Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
ISSN : 2355 - 0457
|9
ANALISA DAN PENGATURAN ULANG RELAI JARAK PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI 150 KV KERAMASAN β BUKIT ASAM Antonius Hamdadi1*, Fikriansyah1 1
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, *Email :
[email protected]
Abstrak--- Salah satu Proteksi Utama ( Main Protection) pada sistem proteksi jaringan transmisi saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 KV adalah Relai Jarak ( distance relay ) . Agar dapat melakukan setting relai jarak yang baik dan benar.Maka diperlukan analisa perhitungan sesuai dengan standar perhitungan yang telah ditetapkan. Pada perhitungan analisa relai jarak ini di hitung impedansi jaringan Z 1 , Z2 , Z0 , Zom,Kodan Kom. Dengan hasil Z1 = 0,208 < 60 0 ohm/km, Z2 = 0,208 < 60 0 ohm/km, , Z0 = 0,523<54 0 ohm/km, Zom = 0,556 < 68 0 ohm/km Ko =0,62 < 68 0dan Kom =3,53 < 52,510.Untuk perhitungan Zona Setting relai jarak dihitung zona 1 zona 2 dan zona 3. Untuk standar waktu (t) setting untuk zona 1 di setting 0 detik, zona 2 di setting 0,4 detik dan untuk zona 3 di setting 1.2 detik. Dari hasil penelitian untuk GI keramasan β Simpang Tiga mendapatkan kesimpulan bahwa setting zona 1 dan zona 2 dari hasil perhitungan dengan lapangan tidak terlalu jauh, sehingga setting masih bisa di pakai. untuk zona 3 terdapat perbedaan maka perlu dilakukan peninjauan kembali agar relai jarak bekerja dengan baik. Kata kunci: Proteksi, Relai Jarak, Zona Setting
Abstract ----Distance relay is one of the main protections for overhead high voltage line transmission 150 KV. In this study, we will analyze the calculation of distance relay setting. Firstly, impendences of network, Z1 , Z2 , Z0 , Zom. Ko and Kom, are calculated. The obtained results are Z1 = 0,208 < 60 0 ohm/km, Z2 = 0,208 < 60 0 ohm/km, , Z0 = 0,523 < 54 0 ohm/km Zom = 0,556 < 68 0 ohm/km Ko=0,62 < 68 0and Kom =3,53 < 52,510. Then, the zone between distance relays are divided in zone 1, 2 and 3. The last, the setting time for each zones are determined. Setting time for the first Zone is 0 sec, second zone is 0,4 sec and the third zone is 1.2 sec. In this work, the calculation result and the actual condition of distance relay in 1st and 2nd zone are similar in Keramasan β Simpang Tiga substation but there is a difference in the 3rd zone. Hence, the further observation is needed to ensure the distance relay works well. Key words. Protection, Distance Relay, Setting Zone
I.
PENDAHULUAN
Relai proteksi merupakan jantung dari proteksi sistem transmisi tenaga listrik. Relai proteksi berfungsi untuk mendeteksi kondisi abnormal sistem jaringan transmisi listrik Salah satu proteksi Utama (Main Protection) pada peralatan proteksi dalam sistem proteksi jaringan transmisi tegangan tinggi 150 KV adalah Relai Jarak (distance relay ) Untuk mendeteksi adanya gangguan di saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 KV di perlukan analisa perhitungan untuk mengatur settingan relai jarak. Sehingga relai jarak yang terpasang dapat terjamin keandalannya.Pada jurnal ilmiah ini batasan masalah hanya ditinjau sistem transmisi 150 πΎπ gardu induk Keramasan-Bukit Asam. Tujuan penulisan adalah menghitung nilai setting relai jarak sesuai data yang ada sekarang kemudian membandingkan dengan setting yang telah terpasang Untuk Tahanan Saluran Transmisi dari suatu konduktor ( kawat penghantar ) berlaku rumus[1-4]:
π
= π
π
(1)
π΄
Keterangan : π = π
ππ ππ π‘ππ£ππ‘ππ π = Panjang Kawat π΄ = Luas Penampang Kawat Untuk konduktor Pilin lebih dari 2 lapis maka panjang kawat dikalikan dengan 1.02. untuk mencari π
π‘2 adalah [1-4]: π
π‘2 = π
π‘1 [
π0 + π2 π0 + π1
]
(2)
π
π‘2 = Tahanan pada temperatur π‘2 (Ohm) π
π‘1 = Tahanan pada temperatur π‘1 (Ohm) π2 = ππππππππ‘π’π 2 ( 0C) π1 = ππππππππ‘π’π 1 ( 0C) Untuk bermacam resistivitas konduktor dan harga dapat dilihat pada tabel 1 dan2.
