PENGARUH PENGATURAN RECLOSER UNTUK MENANGGULANGI GANGGUAN ARUS LEBIH DAN GANGGUAN TANAH (STUDI KASUS PADA KINERJA RECLOSER SESI NR1 DI PT PLN RAYON PANCUR BATU)
LAPORAN TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3 oleh
ROBERTO RUBEN SILITONGA NIM : 1205032125
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
ABSTRAK Keandalan suatu sistem distribusi listrik tidak lepas dari peralatan proteksi yang berfungsi untuk melindungi peralatan dari gangguan. Salah satu gangguan yang terjadi dapat mengakibatkan hubung singkat. Hubung singkat yang terjadi ini dapat diatasi dengan menggunakan recloser yang dapat bekerja secara otomatis. Akan tetapi apabila pengaturan yang diberikan pada Recloser ini tidak tepat hal ini akan menyebabkan Recloser bekerja tidak maksimal. Sehingga hanya akan menambah angka SAIDI dan SAIFI, Kwh yang hilang bertambah besar. Dalam praktek kerja lapangan di PLN Rayon Pancur Batu ini, Recloser dengan rele OCR dan GFR sebagai pengindranya dipasang pada penyulang NR1 yang letaknya dekat dengan area yang sering mengalami gangguan agar dapat meminimalisir pemadaman, sehingga dapat mengurangi angka SAIDI dan SAIFI. Namun pengaturan yang diberikan pada Recloser masih belum tepat sehingga pengurangan angka SAIDI dan SAIFI masih belum maksimal. Kata kunci: Recloser, OCR dan GFR, Penyulang NR1
iii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan Program Diploma III Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Medan. Dan Tugas Akhir ini juga sebagai bukti bahwa penulis telah melaksanakan dan menyelesaikan kegiatan perkuliahan di Politeknik Negeri Medan. Di dalam Tugas Akhir ini penulis akan membahas tentang Pengaruh Pengaturan Recloser Untuk Menanggulangi Gangguan Arus Lebih Dan Gangguan Tanah. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapat bimbingan, bantuan, dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak, baik dalam bentuk materi, moral maupun spiritual, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Junaidi, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Gunoro, M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 4. Ir. N. Banu Saputra, M.T selaku Dosen Pembimbing penulis, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Buat keluarga yang sangat penulis sayangi, terutama kedua orang tua saya, ayahanda Ir. Eddy Silitonga dan Ibunda Dame Ristawati Gultom yang telah memberikan motivasi, semangat dan nasehat terutama doa yang tiada hentinya kepada penulis, dan juga kedua kakak terkasih Friska Silitonga dan Jessica Olivia Silitonga yang selalu membantu dan memotivasi penulis untuk memberikan yang terbaik. 6. Seluruh mahasiswa D3K PLN kelas EL-6E angkatan 2012 atas dukungan yang diberikan kepada penulis.
iv
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar dan seluruh pegawai administrasi Teknk Listrik Politeknik Negeri Medan yang telah membimbing penulis selama melaksanakan pendidikan. 8. Bapak Tarimson Debataraja selaku Manager PT PLN (Persero) Rayon Pancur Batu, Bapak Oksi Primadi selaku Supervisor Teknik PT PLN (Persero) Rayon Pancur Batu, Bang Sugeng Widodo, Bang M. Ibnu Rabbani, OS Distribusi Rayon Pancur Batu dan Seluruh keluarga besar PT. PLN (Persero) Rayon Pancur Batu atas kesempatan dan pengalaman yang diberikan kepada penulis untuk dapat belajar dan memahami tentang distribusi secara langsung. 9. Dan segenap pihak yang belum dapat penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik. Semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Medan, 25 Agustus 2015 Penulis,
Roberto Ruben Silitonga NIM. 1205032125
v
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................. ii ABSTRAK ......................................................................................................... iii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv DAFTAR ISI ...................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .........................................................................................viii DAFTAR TABEL ............................................................................................... x BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah........................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 2 1.4 Tujuan Tugas Akhir..................................................................................... 2 1.5 Manfaat Tugas Akhir .................................................................................. 2 1.6 Teknik Pengumpulan Data ......................................................................... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................... 5 2.1 Landasan Umum .......................................................................................... 5 2.2 Gangguan Pada Jaringan Distribusi ........................................................ 12 2.2.1 Pengertian Gangguan .................................................................... 12 2.2.2 Penyebab Gangguan ...................................................................... 12 2.2.3 Klasifikasi Gangguan .................................................................... 13 2.2.4 Hubung Singkat............................................................................. 14 2.2.5 Statistik Gangguan ........................................................................ 17 2.3 Proteksi Jaringan Distribusi...................................................................... 18 2.3.1 Pengertian Proteksi ........................................................................ 18 2.3.2 Fungsi Proteksi .............................................................................. 18 2.3.3 Persyaratan Sistem Proteksi ........................................................... 18 2.3.4 Alat-Alat Proteksi Pada Jaringan Distribusi ................................... 19 2.3.5 Recloser ........................................................................................ 20
