STUDI PERENCANAAN KEBUTUHAN TRANSFORMATOR dan PROTEKSINYA di GARDU INDUK 150 kV/120 MVA BUDURAN II/SEDATI Arif Kurniadhi (2209 105 025) Dosen Pembimbing : Ir. Syariffudin Mahmudsyah, M. Eng Ir. Teguh Yuwono Teknik Sistem Tenaga Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 20112
Permasalahan
Bagaimana kebutuhan listrik di Surabaya, derah rungkut-sedati khususnya serta cadangan kapasitas daya suplai dari GI yang ada untuk menyuplai kebutuhan energi listrik saat ini dan tahun–tahun mendatang. Aspek–aspek apa saja yang perlu dipertimbangkan dalam pembangunan Gardu Induk 150 KV / 120 MVA Buduran II/Sedati. Bagaimana peranan Gardu Induk 150 KV / 120 MVA Buduran II/Sedati untuk menyuplai kebutuhan listrik di Surabaya, khususnya daerah rungkut-sedati.
Latar belakang Pembangunan GI Sedati 150 kV/120 MVA
Kapasitas GI penyuplai daerah Surabaya selatan (rungkut,sedati dan sekitarnya)pembebanannya rata-rata sudah 70% Pertumbuhan kebutuhan tenaga listrik daerah rungkut dan sekitarnya yang terus meningkat utamanya pelanggan industri
Perbaikan mutu dan keandalan penyaluran tenaga listrik ke konsumen
Pengambilan data dan analisis
4
Gardu Induk 150 kV Definisi….?????
Gardu induk 150 kV Pada distribusi sistem letaknya berada setelah STT(saluran udara tegangan tinggi) Fungsinya untuk menurukan dari tegangan tinggi (150kV) ke tegangan menengah (20kV) dan ke tegangan rendah (380 v dan 220 v)
Komponen Penyusun GIS
http://www.toshibatds.com/tandd/products/trans/en/m_gitrans.htm
Kenapa GIS…..???
Karena gas transformator terisolasi tidak perlu konservator,
ketinggian ruangan transformator dapat dikurangi.
Selain itu, tidak-mudah terbakar dan non-ledakan tangki karakteristik dapat menghapus peralatan pemadam kebakaran dari kamar transformator.
Akibatnya, gas terisolasi transformator, reaktor shunt gas terisolasi dan panel GIS kontrol dapat dipasang di ruang yang sama.
Dengan pengaturan..tersebut, suatu gardu gas SF6sepenuhnya teriso lasi dapat dipersempit luas lahan untuk GI
Dikarenakan luas lahan yang terbatas untuk GI Sedati II, maka GI sedati II menggunakan tipe GIS(gas insulated Switchgear)
Lokasi GI Sedati
Rencananya GI sedati akan dibangun di lahan milik PLN yang berada di Jl. Rajawali desa Wedi Kecamatan Gedangan, Sidoarjo, berikut gambar peta lokasinya.
9
Komponen Utama GI
Switchyard (switchgear
Transformator Daya
Neutral Grounding Resistance (NGR)
Circuit Breaker (CB)
Disconnecting Switch (DS)
Lightning Arrester (LA)
Current Transformer (CT)
Potential Transformer (CT)
Transformator Pemakaian Sendiri (TPS) Rel (Busbar)
Gedung kontrol Panel Kontrol Panel Proteksi (panel relay proteksi) Sumber DC Gardu Induk Panel Kubikal 20 KV Sistem Proteksi Proteksi Transformator Daya Proteksi Penghantar/ SUTT Proteksi Busbar dan Penyulang 20 KV
Analisa Peramalan Beban
DKL 3.01 & SimpleSimple-E
11
No
kecamatan
Pertumbuhan Penduduk Surabaya
Surabaya Pusat 1Tegalsari 2Genteng 3Bubutan 4Simokerto Surabaya Utara Pabean 5Cantikan 6Semampir 7Krembangan 8Kenjeran 9Bulak Surabaya Timur 10Tambaksari 11Gubeng 12Rungkut Tenggilis 13Mejoyo 14Gunung Anyar 15Sukolilo 16Mulyorejo Surabaya Selatan 17Sawahan 18Wonokromo 19Karangpilang 20Dukuh Pakis 21Wiyung 22Wonocolo 23Gayungan 24Jambangan Surabaya Barat 25Tandes 26Sukomanunggal 27Asemrowo 28Benowo 29Pakal 30Latarsantri 31Sambikerep Jumlah
