BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah Kebutuhan energi listrik pada suatu Negara berkembang seperti Indonesia semakin lama akan semakin meningkat sejalan dengan perkembangan pembangunan yang dilakukan. Pada dasarnya sebagian besar energi listrik ini dipergunakan untuk istalasi penerangan pada rumah-rumah dan perkantoran, serta pabrik-pabrik industri ( instalasi tenaga ). Untuk mendistribusikan energi listrik ke konsumen maka diperlukan suatu jaringan tegangan menengah. Penyaluran energi listrik kepada konsumen melalui jaringan tegangan menengah kadangkala mengalami beberapa gangguan. Terdapat dua jenis gangguan yang akan mengakibatkan terputusnya aliaran listrik ke konsumen, yaitu gangguan yang bersifat sementarayang biasa terjadi pada saluran udara ( overhead line ) dan gangguan yang bersifat permanent yang biasanya terjadi pada saluran kabel tanah ( underground cable ). Gangguan sementara pada saluran udara seringkali disebabkan oleh adanya sambaran petir, hujan lebat, angin kencang, dan gangguan dahan atau ranting pepohonan. Sedangkan gangguan permanent lebih banyak disebabkan karena adanya kerusakan isolasi kabel tanah.
1
Walaupun demikian, penyaluran energi listrik kepada konsumen haruslah tetap selalu terjaga, baik kontinuitas maupun kualitasnya. Oleh sebab itu segala gangguan pelayanan energi listrik kepada konsumen sedapat mungkin dihindari atau diperkecil, sehingga kepuasan konsumen energi listrik dapat terjamin. Salah satu cara untuk mengatasi gangguan sementara agar terputusnya aliran listrik tidak terlalu lama adalah dengan memanfaatkan recloser pada jaringan tegangan menengah untuk penutupan kembali PMT secara otomatis pada saat hilangnya gangguan sementara tersebut.
1.2
Maksud Dan Tujuan Penulisan Tujuan utama dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk membahas masalah yang sering terjadi pada jaringan tegangan menengah, baik gangguan sementara ( temporer ) maupun gangguan permanen dengan menggunakan recloser. Agar pemanfaatan recloser ini dapat dilakukan dengan baik, maka akan dibahas pula karakteristik dan cara kerja recloser yang akan dipergunakan, jenis dan penempatan recloser, serta koordinasi recloser dengan alat pengaman lainnya yang terdapat pada jaringan tegangan menengah. Sehingga tingkat mutu pelayanan terhadap konsumen dapat tercapai semaksimal mungkin.
2
1.3
Batasan Masalah Dalam penulisan skripsi ini pembahasan masalah dibatasi pada gangguan recloser untuk mengatasi gangguan sementara pada saluran udara tegangan menengah dengan sistem radial saja, karena pada sistem ini dapat dengan mudah menentukan ujung dan pangkal saluran sehingga tidak terlalu sulit melakukan pengaturan koordinasi antara recloser di sisi sumber dengan pengaman lain di sisi beban.
1.4
Metode Penelitian Dalam penulisan skripsi ini dilakukan pendekatan pemecahan masalah melalui : •
Studi Literatur ; dengan mempelajari buku-buku referensi, publikasi ilmiah yang berkaitan, serta tulisan-tulisan lainnya yang mendukung dan memuat teori-teori yang berhubungan dengan permasalahan yang dibahas.
•
Studi Lapangan ; dengan melakukan tinjauan langsung ke lapangan untuk mendapatkan informasi actual yang dapat membantu penulisan skripsi ini.
1.5
Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Berisi mengenai latar belakang masalah, pembatasan masalah, maksud dan tujuan penulisan,metode penulisan laporan dan sistematika penulisan laporan.
3
BAB II SISTEM JARINGAN TEGANGAN MENENGAH Berisi mengenai kerangka pemikiran atau dasar teori dari penelitian serta dijelaskan pula teori-teori atau data teknis dari sistem jaringan tegangan menengah ( JMT ). BAB III SISTEM PENGAMAN DENGAN RECLOSER Berisi tentang teori dari recloser serta segala permasalahannya.
BAB IV PENGGUNAAN RECLOSER PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH Berisi pembahasan mengenai pemanfaatan recloser untuk mengatasi ganggun temporer pada jaringan tegangan menengah yang disertai pula dengan studi kasus pada gardu induk BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya serta saransaran sebagai sarana penyelesaian masalah.
4
BAB II
SISTEM JARINGAN TEGANGAN MENENGAH ( JTM )
Gambaran Umum
Sistem jaringan yang berkembang disuatu daerah merupakan kompromi antara alasan-alasan teknis di satu pihak dan ekonomis di lain pihak. Kedua ditekankan
kepada
kebutuhan
penggunaan
yang
dipersyaratkan
dengan
memperhatikan batas-batas keandalan serta stabilitas dari kelangsungan pelayanan.
Dari segi keandalan yang ingin dicapai ada 2 pilihan sistem jaringan :
1. Jaringan dengan satu sumber pengisian :
Cara penyaluran ini merupakan yang paling sederhana, gangguan yang timbul akan mengakibatkan pemadaman.
2. Jaringan dengan beberapa sumber pengisian :
Keandalan lebih tinggi, dilihat dari sega ekonomi investasinya lebih mahal karena menggunakan perlengkapan penyaluran yang lebih banyak, dan pemadaman akibat gangguan dapat ditiadakan atau setidaknya dapat dikurangi.
Standar lama sisem jaringan tegangan menengah (JTM) di Indonesia adalah 6,7,8 dan 12 KV. Secara bertahap kemudian dihilangkan dan dirubah menjadi 20 KV, yang secara umum menggunakan kawat udara atau kabel tanah.
Bentuk Dasar Sistem Jaringan Tegangan Menengah
Pada dasarnya hanya terdapat dua sistem jaringan, yaitu sistem radial dan sistem lingkaran. Sedangkan bentuk yang lain hanya merupakan pengembangan dari kedua sistem tersebut.
Sistem Radial
Pada sistem radial, tidak ada alternatif pencatuan/pensuplaian, oleh sebab itu tingkat keandalannya relatif rendah. Pengaturan tegangan dapat dilakukan dengan baik. Penggunaan sistem radial ganda adalah langkah dalam usaha meningkatkan keandalan jaringan, hal ini terutama bila rute dari sirkuit tersebut berlainan satu sama lain atau dapat juga satu sirkuit merupakan cadangan saja.
GI
GD
Gambar 2.1 Bentuk Sederhana JTM Sistem Radial
2
Pada sistem ini terdapat dua macam bentuk dasar, yaitu :
a. Bentuk bintang (star network) b. Bentuk percabangan (branch network)
- Sirkuit Tunggal - Sirkuit Ganda - Sirkuit Triple
Saluran Utama GH
GI
GD
Gambar 2.2 Sistem Radial Bentuk Bintang
GD GI
(a)
Gambar 2.3.a Sistem Radial Bentuk Percabangan Sirkit Tunggal
3
GI (b)
Gambar 2.3.b Sistem Radial Bentuk Percabangan Sirkit Ganda
GI
(c) Gambar 2.3.c Sisteim Radial Bentuk Percabangan Sirkit Tripel Untuk mempertinggi tingkat keandalan (pada gambar 2.1) dapat dilakukan dengan membuat dua atau lebih penyulang yang mencatu beban-beban, dimana beban-beban tersebut disadap dari saluran ini, hal ini terlihat pada gambar 2.3.
