1
Evaluasi Kategori Arc Flash di PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 (PKT 1) Menggunakan Physics-Based Circuit Model Agung Subekti, Margo Pujiantara, dan Dedet Candra Riawan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arif Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail :
[email protected];
[email protected];
[email protected] Abstrak PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 merupakan unit produksi yang memproduksi pupuk urea terbesar di PT. Pupuk Kalimantan Timur. Dengan jumlah produksi yang begitu besar, PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 harus ditunjang dengan sistem pengaman tenaga listrik yang baik. Ketika terjadi gangguan hubung singkat khususnya gangguan singkat pada bus 6.6 kV yang terhubung ke beban motor-motor induksi, koordinasi sistem pengaman yang ada sudah bisa berjalan dengan baik, akan tetapi kategori arc flash yang ada masih di atas kategori 4. Arc flash ini sangat berbahaya karena dapat merusak peralatan dan dapat membahayakan keselamatan pekerja. Karena dua faktor tersebut maka perlu dilakukan lagi resetting koordinasi sistem pengaman pada PT. Pupuk Kalimantan Timur 1. Energi arc flash yang diperoleh setelah dilakukan resetting turun, seperti di bus 3501-1 kategori arc flash turun dari kategori lebih dari 4 menjadi kategori 4 dan pada bus 15-1 kategori arc flash juga turun dari kategori lebih dari 4 menjadi kategori 3. Pada kedua bus tersebut dapat ditentukan personal protective equipment (PPE) pekerja yang sesuai dengan nilai kategori arc flash. Metode physics-based circuit model merupakan metode baru untuk mencari nilai arc flash dimana arc flash dimodelkan dalam suatu rangkaian listrik. Energi dan bahaya arc flash yang didapatkan dari metode ini akan lebih besar dari pada metode standar karena pada metode ini elektrikal energi ikut diperhitungkan. Kata Kunci – arc flash, koordinasi pengaman, physics-based circuit model
sistem
I. PENDAHULUAN T. Pupuk Kalimantan Timur yang merupakan anak perusahaan dari PT. Pupuk Indonesia (Persero) adalah perusahaan pupuk yang memproduksi pupuk amoniak, pupuk NPK, dan merupakan produsen pupuk urea terbesar di Indonesia. Diantara beberapa unit produksi di PT. Pupuk Kalimantan Timur, PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 merupakan unit produksi yang memproduksi pupuk urea terbesar diantara unit produksi yang lain. Dengan kapasitas produksi pupuk urea yang begitu besar, PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 harus ditunjang dengan sistem tenaga listrik yang baik. Akan tetapi untuk mendapatkan sistem tenaga listrik yang baik, diperlukan juga koordinasi rele pengaman yang benar. Gangguan pada sistem tenaga listrik mungkin saja terjadi pada sistem tenaga listrik yang baik sekalipun. Pada saat terjadi gangguan, beberapa akibat akan muncul dan semuanya itu akan menyebabkan kerugian bagi
P
perusahaan. Salah satu akibat yang bisa muncul adalah busur api (arc flash). Arc flash merupakan fenomena percikan api sebagai akibat adanya arus hubung singkat pada sistem tenaga listrik. Arc flash ini akan muncul di lokasi terjadinya hubung singkat. Busur api ini sangat berbahaya apabila tidak diperhitungkan pada sistem pengaman tenaga listrik, akibat yang ditimbulkan oleh busur api bisa merusak peralatan bahkan bisa membahayakan keselamatan dan nyawa dari pekerja yang ada di PT. Pupuk Kalimantan Timur 1. Karena dampak yang ditimbulkan sangat berbahaya, energi dari busur api harus diperhitungkan secara tepat. Besarnya energi dari busur api (arc flash) sangat bergantung dengan lamanya tripping dari rele pengaman atau circuit breaker (CB). Oleh karena itu koordinasi sistem pengaman yang belum memperhitungkan arc flash belum bisa dianggap aman, sehingga perlu dilakukan evaluasi koordinasi dari sistem pengaman agar didapat setting dan koordinasi rele pengaman yang tepat. II. ARC FLASH 2.1. Pengertian Arc Flash Arc flash merupakan hasil pelepasan yang cepat dari energi karena disebabkan oleh arcing fault antara fasa bus bar satu dengan fasa bus bar lainnya, netral atau ground. Arcing fault sendiri bisa diartikan sebagai busur api yang diakibatkan oleh arus gangguan. Selama terjadi arc fault udara merupakan konduktor. Arc fault pada umumnya dibatasi pada sistem dengan tegangan bus lebih dari 120 Volt. Level tegangan yang lebih rendah umumnya tidak akan mengalami suatu arc. [1] Arc flash merupakan total energi yang dilepaskan ketika terjadi gangguan hubung singkat. Energi akan dilepaskan melalui udara mengalir ke konduktor lain atau mengalir ke tanah. Dan ketika manusia berada di dekat dengan busur api, akan menyebabkan cedera serius dan bahkan kematian dapat terjadi [4]. Tiga faktor menentukan keparahan cedera akibat busur api [4]: Kedekatan kaum pekerja pada sumber busur api Suhu Lama waktu pengaman ketika memutus Bahaya yang dapat ditimbulkan oleh arc flash terhadap pekerja yang ada di sekitarnya adalah gangguan pendengaran baik sementara maupun permanen, kehilangan penglihatan baik sementara maupun permanen, patah tulang, luka bakar, dan bahkan kematian. 2.2.
