DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

TUGAS AKHIR STUDI TENTANG PENGGUNAAN RECLOSER PADA SISTIM JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV

OLEH :

NAMA NIM

: Abraham Silaban : 050422013

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk Memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

ABSTRAK Jaringan distribusi adalah sarana untuk mengalirkan energi listrik dari pembangkit

kekonsumen.

Jaringan

distribusi

yang

digunakan

untuk

menditribusikan aliran energi listrik tidak luput dari berbagai gangguan yang mungkin terjadi yang dapat mengganggu supplai aliran tenaga listrik ke konsumen yang mengakibatkan pemadaman aliran listrik dan juga keruasakan pada peralatan yang dipakai. Dalam hal ini jaringan distribusi harus menggunakan suatu peralatan proteksi recloser yang dapat mengamankan kelancaran supplai aliran listrik kekonsumen dari berbagai gangguan terjadi pada aliran listrik. Gangguan yang terjadi sering bersifat sementara, ini penggunaan circuit breaker dirasa kurang efesien, dengan itu digunakan peralatan pengaman recloser yang dapat membuka (open) secara automatis bila ada gangguan, jika kondisi sudah normal akan menutup (close) kembali. Operasi membuka dan menutup kembali dari recloser dapat terjadi beberapa kali sesuai dengan setting yang ditentukan operator.


KATA PENGANTAR Dengan kerendahan hati penulis mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, karena berkat rahmat dan karunia – NYA penulis dapat menyelesaikan, Tugas Akhir ini Tugas

yang

berjudul

“STUDI

TENTANG

PENGGUNAAN

RECLOSER PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV” ini di maksud untuk memenuhi kurikulum pada jurusan Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Sesuai dengan judulnya, tugas akhir ini akan dibahas mengenai tentang penggunaan recloser pada sistem jaringan distribusi 20 KV demi keamanan material jaringan distribusi dan juga konsumen yang mengguanakan jaringan listrik. Dalam proses pembuatan tugas kecil ini, penulis telah mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, informasi, maupun segi administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.

Bapak Ir. Eddy Warman, selaku dosen pembimbing

2.

Bapak Prof.Dr.Ir. Usman Baafai, selaku ketua Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

3.

Seluruh staf pengajar/ Dosen dan petugas biro Jurusan Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

4.

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu.


Dan teristimewa untuk kedua orang tua ku, serta kakak dan adik – adikku yang tidak henti – hentinya memberi bimbingan, motivasi, dan bantuan material maupun spiritual, hingga penulisan tugas akhir ini dapat di selesaikan. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran membangun demi perbaikan isi untuk masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap agar tugas akhir ini bermamfaat bagi kita smua, dan semoga Tuhan Yang Maha Kuasa selalu memberi berkat- NYA bagi kita semua, Amin.

Medan, 26 November 2009 Hormat Saya, Penulis,

Abraham Silaban


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBARAN PENGESAHAAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR

BAB I. PENDAHULUAN I.1.

Latar Belakang Masalah..………………………………

1

I.2.

Permasalahan...................................................................

2

I.3.

Batasan Masalah..............................................................

2

I.4.

Metodologi………......…………………….……………

2

I.5.

Tujuan Penulis…………………...……………………..

3

I.6.

Sistimatika Tugas Akhir………………………………

3

BAB II. LANDASAN TEORI II.1.

Sistem Jaringan Distribusi…………………………….

4

II.2.

Bentuk Jaringan……….……………………………….

5

II.2.1. Jaringan Radial…………….…………………..

6

II.2.2. Jaringan Ring ……………………………….…

8

II.2.3. Sistem Spindel………………………….............

9

Penutup Balik Otomatis ( Auto Circuit Recloser ) …….

11

a. Recloser......................................................................

11

b. Kegunaan Recloser.

11

c. Prinsip Kerja Recloser.

12

d. Cara Kerja Recloser.

12

II.3.


BAB III. PENGAMAN PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI III.1. Umum…………………………………………………

13

III.2. Pengertian Pengaman…………………………………

14

III.3. Fungsi Proteksi………………………………………..

14

III.4. Persyaratan Kualitas Sistim Proteksi…………………

15

a. Selektivitas dan Deskriminasi……………………..

15

b. Stabilitas…………………………………………...

16

c. Kecepatan Operasi………………………………….

16

d. Sensitivitas (kepekaan)…………………………….

16

e. Pertimbangan Ekonomis…………………………..

18

f. Reabilitasi………………………………………….

17

g. Proteksi Pendukung………………………………..

17

III.5. Perlengkapan Pengaman Pada Jaringan Distribusi……..

17

III.6. Gangguan…………………………………………...…..

19

III.7. Usaha – Usaha Mengurangi Jumlah Gangguan……...…

20

III.8. Akibat – Akibat Gangguan…………………………..…

21

BAB IV. RECLOSER PADA SISTEM DISTRIBUSI IV.1

Umum…….……………………………………………

23

IV.2. Klasifikasi Recloser……………………………………

30

IV.3. Menurut Jumlah Fasanya……………………….….…..

30

IV.3.1. Recloser satu fasa…………………………….

30

IV.3.2. Recloser tiga fasa…………………………….

32

IV.4. Menurut Peralatan Pengaturannya………………..……

33


IV.4.1. Recloser pengaturan Hidrolik……………...…

33

a. Sistem pengendalian hidrolik tunggal...........

35

b. Sistem pengendalian hidrolik ganda.............

35

IV.5. Cara Kerja Recloser Pengaturan Elektronik....................

36

IV.6. Recloser Menurut Media Pemutusnya.............................

37

a. Media Pemutusan Minyak............................................

37

b. Media Pemutusan Hampa Udara.................................

37

IV.7. Prinsip Penyetingan.........................................................

37

a. Recloser Disetting 4 Kali Operasi………………...….

38

b. Recloser Disetting 3 Kali Operasi………………….

40

c. Recloser Disetting 2 kali operasi……...……………..

41

d. Recloser Disetting 1 Kali Operasi……...…………….

42

IV.8. Kerakteristik Arus – Waktu………………...…………..

43

IV.9. Operasi Kontrol…………………………………………

44

BAB V. KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA.


DAFTAR GAMBAR

Gambar II.2.1. Bentuk Jaringan Tipe Radial.............................................................

7

Gambar II.2.2. Bentuk Jaringan Tipe Ring................................................................

9

Gambar II.2.3. Bentuk Jaringan Tipe Spindel............................................................

11

Gambar IV.1. SUTM radial dengan tiga pemisah seksi Otomatis (PSO)..................

24

Gambar IV.2. STUM dalam ring dengan lima pemisah Seksi Otomatis (PSO)........

25

Gambar IV.3. Proses Kerja Dari Recloser.................................................................

28

Gambar IV.4. Bentuk Buka Tutup Hingga Mengunci Dari Recloser........................

29

Gambar IV.5. Recloser Fasa Tunggal…………………………………....………...

31

Gambar IV.6. Recloser Tiga Fasa..............................................................................

33

Gambar IV.7. Rangkaian Reclosing Relay................................................................

34

Gambar IV.8. Blok diagram Dari Recloser Pengaturan Elektronik..........................

36

Gambar IV.9. Recloser Disetting 4 Kali Operasi Mendapat GangguanPermanen....

39

Gambar IV.10. Recloser diseting 4 kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara...

39

Gambar IV.11. Recloser Disetting 3 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen.

40

Gambar IV.12. Recloser disetting 3 Kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara.

40

Gambar IV.13. Recloser Disetting 2 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen.

41

Gambar IV.14. Recloser Disetting 2 Kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara

41

Gambar IV.15. Recloser Disetting 1 Kali Operasi Mendapat Gangguan.................

42

Gambar IV.16. Karakteristik Arus – waktu..............................................................