Bentuk yang paling umum dari sistem radial adalah seperti terlihat pada gambar 2.4, dimana sebuah penyulang mencatu sebuah gardu distribusi. Bila terjadi gangguan pada jaringan tegangan menengahnya, maka PMT yang ada di GI akan membuka, hal ini menyebabkan semua gardu distribusi akan mengalami
4
pemadaman. Pada penyaulang dipasang sejumlah peralatan pemisah seperti pelebur, sectionalizer, pemisah (PMS) atau Recloser.
Pada gambar 2.5 diperlihatkan modifikasi tipe radial dari penyulang primer yang dilengakpi dengan saklarpemisah seksi yang berguna untuk mempercepat dalam mengatasi gangguan. Dengan demikian diharapkan peningkatan pelayanan kepada pelanggan dilakukan dengan dengan cara memasukan seksi-seksi yang tidak terganggu dari penyulang yang mengalami gangguan ke penyulang primer yang sehat yang letaknya berdekatan atau ke penyulang yang sehat lainnya.
Sistem Lingkaran (Ring Network)
Sistem ini memiliki 2 kemungkinan penyaluran, yaitu dari sumber pengisian yang berlainan. Jika terjadi gangguan, maka terputusnya penyaluran dari sumber pengisian tidak perlu mengakibatkan pemadaman, karena akan dilayani dari sumber pengisian yang lain (cadangan). Struktur dasarnya seperti terlihat pada gambar 2.6.a dan 2.6.b.
Modifikasi dari bentuk tersebut, antara lain :
-
Struktur Bunga
-
Struktur Sarang Laba-Laba
-
Struktur Spindle
-
Struktur Mayang
-
Struktur Rantai
5
GD
GD
GD
GD
PMT
GI
Gambar 2.4 Bagan Jaringan Tegangan Menengah Sistim Radial
6
Daerah pelayanan penyulang 2 Pemisah antar
Saklar seksi PMT
Pemisah antar Daerah pelayanan penyulang 1
Gambar 2.5 Tipe Radial Penyulang Primer dengan Pemisah antar Penyulang dan saklar seksi
7
Pada struktur spindle ada penyulang cadangan khusus yang lebih dikenal dengan nama penyulang ekspres. Penyulang ekspres ini tidak mencatu gardugardu distribusi, tetapi merupakan penyulang penghubung antara gardu induk dan gardu hubung dengan tujuan untuk menjaga kelangsungan pencatuan tenaga listrik pada pelanggan-pelanggan, bila terjadi suatu gangguan pada penyulang yang mencatu gardu-gardu distribusi. Jadi penyulang ekspres ini dalam keadaan normal merupakan kabel yang bertegangan sampai di gardu hubung (tanpa beban).
Struktur mayang merupakan modifikasi dari struktur spindle. Struktur mayang terutama ditujukan untuk kepadatan beban yang perkembangannya cukup tinggi disepanjang jalan yang arealnya tidak melebar. Pada struktur mayang penyulang ekspresnya merupakan titik balik atau titik pemantulan dari penyulangpenyulang yang mencatu gardu-gardu distribusi, sedang pada struktur spindle gardu hubung-lah yang merupakan titik pemantulnya.
GI
GI
Gambar 2.6.a Struktur Lingkaran yang Dicatu Dari 2 Sumber
8
GD
GI
GD
JTR
Gambar 2.6.b Struktur Lingkaran yang Dicatu dari 1 Sumber
Sistem Anyaman ( Mesh/Grid )
Sistem anyaman merupakan jaringan yang strukturnya kompleks, dimana kelangsungan penyaluran dan kualitas pelayanan sangat diutamakan. Pada gambar 2.7.a diperlihatkan suatu struktur anyaman untuk jarring distribusi primer.
Struktur anyaman ini umumnya dipakai pada jaringan tegangan rendah yang kepadatan bebannya cukup tinggi seperti terlihat pada gambar 2.7.b. Penerapan struktur anyaman ini pada jaringan tegangan rendah relatif jarang digunakan, karena perlengkapan peralatan hubungnya menjadi mahal (daya hubung singkatnya besar).
9
Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)
Sistem lewat udara (overhead line) terdiri dari feeder-feeder distribusi radial yang terslur keluar dari gardu-gardu untuk melayani daerah-daerah sekelilingnya. Bagian dari feeder dekat gardu boleh berupa system bawah tanah untuk menghindari kepadatan saluran udara dan alas an kerapihan/keindahan. Biasanya merupakan bagian bawah dekat gardu, dimana presentasinya kecil dibandingkan dengan dengan panjang saluran. Sebagian dari feeder itu adalah diatas tanah, yang ditunjang oleh tiang-tiang disepanjang jalan.
10
GI PMT
PMT
GI
PMT GI
Gambar 2.7.a Struktur Anyaman Jaringan Distribusi Primer
11
Gambar 2.7.b. Struktur Anyaman Jaringan Distribusi Sekunder
12
Saluran udara tegangan menengah (SUTM) umumnya terdiri dari sebuah rangkaian tiga fasa, kawat utama, dan cabang-cabangnya. Rangkaian tiga fasa mencakup 3 penghantar primer yang terisolasi. Sistem yang diklasifikasikan sebagai grounded wye mempunyai 3 penghantar primer yang terisolasi dan 1 penghantar tanah yang melayani baik netral primer maupun netral sekunder. Grounded wye biasanya dipakai untuk distribusi bawah tanah.
Tiap rangkaian distribusi primer terdiri dari sejumlajh trafo yang menurunkan tegangan primer ketingkat tegangan pemakaian, rangkaian sekunder kemudian membawa daya pada tegangan yang lebih rendah dari trafo ke pemakai. Kawat sekunder dipasang pada tiang dibawah kawat primer, kawat dari pemakai dihubungkan kekawat ini.
Saluran Kabel Bawah Tanah
Sistem bawah tanah mempunyai keunggulan ditinjau dari segi keindahan, namun mahal harganya. Dalam sejarahnya, sistem bawah tanah secara prinsipil diterapkan untuk daerah-daerah dengan tingkat kepadatan beban yang tinggi seperti dipusat-pusat kota besar.
Sistem seperti ini menghendaki perencanaan dan peralatan dengan keandalan yang sangat tinggi dan keluwesan untuk dapat dikembangkan tanpa perubahan besar-besaran. Biaya untuk sistem ini adalah tinggi dan tidak ekonomis untuk daerah-daerah yang mempunyai tingkat kepadatan beban yang rendah.
13
Penggunaan Saluran Udara Dan Saluran Bawah Tanah
Pertimbangan untuk memilih salah satu atau kedua-duanya didalam system tentu didasarkan kepada criteria perencanaan, seperti misalnya : unsur kepadatan beban, pengambangan sistem, lingkungan, pembiayaan dan sebagainya.
Pada
kawasan
perkotaan
dimana
diperlukan
pengaman
dalam
pengoperasian, tentu penggunaan saluran udara kurang memenuhi syarat, meskipun biaya penyaluran murah. Sebaliknya didaerah pedesaan yang sangat luas dan tersebar, penggunaan kabel tanah tentu sangat berlebihan dari segi investasi, disamping juga akan ditemui kesulitan-kesulitan inspeksi.
Garis besar perbedaan antara ke 2 macam jaringan diperlihatkan pada tabel 2.1.
