DAFTAR ISI HALAMAN JUDULi LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBINGii LEMBAR PENGESAHAN PENGUJIiii SURAT PERNYATAAN
iv
ABSTRAKv ABSTRACTvi KATA PENGANTAR
Gvii
DAFTAR ISI...........................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................x DAFTAR TABEL................................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN......................................................................................1 1.1Latar Belakang .................................................................................... 1 1.2Perumusan Masalah ............................................................................ 2 1.3Tujuan Penelitian ................................................................................ 3 1.4Pembatasan Masalah ........................................................................... 3 1.5Objek Penelitian .................................................................................. 3 1.6Sistematika Penulisan ......................................................................... 4 BAB I DASAR TEORI ..........................................................................................5 2.1 Sistim Kelistrikan PLTU Tanjung Jati B 3&4 ................................... 7 2.2 Gangguan Arus Lebih atau Hubung Singkat ..................................... 8 2.2.1 Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah ....................... 9 2.2.2 Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa ..................................... 10 2.2.3 Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah ..................... 11 2.2.4 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa..................................... 12 2.3 Perhitungan Impedansi dan arus hubung singkat pada peralatan ........denganstandar IEC .......................................................................... 13
vi
2.3.1 ImpedansiPenyulang ............................................................... 13 2.3.2 Impedansi trafo........................................................................ 14 2.3.3 Impedansi Motor Induksi Tak Serempak................................ 14 2.3.4 Impedansi Grup Motor............................................................ 15 2.3.5 Impedansi penyulang .............................................................. 16 2.3.6 Rasio transformasi tegangan ................................................... 16 2.4 Komponen Simetris......................................................................... 16 2.5 Operator-Operator Komponen Simetris........................................... 19 2.6 Sistem Proteksi Distribusi Tenaga Listrik........................................ 22 2.6.1 Tujuan Sistem Proteksi ........................................................... 22 2.6.2Persyaratan Utama Sistem Proteksi ......................................... 22 2.6.3Fungsi Relay Arus Lebih ......................................................... 25 2.6.4 Prinsip kerja Rele Arus Lebih ................................................. 25 2.6.5Urutan Kerja Relay (Relay Time/Current Grading)................. 26 2.6.6Karakteristik Relay Arus Lebih ............................................... 26 2.7Rancangan Setting Relay Proteksi Arus Lebih ................................ 28 2.7.1Penyetelan Rele Arus Lebih/ Over Current Relay (OCR) ....... 29 2.7.2 Rancangan Setting Relay Proteksi Arus Lebih Menggunakan .........Standar IEC 60255 dan IEC 60947........................................ 30 2.8 Trafo Arus ........................................................................................ 31 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..........................................................32 3.1Model Penelitian ............................................................................... 32 3.2Diagram Alir / Flowchart Perhitungan dan Analisis ........................ 33 3.2 Single-Line Diagram ........................................................................ 34 3.3 Data Penelitian ................................................................................. 35 3.4 Metode Perhitungan dan Analisis ................................................... 39
vii
3.4.1 Metode Analisa Dengan Perhitungan Manual ....................... 39 3.4.1 Perhitungan Arus Hubung Singkat ........................................ 40 3.4.2 Analisa Penyetelan Rele Arus Lebih....................................... 40 3.5 Analisa Dengan Software Komputer............................................... 41 3.5.1 Ulasan Umum ETAP .............................................................. 41 3.2.1Prosedur Menggunakan ETAP Power Station 6.0 ................... 42 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................48 4.1 Hasil Perhitungan ............................................................................. 48 4.1.1 Hasil Perhitungan Arus hubung Singkat ................................. 48 4.1.2 Hasil Perhitungan Setting Rele ............................................... 49 4.2 Pembahasan /Perhitungan ................................................................ 49 4.2.1 Impedansi sumber ................................................................... 49 4.2.2 Impedansi Trafo 380V FGD ................................................... 53 4.2.3 Menghitung Impedansi Rotating Load.................................... 55 4.2.4 Impedansi Kabel Motor/Rotating Load .................................. 56 4.3 Pembahasan Nilai Arus Hubung Singkat ......................................... 57 4.3.1Pembahasan Nilai Arus Hubung Singkat Pada Incoming Bus .........380V FGD............................................................................... 58 4.3.2 Pembahasan Nilai Arus Hubung Singkat Pada Ujung Feeder ..........peralatan Low Pressure Seal Air Fan..................................... 61 4.4 Analisa setting rele arus lebih .......................................................... 67 4.4.1.Analisa setting rele awal yang digunakan pabrik ................... 67 4.4.2 Analisa Arus Beban Lebih ...................................................... 70 4.4.3 Penyetelan ulang rele. ............................................................. 73 4.5 Pembahasan Hasil Simulasi pada Program E-TAP 6.0.................... 76 4.5.2 Pembahasan Nilai Arus Hubung Singkat Pada incoming bus ..........FGD........................................................................................ 78 viii
4.5.3 Pembahasan Nilai Arus Hubung Singkat Pada Ujung Feeder .........peralatan Low Pressure Seal Air Fan...................................... 80 4.6Simulasi kurva rele arus lebih ........................................................... 82 4.6.1Simulasi kurva rele awal .......................................................... 83 4.6.2 Simulasi kurva rele setelah modifikasi. .................................. 84 BAB V PENUTUP...............................................................................................87 5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 87 5.2 Saran................................................................................................ 87 DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................88 Lampiran ..............................................................................................................89