43


BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah. (2) Kegiatan operasi Jaringan Distribusi untuk suatu Kawasan tertentu dikoordinir oleh Pusat Pengatur Distribusi. Pusat Pengatur Distribusi terutama mengkoordinir operasi Jaringan Tegangan Menengah. Sedangkan untuk Jaringan Tegangan Rendah termasuk sambungan rumah dan instalasi pelanggan, operasinya sebagian besar meliputi pekerjaan mengatasi gangguan, pelaksanaannya dilakukan oleh Dinas Gangguan yang tempatnya tersebar diberbagai tempat. Karena jaringan distribusi jangkauannya luas serta melibatkan lebih banyak peralatan jika dibandingkan jaringan transmisi, sedangkan persoalan operasionil terutama adalah mengatasi gangguan. Jaringan distribusi primer (tegangan menengah) dan juga jaringan distribusi sekunder (tegangan rendah) pada umumnya beroperasi secara radial. Pengoperasian Jaringan dengan sistem ring (loop) sesungguhnya bisa mengurangi rugi - rugi dalam jaringan, tetapi memerlukan alat - alat pengaman (protection) yang lebih canggih dan juga relatif mahal untuk jaringan distribusi. Peralatan pengaman

misalnya circuit

breaker, umumnya bekerja

memisahkan daerah yang mengalami gangguan dari sumber dan untuk menutup kembali di perlukan seorang opereator. Dilain pihak gangguan yang terjadi tidak selamanya bersifat permanent, ada juga gangguan yang bersifat sementra penggunaan circuit breaker kurang efesien. Untuk lebih efesien digunakan yang dapat menutup kembali automatis atau recloser bila gangguan yang menyebabkan terbuka bersifat sementara. Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

I.2. Permasalahan. Dikarenakan cakupan materi yang mengenai recloser dan mengingat waktu yang tersedia cukup singkat dan disebabkan keterbatasan kemampuan yang di miliki oleh penulis hanya membahas mengenai penggunaan recloser pada jaringan distribusi tegangan menenah. Adapun penulis ini dilakukan hanya berdasarkan study literatur kepustakaan. Jadi hanya dibahas penggunaan recloser pada jaringan distribusi. I.3. Batasan Masalah. Permasalahan yang terdapat pada sistem tenaga listrik adalah bermacam – macam jenisnya, maka mengingat judul dari pembahasan tugas ini perlu adanya pembatasan permasalahan sebagai berikut. -

Pembahasan mengenai sistim cara kerja dari recloser pada jaringan distribusi 20 KV.

I.4. Metodologi. Dalam pengumpulan bahan pembahasan yang menunjang pembuatan tugas akhir ini, penulis mengguanakan metode : Study kepustakaan

: Pembahasan berdasarkan pada sumber kepustakaan, seperti pada buku referensi, buku manual, diktat dll, yang menyangkut dengan masalah yang akan dibahas.

Konsultasi

: Tanya jawab dengan pembimbing Tugas Akhir ini, baik dengan dosen yang bekenaan dengan Tugas Akhir ini.


I.5. Tujuan Penulis. Tujuan penulis Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui sistem pengaman pada sistem jaringan distribusi 20 KV, aliran tenaga listirk yang sewaktu – waktu dapat terjadi gangguan pada jaringan distribusi dan penyebab gangguan. Dan lebih akan memahami prinsip kerja peralatan pengaman recloser pada jaringan distribusi. Dan untuk memenuhi persyaratan kelulusan sarjana di Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatra Utara. I.6. Sistematika Tugas Akhir. Tugas akhir ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut : 1. Bagian pendahuluan tugas akhir yang berisikan halaman judul, halaman pengesahan, pernyataan, intisari, abstrak, dan persembahan, kata pengantar, dafatar isi, dan daftar gambar. 2. Bagian isi sikripsi yang terdiri atas lima bab, yaitu : BAB I . PENDAHULUAN Dalam bab ini berisikan : Pendahuluan BAB II. LANDASAN TEORI Dalam bab ini berisikan : Landasan teori BAB III. PENGAMAN PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI Dalam bab ini berisikan : Sistem pengamanan pada jaringan distribusi. BAB IV. RECLOSER PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI Dalam bab ini berisikan : Fungsi dan kegunaan recloser pada jaringan distribusi. BAB V. KESIMPULAN Dalam bab ini berisikan : Kesimpulan


BAB II LANDASAN TEORI II.1. Sistem Jaringan Distribusi.(2) Bagian dari sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan pelanggan adalah sistem distribusi. Sistem distribusi adalah bagian sistem tenaga listrik yang paling banyak mengalami gangguan, sehingga masalah utama dalam Operasi Sistem Distribusi adalah mengatasi gangguan. Tenaga listrik dibangkitkan dalam Pusat – pusat Listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP dan PLTD kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan (step up transformator) yang ada pada pusat listrik. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi (GI) maka sampailah tenaga listrik ke Gardu Induk untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan (step down transformator) menjadi tegangan menengah atau juga yang disebut sebagai tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 KV. Jaringan setelah keluar dari GI bisa disebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antara Pusat Listrik dengan GI bisa disebut jaringan transmisi. Setelah tenaga listrik disalurkan memlalui jaringan distribusi primer maka kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardu – gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt 220/110 Volt, kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah (JTR) untuk selanjutnya disalurkan ke rumah – rumah pelanggan (konsumen) PLN.


Pelanggan – pelanggan yang mempunyai daya tersambung besar tidak dapat disambung melalui jaringan tegangan rendah melainkan disambung langsung pada jaringan tegangan menengah bahkan ada pula yang disambung pada jaringan tegangan tinggi, tergantung besarnya daya tersambung. II.2. Bentuk Jaringan.(2) Masalah utama dalam operasi sistem Distribusi adalah bagaimana mengatasi gangguan dengan cepat karena gangguan yang terbanyak dalam sistem tenaga listrik terdapat dalam sistem distribusi Jaringan Distribusi tegangan menengah atau juga disebut Jaringan Distribusi Primer. Gangguan pada SUTM jumlahnya lebih banyak dan kebanyakan bersifat temporer sedangkan pada Kabel tanah jumlah ganguannya lebih sedikit tetapi kebanyakan bersifat sementara. Oleh karenanya banyak dipakai penutup balik (recloser) untuk SUTM. Ada beberapa bentuk sistm distribusi yang umum dipergunakan untuk dipergunakan untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik yaitu : sistem radial, sistem Ring dan sistem Spindel. Pemilihan dari masing – masing jaringan distribusi tersebut tergantung pada keperluan dan keandalan system yang di inginkan, seperti kontiniutas penyalur / pelayanan tenaga listrik, perkembangan beban dan factor ekonomis yang di inginkan. Khusus dalam pembahasan disini, uraian mengenai bentuk jaringan distribusi akan dibatasi, akan di bahas antara lain : 1. Jaringan Radial 2. Jaringan Ring 3. Jaringan Spindel


II.2.1. Jaringan Radial Sistem radial merupakan bentuk sistem jaringan distribusi yang paling sederhana

dan

yang

paling

umum

dipakai

untuk

menyalurkan

dan

mendistribusikan tenaga listrik. Sistem ini dikatakan karena dari kenyataan bahwa jaringan ini ditarik secara radial dari gardu ke pusat-pusat beban / konsumen yang dilayaninya. Sistem ini terdiri dari saluran utama dan saluran cabang. Pelayanan tenaga listrik untuk suatu daerah beban tertentu dilaksanakan dengan memasang trasformator pada sembarang titik pada jaringan yang sedekat mungkin dengan daerah beban yang dilayaninya. Transformator ini berguna untuk menurunkan tenaga sistem agar dapat dikonsumsikan pada beban konsumen. Untuk daerah beban yang

menyimpang jauh dari saluran utama atu saluran

cabang maka akan ditarik lagi saluran tambahan yang dicabangkan pada saluran tersebut. Ditinjau dari besarnya penampang saluran ,maka penampang yang terdekat dengan sumber daya akan memiliki penampang terbesar,kemudian akan berangsur-angsur mengecil kearah ujung saluran. Hal ini disebabkan karena semakin dekat dengan sumberdaya distribusi kerapatan arusnya akan semakin besar.