Table 2.1. perbandingan antara saluran udara dan saluran bawah tanah
NO
PERMASALAHAN
SALURAN UDARA
SALURAN BAWAH TANAH
1
Biaya Penyaluran
murah
Lebih mahal
2
Perluasan
Cepat, murah
Lebih sulit
3
Pemeliharaan
Mudah, tetapi harus
Kabelnya praktis tidak perlu
lebih sering diinpeksi
diperiksa
4
Pengoperasian
mudah
Lebih sulit
5
Gangguan
Lebih banyak
sedikit
6
Pengaruh lingkungan
besar
kecil
14
7
Keamanan terhadap
rawan
aman
kurang
baik
lingkungan 8
Keindahan
Gangguan-gangguan Pada Sistem Jaringan Tegangan Menengah
Keandalan suatu jaringan tegangan menengah dapat dilihat dari jumlah gangguan yang terjadi dalam waktu pelayanannya. Semakin besar jumlah gangguan yang terjadi, keandalan dari jaringan tersebut dikatakan semakin rendah.
Gangguan dalam pelayanan dapat diartikan terputusnya aliran listrik pada suatu jaringan tegangan menengah, berapa lama waktu gangguan dalam pelayanan, serta jumlah konsumen pemakai tenaga listrik yang terganggu pelayanannya.
Ada 2 macam sifat gangguan pada saluran udara, yaitu :
-
Gangguan yang bersifat permanen adalah suatu gangguan yang tidak dapat hilang dengan sendirinya, biasanya diakibatkan oleh rusaknya saluran dan peralatan instalasi, atau juga akibat gangguan sementara yang berkembang menjadi gsngguan permanent. Untuk membebaskannya diperlukan tindakan perbaikan dan/atau menyingkirkan penyebab gangguan tersebut.
-
Gangguan bersifat sementara adalah suatu gangguan yang relatif singkat, biasanya terjadi akibat sambaran petir, hujan, angina, atau gesekan-
15
gesekan pohon-pohon didekat jaringan. Gangguan sementara terjadi relatif singkat, padam sesaat, dan akan normal kembali setelah penyebab gangguan hilang dengan sendirinya, atau dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangannya.
Gangguan yang bersifat temporer jika tidak dapat hilang dengan segera, baik hilang dengan sendirinya maupun karena bekerjanya alat pengaman (recloser/PBO), dapat berubah menjadi gangguan yang bersifat permanen dan menyebabkan pemutusan tetap.
Jumlah gangguan pada saluran udara jauh lebih banyak daripada saluran bawah tanah. 70 s/d 95 persen dari seluruh gangguan yang mengenai saluran udara tegangan menengah adalah bersifat temporer. Oleh sebab itu perlu lebih banyak perhatian ditujukan untuk mengatasi gangguan tersebut yang salah diantaranya dengan menggunakan recloser.
Bila gangguan pada jaringan tegangan menengah dapat ditiadakan dalam waktu yang singkat, maka kemungkinan kerusakan pada saluran dan peralatan dapat diperkecil ; seringkali saluran dapat dipakai kembali tanpa menimbulkan bahaya apapun. Oleh karena itu apabila PMT yang terbuka sewaktu terjadi gangguan dapat ditutup kembali secara otomatis dalam waktu tertentu, maka keandalan dan stabilitas sistem dapat dipertahankan.
Penggunaan alat Recloser di sini bukanlah berfungsi sebagai alat pengaman langsung dalam arti untuk melindungi jaringan tegangan menengah
16
dari gangguan yang terjadi. Tetapi tugas utama recloser adalah menutup kembali PMT yang terbuka akibat gangguan, dalam waktu yang sangat singkat sehingga kelangsungan aliran tenaga listrik dapat dipertahankan.
Untuk memperoleh keandalan yang tinggi pada sistem jaringan tegangan menengah, maka pemakaian Recloser pada saluran udara harus dikoordinasikan sebaik mungkin dengan alat-alat pengaman lain yang terdapat pada saluran. Koordinasi yang kurang baik hanya akan mengakibatkan keandalan saluran semakin berkurang serta dapat menyebabkan kerusakan yang lebih berat pada saluran.
17
BAB III
SISTEM PENGAMAN DENGAN RECLOSER
Gambaran Umum
Secara umum, recloser terdiri dari Recloser tegangan menengah, dimana kontinuitas dari suplai merupakan prinsip utama, dan Recloser tegangan tinggi, dimana fungsi utamanya adalah untuk stabilitas dan sinkronisasi.
Tujuan utama penggunaan Recloser adalah untuk mengatasi gangguan temporer yang terjadi pada saluran udara tegangan menengah. Sedangkan pemakaian Recloser tidak dapat dilakukan pada kabel tanah karena ketidak tahanannya terhadap hubung singkat yang terjadi.
Konstruksi Recloser
Secara fisik, Recloser adalah semacam PMT, yang mempunyai kemampuan sebagai pemutus arus gangguan hubung singkat, yang diperlengkapi dengan alat pengindera arus gangguan, dan peralatan pengaturan kerja membuka dan menutup rangkaian secara otomatis sesuai waktu urutan kerja yang telah ditentukan, dan membuka terkunci bila menghadapi gangguan permanent pada rangkaian langsung sudah Recloser.
Jadi Recloser harus peka terhadap arus lebih dan bila hal ini terjadi, maka Recloser akan memutus arus yang mengalir selang beberapa saat, kemudian secara otomatis Recloser akan menutup kembali rangkaian (biasanya dengan operasi menutup 3 atau 4 kali).
Tipe Recloser yang sering dipergunakan adalah Tipe Pole Mounted Recloser.
Untuk konstruksi dari tipe ini dapat terlihat pada gambar 3.1 dibawah ini :
Gambar 3.1 Pole Mounted Recloser
2
Klasifikasi Recloser
Menurut jumlah phasanya
a. Recloser phasa tunggal
Biasanya dipasang pada masing-masing phasa pada sistem jaringan 3 phasa. Jika terjadi gangguan 1 phasa ke tanah maka hanya Recloser pada phasa yang terganggu saja yang bekerja. Untuk itu perlu diperhatikan bahwa penutupan harus dilakukan secepat mungkin sesudah isolasinya kembali kepada keadaan semula seperti pada waktu sebelum terjadi gangguan.
b. Recloser phasa tiga
Dipakai apabila ketiga phasa harus terkunci (lockout) untuk setiap gangguan permanent, misalnya untuk melindungi motor-motor 3 phasa yang bekerja hanya dengan 1 phasa. Penutupan disini dilakukan hanya sesudah pembukaan 3 phasa tanpa memperhatikan phasa mana yang terganggu.
Menurut Peralatan Pengaturnya
a. Recloser pengaturan hidrolis
Bentuk pengaturan hidrolis sebagaimana bagian integral dari Recloser adalah digunakan dalam Recloser ohasa tunggal dan phasa tiga. Tipe dari pengaturan ini mendeteksi adanya arus lebih atau arus gangguan melalui kumparan kerja (trip coil) yang dihubungkan seri dengan line. Bila arus yang
3
mengalir melewati kump0aran kerja yang seri ini melebihi arus kerja minimum pengenalnya, plungernya akan tertarik kebawah yang disebabkan karena bekerjanya kumparan sehingga membuka kontak-kontak dari Recloser. Waktu dan urutan kerjanya diatur oleh pemompaan minyak melalui ruang hidrolis yang terpisah.