Luas Wilayah (km2)
Kepadatan Penduduk
Penduduk (2000)
Penduduk (2010)
4.29 4.05 3.86 2.59
19,927 11,375 21,854 30,571
93,465 54,505 87,883 84,380
21.787 13.491 22.768 32.579
6.8 8.76 8.34 7.77 6.72
10,222 17,028 12,071 21,368 5,584
72,744 154,455 114,506 131,857
10.698 17.632 13.730 9.144
8.99 7.99 21.08
22,845 15,998 5,711
188,886 132,986 111,286
5.52 9.71 23.68 14.21
13,093 6,356 5,057 6,655
76,154 51,055 100,148 85,292
13.769 5.258 4.227 6.002
6.93 8.47 9.23 9.94 12.46 6.77 6.07 4.19
24,861 15,844 7,899 6,472 5,462 11,706 7,073 11,001
188,766 146,875 71,478 57,246 51,780 81,660 39,837 39,234
27.239 17.341 7.744 5.759 4.156 12.044 6.563 9.364
11.07 9.23 15.44 23.73 22.07 18.99 23.68
9,254 11,038 2,759 2,028 2,088 2,695 3,407
93,459 107,514 36,937 67,074
8.433 11.648 2.392 1.456
78,334
2.147
2,599,796
1.07% 21.011 per 16.644 5.279 10 tahun
*Sumber BPS Jatim 2010 12 3,303,050
Pertumbuhan Penduduk Sidoarjo No
Kecamatan 1Sidoarjo 2Buduran 3Candi 4Porong 5Krembung 6Tulangan 7Tanggulangin 8Jabon 9Krian 10Balongbendo 11Wonoayu 12Tarik 13Prambon 14Taman 15Waru 16Gedangan 17Sedati 18Sukodono Jumlah
Luas Wilayah 62.56 41.03 40.67 29.82 29.55 31.21 32.29 81.00 32.50 31.40 33.92 36.06 34.23 31.54 30.32 24.06 79.43 32.68 714.27
penduduk (2000) penduduk (2010) 146,615 194,051.00 65,154 92,334.00 92,897 145,146.00 69,337 65,909.00 53,039 58,358.00 67,308 87,422.00 71,149 84,580.00 47,683 49,989.00 88,572 118,685.00 57,357 66,865.00 61,666 72,009.00 53,645 60,977.00 60,924 68,336.00 176,704 212,857.00 210,426 232,298.00 106,630 132,847.00 67,469 92,468.00 66,430 111,121.00 1,563,015 1,945,252.00
1.19% per 10 tahun
*Sumber BPS Jatim 2010 13
Jumlah Pelanggan Listrik per Sektor di Surabaya Tahun
Rumah Tangga
Komersil
Industri
Publik
Energi (Gwh)
Penduduk (jiwa)
2010
79675
1508
356
1901
456.15
2011
80192
1508
389
1925
478.74
255.671 255.945
2012
80709
1509
425
1937
502.53
256.249
2013
81226
1510
464
1949
527.61
256.553
2014
81743
1511
507
1962
554.04
256.857
2015
82260
1511
554
1974
581.90
257.161
2016
82776
1512
604
1987
611.28
257.465
2017
83293
1513
660
1999
642.26
257.769
2018
83810
1514
721
2011
674.95
258.073
2019
84327
1514
787
2024
709.44
258.377
2020
84844
1515
860
2036
745.84
258.407
Pelanggan Listrik terbesar Surabaya yaitu pelanggan
Rumah Tangga
*Sumber BPS 14 Jatim 2010
Proyeksi Konsumsi Energi Listrik di Surabaya 10 tahun mendatang (GWh GWh)) Tahun
RT
Komersil
Publik
Industri
Total
t
Pel.Rt
Pel.K
Pel.Pt
Pel.Pt
Pel.Tt
2010
79675
59756
1901
356
141689
2011
80192
60144
1925
389
142650
2012
80709
60532
1937
425
143603
2013
81226
60919
1949
464
144559
2014
81743
61307
1962
507
145518
2015
82260
61695
1974
554
146482
2016
82776
62082
1987
604
147450
2017
83293
62470
1999
660
148422
2018
83810
62858
2011
721
149400
2019
84327
63245
2024
787
150383
2020
84844
63633
2036
860
15 151373
Perbandingan Konsumsi Energi Listrik Daerah Rungkut Rungkut--Sedati Tahun 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
DKL Simple-e selisih(%) 2180.23 26106.2 91.65 2693.06 28637.6 90.60 2584.27 31450 91.78 2497.63 34540.5 92.77 2431.78 37746.2 93.56 2385.59 41251.7 94.22 2358.08 44734.7 94.73 2348.50 48512.3 95.16 2356.24 52609.3 95.52
16
Setting OCR (Over Current Rele Rele))