BULK POWER SOURCE

SUB TRANSMISION

DISTRIBUTION SUB STATION

FRIMARI FEEDER

DISTRIBUTION TRANSFORMER

SECONDARIES

CONSUMERS SERVICE

Gambar II.2.1. Bentuk Jaringan Tipe Radial Kelemahan yang dimiliki oleh sistem radial ini adalah voltage dropnya cukup besar dan bila terjadi ganguan pada sistem akan dapat mengakibatkan jatuhnya sebagian atau keseluruhan bagian sistem. Sistem radial ini kurang cocok dipergunakan untuk mensupplay beban seperti rumah sakit, instalasi militer atau beban lainnya yang memerlukan tingkat keandalan yang cukup tinggi.


II.2.2. Jaringan Ring. Sistem ini disebut rangkaian tertutup, karena saluran primer yang menyalurkan daya sepanjang daerah beban yang dilayaninya membentuk suatu rangkaian tutup gambar II.2. menujukkan bentuk umum dari sistem rangkaian tertutup. Pada gambar tampak bahwa pada bagian – bagian tertentu dari sistem rangkaian tertutup dipasang peralatan pemisah / penghubung untuk memerlukan saluran bagian (seksi-seksi), guna melokalisir gangguan yang mungkin terjadi pada sistem. Antara saluran primer yang satu dengan saluran primer lainnya juga dipasang peralatan pemutus seksi otomatis yang berfungsi sebagai Loop switch. Untuk memisahkan saluran secara otomatis bila saat salah satu salurannya mengalami gangguan. Pengoperasian dari peralatan pemutus ini juga akan menentukan pengoperasian normally open (NO) maka sistem akan bekerja sebagai Loop terbuka, sedangkan untuk pengoperasian normali closed ( NC ) maka sistem akan bekerja sebagai loop tertutup. Sistem rangkai tertutup banyak digunakan untuk mensupplay daerah beban dengan kerapatan beban yang cukup tinggi, seperti beban – beban industri, beban komersial, rumah sakit dan sebagainya. Sifat – sifat lain yang memiliki olek sistem rangkaian tertutup adalah drop tegangannya cukup rendah. Tingkat keandalan cukup tinggi dan cukup baik perluasan jaringan.


DISTRIBUTION SUB STATION LOW VOLTAGE BUS

LOOP PRIMARY FEEDER

DISTRIBUTION TRANFORMER

(a)

(b)

Gambar II.2.2. Bentuk Jaringan Tipe Ring II.2.3. Sistem Spindel Sistem spindel ini sebetulnya merupakan perkembangan dari sistem jaringan Loop – Radial. Beberapa feeder utama keluar dari sebuah gardu induk dan kemudian bertemu ujung – ujungnya pada sebuah gardu hubung ( bus – refleksi ). Jaringan spindel ini normalnya adalah radial, rel daya pada gardu induk mensupplai daya kemasing – masing kabel kerja ( feeder utama). Jika terjadi gangguan di suatu seksi, pemutus daya akan feeder yang bersangkutan akan terbuka. Setelah gangguan diisolir, sementara disconnect – switch yang normaly – open pada bus refleksi dimasukkan, sehingga daya akan mengalir dari gardu induk


melalui kabel cadangan ( exprees - feeder ), masuk ke bus refleksi, kemudian mensuppli kabel sisanya. Sebuah pola spindel terdiri dari beberapa kabel kerja dan sebuah kabel cadangan ( express-feeder). Gardu – gardu trafo distribusi disambungkan hanya kabel – kabel kerja. Jadi kabel cadangan hanya berfungsi untuk menyaluran daya listrik kesepanjang kabel kerja yang masih sehat, setelah daerah gangguan dipisahkan dari jaringan yang dipisahkan dari jaringan yang beroperasi. Untuk dipergunakan setiap saat, disini perlunya kabel cadangan selalu bertegangan agar kerusakan yang mungkin terjadi pada kabel ini dengan segera dapat diketahui. Sistem spindel sangat baik digunakan untuk memenuhi kebutuhan : -

peningkatan keandalan / kontiniutas pelayanan sistem

-

Penurunan / penekanan rugi – rugi akibat gangguan pada sistem.

-

Sangat baik dipergunakan untuk mensupplai daerah beban yang memiliki kerapatan yang cukup tinggi.

-

Perluasan jaringan dapat dilakukan dengan mudah / baik.

Tingkat keandalan dari sistem spindel adalah yang paling baik diantara sistem jaringan distribusi lainnya, namun kerugian adalah biaya investasi awalnya cukup tinggi dibandingkan dengan sistem jaringan sebelumnya.


Gambar II.2.3. Bentuk Jaringan Tipe Spindel. II.3. Penutup Balik Otomatis ( Auto Circuit Recloser ).(2,,3,5) a. Recloser. Recloser

merupakan

suatu

peralatan

pengaman

yang

dapat

mendeteksi arus lebih, karena hubung singkat antara fasa dengan fasa atau fasa dengan tanah, dimana rekloser ini memutus arus dan menutup kembali secara otomatis dengan selang waktu yang dapat diatur sesuai dengan setting interval recloser. b. Kegunaan Recloser. Pada suatu gangguan permanen, recloser berfungsi memisahkan daerah

atau

jaringan

sehingga dapat

yang

terganggu

sistemnya

secara

cepat

memperkecil daerah yang terganggu pada gangguan

sesaat, recloser akan memisahkan daerah gangguan sesaat sampai gangguan tersebut akan dianggap hilang, dengan demikian recloser akan

masuk

kembali

sesuai

settingannya

sehingga

jaringan

aktif kembali secara otomatis.


akan

c. Prinsip Kerja Recloser.

Recloser hampir sama dengan circuit breaker,hanya recloser dapat diseting untuk bekerja membuka dan menutup beberapa kali secara otomatis. Apabila feeder mendapat gangguan sementara, bila circuit breaker yang di gunakan untuk feeder yang mendapat gangguan sementaraa, akan menyebabkan hubungan feeder terputus. Tetapi jika recloser yang di gunakan diharapkan gangguan sementara tersebut tidak membuat feeder terputus, maka recloser akan bekerja beberapa kali sampai akhirnya recloser membuka. d. Cara Kerja Recloser. Waktu Membuka dan menutup pada recloser. 1. Arus yang mengalir normal bila tidak terjadi gangguan 2. Ketika terjadi sebuah gangguan, arus yang mengalir melalui recloser membuka kontak pada recloser. 3. Kontak recloser akan menutup kembali setelah beberapa detik, sesuai setting yang ditentukan. Tujuan memberikan selang waktu adalah memberi kesempatan agar ganguan tersebut hilang dari system, terutama gangguan yang bersifat temporer. 4. Apabila yang terjadi adalah gangguan permanent, maka recloser akan membuka dan balik sesuai setting yang ditentukan dan kemudian lock out. 5. Setelah

gangguan

permanen

dibebaskan

oleh

petugas,

baru

dikembalikan pada keadaan normal.