Pada Recloser phasa tunggal rating lebih kecil atau sama dengan 280 A dan Recloser phasa tiga rating lebih kecil atau sama dengan 200 A, kontak – kontaknya ditutup oleh beban pegas melalui gerakan dari plunger kumparan kerja selama operasi menghilangkan arus gangguan. Pada Recloser phasa tunggal 560 A, kekuatan untuk menutup diperlengkapi dengan energi solenoid penutup (closing solenoid energized) tersendiri dari line tenaga pada sisi sumber dari Recloser. Recloser dengan pengaturan hidrolis untuk phasa tunggaln dan phasa tiga dapat dilihat pada gambar 3.2 dan gambar 3.3.
4
Gambar 3.2 Recloser Phase Tunggal Jenis Pengaturan Hidrolis/Elektronis
5
Gambar 3.3 Recloser phasa 3 jenis pengaturan hidrolis/elektronis
6
b. Recloser pengaturan elektronis
Recloser dengan pengaturan elektronis lebih luwes, mudah diatur dalam hal membuka atau menutup kontak-kontak, mudah diperagakan urutan kerjanya dan lebih akurat dibandingkan dengan Recloser pengaturan hidrolis. Alat pengaturan elektronik mempunyai kontak sendiri (kabinet) yang terpisah dari Reclosernya. Pada pengturan elektronik ini, karakteristik waktu arus dapat dengan mudah diubah dengan mengubah tingkat arus kerja kumparan serinya dan urutan kerja recloser tanpa harus melepas Recloser dari rangkaiannya atau mengeluarkan dari tangkinya. Operasi dari Recloser pengaturan elektronis digambarkan pada gambar 3.4.
Recloser
CT
Detektor Gangguan Phasa
Pengatur Tripping
Detektor Gangguan Tanah
Pengatur Tripping
Trip
Relai Urutan Kerja
Penutupan Kembali
Reset
Gambar 3.4 Blok Diagram Recloser Pengaturan Elektronis
7
Urutan kerja :
Arus yang mengalir pada hantaran dideteksi oleh transformator yang ditempatkan dalam Recloser. Selanjutnya arus sekunder dari transformator arus ini dialirkan kesuatu detector gangguan phasa dan detector gangguan tanah. Apabila terjadi gangguan pada saluran sehingga arus melebihi tingkatan tertentu yang sesuai sengan arus trip minimum yang dikehendaki, maka rangkaian pengatur tripping akan bekerja. Setelah melalui perlambatan waktu yang sesuai dengan yang diinginkan (sesuai dengan karakteristik waktu-arus penyetelan) rangkaian tripping akan memberikan isyarat berupa sinyal trip pada Recloser. Sementara itu relay urutan kerja akan diseret kembali pada posisi siap untuk mengatur penutupan kembali berikutnya.
Jika gangguan ternyata belum hilang setelah diadakan penutupan kembali, maka rangkaian pengatur tripping akan bekerja kembali. Demikianlah selanjutnya jika gangguan ternyata permanent, sementara setelah dilakukan beberapa penutupan kembali, maka kontak Recloser akan terus terbuka (lock out).
Cara kerja Recloser
Urutan atau cara kerja yang lebih terperinci dari Recloser dapat dijelaskan berdasarkan gambar 3.5
8
Kontak utama CT
F
GI C R S
S1 pegas S E H G
S3
A
D
B
Gambar 3.5 Bagan sederhana dari rangkaian kerja recloser
Keterangan : A = Relai pengatur tripping B = Relai urutan kerja C = Relai penutupan kembali D = Relai untuk posisi awal E = Roda gigi untuk mengatur serial penutupan F = Gangguan pada saluran G = Tuas penahan roda gigi H = Tuas pendorong/penggerak kontak utama J = Detektor gangguan phasa/gangguan tanah
9
Jika terjadi gangguan pada line di F, maka arus gangguan dideteksi oleh detector gangguan tanah atau detector gangguan phasa, selanjutnya arus mengalir kekumparan relai A sehingga relai A bekerja. Dengan bekerjanya relai A dalam waktu yang singkat (instantaneous time), maka setelah selang waktu tertentu (sesuai penyetelan karakteristik waktu-arus) relai B akan bekerja untuk membuka kontak utama Recloser melalui perantara tuas H. bersamaan dengan bekerjanya relai B, kumparan kerja relai C akan bekerja menutup kembali kontak utama Recloser sehingga line dapat menyalurkan tenaga listrik kembali. Apabila ternyata gangguan masih belum hilang setelah tertutupnya kontak utama, maka proses kerja seperti diatas akan terusberulang sampai kontak utama berada pada posisi terbuka terus (lock out).
Serial penutupan kembali dapat diatur melalui penyetelan pada roda gigi E. dimana pada saat relai A bekerja, roda gigi E berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam. Misalkan serial penutupan kembali dipilih pada operasi 1 kali cepat dan 3 kali lambat, setelah terjadi 1 kali penutupan cepat maka dengan digerakkan oleh relai A, roda gigi E akan mendorong kontak S1 pada posisi tertutup.
Tertutupnya kontak S1 mengakibatkan besar arus yang mengalir pada kumparan kerja relai B berkurang, dimana hal ini akan memperlambat waktu kerja relai B. apabila gangguan berlum dapat dihilangkan, akan terjadi 3 kali penutupan yang waktunya lebih lama daripada 1 kali penutupan yang sebelumnya. Operasi penutupan yang terakhir akan menyebabkan roda gigi E bekerja mendorong
10
kontak S2 pada posisi terbuka. Terbukanya kontak S2 mengakibatkan relai B tidak bekerja menutup kontak utama karena sumber tenaga penggeraknya terputus.
Pada saat relai B bekerja untuk operasi yang terakhir, relai C akan terlepas pula dari sumber tenaga penggeraknya sehingga kontak utama tidak dapat tertutup kembali yang menyebabkan Recloser berada pada keadaan terus terbuka.
Relai D berfungsi untuk menggerakkan tuas G agar terlepas dari roda gigi E, sehingga roda gigi E berputar searah putaran jarum jam (akibat adanya pegas penahan), sampai penutup kembali siap pada posisi seperti sebelum adanya gangguan. Hal ini perlu dilakukan pada gangguan yang sifatnya dimana Recloser bekerja tidak sampai pada posisi tetbuka, sehingga Recloser siap untuk melakukan operasi penutupan berikutnya apabila terjadi gangguan lagi pada saluran.
Waktu kerja relai D harus sedikit lebih lama daripada jumlah waktu kerja penutup kembali dari saat kontak utama pertama kali terbuka dengan posisi terus terbuka. Bersamaan dengan bekerjanya relai D, maka kontak S3 akan terbuka kembali (posisi 0) demikian juga relai B kembali pada posisi awal (posisi 0).
Selang waktu penutupan kembali (Interval Reclosing)
Pada dasarnya serial penutupa kembali mempunyai dua macam operasi penutupan, yaitu : ¾ Penutupan cepat (0,5 s/d 2 detik)
11
¾ Penutupan lambat (5 s/d 15 detik)
Waktu diantara 2 penutupan disebut selang waktu penutupan (Reclosing Interval). Ada dua macam operasi penutupan, yaitu : ¾ Selang waktu singkat (sampai dengan 2 detik) ¾ Selang waktu panjang (5 s/d 45 detik)
Pada Recloser pengaturan hidrolis phasa tunggal dan phasa tiga (tipe 3H, 6H dan V6H) selang waktu penutupan kembali ilai nya tetap untuk setiap Recloser. Sebagai contoh, dapat diperlihatkan nilai selang waktu dari Recloser pengaturan hidrolis pada table 3.1.
