RENCANA PROGRAM KEGIATAN PEMBELAJARAN SEMESTER (RPKPS)
Mata Kuliah
PROTEKSI (MKB-513 / 3 SKS)
Oleh: Ramadoni Syahputra, S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2010
1
Nama Matakuliah
: Proteksi
Kode/SKS
: MKB-513 / 3 SKS
Status Matakuliah
: Pilihan (konsentrasi Sistem Tenaga Listrik)
Semester
: Ganjil 2010/2011
1. Deskripsi Singkat Matakuliah Matakuliah Proteksi mempelajari cara pengamanan peralatan dan sistem tenaga listrik terhadap hubung singkat, beban lebih, dan gangguan operasi lainnya, sehingga kerusakan peralatan dan pemadaman listrik akibat gangguan dapat diminimalkan. Dalam hal ini perlu dipelajari sebab-sebab dan proses terjadinya gangguan; komponen, cara kerja, dan karakteristik perlengkapan proteksi; kemampuan dan ketahanan peralatan; cara memadukan berbagai piranti proteksi dalam bentuk koordinasi proteksi agar tercapai keamanan dan selektivitas yang maksimal dan dengan memperhatikan konsep ekonomi. Dimulai dengan gambaran umum tentang gangguan pada sistem tenaga listrik, sifatsifat proteksi yang dibutuhkan dan susunan sistem proteksi. Dilanjutkan dengan pelajaran tentang jenis-jenis perlengkapan proteksi, piranti proteksi, serta karakteristik masingmasing. Terakhir adalah pelajaran tentang aplikasi sistem proteksi untuk saluran, generator, transformator, busbar, dan motor. Walaupun tidak dicantumkan adannya prasyarat langsung untuk mengikuti matakuliah ini diperlukan pengetahuan tentang generator sinkron, transformator daya, sistem transmisi dan distribusi, motor listrik, dan hubung singkat.
2. Tujuan dan Manfaat Pembelajaran Tujuan yang ingin dicapai dalam pembelajaran adalah: a. Memperkenalkan bagian-bagian sistem proteksi sistem tenaga listrik. b. Menanamkan konsep-konsep proteksi sistem tenaga listrik. c. Menjelaskan keterkaitan mata kuliah Proteksi dengan mata kuliah lain di antaranya mata kuliah Dasar Sistem Tenaga, Mesin-mesin Listrik, Rangkaian Listrik, Perlengkapan Sistem Tenaga, Transmisi dan Distribusi, dan lain-lain. d. Memberikan kemampuan analitis dan praktis kepada mahasiswa untuk: - merancang suatu sistem proteksi untuk suatu perlengkapan sistem tenaga misalnya generator, trafo daya, saluran distribusi, atau saluran transmisi,
2
- merancang koordinasi rele proteksi pada perlengkapan sistem tenaga yang ditinjau, dan - menganalisis model rancangan yang telah dibuat, sehingga dapat memberikan motivasi kepada mahasiswa untuk menuju lifelong-learning dan creativity. e. Memberikan kesempatan kepada mahasiswa secara berkelompok untuk mempelajari suatu topik dan menganalisisnya, kemudian mempresentasikannya di depan kelas dan dilanjutkan dengan diskusi untuk mencari solusi bagi permasalahan yang muncul. Manfaat yang dapat diperoleh dengan diterapkannya metode student centered learning pada mata kuliah Proteksi adalah: a. Termotivasinya mahasiswa untuk aktif dalam kegiatan perkuliahan. b. Terbudayanya sifat belajar mahasiswa yang mandiri dan berdiskusi, sehingga pemahaman terhadap materi kuliah lebih komprehensif. c. Dengan dipacunya pengayaan materi kuliah dari berbagai sumber seperti majalah dan internet, wawasan keilmuan mahasiswa dapat semakin luas dan berkembang. d. Tumbuhnya kegairahan belajar mahasiswa menuju lifelong-learning dan creativity. e. Dengan adanya monitoring dan umpan balik, maka dosen akan termotivasi untuk meningkatkan kemampuan mengajar dan pengayaan ilmu pengetahuan.