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Proses konversi energi pada PLTU ...................................................... 5 Gambar 2.22Diagram Kelistrikan PLTU Tanjung Jati B unit 3&4 ........................ 7 Gambar 2.33Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah ................................ 9 Gambar 2.44Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa .............................................. 10 Gambar 2.55Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah............................... 11 Gambar 2.66Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa.............................................. 12 Gambar 2.77Hubungsingkatpada feeder............................................................... 13 Gambar 2.88Impedansi pada group motor............................................................ 15 Gambar 2.99Fasor seimbang komponen simetris dari 3 fasor tak seimbang....... 19 Gambar 2.101Vektor bila diGambarkan dalam gafik ........................................... 19 Gambar 2.111Komponen simetris fasorArus........................................................ 20 Gambar 2.121Cakupan rele untuk mengamankan semua area ............................. 25 Gambar 2.131Pemasangan Rele Arus Lebih dan hubung singkat ke tanah.......... 29 Gambar 2.141Koordinasirelepengamanaruslebih ................................................. 30 Gambar 3.115Kegagalan lokalisir gangguanpadabus 380V FGD ........................ 32 Gambar 3.216Kegagalan lokalisir gangguan di sisi B, mengakibatkan incoming ........................bus PMT sisi A trip, saat bus tie/PMT kopel auto close ............... 32 Gambar3.317Flow Chart Perhitungan Rele Arus Lebih ...................................... 33 Gambar 3.418 Single-Line diagram 380V FGD system....................................... 34 Gambar 3.41Tampilan Layar ETAP saatdijalankan ............................................. 41 Gambar 3.52Tampilan pertama ETAP Power 6.0 ................................................ 42 Gambar 3.621Tampilancreate new project file..................................................... 42 Gambar 3.722Tampilanuser information ETAP 6.0 ............................................. 43 Gambar 3.823Tampilanutama program ETAP Power Station 6.0........................ 43 Gambar 3.924One-line diagram dalam ETAP Power Station 6.0 ........................ 44 Gambar 3.102Short Circuit Study case page ........................................................ 46 Gambar 3.112Short Circuit Toolbar ..................................................................... 46 Gambar 4.127Impedansi Urutan padasumber....................................................... 52 Gambar 4.228Arus Hubung Singkat Pada Bus 380V FGD Board A/B ................ 58 Gambar 4.329Arus Hubung Singkat Pada bus LP Seal Air Fan .......................... 62
x
Gambar4.5.mBeban lebih pada salah satu bus, saat sumberbus
yang lain
.........................padam ........................................................................................... 71 Gambar 4.63...Sumber jala-jala listrik/ power grid editor page ........................... 76 Gambar 4.73.2Transformer editor page ............................................................... 77 Gambar 4.833.Motor editor page.......................................................................... 77 Gambar 4.934.Inductin Motor cable editor Page ................................................. 78 Gambar 4.103.Cable Editor page ......................................................................... 78 Gambar 4.113Display Page hasil simulasi ........................................................... 78 Gambar4.12n.Hasi simulasi arus yang mengalir pada sisi incoming saat hubung ........................singkat tiga fasa di sisi bus 380V FGD......................................... 79 Gambar 4.13nHasi simulasi arus yang mengalir pada sisi incoming saat hubung .......................singkat satu fasa di sisi bus 380V FGD ......................................... 79 Gambar 4.14nHasi simulasi arus yang mengalir pada sisi incoming saat hubung ........................singkat antar fasa di sisi bus 380V FGD....................................... 79 Gambar 4.154Hasi simulasi arus yang mengalir pada sisi incoming saat .hubung ........................singkat dua fasa ke tanah di sisi bus 380V FGD........................... 80 Gambar 4.16.Hasil simulasi hubung singkat tiga fasa pada panel bus
Low
........................Pressure Seal Air Fan Unit ........................................................... 80 Gambar 4.17nHasil simulasi hubung singkat satu fasa ke tanah pada panel bus ........................Low Pressure Seal Air Fan Unit ................................................... 81 Gambar 4.18nHasil simulasi hubung singkat antar fasa pada panel bus
Low
.........................Pressure Seal Air Fan Unit .......................................................... 81 Gambar 4.19nHasil Simulasi hubung singkat dua fasa ke tanah pada panel bus ........................Low Pressure Seal Air Fan Unit ................................................... 81 Gambar 4.20a5Input page rele arus lebih ............................................................. 82 Gambar 4.20b4Input page rele arus lebih ............................................................. 82 Gambar 4.217. Setting rele yang digunakan di 380V FGD Board ...................... 83 Gambar 4.228.Setting rele Tie breaker yang baru (kurva hijau)........................... 84 Gambar 4.234.Perbandingan Setting rele lama dan baru ...................................... 85 Gambar 4.240.Perbandingan Setting Rele Baru dengan standar IEC 60947-2 ........................dan IEC 60255-3 ........................................................................... 86
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Faktor koreksi tegangan menurut standar IEC 60909-0 ........................ 13 Tabel 2.2Tabelkonstantaperhitungansettingrelemenurut IEC............................... 31 Tabel 2.3 Kelas ketelitian trafo arus ..................................................................... 32 Tabel 2.4 Tabel kelas ketelitian trafo arus ............................................................ 32 Tabel 4.15Arus hubung singkat mengalir pada incoming bus 380V FGD ........... 48 Tabel 4.35Settingan baru arus dan waktu kerja rele ............................................. 49 Tabel 4.55Impedansi motor / rotating load .......................................................... 56 Tabel 4.65Impedansi kabel motor / rotating load................................................. 57 Tabel 4.75Impedansi urutan positif peralatan dilihat dari titik hubung singkat ..................(LP Seal Air Fan) ................................................................................ 63 Tabel 4.85.Impedansi urutan nol peralatan dilihat dari titik hubung singkat ....... 63
xii