Tabel 3.1 Nilai Selang Waktu Dari Recloser Hidrolis NO
TIPE RECLOSER
SELANG WAKTU PENUTUPAN (detik)
1
H dan 3 H
1
2
4H, V4H, 6H, V6H
1,5
L
1,5
4
D dan DV
2
5
E dan 4E
1,5
3
Untuk Recloser pengaturan hidrolis phasa tiga yang besar missal untuk tipe RW, maka selang waktu penutupan staandartnya adalah 2 detik. Pada
12
Recloser pengaturan elektronis, selang waktu penutupan yang lebih lama dapat deprogram dalam rangkaian pengaturannya.
Fungsi daripada selang waktu penutupan :
a. Selang waktu penutupan = 2 detik
adalah untuk menghilangkan gangguan sementara. Bila dipakai pada operasi cepat, maka selang waktu penutupan sebesar 2 detik ini memberikan waktu untuk pendinginan yang cukup bagi fuse/sikring sisi beban.
b. Selang waktu penutupan > 2 detik
Selang waktu penutupan ini akan meninggalkan kesempatan bagi beban seperti motor-motor untuk lepas dari jaringan.
c. Selang waktu penutupan = 5 detik
Dipakai untuk selang waktu penutupan operasi lambat pada Recloser di GI untuk pendinginan sikring sisi tegangan tinggi.
d. Selang waktu penutupan yang lebih lama = 10 s/d 15 detik
Dipergunakan bila pengaman pada sisi sumber adalah PMT yang dilengkapi dengan relai.Waktu ini dipergunakan untuk kembalinya piringan relai keposisinya semula setelah terjadinya suatu operasi pada PMT tersebut.
13
Untuk Recloser yang di pasang ditengah saluran dengan pengaman sisi sumbernya juga Recloser. Maka selang waktu penutupan yang digunakan adalah dengan urutan : 2 detik, 2 detik, 2 detik.
Recloser dapat disetel dengan sejumlah urutan kerja yang berbeda-beda, seperti : 2 kali operasi cepat 2 kali operasi lambat 1 kali operasi cepat 3 kali operasi lambat kali operasi cepat 1 kali operasi lambat kali operasi lambat
Pemilihan beberapa kali operasi cepat dan lambat tergantung pada koordinasi dengan alat pengaman lainnya. Salah satu contoh kerja buka tutup dari recloser bila ada gangguan dapat dilihat pada gambar 3.6 berikut ini :
Kerja “Tunda Waktu” (Kontak-kontak Tertutup)
Kerja “Cepat” (Kontak-kontak Tertutup) Arus Gangguan
Arus Beban
Penutup Balik Terkunci (Kontak-kontak Tertutup)
(Kontak-kontak Terbuka)
Gangguan Dimulai
Waktu Interval Penutupan Balik (Kontak-kontak Terbuka)
14
Gambar 3.6 Urutan Kerja Recloser yang Khas Urutan kerja ada 2 kali buka cepat dan 2 kali buka lambat ( 2A 2B ). Selain itu dapat pula disetel 1A, 3B, dan 4B. Fungsi buka cepat adalah untuk menghilangkan gangguan sementara, sedangkan buka lambat untuk koordinasi dengan alat pengaman lainnya ( pelebur, recloser, dsb ).
Karakteristik operasi cepat dan lambat atau karakteristik waktu arus dari recloser, merupakan fungsi dari arus pengenalnya seperti terlihat pada gambar 3.7.
Pada gambar 3.7 terdapat 3 kurva karakteristik waktu arus untuk buka cepat (lengukung A) dan buka lambat (lengkung B dan C), dimana kurva C waktu tundanya lebih lama dari kurva B.
15
Gambar 3.7 Lengkung-lengkung ABC yang khas untuk recloser fasa tunggal
16
Fungsi buka cepat adalah untuk menghilangkan gangguan temporer ( buka cepat pertama menghilangkan ± 80 % dan kedua ± 10 % dari gangguan temporer ), sedangkan buka lambat untuk koordinasi dengan alat pengaman lebur dan recloser kedua.
Jadi recloser mempunyai 2 karakteristik waktu arus, cepat dan lambat. Ini berarti secara otomatis kerjanya berpindah dari kurva operasi cepat ke kurva operasi lambat setelah berlangsungnya beberapa kali operasi cepat (sesuai kebutuhan).
Kurva waktu arus dengan waktu tunda ( diperlambat ) dapat dipilih kurva B atau kurva C. kurva-kurva ini dibuat berdasarkan waktu pemutusan rataratanya, dengan toleransi 10 %. Toleransi ini dapat pula pada waktu ataupun arusnya, tergantung yang mana yang akan memberikan variasi terbesar dari nilai rata-ratanya.
Urutan kerja recloser ini dapat diatur sesuai dengan macam urutan kerja yang telah disebutkan sebelumnya, misalnya membuka 2 kali, 3 kali, 4 kali sebelum terkunci terbuka ( lockout ). Bias juga sekali bekerja langsung terkunci terbuka, bila recloser tidak dilengkapi dengan peralatan penutup otomatis.
17
Kontak menutup
1000 A 0,04 dt
Awal gangguan
1,5 dt
1,5 dt
0,14 dt
1,5 dt
0,14 dt
Terkunci terbuka
50 A
Kontak membuka Interval waktu penutupan (kontak-kontak membuka)
Gambar 3.8. Siklus Operasi Recloser
Setelah setiap opersi menutup langsung, kontak-kontak. Recloser terbuka selama kurang lebih 1,5 detik, ini disebut “selang waktu penutupan”, dimana kontak-kontak dari recloser terbuka. Pada gambar 3.10 terlihat secara diagram urutan kerja membuka dan menutup dari recloser tersebut.
Karakteristik operasi cepat dan lambat dari recloser, merupakan fungsi dari arus pengenalnya. Besar arus kerja minimum dari kumparan kerja, untuk operasi cepat biasanya disetel 2 kali ( 200 % ) dari arus pengenal recloser dan ini berlaku untuk setiap arus pengenal (current rating ) dari reclosernya. Recloser harus mampu memutus arus asimetri yang ada hubungannya denagan arus simetri. Arus simetri pengenal dapat ditentukan dengan mengalihkan besar arus simetrinya
18
denagn suatu factor, dimana factor tersebut adalah perbandingan X/R dari sirkitnya.
Factor asimetri ( X/R ) dapat dilihat pada table 3.2 untuk penyulang distribusi umumnya angka ini lebih dari 5, sehingga factor asimetrinya ialah 1,25.
Table 3.2 Faktor asimetri sebagai fungsi dari perbandingan X/R
X/R
FAKTOR ASIMETRI
2
1,06
4
1,20
8
1,39
10
1,44
12
1,48
14
1,51
25
1,60
Karakteristik Waktu Arus
Dalam penyaluran, relai erat hubungannya dengan pengaturan operasi trip suatu recloser. Pada umumnya, peralatan deteksi gangguan ( fault sensing device ) pada suatu penutup kembali adalah jenis relai arus lebih. Jenis karakteristik waktu arus suatu relai terlihat pada gambar 3.9. Karakteristik tersebut adalah sifat dari
19
beberapa relai, sedang pemilihan karakteristiknya disesuaikan dengan kebutuhan. Hal ini mempermudah dalam koordinasi system, sehingga apabila terjadi gangguan, relai-relai tersebut dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
Beberapa macam karakteristik relai dapat diperoleh dengan mengatur pemilih waktu ( timing selector ). Jadi kerja trip dari recloser dapat diatur dari operasi waktu seketika ( instantaneous time ), samapai ke operasi waktu berlawanan ( inverse time ) bahkan waktu amat berlawanan ( extremely inverse time ).
t (detik)
defenite time Inverse time Instantaneous time I (A)
Gambar 3.9 Karakteristik Waktu-Arus Relai Arus Lebih
20
BAB IV
PENGGUNAAN RECLOSER PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH
Penggunaan Recloser
Penggunaan recloser adalah sebagai peralatan pelepasan dan pemasukan kembali PMT secara otomatis. Recloser biasanya di8gunakan pada jaringan tegangan menengah yang menggunakan system radial.