ο‘
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
ISSN : 2355 - 0457
| 10
TABEL 1 RESITIVITAS(π) BAHAN KONDUKTOR STANDAR [4]
TABEL 2 HARGA β HARGA πΌ UNTUK BAHAN β BAHAN KONDUKTOR
Untuk Saluran ganda fasa tiga dengan 2 bundle konduktor dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berkut[1-5]:
STANDAR [4]
π·ππ π»/ππππ π·ππΏ π = 2. π. πΉ. πΏ πΊ/ππππ
πΏ = 2 π 10β7 πΏπ
Sedangkan untuk bermacam konduktivitas dapat dilihat dalam tabel3.
π·ππ = 12βπ12 π13 π15 π16 π23 π24 π26 π34 π35 π45 π46 π56 π·ππΏ = βπ·π π π 6 π·π = β( π β² )3 π14 π25 π36 (4) 1
d16
6
a d
d
TABEL 3
d12
KONDUKTIVITAS, RESISITIVITAS DAN TEMPERATUR (T0) PADA SUHU 200 C [1]
d56 d25
2
5
b d
d
d45
d23 d34
3
4
c d
Gambar 2.Saluran ganda fasa tiga dengan 2 bundle konduktor [1]
Menentukan Impedansi Urutan Nol (π0 ) [2] π0 = π0(π) β Untuk perhitungan konduktor dengan Induktansi Phasa tunggal dengan dua jalur kabel berlaku rumus [15]: π· πΏ = 2 π 10 πΏπ β² π»/π π π = 2. π. πΉ. πΏ πΊ/ππππ πΊππ
= π β² πβ² = π . π
π0(ππ) 2 π0(π)
)
ππ(π) = π
+ π
π + π(ππ + π β 2ππ) ππ = 0.2794 πππ10 πΊππ·
β7
π r
π
π = 0.00477π (3)
= merupakan faktor GMR = Radius Konduktor
3
π
π
2
60
π
ππ = 0.0794 πππ10 π 4.665 π 106
ππ(π) = 3π
π + π
π + π(ππ + 3ππ ) ππ(ππ) = π
π + π(ππ β 3ππ )
1
d12
2
Gambar 1. Induktansi Phasa tunggal dengan dua jalur kabel [1]
ππ =
1 3
(πππ + πππ + πππ )
(5)
Untuk perhitungan Impedansi Gandengan Urutan nol (π0π )[2]: π0π = π0π(π) β
π0(ππ) 2 π0(π)
)
πππ(π) = π
π + π(ππ β 3ππ3 ) TABEL 4 FAKTOR GMR ( π ) [6]
ππ3 =
ππ 16 +ππ 25 +ππ 34 +2 (ππ 15 + ππ 14 +ππ 24 ) 3
. (6)
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
Relai jarak adalah relai yang bekerja dengan membandingkan Arus dan Tegangan pada lokasi yang sama. Relai akan bekerja jika nilai ππΉ lebih kecil dari ππ ππ‘π‘πππ [7-8]. . π ππΉ = πΉ (7)
ISSN : 2355 - 0457
| 11
Karakteristik quadrilateral adalah Merupakan kombinasi dari 3 macam komponen yaitu Reaktansi, Berarah, Resistif. Dengan setting jangkauan resitif cukup besar maka karakteristik relai quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi
πΌπΉ
ππΉ ππΉ πΌπΉ
= = =
Impedansi Gangguan (Ohm) Tegangan Gangguan (Volt) Arus gangguan ( Ampere ).