dapat

BAB III PENGAMAN PADA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI III.1. Umum.(2) Pada saat terjadi gangguan ketidak normalan pada system tenaga listrik, misalnya adanya arus lebih, tegangan lebih, dan sebagainya, maka perlu diambil suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika dibiarkan, gangguan itu akan meluas keseluruh sistem sehingga bisa merusakkan semua peralatan system tenaga listrik yang ada. Untuk mengatasi hal tersebut, mutlak diperlukan suatu system pengaman yang andal. salah satu komponen yang penting untuk pengaman tenaga listrik adalah relai pengaman (protective relay). Relai pengaman adalah susunan piranti, baik elektronik maupun magnetic yang direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidak normalan pada peralatan listrik yang bisa membahayakan atau tidak diinginkan. Jika bahaya itu muncul maka relai pengaman akan secara otomatis memberikan sinyal atau perintah untuk membuka pemutus tenaga (circuit breaker) agar bagian yang terganggu dapat dipisahkan dari sistem yang normal. Relai pengaman dapat mengetahui adanya gangguan pada peralatan yang perlu diamankan dengan mengukur atau membandingkan besaran – besaran yang diterimanya, misalnya arus, tegangan, daya sudut fase, frekuensi, impedansi, dan sebagainya sesuai dengan besaran yang telah ditentukan. Alat tersebut kemudian akan mengambil keputusan seketika dengan perlambatan wakut membuka pemutus tenaga atau hanya memberikan tanda tanpa membuka pemutus tenaga. Pemutus tenaga dalam hal ini harus mempunyai kemampuan untuk memutus arus hubung singkat maksimum yang melewatinya


dan harus mampu menutup rangkaian dalam keadaan hubung singkat yang kemudian membuka kembali. Di samping itu relai juga berfungsi untuk menunjukkan lokasi dan macam gangguannya. Berdasarkan data dari relai maka akan memudahkan kita dalam menganalisis gangguanya. III.2. Pengertian Pengaman.(1) Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan - peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi ab-normal operasi sistem tenaga listrik tersebut. III.3. Fungsi Pengaman.(1,2) Sistem proteksi tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain. Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk: 1. Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat. 2. Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.


3. Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik. 4. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik. Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit-circuit breaker (CB) yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual. Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan proteksi. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relai. III.4. Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi.(1,2) Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu: a). Selektivitas dan Diskriminasi Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.


b). Stabilitas Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona yang melindungi (gangguan luar). c). Kecepatan Operasi Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum generatorgenerator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi dengan sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem tegangan tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms sehingga memerlukan relai dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying). d). Sensitivitas (kepekaan) Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo arus). e). Pertimbangan ekonomis Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan peralatan sistem adalah vital.


f). Realiabilitas (keandalan) Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation). g) Proteksi Pendukung Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zona -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak dilindungi. III.5. Perlengkapan Pengaman Pada Jaringan Distribusi.(1,2,6,7) Jaringan distribusi yang baik adalah jaringan yang memiliki perlengkapan dan peralatan yang cukup lengkap, baik itu peralatan guna kontruksi maupun peralatan proteksi. Untuk jaringan distribusi sistem saluran udara, peratanperalatan proteksi dipasangkan diatas tiang-tiang listrik berdekatan dekat letak pemasangan trafo, perlengkapan utama pada sistem distribusi tersebut antara lain: 1. Penghantar

: Berfungsi sebagai penyalur arus listrik dari trafo daya pada gardu induk ke konsumen. Kebanyakan penghantar yang digunakan pada sistem distribusi . Begitu juga dengan beberapa kawat jaringan bawah tanah.


2. Recloser

: Berfungsi untuk memutuskan saluran secara otomatis ketika terjadi gangguan dan akan segera menutup kembali beberapa waktu kemudian sesuai dengan setting waktunya. Biasanya alat ini disetting untuk dua kali bekerja, yaitu dua kali pemutusan dan dua kali penyambungan . Apabila hingga kerja recloser yang kedua keadaan masih membuka dan menutup, berarti telah terjadi gangguan permanen.

3. Fuse

: Berfungsi untuk memutuskan saluran apabila terjadi gangguan beban lebih maupun adanya gangguan hubung singkat.

4. PMT

: Berfungsi untuk memutuskan saluran secara keseluruhan pada tiap out put. Pemutusan dapat terjadi karena adanya gangguan sehingga secara otomatis PMT akan membuka ataupun

secara

manual

diputuskan

karena

adanya

pemeliharaan jaringan. 5. Tansformator

: Berfungsi untuk menurunkan level tegangan sehingga sesuai dengan tegangan kerja yang diinginkan

6. Isolator

: Berfungsi

untuk

melindungi

kebocoran

arus

dari

penghantar, menahan tegangan langsung. 7. Relai Arus Lebih : Berfungsi berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai pengaman tertentu dan jangka waktu tertentu.


III.6. Gangguan.(1,2,) Yang dimaksud dengan gangguan dalam operasi sistem tenaga listrik adalah kejadian yang menyebabkan bekerjanya relai dan menjatuhkan Pemutus Tenaga yang melalui (PMT) diluar kehendak operator, sehingga menyebabkan putusnya aliran daya yang melalui PMT tersebut. Untuk bagian sistem yang tidak dilengkapi PMT misalnya yang diamankan dengan sekering, maka gangguan adalah kejadian yang menyebabkan putusnya hubungan (bekerjanya) sekering. Ditinjau dari sifatnya, ada gangguan yang bersifat temporer dan ada yang bersifat permanent. Yang bersifat Temporer ditandai dengan normalnya kerja PMT setelah dimasukkan kembali. Yang bersifat permanent ditandai dengan kerjanya kembali PMT untuk memutus daya listrik (dalam praktek dikatakan PMT trip kembali). Gangguan permanen

baru dapat diatasi setelah sebab

Gangguanya dihilangkan sedangkan pada Gangguan temporer sebab Gangguan hilang dengan sendirinya setelah PMT trip. Gangguan permanent bisa disebabkan karena ada kerusakan peralatan sehingga gangguan ini baru hilang setelah kerusakan ini diperbaiki atau karena ada sesuatu yang mengganggu secara permanen misalnya dahan yang menimpa kawat fasa dari saluran udara dan dahan ini perlu diambil terlebih dahulu untuk dapat memasukkan kembali PMT secara normal dalam arti bahwa PMT tidak akan trip kembali. Gangguan temporer yang terjadi berkali – kali

dapat

menyebabkan timbulnya kerusakan peralatan dan akhirnya menimbulkan gangguan yang permanent sebagai akibat timbulnya kerusakan pada peralatan tersebut.


III.7. Usaha – Usaha Mengurangi Jumlah Gangguan.(2) Karena gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah hal yang tidak diinginkan tetapi tidak dapat dihindarkan, maka perlu dilakukan usaha – usaha untuk mengurangi jumlah gangguan dengan memperhatikan hasil analisa gangguan seperti telah diuraikan dalam pasal – pasal terdahulu. Usaha – Usaha untuk mengurangi jumlah gangguan dapat dilakukan dengan : a. Merencanakan dan melaksanakan pemeliharaan peralatan sesuai dengan buku Instruksi pemeliharaan, sehingga terjadinya Forced Outage dapat sebanyak mungkin dicegah. b. Membuat rencan operasi yang mencakup butir a serta juga memperhatikan agar tidak akan ada bagian – bagian instalasi yang mengalami beban lebih. c. Memeriksa alat – alat pengaman (Relay – relay) secara periodic dan juga segera setelah ada laporan yang menyatakan keraguan atas kerjanya suatu relai. Kerjanya relay yang baik diperlukan untuk mencegah kerusakan peralatan maupun untuk mencegah luasnya gangguan. d. Dalam Operasi Real Time mengikuti perkembangan cuaca khususnya yang menyangkut petir karena menyebab gangguan terbesar adalah petir. Jika diketahui bahwa daerah suatu SUTT sedang banyak petir, diusahakan mengurangi bebannya selama ini mungkin dilakukan dengan mengatur alokasi pembangkitan dalam sistem sehingga apabila SUTT tersebut mengalami gangguan diharapkan tidak menimbulkan Gangguan Kaskade.


