Presentasi Sidang Tugas Akhir (Genap 2010) Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS
Analisis Koordinasi Sistem Pengaman Incoming dan Penyulang Transformator 3 di GI Sukolilo Surabaya Eka Setya Laksana 2207 100 639 Pembimbing: 1.Ir. R Wahyudi 2.Ir. Sjamsjul Anam, M.T
PENDAHULUAN LATAR BELAKANG • Di dalam penyaluran energi listrik, diperlukan kontinuitas pelayanan yang baik kepada konsumen. • Diperlukan koordinasi sistem proteksi yang baik agar kontinuitas pelayanan untuk distribusi tenaga listrik dapat terjaga. • Mengurangi banyaknya pemadaman pada konsumen sehingga keandalan distribusi tenaga listrik dapat ditingkatkan.
2
PENDAHULUAN PERMASALAHAN • Permasalahan yang ada di Gadu Induk (GI) Sukolilo adalah apabila terjadi gangguan pada penyulang Transformator 3 maka pengaman incoming Transformator 3 juga ikut bekerja.
3
PENDAHULUAN TUJUAN • Mengetahui typical setting rele pengaman incoming dan penyulang transformator 3 serta mengetahui koordinasi rele pengaman incoming dan penyulang transformator 3 . Dengan mengetahui typical setting rele pengaman incoming dan penyulang transformator 3 serta koordinasinya, maka koordinasi pengaman yang terbaik akan didapatkan.
4
PENDAHULUAN BATASAN MASALAH • Rele pengaman yang disetting dan dikoordinasi adalah rele arus lebih (over current relay). • Analisa setting pengaman dilakukan dengan menganalisa setting rele pengaman incoming dan penyulang transformator 3 PLN.
5
LANGKAH PENELITIAN DIAGRAM ALIR PENELITIAN Pengumpulan Data Pemodelan Sistem Kelistrikan
Simulasi Kondisi Existing Analisa dan Pembahasan Simulasi Kondisi Resetting Penarikan Kesimpulan dan Penyusunan Laporan 6
TEORI PENUNJANG A. Gangguan di Gardu Induk B. Gangguan yang terjadi berdasarkan lamanya gangguan C. Gangguan Hubung Singkat
7
A. Gangguan di Gardu Induk Gangguan yang terjadi di gardu induk umumnya adalah: • Gangguan dari luar GI seperti SUTT atau jaringan distribusi yang ikut trip PMT Transformator sebagai akibat kurang selektifnya kerja relay atau karena ada kegagalan pada sistem pengaman dari SUTT atau dari jaringan distribusi. • Gangguan pada transformator dalam GI, hal ini biasanya disebabkan karena ada kerusakan pada transformator, seperti kerusakan bushing, kerusakan kontak tap changer atau ada kumparan yang terbakar. • Gangguan yang disebabkan karena salah melakukan manuver dalam operasi seperti membuka PMS sebelum membuka PMT terlebih dahulu. 8
B. Gangguan Yang Terjadi Berdasarkan Lamanya Gangguan