Physics-Based Circuit Model Physics-based circuit model merupakan metode baru untuk perhitungan busur api dimana busur api yang terjadi
2 saat gangguan hubung singkat dimodelkan dalam sebuah rangkaian listrik. Pemodelan rangkaian busur api dapat dilihat pada gambar 1. Xs
Rs Ia Vd
Vs
Rd
Arc Model
E = Cf Ce I2.t (Rd +
Gambar 1 Pemodelan busur api berdasarkan metode physics-based circuit model Berdasarkan gambar 1 ada lima buah variabel yang digunakan untuk menyelesaikan metode physics-based circuit model yaitu Vs, Vd, Rd ,Rs, dan Xs. Lima buah variabel tersebut digunakan untuk menentukan arus arcing, incident energy, dan flash protection boundary dari arc flash. Rs : Resistansi sistem (Ohm) Xs : Reaktansi sistem (Ohm) Vs : Tegangan sumber (Volt) Vd : Tegangan busur api (Volt) Rd : Resistansi busur api (Ohm) Vs, Vd, dan Rd dapat diperoleh melalui persamaan di bawah ini [3], nilai Vd dan Rd sangat bergantung dengan nilai gap dari konduktor. Vs = Ibf . Zs Rd = 0.0145(G) + 0.5845 Vd = 0.2037(G0.1565)
(2.1) (2.2) (2.3)
Keterangan : Ibf : Arus gangguan (Ampere) Zs : Impedansi sistem (Ohm) G : Gap konduktor (mm) Setelah semua variabel didapatkan, tahapan selanjutnya adalah mencari arus arcing berdasarkan gambar 1. Seperti dilihat pada persamaan di bawah ini [3], arus arcing yang diperoleh pada metode ini akan bersifat kuadratik tidak lagi linear apabila dibandingkan dengan metode standar IEEE 1584-2002. Vs2 = Ia [(Rs + Rd +
𝑉𝑑 2 ) 𝐼𝑎
+ Xs2]
Untuk menentukan incident energy diperlihatkan pada persamaan 2.9, dengan memasukkan normalized energy yaitu dengan mensubtitusikan persamaan 2.7 ke persamaan 2.9 maka akan diperoleh persamaan 2.10. Persamaan 2.10 merupakan persamaan untuk mencari nilai dari incident energy [3].
Dimana : Cf Ce t Rd Ia Vd D x
Vd I
610 𝑥
)(
𝐷𝑥
)
(2.10)
: Faktor kalkulasi (1.0 untuk tegangan di atas 1 kV dan 1.5 untuk tegangan di bawah 1 kV) : Koefisien energi : Durasi busur api (s) : Resistansi busur api (Ohm) : Magnitude arus busur api (Ampere) : Tegangan busur api (Volt) : Jarak busur api ke pekerja (mm) : Distance x factor dari bus
III. KOORDINASI RELE PENGAMAN Analisa koordinasi rele pengaman bertujuan agar memeriksa bagaimana kondisi koordinasi rele pengaman pada PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 mengenai benar tidaknya koordinasi rele pengaman yang sudah ada (eksisting), serta memeriksa koordinasi rele pengaman yang ada apakah sudah mempertimbangkan bahaya arc flash dalam koordinasinya. Koordinasi difokuskan dengan mengamati bahaya arc flash pada bus tegangan 6.6 kV yaitu bus 1501-1, 1501-2, 1501-3, 1501-4, bus 15-1, dan bus 3501-1. 3.1.