Berdasarkan karakteristik kerjanya relai jarak dibagi menjadi[7]: a)
Relai jarak Jenis Impedansi. Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya di tengah β tengah. Sehingga mempunyai sifat tidak berarah ( non directional )
Gambar 6. Karakteristik quadrilateral [7]
Untuk analisa dan setting relai jarak pertama β tama ditetapkan dulu nilai impedansi primer kemudian di hitung impedansi sekunder [7-10]: πππππππ = πΆππππ‘ππ = πππππ‘ππ =
πΆππππ‘ππ πππππ‘ππ
X πππππ’ππππ
πΌππππππ πΌππππ’ππππ πΈππππππ πΈππππ’ππππ
(8)
Penyetelan ππππ 1 ππππ 1 disetel sebesar 80 % dari panjang saluran yang di amankan. 1.
Gambar 3. Karakteristik relai impedansi dengan diagram R β X [7]
ππππ 1 = 0.8 . ππ΄π΅ b) Relai jarak Jenis Mho Karakteristik Relai Mho merupakan suatu lingkaran yang melalui titik pusat. Relai jarak jenis Mho tidak perlu ditambahkan lagi relai Arah karena relai telah berarah.
Waktu kerja relai seketika π‘ = 0 2. Penyetelan ππππ 2 Untuk penyetelan zona 2 berlaku rumus : ππππ 2πππ₯ = 0.8 (ππ΄π΅ + π. 0.8ππ΅πΆ )
X
(9)
(10)
Waktu kerja relai π‘2 = 0.4 s/d 0.8 detik Daerah Kerja R
3. Penyetelan ππππ 3 Untuk ππππ 3 berlaku rumus :
Gambar 4. Karakteristik relai jarak Mho [3]
c)
Relai jarak Jenis reaktansi Karakteristik reaktansi adalah Mempunyai sifat non directional. Untuk aplikasi di SUTT ( saluran udara tegangan tinggi ) perlu di tambah relai directional. Relai ini hanya mengukur komponen reaktif dari impedansi jaringan [7]. X
Daerah kerja Relai
R
ππππ 3πππ₯ = 0.8 (ππ΄π΅ + π. 1.2 . ππ΅πΆ )
(11)
Waktu kerja relai π‘3 = 1. 2 s/d 1.6 detik Keterangan : ππ΄π΅ =Impedansi saluran yang diamankan ππ΅πΆ =Impedansi saluran transmisi saluran berikutnya π =faktor Infeed 4. Penyetelan Starting Digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan dan menentukan jenis gangguan dan memilih fasa yang terganggu
Gambar 5. Karakteristik reaktansi [7]
a.
Starting Arus Lebih [7]
d) Relai jarak Jenis quadrilateral πΉππ π β πΉππ π =1.2.πΆπ
(12)
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
πΉππ π β πππ‘πππ =0.1.πΆπ b.
ISSN : 2355 - 0457
(13)
| 12
Zona 3 = 4.5 Ξ© < 770 dengan t = 0.8 detik Rasio Trafo tegangan (PT) = 150 KV / 100 V Rasio Trafo Arus yang di gunakan ( CT ) = 1600A/ 5A
Starting Impedansi[7] c. GI Simpang tiga Ke GI Prabumulih :
5.
ππ πππ = 1.25 π₯ ππππ 3
(14)
ππ πππ₯ = 0.5 πΎπ/ (πΆπΆπΆ ππ‘ππ’ πΆπ . β3)
(15)
Faktor Kompensasi Urutan Nol (πΎ0 )[7]: πΎ0 =
6.