Berdasarkan lamanya waktu gangguan yang terjadi, gangguan dapat dibedakan atas : • Gangguan Permanen Gangguan ini berlangsung dalam waktu yang lama, dapat teratasi setelah penyebab dari gangguannya dihilangkan. • Gangguan Temporer Gangguan ini berlangsung dalam waktu yang singkat saja, dan setelah itu sistem dapat kembali bekerja dengan normal. 9
C. Gangguan Hubung Singkat Salah satu gangguan arus lebih pada sistem tenaga listrik tiga fasa adalah gangguan hubung singkat. Mengetahui besar arus pada saat gangguan hubung singkat dapat dijadikan sebagai acuan melakukan koordinasi setting rele pengaman yang andal sehingga arus–arus akibat gangguan hubung singkat tersebut tidak merusak peralatan
Jenis Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa (3φ)
Gambar Jenis Gangguan Hubung Singkat
Arus Hubung Singkat
I hs 1 Fasa ke tanah (1 φ ground) 2 Fasa / Line to Line (L-L) 2 Fasa ke tanah/Line Line to ground (1 φ ground)
I hs =
Vf Z1
3V f Z1 + Z 2 + Z 0 I hs =
I hs =
=
3V f Z1 + Z 2
Vf Z1 + Z 2 Z 0 /( Z 2 + Z 0 )
10
ANALISA DAN PERHITUNGAN Transmisi 5856 MVAsc 150 kV GI Incoming Trafo GI 60 MVA
CB Incoming Penyulang
Bus Penyulang 20 kV CB25
CB27 CB5
CB6
CB7
CB26
CB29 CB28
CB3
CB4 CB30
Bus9 20 kV Bus5 20 kV
PAM 4320 kVA
Bus1 20 kV
Bus2 20 kV
Spare 0 MVA
Spare2 0 MVA
Bus7 20 kV Bus6 20 kV
Kali Dami 900 kVA Semolo 1860 kVA
Srikana 1340 kVA Bus4 20 kV Gebang Lor 1700 kVA
PC Anom Keputran 0 MVA 0 MVA
CB32
Bus8 20 kV BRT Kalisumo 1240 kVA
Lotus 2660 kVA
Bengkel 2000 kVA
Single Line Diagram Transformator 3 dan Penyulangnya di GI Sukolilo 11
ARUS HUBUNG SINGKAT Transmisi 5856 MVAsc 150 kV GI Incoming Trafo GI 60 MVA
CB Incoming Penyulang
Bus Penyulang 20 kV CB25
CB27 CB5
CB6
CB7
CB26
CB29 CB28
CB3
CB4 CB30
Bus9 20 kV Bus5 20 kV
PAM 4320 kVA
Bus1 20 kV
Bus2 20 kV
Penyulang PAM
Spare 0 MVA
Spare2 0 MVA
Bus7 20 kV Bus6 20 kV
Kali Dami 900 kVA Semolo 1860 kVA
Srikana 1340 kVA Bus4 20 kV Gebang Lor 1700 kVA
PC Anom Keputran 0 MVA 0 MVA
CB32
Bus8 20 kV BRT Kalisumo 1240 kVA
Lotus 2660 kVA
Bengkel 2000 kVA
12
ARUS HUBUNG SINGKAT Arus hubung singkat pada masing-masing penyulang
Penyulang PAM Gebang Lor Srikana Lotus Bratang Kalisumo Semolo Bengkel Kali Dami Bus Penyulang GI Incoming
20 20 20 20
Isc maks (kA) 4 cycle 13.129 9.751 13.128 12.968
Isc min (kA) 30 cycle 10.746 8.091 10.748 10.623
20
13.059
10.695
20 20 20
10.329 13.045 8.197
8.570 10.684 6.881
20
13.183
10.792
150
22.612
8.883
Tegangan (kV)
13
DATA EKSISTING Rele
Primer Trafo Sekunder Trafo P. PAM
P. Gebang Lor
P. Srikana
P. Lotus P. Bratang Kalisumo P. Semolo
P. Bengkel
P. Kali Dami
Type GEC ALSTOM (MCGG-62) SEG (MR1315E5D) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC ALSTOM (MCGG-62)
Eksisting
CT Ratio Curve
Tap
400/5
SI
0.325
2000/5
NI
400/5
Time Dial
Inst.