Tipikal K1A Kondisi Eksisting Pemodelan dari koordinasi rele pengaman untuk kondisi tipikal K1A dapat dilihat pada gambar 2. Berdasarkan gambar 2 koordinasi rele pengaman dari tipikal K1A hanya terbatas sampai bus 1501-1 dan bus 1501-2. Kondisi eksisting tipikal K1A juga hanya terdiri dari tiga buah rele arus lebih yaitu rele R_F1-2, R_F2-3, dan rele R_OUT21.
(2.4)
00-SG-02 33 kV OUT21
(XS2 + RS2 + 2RSRd + Rd2) Ia2 + (2RSVd +2RdVd) Ia + Vd2 - VS2 = 0 (2.5) Energi dari arc flash merupakan faktor penting yang menentukan bahaya dari arc flash. Yang membedakan metode ini dengan metode standar adalah incident energy yang diperoleh pada metode ini akan lebih besar. Elektikal energi (P) ikut diperhitungkan dalam menentukan nilai dari incident energy, seperti pada persamaan 2.7 elektrikal energi dicari untuk mencari nilai dari normalized incident energy [3]. 𝑉𝑑
P = Ia2 (Rd + ) 𝐼𝑎 En = 0.2 Ce P Ce = 0.000163G2 – 0.0246G + 5.835 E = Cf E n (
t 0.2
610 𝑥
)(
𝐷𝑥
)
(2.6) (2.7) (2.8) (2.9)
R_OUT21 Cable46 3-1/C240 Bus80 33 kV
T67 15 MVA
G-1511 16 MW
BUS81 6.6 kV
Cable59 3-1/C240 R_F1-2 F1-2 1501-1 6.6 kV
R_F2-3 F2-3 1501-2 6.6 kV
Gambar 2 Single line diagram kondisi eksisting tipikal K1A Dari gambar 2, rele R_OUT21 adalah rele yang digunakan untuk melindungi bus 00-SG-02 dari hubung singkat pada saluran yang menuju ke Bus80 atau saluran yang menuju ke trafo T67. Rele R_OUT21 juga digunakan untuk backup dari rele R_F1-2. Akan tetapi antara bus 1501-1 dan 1501-2 terhubung oleh tie connection maka
3 setting dari rele R_F1-2 lebih diutamakan dari pada R_F23, hal ini disebabkan R_F2-3 terhubung ke generator G1511 yang apabila padam akan membutuhkan waktu yang lama agar bisa dinyalakan lagi. Berdasarkan hal tersebut maka rele R_F1-2 harus memiliki delay time yg lebih kecil dari pada rele R_F2-3 atau dengan kata lain rele R_F1-2 bekerja terlebih dahulu apabila ada gangguan pada bus 1501-1 dan bus 1501-2. Rele selanjutnya adalah rele R_F2-3 merupakan rele yang berfungsi sebagai pengaman dari generator dari hubung singkat pada bus 1501-1 dan 1501-2, selain itu rele R_F2-3 juga digunakan sebagai pengaman dari generator apabla terjadi overload pada beban di bus 1501-1 dan 1501-2. Sedangkan untuk rele R_F1-2, rele ini berfungsi sebagai pengaman dari trafo T67 dari hubung singkat pada bus 1501-1 dan 1501-2. Rele R_F1-2 juga berfungsi sebagai pengaman trafo T67 dari overload pada beban di bus 1501-1 dan bus 1501-2. Tabel 1 Data setting rele pada kondisi eksisting tipikal K1A Nama Rele CT Relay Setting & Model Ratio Curve Type Standard Inverse R_OUT21 Pickup 0,55In Model : 600/5 Time Dial 0,9 Merlin Gerin Instantaneous 14In Sepam 1000 pickup Delay 0,1s Curve Type Standard Inverse R_F1-2 Pickup 0,75In Model : 2000/5 Time Dial 0,3 Merlin Gerin Instantaneous 1,4In Sepam 1000 pickup Delay 0,4s Curve Type Difinite R_F2-3 Time Curve Model : Pickup Range 0,02-20 ABB 2000/5 x CT Sec REG316*4 Pickup 1,5In (Typical) Time Dial 0,7 Plot setting dari data-data rele berdasarkan tabel 1 dapat dilihat pada gambar 3. Berdasarkan gambar 3 dapat dilihat bahwa plot sudah benar dan koodinasi rele pengaman untuk gangguan hubung singkat pada bus 1501-2 dapat berjalan dengan baik. Akan tetapi untuk analisa arc flash, dimana besarnya energi arc flash sangat dipengaruhi oleh durasi hilangnya gangguan, maka koordinasi untuk tipikal K1A masih perlu dilakukan resseting. Hal ini didasarkan oleh nilai dari delay time untuk rele R_F1-2 yang sebesar 0.4 s yang masih bisa direduksi lagi, begitu halnya dengan rele R_F23 nilai delay time rele R_F2-3 masih bisa direduksi menjadi 0.5 s apabila rele R_F1-2 memiliki delay time 0.3 s.