1 3
(
π0 β π1 π1
)
(16)
Zona 1 = 1.37 Ξ© < 770 dengan t = 0 detik Zona 2 = 2.06 Ξ© < 770 dengan t = 0.4 detik Zona 3 = 4.51 Ξ© < 770 dengan t = 0.8 detik Rasio Trafo tegangan (PT) = 150 KV / 100 V Rasio Trafo Arus yang di gunakan ( CT ) = 1600A/5A Di bawah ini merupakan gambar data saluran yang akan di hitung :
Faktor Kompensasi Gandengan urutan Nol (πΎ0π )[7] πΎ0π =
π0π
(17)
π1
II. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian di lakukan di PT. PLN (Persero) P3B Sumatera Selatan GI 150 KV Keramasan. Dimulai tanggal 3 Oktober 2014 sampai dengan 30 oktober 2014. Adapun pengumpulan data meliputi Data Primer dan Data sekunder. Data Primer yaitu Pengumpulan data dilakukan dengan langsung observasi ke lapangan di PT. PLN (Persero ) P3B Sumatera Selatan GI 150 πΎπ Keramasan . Data sekunder yang terdiri dari Studi Literature Dan BimbinganKonsultasiyaitu Proses pencarian dan pengumpulan sumber βsumber yang berupa bahan-bahan literatur baik buku , jurnal βjurnal maupun modul training dan melakukan konsultasi dan diskusi dengan orang yang berkaitan dengan masalah yang dibahas baik dosen pembimbing, karyawan PT. PLN ( Persero) ataupun teman sesama mahasiswa.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Adapun data yang telah di dapat di PT. PLN ( Persero ) UPT Palembang Gardu induk Keramasan adalah Relai jarak DR 21 Type D 60 buatan General Electric (GE)dengan Karakteristik Mho dan quad, Jumlah Zona adalah 5 Zona. Pembacaan(Reach)0.02Ξ© β 500Ξ© dan Akurasi Pembacaan adalah Β± 5 %dengan data settingan sebagai berikut: a. GI Keramasan ke GI Simpang Tiga : Zona 1 = 1.14 Ξ© < 770 dengan t = 0 detik Zona 2 = 2.05 Ξ© < 770 dengan t = 0.4 detik Zona 3 = 4.84 Ξ© < 770 dengan t = 0.8 detik Rasio Trafo tegangan (PT) = 150 KV / 100 V Rasio Trafo Arus yang di gunakan ( CT ) = 1600 A/ 5A
Gambar 7. Data saluran
TABEL 5 DATA SALURAN
1. Data Spesifikasi kabel ACSR 2 X 330 mm2 : 1. Jumlah Konduktor =2 2. Diameter Seluruh = 25.3 mm 3. Radius ( π ) = 0,01265 m 4. Spacing = 40 Cm 5. Jumlah Pilin = 37 buah 2. Data Spesifikasi Kawat Tanah / GSW 55 mm2 (Ground Steel Wire ): 1. Diameter Seluruh = 9.6 mm 2. Radius ( π ) = 0,048 m 3. Jumlah Pilin = 7 Buah 4. Resistivity(π) ππππ 200 π = 12 ππΊππ = 12 π 10β6 πΊ . ππ untuk tahanan DC pada 200 C dengan konduktor ACSR 330 mm2 berdasarkan rumus 1 dan 2 adalah : π
105
π΄
330 π 10β3
π
20 Ν¦= π20 Ν¦ = 2.83 π 10β6 X
πβπ/πΎπ
π
20 Ν¦= 0.08575 Ohm/ km untuk konduktor pilin (stranded conductor ) lebih dari 2 lapis maka di kalikan dengan faktor 1.02