Delay
0.3
9
0.121
1
0.18
4
0.4
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.1214
KOORDINASI PENGAMAN EKSISTING
OCR Penyulang PAM OCR Primer Perlu disempurnakan
15
KOORDINASI PENGAMAN EKSISTING
OCR Penyulang Srikana
OCR Primer
OCR Penyulang Lotus
OCR Primer
16
KOORDINASI PENGAMAN EKSISTING
OCR Penyulang B. Kalisumo
OCR Primer
OCR Penyulang Bengkel
OCR Primer
17
KOORDINASI PENGAMAN EKSISTING Typical setting PLN • Maka dapat dilihat bahwa pada koordinasi rele pengaman antara incoming dan penyulang transformator 3 mempunyai waktu instan yang sama 0,1 detik • Apabila terjadi arus hubung singkat minimal pada penyulang maka pengaman incoming transformator 3 akan trip 18
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING A. Penyulang PAM OCR PENYULANG PAM Merk : GEC ALSTHOM Type : MCGG-62 Isc max Bus PAM (4 cycle) : 13129 A Isc min Bus PAM (30 cycle) : 10746 A FLA : kVA 4320 3 xkV
=
3 x 20
= 125 A
CT : 400/5 Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 Bus PAM : 1.25 x 125 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 10746 : 156.25≤ Ipp ≤ 8596.8 156 .25 In ≤ Ip ≤ 8596 .8 In OCR 400
400
: 0.39 In ≤ Ip ≤ 21.492In Dipilih = 0.4 In Setting aktual(Iset) : 0,4 x 400 = 160 Ampere Setting waktu ( t > ) Td = 0.1 + Δt = 0.1 + 0.3 = 0.4 sekon
Penyulang PAM
19
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING A. Penyulang PAM OCR PENYULANG PAM (lanjutan) Td = 0.1 + Δt = 0.1 + 0.3 = 0.4 sekon ⎡ ⎤ ⎤ ⎡ ⎢ ⎥ ⎥ ⎢ ⎢ ⎥ 0.14 ⎥ ⎢ 0.14 X (tms ) Td = ⎢ ⎥ X (tms )= ⎢ 0.02 ⎥ 0 . 02 ⎢ ⎛ Iscmax ⎞ ⎥ ⎢ ⎛ 13129 ⎞ − 1 ⎥⎥ ⎜ ⎟ ⎟ ⎢⎜ − 1⎥ ⎢ ⎦ ⎣ ⎝ 160 ⎠ ⎢⎣ ⎜⎝ I Set ⎟⎠ ⎥⎦
0.4 =
0.14
0.092 tms = 0,262
X (tms)
Setting arus highset ( I >> ) Iset < 0.8 x Isc 30-min (bus penyulang)
OCR Penyulang PAM
Iset< 0.8 x 10792 In 400 Iset < 21.58 In Dipilih = 20 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.4 sekon 20
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING A. Penyulang PAM OCR SEKUNDER TRAFO GI Merk : SEG Type : MR13-15E5D : 13183 A Isc max Bus Penyulang (4 cycle) Isc min Bus Penyulang (30 cycle) : 10792 A kVA 60000 FLA : = = 1732 A 3 xkV
CT
3 x 20
: 2000/5
Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 Bus Penyulang OCR : 1.25 x 1732 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 10792 Sekunder : 2165≤ Ipp ≤ 8633.6 8633 .6 2165 : In ≤ Ip ≤ In 2000 2000 : 1.08 In ≤ Ip ≤ 4.3 In Dipilih = 1In Setting aktual(Iset) : 1 x 2000 = 2000 Ampere 21
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING A. Penyulang PAM OCR SEKUNDER TRAFO GI (lanjutan) Setting waktu ( t > ) Td = 0,4 + Δt = 0,4 + 0,3 = 0,7 sekon 0.7 =
0.7 =
⎡ ⎤ ⎢ ⎥ 0.14 ⎢ ⎥ X (tms ) ⎢ 0.02 ⎥ ⎢ ⎛ 13183 ⎞ ⎥ − 1⎥ ⎢ ⎜⎝ 2000 ⎟⎠ ⎣ ⎦
0.14 0.04
X (tms)
tms = 0,2 Setting arus highset ( I >> ) Iset < 0.8 x Isc 30-min (bus penyulang) Iset < 0.8 x 10792 In 2000
OCR Sekunder
Iset < 4.31In Dipilih = 4 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.7 sekon
22
