Evaluasi Koordinasi Proteksi pada Pabrik III PT. Petrokimia Gresik Akibat Penambahan Current Limiter Risman Adinata Jacob 2211 105 043
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT. Ir. Sjamsjul Anam, MT.
Latar Belakang 1. PT. Petrokimia Gresik menghasilkan pupuk kurang lebih 6.177.600 ton/tahun, dimana 650.000 ton/tahun dihasilkan dari Pabrik III.
2. Tiga pabrik saling terintegrasi dengan kapasitas total daya pembangkit 138.5MW + 500MVAsc grid PLN 150 kV.
3. Pabrik III memiliki besar arus hubung singkat yang besar.
Batasan Masalah • Analisa arus gangguan hubung singkat pada sistem kelistrikan Pabrik III PT.Petrokimia Gresik.
• Pemasangan pembatas arus fuse (current limiter). • Evaluasi koordinasi proteksi Pabrik III setelah pemasangan current limiter.
Tujuan • Mengevaluasi kerja dari peralatan–peralatan listrik yang ada pada Pabrik III sebelum dan sesudah pemasangan current limiter. • Mengetahui letak dan kapasitas current limiter yang akan digunakan pada Pabrik III. • Mengetahui cara mengatur koordinasi proteksi yang tepat setelah current limiter ditambahkan.
Current Limiter • Arus hubung singkat dapat bertambah besar jika dilakukan penambahan sumber arus. • Arus hubung singkat dapat dibatasi dengan menggunakan pembatas arus-fuse (current limiter).
Rangkaian Kontrol Current Limiter • Operasi kerja current limiter dapat diatur sedemikian rupa dengan menggunakan rangkain kontrol.
Isc1
Isc2
2
1
FCL
Is Isc1
Isc2
Isc1
Isc2
Koordinasi Rele Arus Lebih • Pengaturan arus beban penuh
1.1 FLA Ipp 0.8 Iscmin • Pickup, arus minimum rele.
Ipp pickup nCTprimer • Time delay kurva arus lebih inverse time. td
13.5 10 FLA 1 nCT 1 pickup
T 1.5
Evaluasi Koordinasi Proteksi pada Pabrik III PT. Petrokimia Gresik Akibat Penambahan Current Limiter
Sistem Kelistrikan Pabrik III
Sistem Kelistrikan PT. Petrokimia Gresik
Arus Hubung Singkat 3 Fasa ID
kV
Switchgear Ipeak (kA)
HVS65 SS#1-SA B-PASS-2 SS#4.1 CR SS#5.1 ZA2 SS#6.1 CT SS#1 STG
ID
6
kV
62.5
Switchgear Ip (kA)
Arus Hubung Singkat 3Ø Case1 (kA) Case2 (kA) Isc asym Isc peak Isc asym Isc peak 59.488* 99.199* 54.063* 90.240* 53.565* 90.800* 49.429* 83.699* 50.114* 85.943* 46.224* 79.212* 49.667* 85.249* 45.808* 78.569* 56.088* 94.378* 51.238* 86.286* 49.717* 85.331* 45.854* 78.645* 49.556* 85.064* 45.705* 78.398* Arus Hubung Singkat Case3 (kA)
Case4 (kA)
Isc asym
Isc peak
Isc asym
Isc peak
HVS65
50.817*
84.142*
74.627*
123.977*
SS#1-SA
46.216*
77.8618
64.697*
110.071*
B-PASS-2
43.766*
74.529*
60.452*
103.970*
43.419*
74.001*
59.913*
103.210*
SS#5.1 ZA2
48.313*
80.723*
69.370*
116.681*
SS#6.1 CT
43.460*
74.069*
59.973*
103.220*
SS#1 STG
43.235*
73.847*
59.778*
102.895*
SS#4.1 CR
6
62.5
Pemasangan Current Limiter
15,198 kA sym.
12,101 kA sym.
8,944 kA sym.
Dari
ke-
Switchgear
Arus Hubung Singkat (kA)
Ip (kA)
Isc peak kontribusi
Isc peak
38.373
63.909 *
33.142
59.654
24.496
50.998
kV
IBT01 TG65 TG66 Keterangan CL = Current Limiter
HVS 65
6
62.5
Keterangan : * Arus puncak melebihi kemampuan busbar HVS65
Cara Kerja Current Limiter
Cara Kerja Current Limiter
Rangkaian Logika Current Limiter
• CL IBT01 selalu bekerja ketika ada IBT01 ON dan terdapat arus gangguan yang melebihi arus yang diijinkan. • CL TG66 nonaktif ketika kombinasi jaringan hanya dari IBT01 dan TG65.