Gambar 3 Plot kurva setting rele kondisi eksisting tipikal K1A 3.2.
Tipikal K1A-1 Tipikal K1A-1 merupakan koordinasi sistem pengaman resetting untuk tipikal K1A. Tipikal K1A-1 dapat dilihat pada gambar 4. Koordinasi sistem pengaman resetting tipikal K1A-1 dilakukan dari bus 00-SG-02 sampai dengan bus 1501-1 dan bus 1501-2. Tipikal K1A-1 ini terdiri dari tiga buah rele arus lebih yaitu R_F1-2, R_F2-3, dan R_OUT21. Tipikal K1A-1 ini sama seperti eksisting tipikal K1A, hanya saja terjadi pereduksian waktu pada setting relenya. 00-SG-02 33 kV OUT21 R_OUT21 Cable46 3-1/C240 Bus80 33 kV
T67 15 MVA
G-1511 16 MW
BUS81 6.6 kV
Cable59 3-1/C240 R_F2-3
R_F1-2
1501-1 6.6 kV
F1-2
F2-3 1501-2 6.6 kV
Gambar 4 Single line diagram tipikal K1A-1 Rele R_F1-2 digunakan untuk mengamankan trafo apabila terjadi hubung singkat di bus 1501-1 dan 1501-2. Rele R_F1-2 juga digunakan untuk mengamankan trafo apabila overload pada beban di bus 1501-1 dan 1501-2 serta backup dari rele Relay11 apabila Relay11 gagal bekerja. Rele R_F2-3 merupakan rele yang berfungsi sebagai pengaman generator apabila tejadi hubung singkat pada bus 1501-1 dan 1501-2. Rele R_F2-3 juga berfungsi sebagai pengaman generator apabila terjadi beban lebih pada bus 1501-1 dan 1501-2. Rele yang terakhir rele R_OUT21, rele ini berfungsi sebagai pengaman bus 00SG-02 apabila terjadi hubung singkat pada saluran yang menuju ke trafo T67. Selain itu rele R_OUT21 juga
4 berfungsi sebagai backup dari rele R_F1-2 apabila rele R_F1-2 gagal bekerja. Setting dari rele-rele tersebut adalah seperti yang tercantum pada tabel 4.6. Tabel 2 Data setting rele pada tipikal K1A-1 Nama Rele CT Relay Setting & Model Ratio Curve Type Standard Inverse R_OUT21 Pickup 0,55In Model : 600/5 Time Dial 0,9 Merlin Gerin Instantaneous 14In Sepam 1000 pickup Delay 0,1s Curve Type Standard Inverse R_F1-2 Pickup 0,75In Model : 2000/5 Time Dial 0,3s Merlin Gerin Instantaneous 1,4In Sepam 1000 pickup Delay 0,3s Curve Type Difinite R_F2-3 Time Curve Model : Pickup Range 0,02-20 ABB 2000/5 x CT Sec REG316*4 Pickup 1,5In (Typical) Time Dial 0,5
Rele R_F1-2 merupakan rele pengaman trafo T67 apabila ada hubung singkat pada bus 1501-1 dan 1501-2 rele R_F1-2 ini memerintahkan CB F1-2 untuk terbuka. Durasi waktu pengamannya adalah dalam selang waktu 0.3 s. Rele R_F2-3 yang kurvanya di sebelah kanan FLA generator G-1511, rele R_F2-3 ini merupakan backup dari R_F1-2, karena kurva R_F2-3 berada di sebelah kanan kurva R_F1-2. Karena kurva R_F2-3 di sebelah kanan FLA generator G-1511 maka rele R_F2-3 bertugas mengamankan generator G-1511 dari gangguan hubung singkat atau gangguan yang nilai arusnya melebihi arus beban penuh generator G-1511. Durasi waktu pengamannya adalah dalam selang waktu 0.5 s. Rele R_OUT21 kurvanya berada di sebelah kanan kurava R_F1-2 dan R_F2-3 merupakan backup dari kedua rele tersebut. Rele R_OUT21 merupakan pengaman dari trafo T67 sehingga kurvanya berada di sebelah kanan inrush dan FLA serta di bawah damage curve trafo T67. Jadi, rele R_OUT21 tidak akan bekerja ketika trafo T67 energizing pertama serta akan melindungi trafo T67 dari gangguan agar gangguan tidak sampai menyentuh damage curve sehingga trafo T67 tidak sampai rusak karena panas berlebih. Invers rele R_OUT21 akan mengamankan trafo apabila ada gangguan yang nilai arusnya melebihi arus beban penuhnya. Sedangkan saat terjadi hubung singkat maka dengan selang waktu 0.1 s, rele R_OUT21 akan memberikan sinyal kepada CB F2-6 agar terbuka. Hasil koordinasi dapat dilihat pada gambar 6. 00-SG-02 33 kV