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING A. Penyulang PAM OCR PRIMER TRAFO GI Merk : GEC ALSTOM Type : MCGG-62 : 13183 A Isc max Bus Penyulang (4 cycle) 20
Konversi ke 150 kV
:
Isc min GI Incoming FLA :
: 8883 A
(30 cycle)
kVA 3 xkV
150
=
x13183 = 1757.7
60000 3 x 150
= 231 A
CT : 400/5 Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 GI Incoming : 1.25 x 231 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 8883 7106.4 288 .75 Ipp ≤ 7106.4 : 288.75≤ 400 : 400 In ≤ Ip ≤ In : 0.7 In ≤ Ip ≤ 17.766 In Dipilih = 0,8 In Setting aktual(Iset) : 0.8 x 400 = 320 Ampere
OCR Primer
23
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING A. Penyulang PAM OCR PRIMER TRAFO GI (lanjutan) Setting waktu ( t > ) Td = 0,7+ Δt = 0,7 + 0,3 = 1 sekon ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ 0.14 ⎥ 1 = ⎢ X (tms ) ⎢ 0.02 ⎥ ⎢ ⎛ 1757.7 ⎞ − 1 ⎥⎥ ⎢ ⎜⎝ 320 ⎟⎠ ⎣ ⎦
1 =
0.14 0.03
X (tms)
tms = 0.2 Setting arus highset ( I >> ) Isc 4- max
OCR Primer
4.39 In< Ip < 22.2 In Dipilih = 6 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.1 sekon 24
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING B. Penyulang Srikana
OCR Srikana
25
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING C. Penyulang Lotus
OCR Lotus
26
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING D. Penyulang Bratang Kalisumo
OCR Bratang Kalisumo
27
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING E. Penyulang Bengkel
OCR Bengkel
28
TABULASI KOORDINASI RELE RESETTING Rele
Type
GEC ALSTOM (MCGG-62) GEC Gebang Lor ALSTOM (MCGG-62) GEC Srikana ALSTOM (MCGG-62) GEC Lotus ALSTOM (MCGG-62) GEC Bratang ALSTOM Kalisumo (MCGG-62) GEC Semolo ALSTOM (MCGG-62) GEC Bengkel ALSTOM (MCGG-62) GEC Kalidami ALSTOM (MCGG-62) SEG Sekunder (MR13Trafo GI 15E5D) GEC Primer ALSTOM Trafo GI (MCGG-62) PAM
CT Ratio
Existing
Resetting
Curve
Tap
Time Dial
Inst
Delay
Curve
Tap
Time Dial
Inst
Delay
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.4
0.262
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.2
0.286
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.12
0.343
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.24
0.286
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.12
0.343
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.17
0.314
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.2
0.314
20
0.4
400/5
SI
0.3
0.3
9
0.12
Standart Inverse
0.1
0.314
20
0.4
2000/5
NI
1
0.18
4
0.4
Normal Inverse
1
0.2
4
0.7
400/5
SI
0.325
0.3
9
0.121
Standart Inverse
0.8
0.2
6
0.1
29
KESIMPULAN • Setting waktu instan antara rele arus lebih sisi primer transformator 3 dengan rele penyulang PAM, Srikana, Lotus, Bratang Kalisumo, dan Bengkel adalah sama sehingga dilakukan resetting • Resetting yang dilakukan mengacu pada kapasitas daya pada beban dan arus hubung singkat maksimum dan minimum • Arus setting pada rele arus lebih sisi primer lebih besar dari pada arus hubung singkat maksimal sisi sekunder transformator sehingga setting waktu instan adalah 0,1 detik • Pada penyulang setting kelambatan waktu 0.4 detik, untuk sisi sekunder transformator 0.7 detik