Setelah dilakukan perhitungan hubung singkat pada bus 20 kV dan bus 150 kV maka untuk mengamankan trafo 60 MVA, settingannya sebagai OCR Sisi berikut OCR Sisi OCR Sisi 150 Tap
Penyulang 20 Incoming 20 kV kV 1,2 1,0 0,7
Aktual Iset
480 A
2000 A
280 A
NCT
400/5
2000/5
400/5
Tds
0,225
0,275
0,375
Waktu
0,5 dtk
1 dtk
1,5 dtk
Kurva
Standart Invers
Standart Invers
Standart Invers
kV
17
Kurva Setting OCR (Over Current Rele Rele))
18
Setting GFR (Ground Fault Rele Rele))
Setelah dilakukan perhitungan hubung singkat pada bus 20 kV dan bus 150 kV maka untuk mengamankan trafo 60 MVA, settingannya sebagai berikut GFR Sisi GFR Sisi GFR Sisi Tap
Penyulang Incoming 20 kV 20 kV 0,1 0,1
150 kV 0,15
Aktual Iset
5A
5A
60 A
NCT
50/5
50/5
400/5
Tds
0,25
0,25
1,0
Waktu
1 dtk
8 dtk
2 dtk
Kurva
Standart Invers
Long Time Standart Invers Invers
19
Kurva Setting GFR (Ground Fault Rele Rele))
20
Setting Rele Differensial Sisi Tegangan Tinggi (HV)
Sisi Tegangan Rendah (LV)
Kapasitas Kerja
150
20
Teg (kV)
231
1732
400/5
2000/5
Arus Nominal (A)
Setting CB (circuit breaker) CB
Rating Seting
Primer Trafo
1940,4 A (2 kA)
Sekunder Trafo
14554,078 A (25 kA)
Perhitungan Ukuran Kabel
Pada perhitungan kabel perlu diketahui kapasitas arus yang melewati dan media yang dilalui oleh kabel tersebut. Untuk penggunaan di udara kabel dapat menghantar arus lebih tinggi daripada kabel yang ditanam dalam tanah. Kapasitas arus yang terlewatkan pada kabel dipengaruhi oleh besarnya inti, untuk kabel yang digunakan kelas XLPE dengan tipe N2XSY, dimana kabel ini mempunyai kemampuan thermal isolasi sampai 90oC adapun untuk konduktivitas tembaga dengan diameter 400 mm2 mempunyai kapasitas hubung arus dalam tanah sebesar 652 A pada pemasangan posisi sejajar dengan jarak minimal 7 m dengan begitu untuk penggunaan arus nominal sebesar 1730 A maka dibutuhkan kabel sebanyak 4 x dengan koreksi sebesar 0,73
KESIMPULAN
Pembangunan GI baru di daerah sedati menjadi salah satu solusi untuk mengimbangi pertumbuhan daerah ini yang cukup pesat ditambah dengan adanya satu objek vital bandara internasioanal Juanda.
Penentuan kapasitas GI sedati 120 MVA dirasa sudah tepat melihat hasil peramalan beban maka kapasitas tersebut masih dapat membackup hingga 5 tahun ke depan, untuk membantu kinerja GI Rungkut.
Pengamanan Transformator Distribusi secara elektrikal menggunakan : OCR (over current rele),GFR (ground fault rele),Rele differensial,CB(Circuit Breaker)
Kapasitas CB menggunakan tegangan nominal 24Kv frekuensi 50Hz dan rating 25kA.
Kabel yang menghubungkan sisi sekunder transformator ke bus 20 kV menggunakan jenis isolasi XLPE dengan kapasitas arus nominal sebesar 1732A, karena itu dipilih kabel dengan diameter 400mm2 berkapasitas 652 A sebanyak 4 buah kabel.
Dengan menggunakan setting rele pengaman yang cepat dapat dihindari terjadinya salah kerja serta terwujud pengamanan yang baik dan andal untuk transformator GI khususnya.
SARAN
Perlu adanya upaya dari pemerintah daerah untuk mendorong realisasi program Pembangunan GI ini, mengingat beban GI Rungkut sudah semakin bertambah pembebanannya, dan untuk mengimbangi pertumbuhan daerah yang cukup pesat.
Pembangunan GI sedati bisa menjadi alternatif jaringan distribusi sebagai pengganti GI Surabaya Selatan yang sampai sekarang masih belum terealisasi pembangunannya.
TERIMA KASIH
Perhitungan Hubung Singkat