e. Menandakan analisis gerakan untuk menemukan sebab gangguan dengan tujuan sedapat mungkin mencegah atau mengurangi kemungkinan terulangnya gangguan yang serupa. f. Mengembangkan sistem seirama dengan pertumbuhan beban sehingga dapat dicegah terjadinya beban lebih dalam sistem. Untuk ini diperlukan analisa dan evaluasi secara terus menerus mengenai perkembangan sistem. g. Karena salah satu sumber gangguan yang utama adalah kesalahan montage (pemasangan) peralatan maka perlu ada pendidikan dan latihan secara terus menerus dengan tujuan agar kesalahan montage peralatan maka perlu ada pendidikan dan latihan secara terus menerus dengan tujuan agar kesalahan montage peralatan dapat dihindarkan. h. Pada SUTM dan SUTR, tanaman juga merupakan sumber gangguan yang utama karena SUTM dan SUTR tidak mempunyai jalur khusus yang bebas tanaman seperti halnya pada SUTT 150 KV,70 KV dan 30 KV sehingga untuk SUTM dan SUTR perlu ada pemeliharaan yang intensif agar pada jalurnya tidak terdapat tanaman yang menyentuh penghantar. III.8. Akibat-Akibat Gangguan.(2) Gangguan bisa disebabkan adanya peralatan yang rusak yang merupakan akibat gangguan. Gangguan sesungguhnya merupakan peristiwa hubung singkat baik antar fasa maupun antara fasa denga tanah. Apabila peristiwa hubung singkat ini tidak segera dihilangkan maka hal ini bisa merusak peralatan seperti kawat penghantar putus, isolator pecah, transformator arus terbakar bahkan mungkin juga, transformator tenaga atau generator dapat terbakar. Yang bertugas menghentikan peristiwa hubung singkat ini adalah Relay dan PMT. PMT adalah


alat yang bertugas langsung memutus arus hubung singkat maka PMT memerlukan pemeriksaan dan pemeliharaan rutin khususnya apabila sudah sering memutus arus hubung singkat yang besar agar PMT tidak mengalami kerusakan kerusakan sebagai akibat gangguan.


BAB IV RECLOSER PADA SISTEM DISTRIBUSI IV.1. Umum.(2,5) Sehubungan dengan pentanahan Jaringan Distribusi, maka umumnya feeder distribusi yang keluar dari GI dilengkapi dengan: a.

Relai Arus Lebih.

b.

Relai Arus Hubung Tanah Apabila diujung feeder distribusi yang keluar dari GI ada sumber daya

(Pusat Listrk) maka relai arus lebih dan relai arus hubung tanah tersebut diatas arus bersifat power directional. Apabila feeder distribusi adalah SUTM dan bersifat radial, tidak ada sumber daya diujungnya, maka dipasang pula relai untuk Auto Reclosing (Penutup Balik). Karena jumlah gangguan per km per tahun pada SUTM adalah tinggi maka untuk dapat melokalisir gangguan secepat mungkin sering kali SUTM dibagi atas beberapa seksi yang mempunyai pengaman sendiri dengan harapan apabila ada gangguan pada salah satu seksi, ganggguan tidak akan merembet kepada seksi yang ada didepannya. Selektifitas antar seksi dapat dilakukan dengan menggunakan relai arus lebih untuk setiap seksi serta menggunakan time grading. Kesulitan menggunakan relai arus lebih dengan time grading adalah timbulnya akumulasi waktu. Akumulasi waktu ini dapat dikurangi apabila dipakai relai arus lebih dengan karakteristik invers, namun kesulitan ini tidak teratasi apabila besarnya arus gangguan pada setiap seksi tidak cukup berbeda untuk menyelenggarakan time grading. Untuk menginstalasi persoalan ini dipakai


Pemisah Seksi Otomatis dan juga.sekering sekering (Pelebur-pelebur) pada seksiseksi

SUTM

seperti

ditunjukkan

pada

gambar

IV.1

dan

gambar

IV.2.

GI PMT

PSO I I

PSO 2 II

PSO 3 III

IV

Rel

Gambar IV.1. SUTM radial dengan tiga pemisah seksi Otomatis (PSO). Pemisah Seksi Otomatis (PSO) dapat disetel Normally Open atau Normally closed. PSO bekerja membuka atau menutup berdasarkan tegangan yang diterimanya jadi penginderaannya (sensing) adalah atas dasar tegangan dan dapat disetel time delaynya. (waktu tundanya), Apabila di setel normally closed PSO akan menutup apabila menerima tegangan setelah melalui time delaynya. Sebaliknya apabila disetel normally open PSO akan menutup setelah tegangan hilang untuk waktu yang melampaui time delaynya. Gambar IV.1. menggambarkan SUTM dengan tiga PSO yang dapat menginderai tegangan saja dan mengalamai gangguan pada seksi III, maka urutan alat-alat yang bekerja adalah sebagai bcrikut: a. PMT di GI jatuh (trip). b. Sesudah selang waktu t yaitu time delay dari PSO maka PSO 1, PSO 2 dan PSO 3 membuka karena tidak ada tegangan.


c. Setelah dicapai waktu penutup balik (reclosing time) maka PMT di GI masuk kembali. d. PSO I mendapat tegangan, setelah waktu t1 berlalu PSO 1 masuk secara otomatis. e. PSO 2 mendapat teganggan, setelah waktu t1 berlalu PSO 2 masuk secara otomatis dan seksi III yang terganggu mendapat tegangan listrik. f.

Karena masih ada gangguan pada seksi III, maka PMT di GI jatuh lagi dan setelah waktu t1 PSO 1 dan PS 0 2 terbuka lagi karena tidak menerima tegangan. PSO 2 langsung terkunci karena dia merasakan bahwa tegangan yang dating terlalu cepat hilang kembali, lebih kecil daripada t2 yaitu waktu penyetelannya untuk tidak mengunci.

g. PMT di GI masuk kembali setelah dicapai waktu menutup balik (reclosing time) h. PSO 1 mendapat tegangan dan setelah waktu tj, PSO 1 masuk secara otomatis. Seksi I dan seksi II mendapat tegangan kembali. Gambar IV.2. menggambarkan SUTM dalam konfigurasi ring dan mengalami gangguan pada seksi II PSO 3 adalah Normally Open sehingga dalam keadaan normal ring terbuka pada PSO 3. GI PMT A

PSO I I

PSO 2 II

PSO PSO I’

PMT B I’

PSO 2' II’

III’

Rel

Gambar IV.2. STUM dalam ring dengan lima pemisah Seksi Otomatis (PSO) Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

Pada konfigurasi ring diperlukan PSO yang dapat bekerja karena mengindera tegangan dari 2 arah yaitu PSO 3, PSO 2 dan PSO. Dengan adanya gangguan pada seksi II maka urutan alat - alat yang bekerja adalah sebagai berikut: a. PMT A di GI jatuh (trip). b. Sesudah selang waktu t1 PSO 1 dan PSO 2 membuka secara otomatis karena tidak ada tegangan. c. Setelah waktu menutup balik tercapai maka PMT A di GI masuk kembali. d. Setelah selang waktu t, berlalu PSO 1 masuk kembali dan seksi II yang terganggu mendapat tegangan. e. PMT A di GI jatuh lagi karena masih ada gangguan, setelah selang waktu t berlalu, PSO 1 terbuka lagi dan langsung terkunci karena merasa tegangan yang datang kembali terlalu cepat hilang, lebih kecil daripada waktu yang disetel yaitu t2 f.

Setelah selang waktu t3 PSO 3 yang Normally Open dan merasa lama tidak mendapat tegangan dari arah PSO 2, akan masuk secara otomatis dengan menggunakan tegangan dari arah PSO 2, sehingga seksi III mendapat tegangan kembali.

g. PSO 2 mendapat tegangan dari arah PSO 3 dan PSO 2 bisa mengindera tegangan dari dua arah dia akan bekerja dan masuk secara otomatis. Selanjutnya tegangan masuk ke seksi II yang masih terganggu. h. PMT B jatuh karena ganguan di seksi II.


i.

PSO 1, PSO 2’ dan PSO 2 terbuka setelah selama waktu t tidak ada tegangan. PSO 3 tetap menutup karena dia melihat kearah PS 0 2 maupun PSO 2’ tidak ada tegangan.

j.