30
REFERENSI [1] A. Arismunandar, Teknik Tenaga Listrik Jilid II Saluran Transmisi, hal 1, 1993 [2] A. Arismunandar, Teknik Tenaga Listrik Jilid III Gardu Induk, hal 58, 1997 [3] American National Standards Institute, IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power System, IEEE Std 242-1986 [4] Djiteng Marsudi, Operasi Sistem Tenaga Listrik, hal 330-332, 2006 [5] Djiteng Marsudi, Pembangkit Energi Listrik, hal 46, 2005 [6] GEC Alsthom, Protective Relays Application Guide, Stafford, England, 1987 [7] P. M. Anderson, Power System Protection, New York : McGraw-Hill, 1999. [8] PT. PLN (PERSERO) P3B SEKTOR SURABAYA, Training Relay Proteksi Transformator [9] R. Wahyudi, Diktat Kuliah Sistem Pengaman Tenaga Listrik [10] SEG, MR13 Digital Multifunctional Relay for Overcurrent Protection [11] SPLN 52-3 , Pola Pengaman Sistem Bagian Tiga, Sistem Distribusi 6 kV dan 20 kV, 1983 [12] SPLN 59, Keandalan Pada Sistem Distribusi 20 kV dan 6 kV, 1985 [13] Sunil. S. Rao, Switch Gear and Protection, Khanna Publishes, 1980. [14] Unit Jasa Pendidikan Dan Pelatihan, Penyaluran Tenaga Listrik, hal 3-6, 2007 31
TERIMA KASIH
32
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING B. Penyulang Srikana OCR PENYULANG SRIKANA Merk : GEC ALSTHOM Type : MCGG-62 : 13128A Isc max Bus Srikana (4 cycle) : 10748 A Isc min Bus Srikana (30 cycle) FLA : kVA 1340 = = 38 . 73 A 3 xkV 3 x 20 CT : 400/5 Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 Bus Srikana : 1.25 x 38.73 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 10748 OCR : 48.4125≤ Ipp ≤ 8598.4 Srikana 48.4125 : In ≤ Ip ≤ 8598 .4 In 400
400
: 0.12 In ≤ Ip ≤ 21.496 In Dipilih = 0.12 In Setting aktual(Iset) : 0,12 x 400 = 48 Ampere
33
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING B. Penyulang Srikana OCR PENYULANG SRIKANA(Lanjutan) Setting waktu ( t > ) Td = 0.1 + Δt = 0.1 + 0.3 = 0.4 sekon 0.4 =
0.4 =
⎡ ⎤ ⎢ ⎥ 0.14 ⎢ ⎥ X (tms ) 0 .02 ⎢ ⎥ ⎢ ⎛⎜ 13128 ⎞⎟ − 1⎥ ⎢⎣ ⎝ 48 ⎠ ⎥⎦
0.14 0.12
X (tms)
tms = 0,343 Setting arus highset ( I >> ) Iset < 0.8 x Isc 30-min (bus penyulang) Iset< 0.8 x
10792 400
OCR Srikana
In
Iset < 21.58 In Dipilih = 20 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.4 sekon 34
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING C. Penyulang Lotus OCR PENYULANG LOTUS Merk : GEC ALSTHOM Type : MCGG-62 : 12968 A Isc max Bus Lotus (4 cycle) : 10623 A Isc min Bus Lotus (30 cycle) kVA FLA : 2660 3 xkV
=
3 x 20
= 76 . 88 A
CT : 400/5 Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 Bus Lotus : 1.25 x 76.88 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 10623 : 96.1≤ Ipp ≤ 8498.4 OCR Lotus 8498 .4 : 96 .1 In ≤ Ip ≤ In 400
400
: 0.24 In ≤ Ip ≤ 21.246 In Dipilih = 0.24 In Setting aktual(Iset) : 0,24 x 400 = 96 Ampere
35