Penggunaan Secara Umum
Penempatan recloser secara umum biasanya pada :
a. Gardu Induk, misalnya pada peralatan proteksi saluran primer. b. Line dengan jarak tertentu dari gardu induk sampai sejauh saluran pemisah otomatis ( sectionalizer ), sehingga recloser disamping sebagai pengaman gangguan temporer, juga untuk membatasi luas daerah yang padam karena adanya gangguan. c. Cabang-cabang penting dari saluran-saluran utama dengan tujuan untuk mengamankan saluran utama dari pemutusan dan pemadaman yang disebabkan oleh gangguan pada cabang-cabang.
Kriteria Penggunaan Recloser
Untuk penggunaan rangkaian recloser otomatis, harus dipertimbangkan enam kriteria, yaitu :
1. Tegangan system 2. Arus gangguan maksimum pada peletakan recloser 3. Arus beban maksimum 4. Daerah arus gangguan minimum yang dapat diproteksi oleh recloser 5. Koordinasi dengan peralatan proteksi lain pada sisi sumber dan sisi beban dari recloser 6. Kepekaan terhadap gangguan tanah
Tegangan system recloser harus memenuhi suatu standar tegangan yang sama atau lebih besar daripada tegangan system. Sedangkan arus gangguan maksimum akan diketahui atau dapat dihitung. Standar pemutusan recloser harus sama atau lebih besar daripada arus gangguan maksimum yang terjadi. Besar arus gangguan maksimum yang terjadi pada akhir dari line seksi harus diperhatikan agar supaya recloser peka terhadap gangguan yang terjadi.
Koordinasi dengan alat proteksi lain ( sisi sumber dan beban ) menjadi penting setelah empat kriteria utama diketahui. Pemilihan penundaan waktu dan rangkaian yang tepat dan benar adalah penting untuk menjamin bahwa pemutusan sesaat atau lama yang disebabkan oleh gangguan-gangguan dibatasi sehingga line seksi menjadi kecil terhadap system secara keseluruhan. Karakteristik waktu arus
66
dan operasi rangkaian dari recloser dipilih untuk koordinasi dengan peralatanperalatan di sisi sumber. Setelah ukuran recloser dan rangkaian
ditentukan,
dilakukan pemilihan perlengkapan proteksi line. Selain itu pula perlu dilakukan penentuan tempat pemasangan recloser kedua dan ketiga untuk membatasi luas daerah yang padam karena gangguan.
Koordinasi Recloser
Koordinasi yang pada pokoknya adalah memilih alat pengaman dan menetapkan stelan waktu guna menentukan daerah pengaman terhadap gangguan sementara dan mengkoordinasi alat-alat pengaman. Untuk itu secara umum dalam perencanaan harus dipersiapkan data-data sebagai berikut.
a. Peta jaringan dengan skala b. Penentuan tempat-tempat yang telah dipasang alat pengaman c. Kurva karakteristik waktu arus dari alat-alat pengaman d. Arus beban ( keadaan normal dan darurat ) e. Arus gangguan pada setiap titik dimana alaty pengaman tersebut ditempatkan.
Data-data tersebut diambil dari bebrapa sumber, misalnya kurva waktu arus dapat diperoleh dari pabrik, nilai-nilai arus beban dan gangguan biasanya didapat dari komputer melalui studi aliran beban dan gangguan.
67
Ada beberapa faktor tambahan yang perlu dipertimbangkan dalam koordinasi alat pengaman ( pelebur, recloser dan relai ), mengingat bahwa faktorfaktor ini mempunyai efek tertentu terhadap selektivitas pada kondisi yang tidak menguntungkan, yaitu :
a. Perbedaan kurva waktu arus dan toleransi yang diperkenankan oleh pabrik pembuat b. Kondisi peralatan sebelum pembebanan c. Suhu sekitar d. Efek dari siklis menutup kembali
Koordinasi Recloser dengan Recloser
Koordinasi antara recloser diperlukan bila situasi dalam suatu jaringan distribusi telah dipasang :
a. Dua buah recloser phasa tiga b. Dua buah recloser phasa tunggal, dan c. Dan recloser phasa tiga di GI dan recloser phasa tunggal pada penyulang cabang
Koordinasi antara recloser-recloser tersebut dapat diberikan contoh sebagai berikut ; Recloser kedua pada sisi hilir dipasang, bila recloser pertama tidak lagi dapat menjangkau ujung terhilir jaringan dan untuk membatasi bagian yang padam bila ada gangguan. Koordinasi dilakukan oleh perbedaan waktu tutup buka dari lengkung lambat. Hal ini terlihat pada gambar 4.1.a, dimana terdapat
68
dua buah recloser ( PBO = pemutus beban otomatis ) dengan ukuran kumparan kerja
berbeda,
dimana
urutan
kerja
masing-masing
deprogram
2A2B.
Karakteristik waktu arus dari kedua recloser tersebut terlihat pada gambar 4.1.b.
7200/2470 V
PBO 1
135 A
140 A 2A2U 70 A 2A2B
2000
400
810
230
PBO 2
70 A
Gambar.4.1.a. Koordinasi Antar Recloser dimana seleksi interval buka tutup harus diperhitungkan sebagai tambahan thd ukuran kumparan dan urutan kerja
69
Gambar 4.1.b Kurva Waktu Arus yang memperlihatkan koordinasi antar Recloser Phasa Tiga
Dari gambar kurva diatas dapat dilihat lengkung A dan B adalah Recloser R1, dimana pada R1 bekerja terlebih dahulu sebelum Recloser R2 (C dan D) bekerja. Pada kurva A dan B untuk tutup bukanya dipercepat namun pada kurva A lebih cepat dari kurva B. recloser R2 bekerja dengan setting waktu diperlambat, tetapi untuk kurva D lebih lambat dari kurva C.
Bila ditinjau dari urutan buka tutupnya, kerja recloser dengan koordinasi urutan pada recloser cadangan dapat diperlihatkan pada gambar 4.2 ( a, b, dan c ).
70
Gambar 4.2.a dan 4.2.b Kerja recloser dengan koordinasi yang benar
71
Gambar 4.2.c Kerja recloser dengan koordinasi yang salah
Koordinasi Recloser dengan Pengaman Lebur
Koordinasi recloser dengan pengaman lebur di sisi hilir, dilakukan dengan cara memberi waktu kepada pengaman lebur untuk bekerja ( lebur ) diantara waktu tutup dan buka lambat pertama dari recloser. Dengan demikian dalam hal gangguan permanent berada pada sisi hilir dari pengaman lebur, pengaman lebur akan putus ( lebur ) lebih dahulu sebelum recloser sampai pada tutup buak lambat dan terkunci ( lock out ). Pada gambar 4.3.a terlihat situasi system yang khas yang memerlukan koordinasi antara recloser dan kawat-kawat lebur sebesar 40 T dan 65 T. Dimana T = jarak perlambatan waktu.