Setelah PMT B menutup balik tegangan tiba di PSO 1 setelah waktu t1 berlalu PSO T masuk kembali, kemudian tegangan sampai pada PSO 2’ yang telah melalui waktu tt PSO 2' akan masuk dan tegangan melalu PSO 3 (yang masih menutup karena tidak, menerima tegangan dan bersifat Normally open) sampai pada PSO 2, yang selanjutnya masuk ke seksi II yang masih terganggu.

k. PMT B jatuh lagi karena gangguan di seksi II. l.

Peristiwa seperti butir 1 terulang tetapi diikuti dengan terkuncinya PSO 2.

m. PMT B menutup balik dan urutan kejadian butir i terulang kembali tetapi tegangan berhenti di PSO 2,tidak memasuki seksi II karena PSO 2 sudah terkunci, sehingga seksi III mendapat tegangan kembali dan hanya seksi II yang terganggu tidak mendapat tegangan. Setelah seksi II diperbaiki maka konfigurasi jaringan dapat dikembalikan seperti sebelum terjadi gangguan dengan jalan membuka PSO 3 secara manual dan di non aktifkan dulu kemudian memasukkan PSO 1 dan PSO 2. Setelah PSO 1 dan PSO 2 masuk kembali serta seksi II sudah normal maka PSO 3 diaktifkan kembali PSO 3 tidak akan menutup setelah diaktifkan karena mengindera adanya dua tegangan bersamaan dari arah PSO 2 dan PS 2’ dank arena sifatnya yang Normally Open. PSO 3 akan bekerja yaitu aka menutup apabila dia mengindera bahwa tegangan dari arah PSO 2 dan PSO 2’ tidak ada secara bersamaan dalam arti salah satu hilang, dia akan menutup kearah PSO yang bertegangan.


Recloser adalah suatu peralatan proteksi arus hubung singkat atau arus lebih, yang mana recloser ini digunakan pada sistem distribusi yang dapat membuka dan menutup kembali kontak memutus dayanya secara otomatis untuk beberapa kali sesuai dengan waktu serta urutan kerja yang telah ditentukan, yaitu untuk menghadapi gangguan hubung singkat bersifat temporer, dan jika gangguan itu bersifat permanent maka recloser akan mengkunci ( lock – out ). Waktu Hubung Singkat Perintah Membuka

Tanda membuka

Kontak Terbuka

Waktu Membuka

Busur Api Padam

Kontak Menutup

Waktu Busur Api Interval Menutup Balik

Waktu Interupsi Waktu Pemutusan

Gambar IV.3. Proses Kerja Dari Recloser Proses operasi kerja recloser dari saat mulai terjadinya arus hubung singkat sampai terjadi pembukaan kontak pemutus dayanya hingga menutup kembali kontak pemutus daya tersebut, dapat di lihat seperti gambar IV.3. sementara bentuk arutan kerja recloser dari saat mulai terjadi arus gangguan, sampai terjadi proses buka tutup untuk beberapa kali dan akhirnya melakukan penguncian dapat dilihat seperti gambar IV.4. berikut ini :


Arus Gangguan

KERJA CEPAT (KONTAK TERTUTUP)

KERJA LAMBAT (KONTAK TERTUTUP)

RECLOSER MENGUNCI

BEBAN

(KONTAK TERBUKA)

(KONTAK TUTUP) GANGGUAN

WAKTU INTERVAL RECLOSER (KONTAK TERBUKA)

Gambar IV.4. Bentuk Buka Tutup Hingga Mengunci Dari Recloser. Pemakai recloser pada sistim distribusi tergantung pada peralatanperalatan listrik dari sistem distribusi, dan koordinasinya dengan peralatan proteksi arus hubung singkat atau arus lebih yang lainnya. Recloser juga merupakan perlengkapan proteksi untuk meningkatkan keandalan saluran udara, baik pada saluran udara tegangan tinggi ( SUTT ) maupun pada saluran udara tegangan menengah ( SUTM ). Dalam penulisan ini hanya pada STUM yang dibicarakan. Telah diketahui bahwa jenis gangguan ( STUM ) terdiri gangguan sementara dan gangguan menetap. Gangguan sementara antara lain disebabkan oleh terjadinya arus susulan pada isolator akibat petir, pengotoran ( kontaminasi ) dari isolator, binatang yang melintas saluran, dahan / ranting yang menyentuh saluran yang lainnya. Gangguan menetap antara lain disebabkan karna putusnya hantaran, pecahnya isolator dan lain sebagainya. Pada gangguan sementara, sesaat sesudah rele pemutus membuka dan gangguan telah hilang, maka alat pemutus dapat masuk kembali, sedangkan pada gangguan menetap sesudah alat pemutus merasakan gangguan dan membuka, maka alat pemutus tidak dapat masuk kembali sebelum gangguan diatasi. Melihat Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

hal tersebut di atas maka di perlukan perlatan yang dapat membedakan gangguan sementara dan menetap sehingga dapat memberikan perintah kepada alat pemutus untuk menutup kembali bila terjadi gangguan sementara serta mengunci ( lock-out ) bila terjadi gangguan menetap. IV.2. Klasifikasi Recloser.(4) Recloser yang dipakai sebagai proteksi arus hubung singkat atau arus lebih pada jaringan distribusi dapat diklasifikasikan berdasarkan : - Menurut jumlah fasanya. -Recloser satu fasa. - Recloser tiga fasa. - Menurut peralatan pengaturannya. - pengaturan hydrolik. - pengaturan elektronis. - Menurut media pemutusannya. - Media minyak. - Media hampa udara ( vacuum ). IV.3. Menurut Jumlah Fasanya.(2,5) IV.3.1. Recloser satu fasa Recloser ini dipakai untuk pengaman saluran fasa, misalnya saluran cabang satu fasa dari saluran utama tiga fasa. Dapat juga di pakai saluran tiga fasa, dimana beban yang terbanyak adalah beban satu fasa, sehingga apabila terjadi ganguan menetap fasa tanah, maka hanya recloser pada fasa yang terganggu saja akan terus terbuka ( lock- out), sedang pada fasa yang sehat akan


dapat menyalurkan saluran tenaga listrik. Recloser satu fasa berbentuk seperti pada gambar IV.5.

Gambar IV.5. Recloser Fasa Tunggal


IV.3.2. Recloser tiga fasa. Recloser tiga fasa digunakan apabila pelepasan gangguan menetap. Keadaan untuk menghindari beban tiga fasa bekerja pada satu fasa. Dan umumnya recloser dengan tiga fasa digunakan pada gardu induk atau pada percabangan jaringan distribusi primer. Recloser tiga fasa ini mempunyai dua cara kerja, yaitu: a. Satu fasa membuka tiga fasa mengunci Cara kerja seperti ini susunannya terdiri dari tiga unit recloser satu fasa yang ditempatkan dalam satu tangki, dan secara mekanis ketiganya di kopel untuk keadaan mengunci saja, sedangkan untuk membuka dan menutup kembali ketiga recloser itu bekerja pada fasanya masingmasing. Misalnya, jika salah satu fasa mengalami gangguan, maka recloser pada fasa itu saja bekerja sesuai dengan urutan kerjanya untuk melakukan operasi buka tutup. Sampai waktu kerjanya mengunci. b. Tiga fasa membuka tiga fasa mengunci. Umumnya recloser dengan sistem kerja seperti ini digunakan pada jaringan distribusi tiga fasa. Untuk gangguan yang bersifat temporer maupun yang bersifat permanent akan menyebabkan kontak fasanya dapat membuka dan menutup kembali serta mengunci secara serentak. Dan biasanya recloser tiga fasa di lengkapi dengan peralatan pendeteksi gangguan fasa-fasa maupun gangguan fasa ke tanah.


Berikut ini dapat dilihat gambar recloser tiga fasa.