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING C. Penyulang Lotus OCR PENYULANG LOTUS (lanjutan) Setting waktu ( t > ) Td = 0.1 + Δt = 0.1 + 0.3 = 0.4 sekon ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ 0.14 ⎢ ⎥ X (tms ) 0.4 = ⎢ 0 .02 ⎥ ⎢ ⎛⎜ 12968 ⎞⎟ − 1⎥ ⎢⎣ ⎝ 96 ⎠ ⎥⎦
0.4 =
0.14 0.1
X (tms)
tms = 0,286 Setting arus highset ( I >> ) Iset < 0.8 x Isc 30-min (bus penyulang)
OCR Lotus
10792 Iset< 0.8 x In 400 Iset < 21.58 In Dipilih = 20 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.4 sekon
36
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING D. Penyulang Bratang Kalisumo OCR PENYULANG BRATANG KALISUMO Merk : GEC ALSTHOM Type : MCGG-62 : 13059 A Isc max Bus Bratang Kalisumo (4 cycle) : 10695 A Isc min Bus Bratang Kalisumo (30 cycle) kVA FLA : 1240 3 xkV
=
3 x 20
= 35 . 8 A
CT : 400/5 Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 Bratang Kalisumo : 1.25 x 35.8 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 10695 OCR : 44.75 ≤ Ipp ≤ 8556 Bratang 8556 Kalisumo : 44 .75 In ≤ Ip ≤ In 400
400
: 0.11 In ≤ Ip ≤ 21.39 In Dipilih = 0.12 In Setting aktual(Iset) : 0,12 x 400 = 48 Ampere
37
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING D. Penyulang Bratang Kalisumo OCR PENYULANG BRATANG KALISUMO (lanjutan) Setting waktu ( t > ) Td = 0.1 + Δt = 0.1 + 0.3 = 0.4 sekon ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ 0.14 ⎢ ⎥ X (tms ) 0.4 = 0 .02 ⎢ ⎥ ⎢ ⎛⎜ 13059 ⎞⎟ − 1⎥ ⎢⎣ ⎝ 48 ⎠ ⎥⎦
0.4 =
0.14 0.12
X (tms)
tms = 0,343 Setting arus highset ( I >> ) Iset < 0.8 x Isc 30-min (bus penyulang) Iset< 0.8 x 10792 In 400
OCR Bratang Kalisumo
Iset < 21.58 In Dipilih = 20 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.4 sekon 38
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING E. Penyulang Bengkel OCR PENYULANG BENGKEL Merk : GEC ALSTHOM Type : MCGG-62 : 13045 A Isc max Bus Bengkel (4 cycle) : 10684 A Isc min Bus Bengkel (30 cycle) FLA : kVA 2000 3 xkV
CT
=
3 x 20
= 57 . 8 A
: 400/5
Setting Arus (I>) Tap (curr set):1.25 FLA ≤ Ipp ≤ 0.8 IscMin30 Bus Bengkel : 1.25 x 57.8 ≤ Ipp ≤ 0.8 x 10684 : 72.25≤ Ipp ≤ 8547.2 72 .25 8547 .2 : In ≤ Ip ≤ In 400
OCR Bengkel
400
: 0.18 In ≤ Ip ≤ 21.368 In Dipilih = 0.2 In Setting aktual(Iset) : 0,2 x 400 = 80 Ampere 39
KOORDINASI PENGAMAN RESETTING E. Penyulang Bengkel OCR PENYULANG BENGKEL (lanjutan) Setting waktu ( t > ) Td = 0.1 + Δt = 0.1 + 0.3 = 0.4 sekon 0.4
⎡ ⎤ ⎢ ⎥ 0.14 ⎢ ⎥ X (tms ) =⎢ 0 . 02 ⎥ ⎢ ⎛⎜ 13045 ⎞⎟ − 1⎥ ⎢⎣ ⎝ 80 ⎠ ⎥⎦
0.4 =
0.14 0.11
X (tms)
tms = 0,314 Setting arus highset ( I >> ) Iset < 0.8 x Isc 30-min (bus penyulang) Iset< 0.8 x10792 In 400
OCR Bengkel
Iset < 21.58 In Dipilih = 20 In Setting waktu highset ( t >> ) t>> Æ 0.4 sekon
40
DATA TEKNIK RELE ARUS LEBIH •
Rele Arus Lebih Primer (P51) • Merk : GEC ALSTOM Type : MCGG-62 No Serie : 725261 F Range Arus I > : 0,05-2,4 x In • I >> : 0-31 x Is Arus Nominal : 5 Ampere Range Waktu t > : 0,025-1 x t t >> : Instant