b. GI Simpang Tiga Ke GI Keramasan : Zona 1 Zona 2
= 1.14 Ξ© < 770 = 1.85 Ξ© < 770
π
20 Ν¦= 1.02 π 0.08575 = 0.087465 Ohm/ km dengan t = 0 detik dengan t = 0.4 detik
π
50 Ν¦ = π
20 Ν¦ [
π0 + π2 π0 + π1
]
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
ISSN : 2355 - 0457
πΏ = 2 π 10β7 πΏπ
Berdasarkan Tabel 1.2 harga πΌ20 = 4.03 X 10-3: π0 = (
1 πΌπ‘1
) β π1 = ( π0 + π2
π
50 Ν¦ = π
20 Ν¦ [
π0 + π1
1
| 13
π·ππ π»/ππππ π·ππΏ π = 2. π. πΉ. πΏ πΊ/ππππ
) β 20 = 228,1389575
0.00403
] = 0.087465 [
228,13895750 + 500 228,13895750 +200
Dengan : π·ππ = 12βπ12 π13 π15 π16 π23 π24 π26 π34 π35 π45 π46 π56 π·ππΏ = βπ·π π π meter 6 π·π = β( π β² )3 π14 π25 π36 meter
]
π
50 Ν¦ =0.098033914 Ohm / Km Rdc 500 C adalah 0.098033914 Ohm / Km
1
Untuk tahanan DC pada suhu 200 C konduktor kawat tanah / GSW ( Ground Steel Wire ) 55 mm2adalah:
d 40 cm
2
Gambar 9. Jarak dua bundle konduktor π
π
20 Ν¦= π20 Ν¦ = 12 π 10
β6
π΄
X
105 55 π 10β3
πβπ/πΎπ
π
20 Ν¦= 2,181818 Ohm/ km Berdasarkan Tabel 1.3 steeladalah 1800 C maka : π
50 Ν¦
π0 + π2
= π
20 Ν¦ [
π0 + π1
harga
]= 2,181818[
π0
untuk
1800+ 500 1800 +200
bahan
Rg = 2,5090907 Ohm / Km Berikut adalah Data geometri saluran ganda fasa tiga dengan 2 bundle konduktor. 7m
π β² = 0.7678. r meter π β² = 0.7678 X 0.012655 = 0,009716509
meter
Jarak-jarak antar konduktor adalah : π12 = π23 = π45 = π56 = 4.3 π13 = π46 = 8.6 π15 = π24 = π26 = π35 = 8.906 π16 = π34 = 7.8 π14 = π36 = 11, 610 π25 = 7,8
meter meter meter meter meter meter
]
=2,5090907 Ohm / Km
g
Berdasarkan tabel 2.4 untuk Faktor GMR ( π ) dengan jumlah pilin alumunium 37 buah adalah 0.7678 maka :
gβ
12
π·ππ = β4.34 π 8.62 π 8.0964 π7.82 π·ππ = 6,581807265
4.1 m
1
d16
6
7.8 m
a
0.4 m
0.4 m
4.3 m d12
d25
4.3 m
5
7.8 m
b
0.4 m
0.4 m
4.3 m
6
d56 2
d45 4.3 m
d23 3
c
d34
meter meter
π·π = β( π β² )3 π14 π25 π36 6 π·π = β( 0,009716509)3 11, 610 X 7.8 X11,610 π·π = 0.314326962
meter meter meter
π·ππΏ = βπ·π π π π·ππΏ = β0.314326962 π 0.4 π·ππΏ = 0,354585370256586
meter meter meter
4
7.8 m 0.4 m
0.4 m
Gambar 8. Data geometri saluran transmisi saluran ganda dengan 2 bundle konduktor
TABEL 6 JARAK ANTAR KAWAT KONDUKTOR
πΏ = 2 π 10β7 πΏπ
6,581807265 0,354585370256586 β7
πΏ = 5,84223102236816 π 10 πΏ = 0,000940014971499037 f π π π π
H/m H/m H/mile
= 50 Hz = 2. π. πΉ. πΏ Ξ©/mile = 2 π 3.14 π 50 X0,00094001497149903 = 0,295164701050698 Ξ©/mile = 0,183406490291872 Ξ©/km
π
ππ ππππππ π
50 Ν¦
= 0.098033914 Ξ©/km