Koordinasi Rele Tipikal 1 N404 20 kV IBT 01 20 MVA
Gangguan di HVS 65 diamankan oleh RIN TG1 CL IBT01 dan CL TG66
TG 65 11 MW IN TG2
TG9
RTG9 CL IBT 01
IN TG2
IN TG1
RIN TG1
CL TG66
RTG3
HVS 65 6 kV
TG3
Gangguan di SS#5.1 ZA2 diamankan oleh RSS#5.1 CL IBT01 dan TG66 dibackup RTG3 RINTG1
CB SS#5.1 RSS#5.1 SS#5.1 ZA2 6 kV CBTR5101 RTR5101
TR 5101 2 MVA N312 0.38 kV
Gangguan di N312 diamankan oleh RTR5101, di-backup RSS#5.1 RTG3 RINTG1/INTG2/TG9
Kurva TCC Tipikal 1 Existing
2 Koordinasi waktu antara rele primer dan rele backup ≥ 0.4 s
3 1
Evaluasi Tipikal 1 Rele ID
RTR5101 Hitachi IO-CI-B1
RSS#5.1 Hitachi IO-C-B1
RTG3 Hitachi IO-C-B1
RINTG1 Hitachi IO-C-B1
RINTG1 Hitachi IO-C-B1
Merlin Gerin Sepam 1000
CT
300/5
600/5
600/5
2500/5
1500/5
2500/5
Setting Curve type
Time Lag Unit curve
Pickup range
2-6 sec-5A
Pickup
4
Time Dial
0.05
Pickup range
20-80 sec-5A
Pickup
67
Curve type
Time Lag Unit curve
Pickup range
2-6 sec-5A
Pickup
5
Time dial
0.19
Curve type
Time Lag Unit curve
Pickup range
2-6 sec-5A
Pickup
5
Time dial
0.19
Curve type
Time Lag Unit curve
Pickup range
2-6 sec-5A
Pickup
4
Time dial
0.34
Curve type
Time Lag Unit curve
Pickup range
2-6 sec-5A
Pickup
4
Time dial
0.33
Curve type
RI
Pickup range
0.3-2.4xCT Sec
Pickup
1
Time dial
0.7
Pickup range
1-24xCT Sec
Pickup
4.8
Delay range
0.025-2
Delay (sec)
0.425
Evaluasi Tipikal 1
Koordinasi Rele Tipikal 2 N404 20 kV IBT 01 20 MVA
TG 66 8.5 MW
TG 65 11 MW
IN TG2
TG9
Gangguan di HVS 65 diamankan oleh RIN TG1 CL IBT01 dan CL TG66
RTG9 CL IBT 01
IN TG2
IN TG1
RIN TG1
CL TG66
RTG2
HVS 65 6 kV
TG2
Gangguan di B-PA SS-2 diamankan oleh R-01PA, CLIBT01, CLTG66 dan dibackup RTG2 RINTG1
CB-01PA R-01PA B-PA SS-2 6 kV R-MM2302A
F-MM2302A
M
MM2302A 400 kW
Gangguan di MM2302A diamankan oleh FMM302A,CLIBT01, CLTG66 dan di-backup R-01PA RTG2 RINTG1
Kurva TCC Tipikal 2 Existing
1 Koordinasi waktu antara rele primer dan rele backup ≥ 0.4 s
Evaluasi Tipikal 2 Rele ID
RMM2302A Hitachi SE-A1 HO
CT
100/5
FMM2302A GEC Alsthom K81sVX
-
RBA-PA SS2 Hitachi IO-C-B1
800/5
RTG2 Hitachi IO-C-B1
800/5
RINTG1 Hitachi IO-C-B1
2500/ 5
RINTG1 Hitachi IO-C-B1
1500/ 5
Merlin Gerin Sepam 1000
2500/ 5
Setting Curve type Pickup range Pickup Time Dial Pickup range Pickup Tipe Size Tegangan Curve type Pickup range Pickup Time dial Curve type Pickup range Pickup Time dial Curve type Pickup range Pickup Time dial Curve type Pickup range Pickup Time dial Curve type Pickup range Pickup Time dial Pickup range Pickup Delay range
sama dengan pengaturan rele existing
HRC-CLF 80 A 6 Time Lag Unit curve 2-6 sec-5A 4 0.11 Time Lag Unit curve 2-6 sec-5A 4 0.11 Sama dengan setting tipikal 1
Sama dengan setting tipikal 1
RI 0.3-2.4xCT Sec 1 0.7 1-24xCT Sec 4.8 0.025-2
Evaluasi Tipikal 2
Kesimpulan • Arus hubung singkat dapat dibatasi dengan menggunakan pembatas arus fuse (current limiter). Arus hubung singkat pabrik III dibatasi dengan memasang current limiter pada feeder transformator IBT01 dan feeder pembangkit TG66 menuju switchgear HVS 65. • Pemasangan current limiter harus memperhitungkan arus hubung singkat dari kontribusi jaringan yang berbeda terhadap kekuatan peralatan dalam menahan arus hubung singkat. Arus hubung singkat puncak kontribusi transformator IBT01 dan beban yang terpasang lebih besar dari kekuatan switchgear HVS65 menahan arus gangguan puncak, maka current limiter haruslah dipasang untuk membatasi arus gangguan yang melalui switchgear HVS65.
• Switchgear HVS65 dapat diamankan dari arus gangguan hubung singkat dengan memotong arus gangguan sesaat (Isct) kurang dari 20kA untuk current limiter pada transformator IBT01 (CL IBT01) dan 13 kA pada current limiter yang terpasang pada pembangkit TG66 (CL TG66).
Kesimpulan • Operasi kerja current limiter dapat diatur sedemikian rupa dengan menggunakan rangkain kontrol yang terdapat pada current limiter.
• Perubahan arus gangguan hubung singkat dapat menyebabkan terjadinya perubahan koordinasi rele yang sudah terpasang pada sistem. Perubahan arus gangguan hubung singkat menyebabkan perbedaan waktu kerja antara rele backup dan rele primer lebih besar dari 0.4 detik. • Rele RTG9 pada feeder transformator IBT01 dan rele RIN TG2 pada feeder akan berfungsi sebagai rele backup jika terdapat arus gangguan hubung singkat yang kurang dari pengaturan pembatas arus-fuse (current limiter).