Rele Arus Lebih Sekunder (TS51) Merk : SEG Type : MR13-15E5D No Serie : 80313094-010 Arus Nominal : 1 = 5 Ampere Rele Arus Lebih Penyulang Merk : GEC ALSTOM Type : MCGG-62 No Serie : 725261 F Range Arus I > : 0,05-2,4 x In I >> : 0-31 x Is Arus Nominal : 5 Ampere Range Waktu t > : 0,025-1 x t t >> : Instant 41
Mengapa Isc max ada yang memakai 4 cycle dan 30 cycle
1 cycle= 20 ms=0,02 s • Saat 4 cycle =0,02 x 4 =0,08 s≈ 0,1 s jadi waktu setting 0,1s kita gunakan 4 cycle • Saat 30 cycle(stady state) = 0,02x 30 =0,6 s
4 cycle
30 cycle
Steadystate
t
Berdasarkan gambar maka 0,4s sudah dianggap stady-state dan untuk selanjutnya 0,7s juga stady state , maka menggunakan 30 cycle 42
Maka dari penjelasan itu dapat disimpulkan: • Isc max Untuk setting waktu 0,1s kita gunakan 4 cycle • Isc min Untuk setting waktu yang lain (0,4s dan 0,7s), kita gunakan 30 cycle
43
System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
Indeks ini didefinisikan sebagai jumlah rata-rata kegagalan yang terjadi per pelanggan yang dilayani oleh sistem per satuan waktu (umumnya per tahun). Indeks ini ditentukan dengan membagi jumlah semua kegagalan-pelanggan dalam satu tahun dengan jumlah pelanggan yang dilayani oleh sistem tersebut. λ M ∑ SAIFI = ∑M k
k
dengan : λk= angka keluar (outage rate) komponen Mk= jumlah customer pada load point k M= total customer pada sistem distribusi 44
System Average Interruption Duration Index (SAIDI) Indeks ini didefinisikan sebagai nilai rata-rata dari lamanya kegagalan untuk setiap konsumen selama satu tahun. Indeks ini ditentukan dengan pembagian jumlah dari lamanya kegagalan secara terus menerus untuk semua pelanggan selama periode waktu yang telah ditentukan dengan jumlah pelanggan yang dilayani selama tahun itu. U M ∑ SAIDI = ∑M k
k
dengan: Uk = waktu perbaikan (repair duration) komponen Mk = jumlah customer pada load point k M = total customer pada sistem distribusi 45
Tabel Indeks Keandalan SAIDI dan SAIFI NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
BULAN JANUARI PEBRUARI MARET APRIL MEI JUNI JULI AGUSTUS SEPTEMBER OKTOBER NOPEMBER DESEMBER Jumlah Selama 1 Tahun
SAIDI (Jam/Plgn) 2008 2009 0.11347 0.17785 0.12221 0.121463 0.16667 0.0974 0.11246 0.093171 0.13144 0.097726 0.34042 0.04037 0.10119 0.049566 0.07015 0.048058 0.12970 0.278507 0.19031 0.131069 0.18397 0.246869 0.19121 0.188655 1.85
1.57
SAIFI (Kali/Plgn) 2008 2009 0.31006 0.374019 0.28631 0.214618 0.24868 0.277118 0.23789 0.191874 0.35576 0.27267 0.42465 0.154151 0.25494 0.176802 0.18445 0.144082 0.32304 0.44614 0.44325 0.381187 0.48952 0.492352 0.48312 0.466134 4.04
3.59
Berdasarkan SPLN 68-2, tahun 1986 standar untuk sistem radial SAIFI dan SAIDI untuk Belum memenuhi Standar PLN Pulau Jawa dan Bali adalah 3,52 kali/tahun dan 46 4.36 jam/pertahun
IMPEDANSI KELISTRIKAN
• Nilai impedansi di jaringan PLN yang mempengaruhi besar arus hubung singkat berasal dari impedansi pada gardu induk sebagai pembangkit, transformator, serta pada kabel yang menjadi saluran antara sumber dan bus yang mengalami fault. 47