Maka Berikut rumus yang digunakan :
π1 = π2 π1 = 0.098033914 + j 0,183406490291872 π1 = 0.208 < 620 πβπ/πΎπ
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
ISSN : 2355 - 0457
Untuk perhitungan Induktansi konduktor ( ππ ) kawat tanah / GSW ( Ground Steel Wire) g
d 7m
Untuk dua bundle konduktor berlaku rumus : π·ππ
H / mile
π·ππΏ
π·ππΏ = βπ·π π π π·π = π β² π β² = k .r
2
π
0.0794 πππ10 π 4.665 π 106 60
π
π 6 100 10 50
ππ(π) = π
+ π
π + π(ππ + π β 2ππ) ππ(π) = 0,315817514 + π1,69371383329187
meter meter meter
Berdasarkan tabel 2.4 untuk Faktor GMR ( k ) dengan pilin 7 buah adalah 0.7256 maka : meter
ππ(π) = 3π
π + π
π + π(ππ + 3ππ ) ππ(π) = 6,9595765 + π2,5107668174Ohm/Km Untuk mencari ππ(ππ) berlaku Rumus : ππ(ππ) = π
π + π(ππ β 3ππ )
β²
π = 0.7256. π π β² = 0,7256 . 0,048 = 0,00348288 π·ππΏ = βπ·π π π= β0,00348288 π 7 π·ππΏ = 0,156141474310 π· πΏ = 2 π 10β7 πΏπ ππ H/mile π·ππΏ
πΏ = 2 π 10β7 πΏπ
7
meter meter meter meter
H/m
0,156141474310
πΏ = 0,00122377416775 π π π π
3
ππ = 0.006985 πππ10 π 4.665 π ππ = 2,8879 πβπ πππ ππππ ππ = 1,794454423 πβπ/πππ πΎπ ππ = 0.2794 πππ10 πΊππ· ππ =0.2794 πππ10 6,581807265 ππ = 0,2286456379 Ohm / Mill ππ = 0,1420735400 Ohm / Km
g'
Gambar 10. Jarak kawat tanah / GSW
πΏ = 2 π 10β7 πΏπ
ππ =
| 14
H/mile
ππ ππ ππ
= (πππ + πππ + πππ ) 3 = 0,004103703096 Ohm / Mill =0,00254991799 Ohm / Km
π0 = π0(π) β
Rg = 2,2472643 πΊ/ππ ππ = 0,238770798149447 πΊ/ππ Untuk menentukan impedansi Urutan π0 πππππ‘ ditentukan menggunakan rumus : π0
= π0(π) β
ππ(π) ππ(π) ππ(ππ)
= π
+ π
π + π(ππ + π β 2ππ) = 3π
π + π
π + π(ππ + 3ππ ) = π
π + π(ππ + 3ππ )
)
π = 0,183406490291872πΊ/ππ π
50 Ν¦ = 0.098033914 πΊ/ππ π ( πππ ππ π‘ππ£ππ‘ππ ππ’ππ ) = 100 πβπ/π π·ππ = πΊππ· =6,581807265 π
π = 0.00477π
π0(ππ) 2 π0(π)
)
π0 = 0,523 < 54 0 Ohm/ Km Nol Untuk Impedansi Gandengan Urutan nol (π0π ) π0π = π0π(π) β π
π ππ
π0(ππ) 2 π0(π)
)
= 0.2177836 πβπ/ππ = 1,794454423 πβπ/πππ πΎπ
ππ(ππ) = 0.2177836 + π1,786804669Ohm / Km ππ(π) = 6,9595765 + π2,5107668174Ohm/Km
Dimana π merupakan frekuensi 50 Hz π
π = 0.00477π 50 π
π = 0.2862 πβπ/ππππ π
π = 0.2177836 πβπ/πΎπ
1
Maka untuk Nilai impedansi nol (π0 ) adalah :
maka nilai Rgdan ππ adalah :
π0(π)
= 0.004657 πππ10 4,119 = 0,00286308537 = 0.004657 πππ10 8,4095 = 0,00430665470 = 0.004657 πππ10 12,706 = 0,0051413692
ππ(ππ) = π
π + π(ππ β 3ππ ) ππ(ππ) = 0.2177836 + π1,786804669Ohm / Km
= 2. π. πΉ. πΏ Ξ©/mile = 2 π 3.14 π 50 X 0,00122377416775 Ξ©/mile = 0,384265088674134 Ξ©/mile = 0,238770798149447 Ξ©/km