Berbeda dari setting eksisting sebelumnya, setting pada tipikal K1A-1 difokuskan pada pereduksian dari durasi waktu delay rele. Hal ini disebabkan durasi waktu kerja dari rele sangat berpengaruh pada total energi ketika ada arc flash. Hasil plot untuk koordinasi sistem pengaman tipikal K1A-1 resetting tersaji dalam gambar 5.
3
OUT21 R_OUT21 Cable46 3-1/C240
Bus80 33 kV
G-1511 16 MW
BUS81 6.6 kV
T67 15 MVA
Cable59 3-1/C240 R_F2-3
R_F1-2
1501-1 6.6 kV
1
F1-2
2
F2-3 1501-2 6.6 kV
Gambar 6 Koordinasi sistem pengaman tipikal K1A-1
No 1 2 3
Tabel 3 Total clearing time CB tipikal K1A-1 Circuit Breaker ID Total Clearing Time (s) F1-2 0.36 F2-3 0.56 OUT21 0.16
Setelah dilakukan resetting, total clearing time pada CB tetap benar dan tidak mengganggu koordinasi. Antara CB F1-2 dengan CB F2-3, grading time relenya masih memliki selisih waktu 0.2 s seperti yang dilihat pada tabel 3.
Gambar 5 Hasil plot setting tipikal K1A-1
5
4.1.
IV. ANALISA BAHAYA ARC FLASH Analisa Bahaya Arc Flash Kondisi Eksisting Tabel 4 Hasil simulasi arc flash pada kondisi eksisting
Bus ID 1501-1
Metode Standar IEEE 1584-2002 Final Total V Ia Hazard FCT Energi (kV) (kA) Category (sec) (cal/cm²) 6.6 25.67 0.76 68.948 > Cat 4
Tabel 5 Hasil simulasi arc flash pada koordinasi resetting (lanjutan)
1501-1
6.6
Physics-Based Circuit Model Final Total Ia Hazard FCT Energi (kA) Category (sec) (cal/cm²) 25.305 0.56 54.9 > Cat 4
29.388
FPB (m)
Bus ID
V (kV)
FPB (m) 23.43
1501-2
6.6
25.305
0.56
54.9
> Cat 4
23.43
1501-2
6.6
25.67
0.76
68.948
> Cat 4
29.388
1501-3
6.6
21.718
0.76
64.38
> Cat 4
27.6
1501-3
6.6
22.06
0.96
73.938
> Cat 4
31.576
1501-4
6.6
21.718
0.76
64.38
> Cat 4
27.6
1501-4
6.6
22.06
0.96
73.938
> Cat 4
31.576
3501-1
6.6
19.439
0.36
36.85
Cat 4
2.54
3501-1
6.6
20.24
0.96
90.591
> Cat 4
3.972
Bus15-1
6.6
21.718
0.16
13.55
Cat 3
5.566
Bus15-1
6.6
22.06
0.96
73.938
> Cat 4
31.576
Physics-Based Circuit Model Final Total Ia Hazard FCT Energi (kA) Category (sec) (cal/cm²) 25.31 0.76 74.52 > Cat 4
Bus ID
V (kV)
FPB (m)
1501-1
6.6
1501-2
6.6
25.31
0.76
74.52
> Cat 4
32.07
1501-3
6.6
21.72
0.96
81.33
> Cat 4
35.09
1501-4
6.6
21.72
0.96
81.33
> Cat 4
35.09
3501-1
6.6
19.44
0.96
98.26
> Cat 4
4.146
Bus15-1
6.6
21.72
0.96
81.33
> Cat 4
35.09
32.07
Berdasarkan tabel 4 semua nilai dari bahaya arc flash pada bus yang telah ditentukan mempunyai nilai energi yang sangat besar. Semua energi pada tiap-tiap bus masuk pada kategori yang lebih besar dari kategori 4. Untuk kasus ini, NFPA 70E tidak bisa mengatasi untuk energi yang lebih besar dari kategori 4. Hal ini karena ledakan dari arc flash sangat berbahaya dan merupakan salah satu hal yang perlu diwaspadai. Untuk jenis kategori ini, pekerjaan dapat dilakukan dengan remote sehingga personel protective equipment (PPE) tidak dianjurkan. Pada kondisi seperti tabel 4, resetting koordinasi sistem pengaman sangat perlu dilakukan. Hal ini karena FCT dari semua bus yang diamati masih bisa direduksi. Selain itu bus 3501-1 dan bus15-1 pada kondisi eksisting belum memiliki koordinasi. Ternyata pada metode physics-based circuit model yang memperhitungkan elektrikal energi, energi arc flash dan flash protection boundary yang didapatkan lebih besar dari pada metode standar IEEE 1584-2002. 4.2.