3. Materi Pembelajaran I. PENDAHULUAN - Konsep dan Gagasan Dasar - Pengenalan Komponen Dasar Sistem Proteksi - Pengenalan Aplikasi-aplikasi sistem Proteksi - Gangguan pada Sistem Tenaga - Zona Proteksi II. PRINSIP DAN KARAKTERISTIK OPERASI RELE - Jenis-jenis Rele Proteksi - Prinsip Kerja Rele Proteksi - Trafo Arus - Trafo Tegangan - Karakteristik Rele Proteksi
3
III. PROTEKSI PENYULANG (FEEDER) - Rele Arus Lebih - Rele Diferensial - Rele Utama dan Rele Backup - Koordinasi Rele pada Proteksi Penyulang IV. PROTEKSI GENERATOR DAN MOTOR - Rele Diferensial pada Generator - Rele Gangguan Tanah pada Generator - Proteksi Under dan Upper Frekuensi pada Generator - Proteksi Beban Lebih pada Motor - Proteksi Arus Lebih pada Motor - Proteksi Overheating pada Motor - Proteksi Undervoltage pada Motor V. PROTEKSI TRANSMISI - Rele Arus Lebih - Rele Jarak Jenis Impedans - Rele Jarak Jenis Admitans - Rele Pilot VI. PROTEKSI TRANSFORMATOR - Rele Diferensial - Rele Bucholz - Rele Arus Lebih
- Rele Gangguan Tanah VII. PROTEKSI DISTRIBUSI - Rele Arus Lebih - Sekering (Fuse) - Pemutus Tenaga (CB)
- Proteksi Trafo Distribusi VIII. PROTEKSI TEGANGAN LEBIH - Gejala Petir - Arcing Horn - Lightning Mast - Lightning Arrester - Pembumian Sistem tenaga - Basic Impuls Insulation Level (BIL)
4
4. Outcome Pembelajaran Setelah menempuh mata kuliah Proteksi diharapkan mahasiswa memiliki kompetensi: a. Knowledge and Understanding (i) Mahasiswa dapat mengenal dan memahami konsep dasar dan aplikasi Proteksi. (ii) Mahasiswa termotivasi untuk memahami bidang-bidang penelitian yang berkaitan dengan Proteksi. b. Skills a. Mahasiswa mampu menjelaskan konsep dasar dan aplikasi Proteksi. b. Mahasiswa dapat melakukan perancangan konseptual penyelesaian masalah menggunakan teori Proteksi. c. Mahasiswa dapat meneruskan hasil rancangan itu ke dalam karya ilmiah dengan penerapan yang lebih nyata. c. Abilities a. Mahasiswa mampu menganalisis dan menyelesaikan permasalahan nyata yang berkaitan dengan Proteksi. b. Mahasiswa dapat memberikan sumbangan terhadap ilmu pengetahuan dan masyarakat dari hasil analisis dan penyelesaian masalah nyata yang berkaitan dengan Proteksi.
5. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKBM): Minggu ke: Topik/Sub-topik 1 I. PENDAHULUAN - Konsep dan Gagasan Dasar - Pengenalan Komponen Dasar Sistem Proteksi - Pengenalan Aplikasi-aplikasi sistem Proteksi - Gangguan pada Sistem Tenaga - Zona Proteksi 2
II. PRINSIP DAN KARAKTERISTIK OPERASI RELE - Jenis-jenis Rele Proteksi - Prinsip Kerja Rele Proteksi
Metode Pembelajaran o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
5
- Trafo Arus - Trafo Tegangan - Karakteristik Rele Proteksi 3
III. PROTEKSI PENYULANG (FEEDER) - Rele Arus Lebih - Rele Diferensial - Rele Utama dan Rele Backup - Koordinasi Rele pada Proteksi Penyulang
o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
4
IV. PROTEKSI GENERATOR DAN MOTOR - Rele Diferensial pada Generator - Rele Gangguan Tanah pada Generator - Proteksi Under dan Upper Frekuensi pada Generator - Proteksi Beban Lebih pada Motor - Proteksi Arus Lebih pada Motor - Proteksi Overheating pada Motor - Proteksi Undervoltage pada Motor
o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
5
V. PROTEKSI TRANSMISI - Rele Arus Lebih - Rele Jarak Jenis Impedans - Rele Jarak Jenis Admitans - Rele Pilot
o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
6
VI. PROTEKSI TRANSFORMATOR - Rele Diferensial - Rele Bucholz - Rele Arus Lebih - Rele Gangguan Tanah
o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
7
VII. PROTEKSI DISTRIBUSI - Rele Arus Lebih - Sekering (Fuse) - Pemutus Tenaga (CB) - Proteksi Trafo Distribusi
o Ceramah o Menggunakan media OHP, papan tulis.
8
VIII. PROTEKSI TEGANGAN LEBIH
o Ceramah o Menggunakan media OHP,
6
-
Gejala Petir Arcing Horn Lightning Mast Lightning Arrester Pembumian Sistem tenaga Basic Impuls Insulation Level (BIL)
papan tulis.
9
DISKUSI KELOMPOK (I) - Aplikasi Proteksi pada Sistem Tenaga Listrik
o Ceramah dan diskusi o Menggunakan media OHP, papan tulis.
10
DISKUSI KELOMPOK (II) - Aplikasi Proteksi pada Sistem Tenaga Listrik
o Ceramah dan diskusi o Menggunakan media OHP, papan tulis.