π0(ππ)2
πππ πππ πππ
ππ 34 ππ 15
πππ(π) = π
π + π(ππ β ππ3 ) ππ 16 = 0.004657 πππ10 7,8 = 0,0041544845 πβπ / ππππ ππ 25 = 0.004657 πππ10 7,8 = 0,0041544845 πβπ / ππππ = 0.004657 πππ10 7, = 0,0041544845 πβπ / ππππ = 0.004657 πππ10 8.906
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
ππ 14 ππ 24
ππ3 =
ISSN : 2355 - 0457
| 15
πΈππππππ
150 KV
= 0,0044226722πβπ / ππππ = 0.004657 πππ10 11.6 = 0,0049589236 πβπ/ππππ = 0.004657 πππ10 8.906 = 0,0044226722πβπ / πππe
πππππ‘ππ =
ππ 16 + ππ 25 + ππ 34 + 2 (ππ 15 + ππ 14 + ππ 24 ) 3
Impedansi Sekunder saluran:
πΈππππ’ππππ
=
0.10 KV
= 1.5 πΎπ= 1500 π
Data untuk Ratio Arus (πΆππππ‘ππ ): πΆππππ‘ππ =
πΌππππππ πΌππππ’ππππ
πΆππππ‘ππ
=
1600 A 5A
= 320 π΄
ππ πππ’ππππ =
ππ3 = 0,00829984403 πβπ/πΎπ
ππ πππ’ππππ = 0.2133333 X π(ππππππ)
πππ(π) = 0.2177836 + π1,78615457897 Maka nilai π0π :
πππππ‘ππ
X π(ππππππ) =
320 π΄
ππ3 = 0,01335732983 πβπ/ππππ
1500 π
X π(ππππππ)
Untuk ππ πππ’ππππ saluran π12 : π12 = 0.472654176 + π0,8842638238Ξ©/km
π0π = π0π(π) β
π0(ππ) 2 π0(π) 0
Untuk ππ πππ’ππππ saluran π23 :
)
π0π = 0,556 < 68 Ohm/ Km
π23 = 1.244377146 + j2,3280397131Ξ©/km
Untuk perhitungan zona pengamanan relai jarak : t3
GI Mariana GI Keramasan
t1
Zona 3
Zona 3
t2
Zona 2
Zona 2
GI Simpang Tiga
Zona 1
GI Prabumulih
Zona 1
1
2 F1
3
F2
π = 0,41827803241 + j0,782534357355 Ξ©/km
Zona 1
Perhitungan Relai jarak GI Keramasan ke GI Simpang Tiga :
t1 Zona 2 t2
Zona 3
Untuk ππ πππ’ππππ saluran π( πΎππππππ ππβπππππππ ) :
F3
Zona 1 Zona 2
Untuk ππ πππ’ππππ saluran π34 : π34 = 1,685660471 + j3,1536134601 Ξ©/km
Zona 3 t3
G
G
G
Gambar 11. Perhitungan zona pengamanan relai jarak
πππππ’πππ = 0.098033914 + j 0,183406490291872 Untuk Panjang Saluran π12 dengan panjang 22.6 Km : π12 = 22.6 ( 0.098033914 + j 0,183406490291872 )
π12 = 2.215566456 + j 4,14498668059631Ξ©/km Untuk Panjang saluran π23 dengan panjang 59.5 Km π23 = 59.5 ( 0.098033914 + j j 0,183406490291872)
π23 = 5.833017883 + j10,9126861723664Ξ©/km
Zona 1 = 0,8 Z12 =0,80 ο62 0 Waktu kerja relai dibuat seketika t = 0 ππππ 2 = 0.8 ( π12+ π. 0.8π23 ) ππππ 2 = 2,5 < 620 waktu π’ππ‘π’π ππππ 2 π‘2 = 0.4 ππππ 3 = 0.8 (π12 + π. 1.2 . ππ΅πΆ ) ππππ 3 = 3.33 < 620 Waktu kerja relai untuk ππππ 3 π‘3 = 1. 2 Untuk Perhitungan GI Simpang Tiga ke Keramasan :
Untuk Panjang saluran π34 ( Prabumulih β Bukit Asam) dengan panjang 80.6 Km :
ππππ 1 = 0.8 . π12 ππππ 1 = 0.80 < 620
π34 = 80.6 ( 0.098033914 + j j 0,183406490291872 )
Waktu kerja relaiππππ 1 π‘ = 0 .