Analisa Bahaya Arc Flash Kondisi Resetting Tabel 5 Hasil simulasi arc flash pada koordinasi resetting
Bus ID 1501-1
Metode Standar IEEE 1584-2002 Final Total V Ia Hazard FCT Energi (kV) (kA) Category (sec) (cal/cm²) 6.6 25.67 0.56 50.804 > Cat 4
FPB (m) 21.472
1501-2
6.6
25.67
0.56
50.804
> Cat 4
21.472
1501-3
6.6
22.06
0.76
58.534
> Cat 4
24.837
1501-4
6.6
22.06
0.76
58.534
> Cat 4
24.837
3501-1
6.6
20.24
0.36
33.972
Cat 4
2.432
Bus15-1
6.6
22.06
0.16
12.323
Cat 3
5.007
Berdasarkan tabel 4 dan tabel 5 total energi arc flash dapat diturunkan dengan menggunakan cara resetting pada koordinasi sistem pengaman. Perubahan total energi yang sangat besar dapat dilihat pada saat gangguan di bus 35011dan bus15-1, total energi yang ada di kedua bus tersebut bisa turun drastis. Pada bus 3501-1 energinya bisa turun lebih dari 50 cal/cm2 setelah dilakukan resetting. Penurunan energi ini disebabkan karena penurunan nilai FCT pada bus 3501-1 yang awalnya 0.96 s berubah menjadi 0.36 s. Begitu pula halnya pada bus 15-1 total energinya bisa turun lebih dari 50 cal/cm2, yang awalnya 73.938 cal/cm2 turun menjadi 12.323 cal/cm2 untuk metode standart. Penurunan energi pada bus15-1 ini disebabkan karena penurunan nilai FCT yang awalnya 0.96 s menjadi 0.16 s. Selain itu pada perhitungan bahaya arc flash menggunakan metode physics-based circuit model, ternyata total energi yang didapatkan lebih besar dari pada dengan metode standart IEEE 1584-2002 hal ini karena pada metode physics-based circuit model elektrikal energi ikut dimasukkan untuk mencari nilai dari incident energy. Flash protection boundary yang didapatkan pada metode ini juga lebih besar dari pada metode standar IEEE 1584-2002. Serta dapat dilihat bahwa perhitungan arc flash menggunakan physics-based circuit model energi yang diperoleh walaupun lebih besar, akan tetapi masih dalam satu nilai kategori untuk kasus ini. Setelah dilakukan resetting ternyata ada empat bus yang memiliki total energi arc flash yang sangat besar yaitu melebihi 40 cal/cm2 yaitu bus 1501-1, bus 1501-2, 1501-3, dan bus 1501-4. Semua bus tersebut memiliki total energi arc flash yang masuk dalam kategori lebih dari 4. Pada kondisi ini personal protective equipment (PPE) tidak dianjurkan, hal ini karena ledakan dari arc flash sangat berbahaya dan merupakan salah satu hal yang perlu diwaspadai. Untuk jenis kategori ini, pekerjaan dapat dilakukan dengan menggunakan remote. Pada bus 3501-1 energi arc flash masuk dalam kategori 4 yaitu terukur sebesar 33.972 cal/cm2. PPE masih bisa digunakan untuk energi jenis kategori 4, akan tetapi PPE yang digunakan harus memiliki tingkat pengamanan yang tinggi. Berdasarkan NFPA 2012 pakaian keamanan yang digunakan meliputi pelindung pendengaran, sepatu kulit, sarung tangan khusus arc flash atau sarung tangan dengan isolasi karet dengan pelindung kulit, helm kerja (helm keselamatan), baju lengan pendek yang terbuat dari natural fiber, cotton undergarment, jaket yang dilengkapi pelindung dada, mantel yang dilengkapi dengan legging,