72
ABC/31
46000 V 7200/12470 V ABC/27
340
B
40 Ampere
1500
805
500
ACR 1
140A 2A2C 135 Ampere
1190
40T
435
C ABC/29
815 345
65T
Gambar 4.3.a Koordinasi antara Recloser dan Pengaman Lebur F1 dan F2
Pada gambar 4.3.b terlihat lengkung-lengkung waktu arus untuk koordinasi pada sisi beban antara kawat-kawat lebur 30 T dengan recloser yang ada pada gambar 4.3.a. Lengkung-lengkung lebur minimum kawat lebur terlukis dengan garis tidak terputus, sedangkan lengkung-lengkung pembebasan maksimum terlukis secara terputus-putus. Lengkung-lengkung waktu arus untuk koordinasi pada sisi beban antara kawat-kawat lebur 40 T dengan recloser pada gambar 4.3.a diperlihatkan pada gambar 4.3.c.
73
Gambar 4.3.b Kurva Waktu Arus Koordinasi pada sisi beban antara pengaman lebur 30 T dengan Recloser
74
Gambar 4.3.c Kurva Waktu Arus Koordinasi pada sisi beban antara pengaman lebur 40 T Recloser
Kurva diatas menunjukkan koordinasi antara Recloser dengan pengaman lebur 30T. Recloser bekerja terlebih dahulu sebelum pengaman lebur bekerja, pengaman lebur ini diberikan jarak waktu 30 T sebelum melebur. Kemudian pada gambar 4.3.c pada pengaaman lebur diberikan jarak waktu 40T.
Koordinasi Recloser dengan Circuit Breaker Media Pemutus Minyak
75
Recloser
bertindak
sebagai
pengaman
utama
pada
seksi
yang
diamankannya, sedang circuit breaker minyak ( OCB ) sebagai pengaman cadangan bagi seluruh saluran di GI. Untuk koordinasi yang baik, reclosing relai yang mengontrol OCB harus memiliki karakteristik waktu arus yang sama dengan recloser ( maupun pengaman yang lain seperti sekring ), yaitu karakteristik inverse. Gambar 4.4 memperlihatkan lengkung-lengkung koordinasi antara recloser dan OCB.
Koordinasi dilakukan dengan cara mengatur sehingga recloser harus bekerja terlebih dahulu ( sampai lock out ) sebelum OCB membuka. Hal ini dilakukan dengan menghitung persentase waktu reset dan waktu perputaran relai ( relai travel ) terhadap bekerjanya recloser. Sebagai referensi diambil perputaran relai 100 %, sebelum ini tercapai recloser telah selesai bekerja ( sampai lock out ). Jika persentase tersebut terlampaui, maka berarti pada waktu recloser belum sampai lock out OCB telah membuka.
76
Gambar 4.4 Kurva Koordinasi Recloser dengan Circuit Breaker
Pada kurva koordinasi Recloser dengan CB diatas, Recloser bekerja dengan setting waktu lebih cepat sehingga bekerja lebih dulu dari OCB sampai lock out sebelum OCB membuka.
Koordinasi Recloser dengan Sectionalizer
Prinsip-prinsip koordinasi dalam penggunaan recloser di sisi beban adalah sebagai berikut :
a. Arus penggerak / kerja minimum sectionalizer adalah 0,8 x arus kerja minimum recloser.
77
b. Sectionalizer harus diatur berada pada posisi terbuka terus dalam jumlah hitungan operasi = jumlah operasi dari recloser sampai pada posisi terbuka terus, dikurangi satu hitungan. Misalnya, recloser bekerja pada urutan 2 kali buka cepat dan 2 kali buka lambat. Jadi pada saat recloser-recloser bekerja pada buka lambat yang pertama, sectionalizer harus mengunci pada posisi terbuka, seperti terlihat pada gambar 4.7. c. Waktu untuk membuka dan menutup kembali recloser harus dikoordinasikan dengan waktu hitungan dari sectionalzer. Waktu ini harus lebih kecil dari waktu mengingat dari sectionalizer, sehingga sectionalizer tidak akan mengingat sebagian dari jumlah operasi kerja recloser. d. Arus kerja minimum dari sectinalzer harus lebih besar dari arus beban.
Oleh karena sectionalizer tidak mempunyai karakteristik waktu arus, maka pada waktu melakukan koordinasi dengan recloser harus diperhatikan bahwa sectionalizer itu mempunyai karakteristik mengingat hitungan pemutusan yang dilakukan recloser di sisi sumber. Hal ini diperhatikan pada gambar 4.5.
Gardu induk
3 hitungan A PSO
PBO kumparan 50 A menggerakkan minimum 100 A
kumparan 50 A menggerakkan minimum 80 A
Gambar 4.5 Koordinasi Dasar Recloser-Sectionalizer •
Waktu Melihat Sectionalizer
78
Untuk sectionalizer mengunci terbuka pada hitungan ke-3, maka waktu mengingat sectionalizer > Ri + F2. apabila diinginkan sectionalizer mengunci terbuka pada ke-2, maka waktu mengingat sectionalizer > Ri + F2.
Recloser sebagai back up diset mengunci terbuka pada operasi kerja ke-4nya. Operasi ini dapat merupakan gabungan dari kerja cepat yang diikuti kerja lambat. Sectionalizer harus diset pada hitungan yang lebih kecil dari operasi reclosernya, dalam hal ini dipilih tiga hitungan. Bila gangguan permanent terjadi sesudah sectionalizer ke arah hilir, sectionalizer akan membuka dengan demikian seksi yang terganggu dipisahkan ( ini berlangsung selama operasi ke-3 dari sectionalizer ). Kemudian recloser menutup kembali sehingga bagian yang tidak terganggu dapat berfungsi kembali. Bila terdapat lagi sectionalizer yang terhubung seri, ia dapat diset pada hitungan yang lebih kecil lagi sampai mengunci seperti yang terlihat pada gambar 4.6.
Bila terjadi gangguan, ini akan menyebabkan recloser bekerja dank e-3 sectionalizer akan menghitung pemutusan arusnya. Sectionalizer akan mengunci terbuka dan mengisolasi bagian feeder yang mengalami gangguan. Kemudian recloser masuk kembali sehingga bagian saluran yang tidak terganggu dapat berfungsi kembali, kemudian sectionalizer 1 dan 2 meriset kembali.
79
C PSO
2 hitungan
Gardu induk
50 A Coil menggerakkan minimum 80 A
B
A 3 hitungan
PBO
kumparan 50 A penjatuhan minimum 100 A
Gambar 4.6 Koordinasi Dasar Recloser-Sectionalizer dengan tambahan sectionalizer pada feeder cabang
Hitungan PSO pertama
Hitungan ketiga
Hitungan kedua PSO membuka Waktu rekaman PSO Waktu cadangan 1
2
3 R2
Arus gangguan
R1
Waktu
Gambar 4.7 Waktu hitungan, tiga hitungan mengunci
Rating Recloser
Pemakaian recloser dipilih berdasarkan pada ratingnya yang mempunyai parameter-parameter sebagai berikut :
80
1. Rating tegangan maksimum, yaitu tegangan design maksimum dari recloser 2. Rating frekuensi system, yaitu frekuensi yang digunakan 3. Rating arus kontinyu, yaitu arus kontinyu maksimum yang dapat dialirkan pada recloser dengan temperature pada berbagai bagiannya tidak melampaui batas tertentu. 4. Rating arus trip minimum, pada recloser dengan kumparan seri, arus trip minimumnya = 2 kali arus kontinyu. Sedangkan pada recloser bukan kumparan seri, rating arus trip minimumnya tidak berhubungan dengan kemampuan membawa arus kontinyu. 5. Rating arus pemutus simetris, yaitu arus pemutus simetris maksimum dari recloser. 6. Rating arus simetris, adalah arus pemutusan asimetris yang mungkin terjadi. 7. Rating tegangan impulse withstand ( BIL ), menunjukan kekuatan isolasi yang mampu menahan tegangan impulse 1,2 x 50 mikro detik.