π34 = 7,9015334684 + j14,7825631175 Ξ©/km Untuk Panjang saluran π (Keramasan β Mariana) dengan panjang 20 Km :
ππππ 2 = 0.8 ( π12+ π. 0.8π(πππππππ ππβπππππππ ) ) ππππ 2 = 1,37 < 620 Waktu kerja relai untuk ππππ 2 π‘2 = 0.4
π = 1,96067828 + j3,66812980583744 Ξ©/km
ππππ 3 = 0.8 (π12 + π. 1.2π(πππππππ ππβπππππππ ) ) ππππ 3 = 1,92 < 660
Data untuk Ratio Tegangan (πππππ‘ππ ):
Waktu kerja relai untuk ππππ 3 π‘3 = 1. 2
π = 20( 0.098033914 + j 0,183406490291872 )
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
Perhitungan Relai jarak GI Simpang Tiga ke GI Prabumulih : ππππ 1 = 0.8 π π23 ππππ 1 = 2.11 < 620 ππππππ π€πππ‘π’ π‘ = 0 ππππ 2 = 0.8 ( π23+ π. 0.8π34 ) ππππ 2 = 4,40 < 620 waktu π‘2 = waktu π’ππ‘π’π ππππ 2 π‘2 = 0.4 ππππ 3 = 0.8 (π23 + π. 1.2π34 ) ππππ 3 = 5,54 < 620 Waktu kerja relai untuk ππππ 3 π‘3 = 1. 2 Keterangan : Faktor k :1 Faktor kompensasi urutan nol (πΎ0 )dan faktor kompensasi gandengan urutan nol (πΎ0π ) π1 = Z2 = 0.098033914 + j 0,183406490291872Ξ©/km
π0 = 0,309002487766+ j 0,42212186263 Ξ©/km π0π = 0,2109685737 + π0,5145626083 Ξ©/km πΎ0 =
π0 β π1
πΎ0π =
3 π1 π0π π1
ππππ πΎ0 = 0,62 < 620 makaπΎ0π = 3.53 < 52,510
Untuk perhitungan Fungsi Starting : πΆπΆπΆ πΆππππ‘ππ
= 1600 π΄ = 320 π΄
1. πΉππ π β πΉππ π = 1.2 . πΆπ = 1.2 X 320 π΄ = 384 A 2. πΉππ π β πππ‘πππ = 0.1 π πΆπ=0.1 π 320 π΄ = 32 π΄
IV. KESIMPULAN 1. Setting impedansi ππππ 1 dan ππππ 2 relai jarak baik dari data PLN ( Persero) UPT Palembang Gardu Induk Keramasan dengan analisa perhitungan yang di lakukan perbedaanya tidak terlalu jauh. Sehingga setting yang terpasang masih bisa di pakai 2. Setting impedansi ππππ 3 antara hasil Analisa dan dari data setting PLN (Persero ) UPT Palembang Gardu Induk Keramasan terdapat perbedaan sehingga perlu peninjauan kembali setting untuk ππππ 3 sehingga mendapatkan setting relai jarak yang semakin baik 3. Setting waktu ππππ 1 πππ ππππ 2 baik dari studi maupun dari data setting PLN telah sesuai dengan standar setting waktu relai jarak yang di tentukan 4. Setting waktu untuk π§πππ 3 antara hasil Analisa dan dari data setting dari PLN terdapat perbedaan sehingga perlu peninjauan kembali setting waktu ππππ 3 sehingga mendapatkan setting waktu yang semakin baik.
ISSN : 2355 - 0457
| 16
DAFTAR PUSTAKA [1]
Overbye,J.T. Sarma,S.M,Glover,J.D.. POWER SYSTEM ANALYSIS & DESIGN. Canada: Cengage Learning,2010 [2] ___________.Short Line Parameter calculations Positive and zero Sequenceimpedance. San Diego USA : Edsa Micro Corporation,2008 [3] GE Digital Energy.D 60 Line Distance Protection System UR Series Instruction Manual. Canada : General Electric.2013 [4] Hutauruk,T.S. Transmisi Daya Listrik, Jakarta :Erlangga,1996. [5] Stevenson,W.D.,Graigner , J.J.. POWER SYSTEM ANALYSIS. Singapore : Mc Graw-Hill.1994 [6] ____________.Network Protection & Automation Guide, Gride :Alstom,2011 [7] __________. Pelatihan O & M relai Proteksi Jaringan.P3B : PT. PLN (Persero), 2006 [8] Arpipsah,M..Studi Rele jarak pada Transmisi 150 KV Cawang Jatiliuhur. Palembang : FakultasTeknik Universitas Sriwijaya.1991 [9] Setiawan Heri ..Setting Rele Overall Diferential GT 1,1 PLTGU Grati dan rele jarak GITET grati pada Bus 500 kV, Surabaya : Insititut Teknologi Surabaya ,2012. [10] Susanti Niken. Evaluasi Setting rele jarak PD3A 6000 sebagai proteksi terhadap gangguan pada saluran udara teganggan tinggi 150 KV Keramasan-Bukit Asam, Palembang :Fakultas Teknik :Universitas Sriwijaya,1999.
Mikrotiga, Vol 1, No. 3 November 2014
ISSN : 2355 - 0457
| 17