11
PRESENTASI KELOMPOK DAN DISKUSI KELAS (I) - Aplikasi Proteksi pada Sistem Tenaga Listrik
o Ceramah dan diskusi o Menggunakan media OHP, papan tulis.
12
PRESENTASI KELOMPOK DAN DISKUSI KELAS (II) - Aplikasi Proteksi pada Sistem Tenaga Listrik
o Ceramah dan diskusi o Menggunakan media OHP, papan tulis.
13
PRESENTASI KELOMPOK DAN DISKUSI KELAS (III) - Aplikasi Proteksi pada Sistem Tenaga Listrik
o Ceramah dan diskusi o Menggunakan media OHP, papan tulis.
14
PRESENTASI KELOMPOK DAN DISKUSI KELAS (IV) - Aplikasi Proteksi pada Sistem Tenaga Listrik
o Ceramah dan diskusi o Menggunakan media OHP, papan tulis.
Penjabaran RKBM: 1. Kuliah Minggu 1 Penjelasan tentang filosofi proteksi STL berkaitan dengan sebab dan akibat gangguan, fungsi pemeliharaan, dan fungsi proteksi dalam rangka keamanan peralatan dan kontinyuitas pelayanan listrik, pengenalan aplikasi-aplikasi sistem proteksi, gangguan pada sistem tenaga, dan zona proteksi.
7
2. Kuliah Minggu 2 Berkenaan dengan bermacam-macamnya sebab dan gejala gangguan, serta level tegangan dan arus gangguan, dijelaskan adanya berjenis-jenis, di samping penjelasan tentang prinsip kerja dan konstruksi rele, Trafo Arus, Trafo Tegangan, dan Karakteristik Rele Proteksi. 3. Kuliah Minggu 3 Berkenaan dengan proteksi feeder (penyulang di antaranya Rele Arus Lebih, Rele Diferensial, Rele Utama dan Rele Backup, dan Koordinasi Rele pada Proteksi Penyulang. 4. Kuliah Minggu 4 Berkenaan dengan proteksi generator dan motor di antaranya Rele Diferensial pada Generator, Rele Gangguan Tanah pada Generator, Proteksi Under dan Upper Frekuensi pada Generator, Proteksi Beban Lebih pada Motor, Proteksi Arus Lebih pada Motor, Proteksi Overheating pada Motor, dan Proteksi Undervoltage pada Motor. 5. Kuliah Minggu 5 Berkenaan dengan proteksi transmisi di antaranya Rele Arus Lebih, Rele Jarak Jenis Impedans, Rele Jarak Jenis Admitans, dan Rele Pilot. 6. Kuliah Minggu 6 Berkenaan dengan proteksi transformator di antaranya Rele Diferensial, Rele Bucholz, Rele Arus Lebih, dan Rele Gangguan Tanah. 7. Kuliah Minggu 7 Berkenaan dengan proteksi sistem distribusi di antaranya Rele Arus Lebih, Sekering (Fuse), Pemutus Tenaga (CB), dan Proteksi Trafo Distribusi. 8. Kuliah Minggu 8 Berkenaan dengan proteksi terhadap tegangan lebih di antaranya Gejala Petir, Arcing Horn, Lightning Mast, Lightning Arrester, Pembumian Sistem tenaga, dan Basic Impuls Insulation Level (BIL). 9. Kuliah Minggu 9 dan 10 Diskusi kelompok dipimpin oleh ketua masing-masing kelompok (mahasiswa) dan dimonitor oleh dosen dan asisten. Topik diskusi adalah aplikasi Sistem Proteksi dengan narasi yang disampaikan oleh dosen sebelumnya. Pertanyaan, jawaban, maupun sanggahan bisa datang dari pihak mahasiswa maupun dari dosen.
8
10. Kuliah Minggu 11, 12, 13, dan 14 Presentasi kelompok, dosen akan memberikan tugas untuk dipresentasikan oleh setiap kelompok secara bergantian. Topik yang dipresentasikan adalah materi yang didiskusikan di tingkat kelompok, dan dapat juga merupakan tinjauan dari sisi yang lain atau dari acuan yang berbeda. Setiap presentasi bisa dilanjutkan dengan diskusi.
6. Evaluasi:
Ujian essay dan pilihan ganda terhadap butir-butir outcome.
7. Referensi a. Buku Acuan: Anonim, 1985, Protective Relays Application Guide, GEC Measurements, London. IEEE, 2000, IEEE Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines, IEEE, New York. Ram, B., Vishwakarma, 1995, Power System Protection and Switchgear, McGrawHill, New Delhi. b. Jurnal-jurnal ilmiah tentang Proteksi dalam Sistem Tenaga Listrik. c. Sumber-sumber dari surat kabar, majalah, dan internet yang relevan dengan topik yang dibahas.