Studi Kasus Pada Sistem Distribusi
Untuk mengetahui pemanfaatan recloser, maka dilakukan peninjauan ke Sistem Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang AJ Kebayoran. Dimana terdapat feeder 20 kV yang reclosernya difungsikan.
Jaringan Tegangan Menengah
Jaringan tegangan menengah di cabang AJ Kebayoran terdiri dari jaringan utama phasa tiga dengan jaringan percabangan phasa tunggal. Pada umumnya
81
panjang jaringan percabangan phasa tunggal jauh melebihi panjang jaringan utama phasa tiga dan sebagian besar terdiri dari saluran udara.
Pengaman Jaringan Tegangan Menengah
System pengamanan jaringan tegangan menengah terdiri dari pemutus beban ( PMT ) yang berkecepatan tinggi, recloser ( penutupan kembali otomatis / PBO ), sectionalizer, dan pengaman lebur. Jenis recloser yang digunakan adalah tipe GN3VE. Pemutus beban ( PMT ) yang dipergunakan adalah jenis hidrolik.
Koordinasi Proteksi Pada Jaringan 20 kV
Koordinasi proteksi merupakan urutan kerja suatu system pengaman pada suatu jaringan agar didapat suatu unjuk kerja yang optimal dari masing-masing pengaman sesuai dengan setting dan letak gangguan.
Salah satu koordinasi proteksi pada jaringan 20 kV dapat diperlihatkan pada gambar 4.8 sebagai berikut :
82
Rel 150 kV
Rel 20 kV Trafo 150/22 kV PMT
PMT
PMT
R1
R2
R3
GI R=Recloser 3 phasa R=Sectionalizer 3 phasa
pelebur
Gambar 4.8 Koordinasi proteksi jaringan 20 kV
Setting Sistem Pengaman
Setting dari sistem pengaman JTM dapat diperlihatkan sebagai berikut
No
Pengaman
Phasa
Pentanahan
Keteragan
01
PMT out going
480 A Td 1
240 A Td 3
menutup 1x
02
R1
300 A IA 2D
150 A I.I 2.5
menutup 2x
03
R2
280 A IA 2P
140 A I.I 2.5
menutup 2x
04
R3
200 A IA 2P
100 A I.I 2.5
menutup 2x
05
S1
120 A
60 A
membuka 2x
Setting dari pengaman lebur adalah sebagai berikut : •
Pengaman Lebur Daerah 1 < 40 A
•
Pengaman Lebur Daerah 2 < 30 A
•
Pengaman Lebur Daerah 3 < 20 A
83
S
Interval waktu yang digunakan : •
R1 adalah 5”, 10”
•
R2 adalah 10”, 15”
•
R3 adalah 15”, 30”
a. Koordinasi Antara Recloser
Penentuan urutan operasi dilakukan sebagai berikut : •
Recloser di sisi beban dikoordinasikan dengan recloser di sisi sumber bila operasi cepatnya sama.
•
Operasi lambat digunakan agar recloser di sisi beban bekerja sampai terkunci terbuka untuk setiap gangguan permanent yang timbul, tanpa recloser di sisi sumber trip setelah melakukan operasi cepatnya.
b. Koordinasi Dengan Sectionalizer
Recloser akan bekerja pada operasi cepatnya untuk menjatuhkan PMT, beberapa saat kemudian PMT menutup kembali. Apabila gangguan masih ada, maka sebelum recloser bekerja pada operasi lambat, sectionalizer akan bekerja mengisolir gangguan.
Sebagai contoh penggunaan recloser, sectionalizer, pengaman lebur, dan trafo distribusi diperlihatkan pada gambar 4.9
84
Gambar 4.9 Contoh feeder yang dilengkapi dengan recloser, sectionalizer, pengaman , dan trafo distribusi
85
Keterangan gambar :
Apabila terjadi gangguan di F1, maka Recloser R1 akan bekerja membebaskan saluran setelah Recloser R1, sedangkan Recloser R2 tidak bekerja. Hal ini dikarenakan adanya pergeseran R2 yang lebih lambat dari Recloser R1. Jika gangguan yang terjadi bersifat sementara, maka Recloser R1 akan menutup kembali segera setelah gangguan hilang, sedangkan bila gangguan terjadi lagi maka Recloser akan bekerja kembali. Recloser akan tetap membuka setelah bekerja menurut hitungan keempat.
Apabila gangguan terjadi di F2, maka Recloser R1 tidak bekerja, sedangkan Recloser R2 akan bekerja. Dengan demikian saluran sesudah Recloser R2 akan dibebaskan. Jika gangguan masih terjadi, Recloser R2 akan tetap membuka pada hitungan keempat dan saluran setelah R2 akan dibebaskan.
Apabila gangguan terjadi di F3, maka Recloser R2 akan bekerja dan akan menutup kembali pada saat hilangnya gangguan. Jika gangguan terjadi lagi maka Recloser R2 akan bekerja kembali. Pada hitungan ketiga, Recloser akan berkoordinasi dengan sectionalizer dan memerintahkan sectionalizer untuk membuka. Dengan demikian bagian saluran sesudah sectionalizer yang terkena gangguan akan dibebaskan dari system sehingga tidak mengganggu saluran lainnya.
86
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya maka dapat disimpulkan halhal sebagai berikut :
1. Recloser dapat dipakai sebagai alat yang berfungsi untuk menutup kembali PMT yang trip akibat gangguan sementara ( temporer ), baik berupa gangguan satu phasa ke tanah, maupun gangguan hubung singkat. 2. Penggunaan recloser lebih tepat dan efektif pada saluran udara tegangan menengah yang menggunakan sistem radial dengan perhitungan setting waktu yang tepat dan akurat. 3. Recloser harus dikoordinasikan dengan ralai gangguan tanah agar recloser dapat bereaksi dengan cepat terhadap gangguan tanah yang cukup kecil. Selain itu sisi sekunder transformator daya pada pangkal saluran harus diketanahkan dengan tahanan rendah pentanahan langsung. 4. Koordinasi yang baik antara recloser, pemisah seksi, dan pelebur akan dapat mempersingkat gangguan sementara sehingga dapat mengurangi pemadaman listrik pada konsumen. Dengan demikian keandalan sistem jaringan yang menggunakan recloser dapat ditingkatkan.
Saran 1. Sistem pengamanan pada Jaringan tegangan menengah sebaiknya digunakan beberapa peralatan pengaman dan diusahakan sampai dengan seksi-seksi terkecil, sehingga gangguan yang timbul tidak merambat kejangkauan yang luas. 2. Tingkat kehandalan sebuah pengaman sangat mempengaruhi kualitas pelayanan ke konsumen (pemakai) energi listrik. Maka sebaiknya tingkat kehandalan tersebut harus terus ditingkatkan sehingga mutu dan kualitas pelayanan menjadi semakin baik.
66