6 dan tudung yang dilengkapi dengan coverall dan tahan energi arc flash sampai 40 cal [2]. Sedangkan pada bus 15-1 energi arc flash yang terukur masuk dalam kategori 3, total energi yang terukur sebesar 12.323 cal/cm2. Pakaian kerja biasa misal jeans akan mudah terbakar. Untuk kategori 3 PPE yang dianjurkan berdasarkan NFPA 2012 meliputi meliputi pelindung pendengaran, sepatu kulit, sarung tangan khusus arc flash atau sarung tangan dengan isolasi karet dengan pelindung kulit, helm kerja (helm keselamatan), baju lengan pendek yang terbuat dari natural fiber, cotton undergarment, jaket yang dilengkapi pelindung dada, mantel yang dilengkapi dengan legging, dan tudung yang dilengkapi dengan coverall dan tahan energi arc flash sampai 25 cal [2]. V. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa dan simulasi pada tugas akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan bahwa : 1. Koordinasi sistem pengaman pada PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 kondisi eksisting sudah benar, hanya saja koordinasi yang ada belum mempertimbangkan bahaya arc flash. 2. Setelah dilakukan resetting sistem pengaman, energi arc flash yang ada pada bus yang mengalami gangguan dapat turun, pada bus 3501-1 kategori arc flash dapat turun dari kategori lebih dari 4 menjadi kategori 4 dan pada bus 15-1 kategori arc flash dapat turun dari kategori lebih dari 4 menjadi kategori 3. 3. Perhitungan arc flash menggunakan physics-based circuit model akan menghasilkan energi arc flash yang lebih besar dari pada metode standart IEEE 1584-2002 tetapi masih dalam kategori yang sama untuk perhitungan arc flash pada sistem tenaga listrik PT. Pupuk Kalimantan Timur 1 khusus pada bus 6.6 kV. 4. Perhitungan arc flash menggunakan physics-based circuit model akan menghasilkan jarak flash protection boundary yang lebih lebar dari pada metode standart IEEE 1584-2002. 5. Pada bus 1501-1, 1501-2, 1501-3, dan bus 1501-4 personal protection equipment (PPE) tidak dianjurkan digunakan karena energi arc flash yang ada lebih dari kategori 4 , sedangkan pada bus 3501-1 diharuskan menggunakan PPE yang sesuai dengan kategori 4 dan pada bus 15-1 diharuskan menggunakan PPE yang sesuai dengan kategori 3. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT. Dan Bapak Dr. Dedet Candra Riawan, ST., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing yang dengan penuh kesabaran dan perhatian telah membimbing
dan membantu penulis, memberikan arahan, masukan, dan motivasi kepada penulis serta seluruh rekan yang membantu dalam penulisan penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA [1] http://www.mikeholt.com/mojonewsarchive/NECHTML/HTML/What-is-Arc-Flash~20040512.php [2] Macron Safety, “Electrical Safety Compliance for NFPA 70E 2012” [3] Thomas Papallo, “Arc Flash Calculation Using a Physics-Based Circuit Model”, IEEE Transactions on Industry Aplications, Vol. 48, No. 4, July/August 2012 [4] Workplace Safety Awareness Council, ”Arc Flash Handout”, Occupational Safety and Health Administration, U.S. Department of Labor