vi
2.3.6 Proses kerja recloser ...................................................................... 26 2.3.7 Cara Kerja Recloser....................................................................... 28 2.3.8 Prinsip Penyetingan Recloser ........................................................ 30 2.3.9 Pemeliharaan Recloser .................................................................. 35 BAB 3 RECLOSER LAPANGAN GOLF PADA PENYULANG NR 1............. 36 3.1. Umum .......................................................................................................... 36 3.2. Recloser Lapangan Golf ........................................................................... 36 3.3. Data Setting Asli (Lapangan) ................................................................... 42 3.4. Data Trip Recloser ..................................................................................... 43 3.5. Data SAIDI dan SAIFI Pada Penyulang NR 1 ...................................... 44 BAB 4 PEMBAHASAN .................................................................................... 46 4.1 Prinsip Kerja Recloser Lapangan Golf ................................................... 46 4.2 Menentukan Arus Hubung Singkat Pada Penyulang NR1 ................... 48 4.3 Koordinasi Setting Recloser Lapangan Golf Dengan Setting Proteksi Pada GI Namorambe ................................................................................. 55 4.4 Pengaruh Koordinasi Setting Recloser Lapangan Golf Dengan Setting Proteksi Pada GI Namorambe Terhadap Area Gangguan .................... 61 BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 64 5.1 Simpulan ..................................................................................................... 64 5.2 Saran ............................................................................................................ 64 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 65 LAMPIRAN.......................................................................................................... 66
vii
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman
2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ................................................................... 5 2.2 Jaringan Radial ............................................................................................. 6 2.3 Jaringan Bentuk Tertutup .............................................................................. 7 2.4 Konfigurasi Tulang Ikan ............................................................................... 7 2.5 Konfigurasi Kluster ....................................................................................... 8 2.6 Konfigurasi Spindel ...................................................................................... 9 2.7 Konfigurasi Fork ........................................................................................... 9 2.8 Konfigurasi Spotload .................................................................................. 10 2.9 Konfigurasi Jala-Jala .................................................................................. 10 2.10 Struktur Garpu ........................................................................................... 11 2.11 Struktur Bunga .......................................................................................... 11 2.12 Struktur Rantai .......................................................................................... 11 2.13 Dahan pohon yang terjatuh mengenai kabel SUTM ................................... 14 2.14 Hubung singkat satu fasa ke tanah ............................................................. 15 2.15 Hubung singkat dua fasa ........................................................................... 15 2.16 Hubung singkat fasa-fasa ke tanah............................................................. 16 2.17 Hubung singkat 3 fasa ............................................................................... 16 2.18 Recloser 1 fasa .......................................................................................... 21 2.19 Layout Recloser 3 fasa tampak depan dan belakang ................................. 23 2.20 Layout Recloser 3 fasa tampak bawah ....................................................... 24 2.21 Blok diagram recloser pengaturan hidrolik ................................................ 26 2.22 Rangkaian R.Proteksi dan Power Suply ..................................................... 29 2.23 Recloser Disetting 4 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen. ........... 31
viii
2.24 Recloser Disetting 4 Kali Operasi Mendapat Gangguan Sementara. .......... 32 2.25 Recloser Disetting 3 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen. ........... 32 2.26 Recloser Disetting 3 Kali Operasi Mendapat Gangguan sementara ............ 33 2.27 Recloser Disetting 2 Kali Operasi Mendapat Gangguan Permanen. ........... 33 2.28 Recloser Disetting 2 Kali Operasi Mendapat Gangguan sementara. ........... 34 2.29 Recloser Disetting 1 Kali Operasi Mendapat Gangguan ............................ 34 3.1 Recloser lapangan golf yang terpasang pada penyulang NR1 ...................... 37 3.2 Recloser tipe SRMC-26 .............................................................................. 37 3.3 Layout recloser tipe SRMC-26 ................................................................... 38 3.4 Box panel control tipe R6 ........................................................................... 39 3.5 Layout recloser box panel tipe R6 .............................................................. 40 4.1 One line diagram peletakan recloser lapangan golf ...................................... 62