Gambar IV.6. Recloser Tiga Fasa IV.4. Menurut Peralatan Pengaturannya.(3,5) IV.4.1. Recloser Pengaturan Hidrolik Sistem pengendalian hidrolik ini adalah sistem yang memanfaatkan minyak isolasi bersama dengan sistem mekanis hidrolik di dalam peralatan pemutus tenaga recloser yang terdiri dari bermacam-macam pompa, dan katup pengatur karakteristik kerja arus waktu, perhitungan serta interval waktu buka tutup hingga mengunci, arus gangguan yang dirasakan oleh kumparan sclonoid yang dihubungkan seri. Recloser ini menggunakan kumparan penjatuh yang dipasang seri terhadap beban (Seri Trip Coil). Bila arus yang mengalir melalui recloser mencapai 200% dari rating arus kontinu, kumparan akan menarik plunyer secara mekanik dapat Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

membuka kontak utama recloser. Pengaturan kerja dan waktu dilakukan dengan pemompaan minyak secara terpisah, yang besar kecilnya aliran diatur dengan menyetel lubang minyak. umumnya recloser satu fasa dipakai pengaturan hidrolik. Penutupan kontak recloser terkendali hidrolik dilakukan oleh pegas yang dibebani gerakan plunyer kumparan penjatuh minimum seewaktu operasi pembukaan. disamping itu ada juga penutupan kontaknya diperoleh dari kumparan terpisah, yang diberi aliran listrik dari sisi sumber. Selanjutnya sistem pengendalian hidrolik ini terdiri dari dua jenis : Menurut peralatan pengendalinya adalah : 1. Recloser terkendali hidraulik

PMT CT

TC

CC

GFR

S C

DT

BT

Recloser Relay +

Gambar IV.7. Rangkaian Reclosing Relay Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

S

= Saklar switch on – off

DT

= Dead time Delay Element

BT

= Blocking Time Delay Element

C

= Counter / Perhitungan kerja relai

Recloser ini mengguanakan kumparan penjatuh yang dipasang seri terhadap beban (seri trip coil). Bila arus yang mengalir pada recloser melebihi dari arus setting-nya, maka kumparan penjatuh akan menarik tuas yang secara mekanik membuka kontak utama recloser. a. Sistem pengendalian hidrolik tunggal Sistem ini digunakan pada recloser satu phasa dan recloser tiga phasa yang mempunyai rating arus kontinu yang rendah. Dari setiap phasanya arus masuk menuju ke kumparan selenoid pembuka, kemudian menuju ke kontak diam dan akhirnya bergerak keluar melalui satu bushing yang lain. Jika arus gangguan yang dirasakan oleh recloser besarnya melebihi dari 200% rating arus kontinue kumparan selenoidnya, maka hal ini mengakibatkan gaya maknetis yang akan menggerakkan selenoid flunger ini mengakibatkan peralatan mekanis bekerja untuk membuka kontak recloser. b. Sistem pengendalian hidrolik ganda Sistem pengendalian hidrolik ganda ini digunakan pada recloser tiga phasa, dimana prinsipnya sama dengan recloser pengendalian hidrolik tunggal, yaitu sama-sama memiliki kumparan selenoid yang terhubung secara seri untuk merasakan adanya arus gangguan. Tetapi pada hidrolik ganda ini arus masuk dari tiap phasa ketiga bushing, dan keluar melalui tiga bushing lainnya. Recloser


hidrolik ganda ini dapat digunakan pada rating arus kontinu yang lebih dari rating arus kontinue hidrolik tunggal. IV.5. Cara Kerja Recloser Pengaturan Elektronik.(5) Recloser yang banyak digunakan adalah recloser elektronik, dan blok diagram dari recloser elektronik ini dapat dilihat seperti gambar berikut :

Ground trip network Gambar IV.8. Blok diagram Dari Recloser Pengaturan Elektronik Arus pada saluran deteksi oleh trafo arus yang dipasang pada bushing recloser, kemudian arus sekundernya dialirkan ke elektronik kontrol box. Apabila arus yang mengalir itu melebihi batas nilai terendah dari arus penjatuh minimum (sama atau lebih besar dari resistor trip minimum), maka level detector dan timing ciscuit akan bekerja. Setelah mencapai waktu tunda yang ditentukan oleh program karakteristik arus waktu, maka rangkaian trip (penjatuh) mengirimkan sinyal untuk menjatuhkan (melepaskan) kontak utama recloser. Sementara itu rele urutan akan bekerja mengatur waktu penutup kembali sesuai dengan urutan yang diinginkan. Relei urutan kerja akan diriset pada posisi semula untuk mengatur penutupan kembali yang berikutnya. Apabila gangguan yang terjadi belum hilang,maka pada pembukaan yang terakhir sesuai urutan recloser akan berada pada posisi lock-out (terkunci).


IV.6. Recloser Menurut Media Pemutusnya.(3) a. Media Pemutusan Minyak. Dalam hal ini minyak dipergunakan untuk melindungi isolasi dari tegangan impuls frekwensi rendah. b. Media Pemutusan Hampa Udara. Penggunaan hampa udara juga untuk melindungi isolasi dari tegangan impuls frekwensi rendah. Disini masalah pemeliharaan dapat dikurangi. IV.7. Prinsip Penyetingan.(2,5,) Recloser dapat diseting untuk beberapa kali operasi. Peneyetingan untuk jumlah operasi dilakukan dengan memutar seting lock out yang terdapat pada panel control elektronik. Recloser dapat di seting satu, dua atau tiga interfal penutupan kembali dan masing – masing interval memilki waktu yang berbeda. Hal ini dapat dicapai dengan menempatkan plug pada soket RECLOSER INTERVAL DELAY yang di inginkan. Untuk recloser pengaturan hidrolik tiga fasa yang selang waktu penutupan standart 2 detik. Pada recloser pengaturan elektronik selang waktu penutupan lebih besar dapat diprogram dalam rangkaian pengaturannya. Beberapa pilihan waktu penutupan baik recloser dapat dibuat, hal ini sangat dipengaruhi oleh koordinasinya pada peralatan pengamannya yang lain : 1. Penutup balik seketika, artinya setelah kontak recloser membuka karena gangguan maka dengan waktu yang singkat kontak tersebut akan menutup kembali. 2. Menutup balik setelah dua detik artinya setelah kontak recloser membuka karena gangguan, maka selang dua detik kemudian kontak recloser akan


menutup balik. Selang dua detik ini diharapkan sudahkan cukup untuk menghilangkan adanya gangguan transien dan menghilangkan adanya ionisasi gas. Bila digunakan diantara fast trip operation, maka dua detik ini sudah cukup untuk mendinginkan sekring disisi beban. 3. Menutup balik setelah lima detik, ini dimaksudkan agar dapat memberikan kesempatan sekring untuk dingin kembali sehingga tidak sampai titik leleh minimumnya. Dan dipakai juga untuk selang waktu penutupan operasi diperlambat pada recloser digardu induk untuk mendinginkan sekring disisi tegangan tinggi. 4. Menutup balik setelah sepuluh detik, lima belas detik dan seterusnya atau dikenal juga sebagia longer Recloser interval, pada umumnya digunakan apabila pengaman cadangannya adalah pemutus tenaga yang dikontrol dengan relei. Penyetelan yang dilakukan terhadap recloser adalah berdasarkan salah satu urutan penutup dibawah ini : 1. Satu kali penutupan cepat, tiga kali penutupan diperlambat 2. Dua kali penutupan cepat, dua diperlambat 3. Empat kali penutupan diperlambat Berikut ini penampilan recloser untuk beberapa kali penyetingan dalam mengatasi kesalahan yang terjadi : a. Recloser Disetting 4 Kali Operasi - Mendapat gangguan permanent Pada gambar IV.9. recloser diseting 4 kali operasi dan pada feeder yang diamankan mendapat gangguan permanent, setelah a detik gangguan terjadi


recloser membuka, t1 detik kemudian recloser menutup tetapi b detik kemudian recloser membuka kembali proses ini berlangsung terus sampai d detik kemudian recloser membuka terus. tutup

buka a

t1

b

t2

c

t3

d

Reset time

Gambar IV.9. Recloser Disetting 4 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen. Mendapat gangguan sementara

tutup

buka a

t1

b

t2 Reset time

Gambar IV.10. Recloser diseting 4 kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara. Pada gambar IV.10. Reclosing disting 4 kali operasi pada feeder yang diamankan mendapat gangguan sementaraa. Setelah a detik gangguan terjadi recloser membuka, t1 detik kemudian recloser menutup, b detik kemudian recloser membuka kembali, t2 detik kemudian recloser menutup dan ternyata gangguan Abraham Silaban : Studi Tentang Penggunaan Recloser Pada Sistim Jaringan Distribusi 20 KV, 2010.

