Tingkat 1 (30% = 1.5A) pada software

Omicron CMC 356 134

Gambar 86. Standard pabrikan PT. Schneider yaitu Template OCC Omicron

untuk pengujian relai proteksi dengan fungsi arus lebih dan

arus bocor 139

Gambar 87. Formulasi yang dikeluarkan oleh template OCC Omicron CMC

355 yang didalam lingkaran berwarna hijau 141

Gambar 88. Menu Export Report untuk mengubah bentuk file OCC kedalam

Microsoft Word 142

Gambar 89. Aplikasi program Excel untuk memasukkkan pengaturan nilai

setting relai proteksi kedalam program aplikasi excel 146

Gambar 90. Hasil kurva yang terbentuk dengan aplikasi program kurva invers 146

Gambar 91. Pada gambar sebelah kiri adalah formulasi yang dibuat oleh

template OCC Omicron sedangkan pada gambar sebelah kanan

adalah formulasi yang dibuat oleh aplikasi program kurva invers

dengan Microsoft Excel 2007 147

Gambar 92. Data yang didapat dengan pengaturan Time Multiple Sett 0.25 149



Gambar 95. Data yang didapat dengan pengaturan Time Multiple Sett 1 152

Gambar 96. Proses Jalannya Uji Coba 153

Gambar 97. Menjelaskan cara kerja program Excel kepada Mahasiswa PKL 158

Gambar 98. Menjelaskan kepada Mahasiswa PKL penggunaan dan cara kerja

alat uji sekunder injektor Omicron & menjelaskan cara pengujian

panel 159

Gambar 99. Proses jalannya uji coba kepada Mahasiswa PKL 159

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Surat Permohonan Penelitian ke PT. Schneider Electric 164

Lampiran 2. Surat Balasan dari PT. Schneider Electric 165

Lampiran 3. Kuesioner mengenai Uji Coba Program Aplikasi kepada

Mahasiswa PKL di PT. Schneider Electric 166

Lampiran 4. Bentuk kurva perbandingan dari Standart Invers (SI) 167

Lampiran 5. Bentuk kurva perbandingan Short Time Invers standar kurva

yang dibuat oleh PT. Areva 168

Lampiran 6. Bentuk Kurva Standart Invers (SI) dari IEC Standart yang

dihasilkan dari pengaturan Time Multiple Sett (TMS) yang

berbeda-beda 169

Lampiran 7. Bentuk Kurva Very Invers (VI) dari IEC Standart yang

dihasilkan dari pengaturan Time Multiple Sett (TMS)

yang berbeda-beda 170

Lampiran 8. Bentuk Kurva Ekstream Invers (EI) dari IEC Standart yang

dihasilkan dari pengaturan Time Multiple Sett (TMS) yang

berbeda-beda 171

Lampiran 9. Bentuk Kurva Long Time Invers (LTI) dari Areva Standart yang

dihasilkan dari pengaturan Time Multiple Sett (TMS) yang berbeda-

beda 172

Lampiran 10. Bentuk Kurva RI dari Areva Standart yang dihasilkan dari

pengaturan koefisien (k) yang berbeda-beda 173

Lampiran 11. Perbandingan Bentuk Kurva Inverse dari ANSI Standart

dengan IEC Standart yang berbeda-beda 174

Lampiran 12. Perbandingan Bentuk Kurva Time Multiple Sett (TMS) jika

menggunakan pengaturan Short Time Inverse (STI) 175


menggunakan pengaturan Moderate Inverse (MI) 176


menggunakan pengaturan Long Time Inverse (LTI) 177


menggunakan pengaturan Very Inverse (VI) dari ANSI Standart

dengan IEEE Standart

178


menggunakan pengaturan Very Inverse (VI) dari ANSI Standart

dengan IEEE Standart

179

TEORI PEMBANDING

1. “Tegangan pada generator besar biasanya berkisar di antara 13,8 kV dan 24 kV. Tetapi generator besar yang modern dibuat dengan tegangan bervariasi antara 18kV dan 24 kV. Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untuk transmisi, yaitu 115 kV dan 765 kV. Tegangan tinggi standar (high voltage, HV standard) di luar negeri adalah 70 kV, 150 kV, dan 220 kV. Tegangan tinggi-ekstra standar (extra high voltage, HV standard) adalah 500 kV dan 700 kV”1.

Suhadi, dkk., Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 1, (Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008), h. 5.

Tegangan generator 6.300 V atau 11.000 V. Kontrol tegangan generator dilakukan secara otomatis oleh AVR (Automatic Voltage Regulator) dimaksudkan untuk mempertahankan tegangan generator tetap 6300 V atau 11.000 V.

Patmasari,Pembakuan PLTD Bagian Empat Kontrol dan Pengaman PLTD Besar, http://physich.blogspot.com/2009/07/lampiran-standar-pltd.html ,2008

2. “Relai adalah suatu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur/ memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian trip atau alarm) akibat adanya perubahan lain”2.

Aslimeri, dkk., Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 3, (Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008), h. 372.

Relai adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi(solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup.

1

2

http://physich.blogspot.com/2009/07/lampiran-standar-pltd.html

wadana,meri,perinsip kerja relay, http://meriwardana.blogspot.com/2011/11/prinsip-kerja-relay.html

3. Hipotesis adalah jawaban sementara terhadap rumusan masalah penelitian3.

Sugiyono, Statistika untuk Penelitian, (Bandung: CV. Alfabeta, 2007), h. 85.

3

http://meriwardana.blogspot.com/2011/11/prinsip-kerja-relay.html

http://meriwardana.blogspot.com/2011/11/prinsip-kerja-relay.html

Tugas 2 (Dony Setiyawan)

Documents

Transcript of Tugas 2 (Dony Setiyawan)