ix
DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
3. 1 Setting yang terdapat pada recloser lapangan golf ....................................... 42 3.2 Setting Proteksi Outgoing Penyulang NR 1 (OCR & GFR) .......................... 43 3.3 Data Trip Gangguan Recloser Lapangan Golf November 2014 s/d Mei 2015 ................................................................................................................... 43 3.4 Rekap SAIDI dan SAIFI penyulang NR-1 mulai dari januari 2014 s/d Mei 2015............................................................................................................ 44 4.1 Tabel IHS sebelum dan setelah recloser sampai ujung jaringan .................... 54 4.2 Data setting recloser lapangan golf dan proteksi outgoing penyulang NR-1 .. 55 4.3 Koordinasi OCR antara outgoing dengan recloser lapangan golf ................. 59 4.4 Koordinasi GFR antara outgoing dengan recloser lapangan golf .................. 60
x
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Saat ini kebutuhan listrik adalah kebutuhan utama bagi semua lapisan masyarakat seperti publik, bisnis, industri maupun sosial. Hampir disemua sektor masyarakat memerlukan energi listrik untuk menjalankan kegiatan untuk masingmasing kepentingan, agar kebutuhan listrik disemua sektor ini dapat dipenuhi maka diperlukan suatu sistem tenaga listrik yang handal agar pasokan listrik dapat terjaga dan merata distribusinya untuk semua wilayah yang membutuhkan. PLN adalah perusahaan di Indonesia yang bertanggung jawab mengemban tugas mulia ini, baik dari segi pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Jaringan distribusi adalah ujung tombak dari PLN, karena jaringan distribusi ini adalah sisi yang paling dekat dengan pelanggan atau beban. Jaringan ini dibedakan menjadi jaringan distribusi primer dan sekunder, jaringan distribusi primer adalah jaringan dari transformator gardu induk (GI) sampai ke gardu distribusi, sementara jaringan distribusi sekunder adalah jaringan dari gardu distribusi sampai ke pelanggan atau beban. Jaringan distribusi primer lebih dikenal dengan jaringan tegangan menengah (JTM 20kV) sementara distribusi sekunder adalah jaringan tegangan rendah (JTR 220V/380V). Pada pendistribusian ke pelanggan, terjadinya gangguan merupakan hal yang tidak dapat dihindarkan terutama pada penyulang NR1 di daerah kerja PT PLN rayon pancur batu. Untuk itu dibutuhkan pengaman yang handal, konfigurasi yang tepat, serta pengoperasian sistem yang otomatis agar memberikan unjuk kerja sistem distribusi yang baik. Sehingga dapat meminimalisir daerah gangguan dengan memperkecil durasi gangguan atau System Average Interruption Duration Index (SAIDI) dan meminimalisir jumlah gangguan atau System Average Interruption Frequency Index (SAIFI) pada sesi sebelum recloser. Beberapa variabel yang mempengaruhi indeks tersebut adalah panjang penyulang dan kerapatan beban, konfigurasi saluran dan tegangan yang disalurkan. Salah satu
1
2
metode untuk meningkatkan keandalan jaringan distribusi berdasarkan indeks keandalan adalah dengan menambahkan fuse, sectionalizer atau recloser. Inilah yang mendorong penulis untuk membuat Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh Pengaturan Recloser Untuk Menanggulangi Gangguan Arus Lebih Dan Gangguan Tanah (Studi Kasus Pada Kinerja Recloser Sesi NR1 Di PT PLN Rayon Pancur Batu)” 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang dibahas pada laporan tugas akhir ini adalah : 1.2.1 Bagaimana recloser lapangan golf bekerja ketika terjadi gangguan 1.2.2 Bagaimana Koordinasi Recloser lapangan golf dengan OCR dan GFR yang ada pada Gardu Induk 1.3 Batasan Masalah Dalam pembahasan dan penulisan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi permasalahan pada ruang lingkup : 1.3.1 Laporan tugas akhir ini akan membahas recloser lapangan golf pada penyulang NR 1 1.3.2 Sistem koordinasi recloser yang ada pada penyulang NR1 PT PLN (PERSERO) Rayon Pancur Batu dengan OCR dan GFR yang ada pada Gardu Induk Namo Rambe 1.4 Tujuan Tugas Akhir Adapun tujuan laporan tugas akhir ini adalah : 1.4.1 Untuk mengetahui fungsi recloser pada saat terjadi gangguan 1.4.2 Untuk mengetahui pengaruh pengaturan recloser terhadap koordinasi recloser dengan OCR dan GFR yang ada di Gardu Induk 1.5 Manfaat Tugas Akhir Adapun manfaat tugas akhir ini adalah : 1.5.1 Penulis dapat lebih memahami bagaimana prinsip kerja recloser
3
1.5.2 Diharapkan agar dapat memaksimalkan penggunaan recloser dalam proteksi jaringan distribusi tegangan menengah di PT PLN (Persero) Rayon Pancur Batu 1.6 Teknik Pengumpulan Data Penyusunan Laporan Tugas akhir ini, menggunakan metode: 1.6.1 Studi Lapangan Mengumpulkan data-data yang dibutuhkan mengenai recloser pada penyulang NR 1 di PT PLN (Persero) Rayon Pancur Batu 1.6.2 Studi pustaka Mengumpulkan bahan-bahan literatur yang berkaitan dengan recloser dari materi pekuliahan, buku PLN dan internet 1.6.3 Metode bimbingan
Metode ini dilakukan dengan diskusi dengan dosen pembimbing mengenai tugas akhir ini 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika Penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini : BAB 1. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan dan manfaat, teknik pengumpulan data dan sistematika penulisan dari tugas akhir. BAB 2. LANDASAN TEORI Bab ini berisi uraian teori-teori yang mendukung untuk pengerjaan tugas akhir ini. BAB 3. RECLOSER LAPANGAN GOLF PADA FEEDER NR1 Bab ini berisi data data yang
4
BAB 4. PEMBAHASAN Bab ini membahas permasalahan yang terdapat pada penulisan tugas akhir BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan kesimpulan – kesimpulan yang didapat dari proses penulisan tugas akhir ini serta saran – saran.