yang terjadi telah hilang maka recloser akan menutupsampai terjadi gangguan berikutnya. b. Recloser Diseting 3 Kali Operasi Mendapat gangguan permanent tutup

buka a

t1

b

t2

c

Reset time

Gambar IV.11. Recloser Diseting 3 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen Gambar IV.11. memperlihatkan penampilan recloser untuk tiga kali operasi, dimana feeder yang diamankan mendapat gangguan permanent. Setelah a detik gangguan terjadi recloser membuka t1 detik, kemudian menutup selama b detik, membuka kembali selama t2 detik, kemudian menutup kembali selama c detik dan akhirnya membuka terus. -

mendapat gangguan sementara tutup

buka

a

t1 Reset Time

Gambar 4.12. Recloser diseting 3 Kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara


Pada gamabar IV.11. setelah a detik gangguan terjadi recloser membuka, setelah membuka selama t1 detik, recloser menutup kembali dan ternyata gangguan yang terjadi telah hilang. c. Recloser Diseting 2 kali operasi - Mendapat gangguan permanent tutup

buka

a

t1

b Reset Time

Gambar IV.13. Recloser Diseting 2 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen Setelah a detik gangguan terjadi recloser membukasetelah t1 detik kemudian recloser menutup dan akhirnya setelah b detik recloser membuka terus. -

mendapat gangguan sementara tutup

buka

a

t1 Reset Time

Gambar IV.14. Recloser Diseting 2 Kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara


Pada gambar IV.13 terlihat bahwa setelah a detik gangguan terjadi recloser membuka selama t1 detik, kemudian menutup dan ternyata gangguan yang terjadi telah hilang. d. Recloser Diseting 1 Kali Operasi untuk recloser yang diseting satu kaali operasi penampilannya akan sama untuk gangguan permanen maupun gangguan sementara,

tutup

buka

a Reset Time

Gambar IV.15. Recloser Diseting 1 Kali Operasi Mendapat Gangguan setelah a detik gangguan terjadi recloser membuka dan tidak akan menutup kembaali secara automatis. IV.8. Kerakteristik Arus – Waktu.(2,5) Hubungan

antara

besar

arus

kesalahan

dengan

waktu

tripping

diperlihatkan pada gambar 4.15 dibawah ini. Semakin besar arus kesalahan yang mengalir akan menyebabkan waktu pemutusan semakin cepat, dan semakin kecil arus kesalahan yang terjadi akan semakin lambat waktu trip dari recloser. Pemutusan untuk arus kesalahan yang besar sangat cepat karena pada arus kesalahan yang besar pemanasan yang timbul akibat arus kesalahan yang mengalir sangat besar.


Gambar IV.16 Karakteristik Arus – waktu.


IV.9. Operasi Kontrol.(3) Pengindraan trafo arus berpungsi untuk melengkapi level informasi arus AC dasar dari masing – masing phasa yang sinyalnya disampaikan ke rangkaian kontrol. Sinyal – sinyal itu masing – masing sesuai dengan suatu perbandingan tertentu terhadap arus line pada masing – masing phasa. Level rangkaian mendeteksi dan pewaktu berhubungan dengan kesalahaan phasa maksimum ataau kesalaahan phasa terbesar. Bila level arus yang di deteksi melebihi nilai triping minimum rangkaian triping akaan bekerja. Waktu dan arus yang di hasilkaan kemudian mulai di satukan dalam bagiaan timing sesuai dengan karaakteristik arus/waktu yang di tentukan. Setelah pewaktu, sinyal akan dikuatkan dan akan mengaktifkan SCR yang di hubungkan ke battere control sebesar 24 volt. SCR ini kemudian akan mengenergi selenoida triping recloser. Gerakkan selenoida trip yang melepaskan pegas trip akaan membukaa kontak recloser. SCR juga mengenergi riley sequence dan operasi counter. Triping untuk kesalahan tanah dilakukan dengan cara yang sama. Setelah trip rangkaaiaan timing dan rangkaian reset timing akan tersupplay energi. Bila waktu membuka telaah dilewati, selenoida putar akan terenergi menutup recloser kembali. Waktu reset mulai beroperasi pada trip yang pertamaa kali. Jika tidak arus kesalahaan yang mengalir setelah operasi menutup kembali rangkaian timing reset mengembalikan rele sequence keposisi asalnya. Jika arus kesalahaan masih ada penambaahan timing, triping dan fungsi mentup kembali akaan belaku, sesuai dengan karaakteristik yang di tentukan.


Penentuan awal trip untuk mengunci, tercapai sebelum rangkaian reset berakhir, relei sequence berhenti pada posisi mengunci dengan recloser terbuka. Switch control manual kemudian harus di operasikan untuk menutup, mereset rele sequence keposisi awal dan menutup recloser.


BAB V KESIMPULAN Dari hasil peninjauan yang telah dilakukan terhadap recloser sebagai alat pengaman saluran udara tegangan menengah dari gangguan arus, maka dapatlah disimpulkan : 1. Selain berfungsi sebagai alat pengaman terhadap gangguan terhadap arus, maka kombinasi dan gabungan dari pemakaian Recloser akan dapat meningkatkan keandalan pelayanan tenaga listrik kepemakai, karena masing – masing alat pengaman ini mempunyai kemampuan dan kerakteristik kerja sendiri – sendiri yang bila mana dipergunakan dengan tepat akan saling menunjang satu sama lain. 2. Kemampuan alat – alat pengaman dengan pengaturan Elektronik lebih luas, sehingga patut dijadikan pertimbangan untuk dipilih. 3. Untuk satu periode tertentu, perludilakuakn penilaian kembali kepemakai alat – alat pengaman ini untuk mengetahui apakah formasinya masih sesuai dengan ketentuan yang di inginkan atau perlu di ingatkan sesuai dengan perkembangan beban dan jaringan yang terjadi. 4. Pemakaian Recloser lebih banyak digunakan pada saluran udara yang menggunakan jaringan radial. 5. Petugas pelayanan operasional yang terampil dan berpengetahuan luas sreta penuh tanggung jawab tetap diperlukan dan tidak boleh lengah untuk memulihkan seksi yang terpaksa padam kerena recloser sudah beroperasi sampai posisi terbuka terus.


DAFTAR PUSTAKA 1. Drs. Ady Supriadi, SISTEM PENGAMAN TENAGA LISTRIK. 2. Djiteng Marsuli, Operasi SISTEM TENAGA LISTRIK, edisi II. Graha Ilmu 2006. 3. Recloser. COOPER Power System. 4.

DISTRIBUSI DAM UTILISASI TENAGA LISTRIK, ABDUL Kadir.

5.

Electrical Diatribution System Protektion. COOPER POWER SYSTEMS.

6.

DR. A. Arismunandar, Teknik Tegangan Listrik Jilid II.1975.

7.

Ir. Abdul Hadi. AS Pabla. SISTEM DISTRIBUSI DAYA ISTRIK.


DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Recommend Documents