ANALISA HUBUNG SINGKAT Jika diubah kembali dalam bentuk ohm, didapatkan nilai impedansi aktualnya |Z| = 0.944 Ω Isc max 3 fasa = =
kV 3 * Z 20 3 * 0 . 944
= 12.246 kA Isc min 2 fasa = 0.866 * Isc max 3 fasa = 0.866 * 12.246 = 10.746 kA
48
Perhitungan Impedansi • •
•
Langkah pertama yang kita lakukan pertama adalah menyamakan satuannya ke dalam bentuk per unit Gardu Induk Z = 0.002707 + j 0.018518 = 0.019 p.u Trafo GI Kapasitas Trafo kVbase MVAbase Zbase
= 60 MVA = 150 kV = 100 MVA = (kV ) 2
base
MVA base ( 20) 2 100
Zbase = =4Ω Maka impedansi sebesar 11.67 % bisa diubah menjadi ( 20) Z = 0.1167 x 60 = 0,78 Ω Z = Zaktual = 0.195 pu Zbase 2
49
Perhitungan Impedansi •
Saluran penghantar (A3COC) PLN – Penyulang PAM penampang 240 mm2 Z = 0.0092736+j0.0074025 Ω / km Panjang = 3.5 km R= 0.0092736 x 3.5 = 0.0324576 Ω R = Raktual/Zbase = 0.0324576 /4 = 0.0081144 pu Langkah perhitungan yang sama dalam mencari nilai reaktansi dalam pu dan didapatkan X = 0.0064771875 pu Sehingga didapatkan Z = 0.0081144 + J 0.0064771875 = 0.010 pu
Page 50
Perhitungan Impedansi •
Saluran penghantar (XLPE) Penyulang PAM penampang 150 mm2 Dengan cara perhitungan yang sama untuk saluran penghantar di atas, maka didapatkan Z = 0.2880+j0.1028 Panjang = 0.22 km R= 0.288x 0.22 = 0.06336 Ω R = Raktual/Zbase = 0.06336 /4 = 0.01056 pu Langkah perhitungan yang sama dalam mencari nilai reaktansi dalam pu dan didapatkan X = 0.005654 pu Sehingga didapatkan Z = 0.01056 + j 0.005654 = 0.012 pu
Page 51
Perhitungan Impedansi Maka didapatkan • Total Z = Z Sumber + Z Tr GI + Z saluran penghantar + Z saluran penghantar = 0.019 + 0.195 + 0.010 + 0.012 = 0.236 pu •
Z dalam pu ini kita ubah kembali menjadi dalam satuan ohm. Karena sisi low voltage trafo adalah bertegangan 20 kV, maka kVbase = 20 kV MVAbase = 100 MVA ) Zbase = (kV ) = (20 =4Ω 100 2
base
MVA base
Zaktual
Page 52
= Zbase x Zpu = 4 x 0.236 = 0.944 Ω
2
Tabel Indeks Keandalan SAIDI dan SAIFI
SAIDI (Jam/Plgn) NO
BULAN
1
SAIFI (Kali/Plgn)
2008
2009
Setelah Resetting
2008
2009
Setelah Resetting
JANUARI
0.11347
0.17785
0.150288
0.31006
0.374019
0.353303
2
PEBRUARI
0.12221
0.121463
0.115845
0.28631
0.214618
0.202639
3
MARET
0.16667
0.0974
0.047206
0.24868
0.277118
0.170907
4
APRIL
0.11246
0.093171
0.023228
0.23789
0.191874
0.056488
5
MEI
0.13144
0.097726
0.028915
0.35576
0.27267
0.118105
6
JUNI
0.34042
0.04037
0.019123
0.42465
0.154151
0.099481
7
JULI
0.10119
0.049566
0.035994
0.25494
0.176802
0.135496
8
AGUSTUS
0.07015
0.048058
0.046192
0.18445
0.144082
0.138220
9
SEPTEMBER
0.12970
0.278507
0.215979
0.32304
0.44614
0.259676
10
OKTOBER
0.19031
0.131069
0.017833
0.44325
0.381187
0.042703
11
NOPEMBER
0.18397
0.246869
0.168033
0.48952
0.492352
0.342750
12
DESEMBER
0.19121
0.188655
0.141898
0.48312
0.466134
0.331118
1.85
1.57
1.01
4.04
3.59
2.25
Jumlah Selama 1 Tahun
Dengan Adanya Resetting Rele Berkurang SAIDI dan SAIFI
53
