SKRIPSI
STUDI PENGAMAN BUSBAR PADA GARDU INDUK AMLAPURA
I MADE DIAN PURNAWAN
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
SKRIPSI
STUDI PENGAMAN BUSBAR PADA GARDU INDUK AMLAPURA
I MADE DIAN PURNAWAN NIM. 1104405015
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
i
STUDI PENGAMAN BUSBAR PADA GARDU INDUK AMLAPURA
Tugas Akhir Ini Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Starata1) Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
I MADE DIAN PURNAWAN NIM 1104405015
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: I Made Dian Purnawan
Nim
: 1104405015
TandaTangan
:
Tanggal
:
Desember 2015
iii
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat-Nya penyusunan tugas akhir / skripsi dengan judul “Studi Pengaman Busbar Pada Gardu Induk Amlapura” ini akhirnya dapat terselesaikan. Berbagai tantangan dan hambatan yang sulit telah dihadapi penulis selama proses penyusunan tugas akhir / skripsi ini, namun semua itu berhasil dilewati berkat adanya dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini izinkan penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada: 1.
Bapak Prof. Ir. Ngk. Putu Gede Suardana, MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2.
Bapak I Wayan Gede Ariastina, ST, M.Eng.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak Ir. I Gede Dyana Arjana, MT. sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan banyak petunjuk, bimbingan dan dukungan moral kepada penulis selama penyusunan tugas akhir / skripsi ini.
4.
Bapak Ir. I Wayan Rinas, MT. sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan tuntunan dalam penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan selama menjalankan perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana.
5.
Segenap dosen dan staf pegawai Teknik Elektro Universitas Udayana yang telah banyak membantu selama proses perkuliahan.
6.
PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali, Area Pelaksana Pemeliharaan (P3B JB APP) yang telah membantu dalam memberikan informasi dan data-data dalam penyusunan tugas akhir / skripsi ini.
7.
Yang tercinta Orang Tua, saudara dan semua keluarga besar yang telah memberikan banyak kasih sayang, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak terhingga. v
8.
Rekan-rekan Elektro angkatan 2011 yang senantiasa memberikan semangat, motivasi dan dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi ini.
9.
Semua pihak yang terlibat dalam pengerjaan tugas akhir / skripsi ini namun tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir / skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan YangMaha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tugas akhir / skripsi ini.
Bukit Jimbaran, Desember 2015
Penulis
vi
ABSTRAK
Pengaman busbar adalah suatu sistem proteksi yang berperanan penting dalam mengamankan gangguan yang terjadi pada busbar itu sendiri. Sistem proteksi ini harus bekerja secara sensitif, selektif, cepat, dan harus stabil untuk gangguan yang terjadi diluar daerah proteksi busbar. Pada Gardu Induk Amlapura, jika salah satu busbar mengalami gangguan atau tidak adanya pengaman yang mengamankan busbar tersebut seperti yang ada pada Gardu Induk lain, akan mengakibatkan adanya ketidakseimbangan yang dirasakan oleh sistem dan dapat mengakibatkan kontinyuitas aliran daya dapat terganggu. Dalam penelitian ini dilakukan perhitungan arus hubung singkat yang terjadi pada busbar 150 kV Gardu Induk Amlapura dan perhitungan impedansi rele jarak pada saluran transmisi Gardu Induk Gianyar – Gardu Induk Amlapura. Tujuan dari perhitungan arus hubung singkat dan impedansi ini adalah dapat digunakan sebagai acuan dalam menambahkan pengaman pada busbar di Gardu Induk Amlapura. Untuk analisis arus hubung singkat ini dijalankan dengan bantuan software ETAP 12.6 dan perhitungan impedansi menggunakan perhitungan manual. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil yaitu untuk hasil simulasi short circuit busbar A dan B Gardu Induk Amlapura didapatkan arus gangguan yang terjadi yaitu sebesar 5,538 kA. Untuk hasil perhitungan impedansi Zona 1 (80%) primer adalah 1,9721 + J 5,715 Ω Zsekunder dengan time delay sebesar 0 detik atau bekerja seketika, Zona 2 (120%) primer adalah 5,55 + J 16,0836 Ω Z primer, Zona 2 (120%) sekunder adalah 2,958 + J 8,5726 Ω Zsekunder dengan time delay sebesar 0,4 detik. Kata Kunci : Busbar, Rele, Short Circuit Analysis, impedansi
vii
ABSTRACT
Busbar protection is a protection system that plays an important role in securing the disruption of the busbar itself. This protection system should work in a sensitive, selective, rapid, and must be stable to disturbance outside the region busbar protection. At the substation Amlapura, if one busbar impaired or absence of the busbar securing safety as on the other substation, will lead to an imbalance perceived by the system and can lead to continuity of power flow can be disrupted. In this research, the calculation of short circuit current that occurs at the busbar 150 kV substation relay Amlapura and impedance calculation distance on the transmission line substation Gianyar - substation Amlapura. The purpose of the calculation of short circuit current and the impedance of this is that it can be used as a reference in adding security to the busbar at the substation Amlapura. For the analysis of short circuit current is run with the help of software ETAP 12.6 and impedance calculations using manual calculation. Based on the calculations that have been done shows that for short circuit simulation results busbar A and B obtained Amlapura substation fault current that occurs in the amount of 5.538 kA. For the calculation of the impedance zone 1 (80%) primer is 1.9721 + 5.715 Ω A Zsecondary with a time delay of 0 seconds or work instantly, Zone 2 (120%) primer is 5.55 Ω Z + J 16.0836 primary, Zone 2 (120%) the secondary is 2.958 + J 8.5726 Ω Zsecondary with a time delay of 0.4 seconds. Keywords: Busbar, Rele, Short Circuit Analysis, impedance
viii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL .........................................................................................
i
LEMBAR PRASYARAT ..............................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ..............................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................................
iv
UCAPAN TERIMAKASIH ..........................................................................
v
ABSTRAK .....................................................................................................
vii
ABSTRACT...................................................................................................
viii
DAFTAR ISI .................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xi
DAFTAR TABEL..........................................................................................
xii
DAFTAR SINGKATAN ...............................................................................
xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang...................................................................................
1
1.2 RumusanMasalah..............................................................................
2
1.3 TujuanPenelitian ...............................................................................
3
1.4 ManfaatPenelitian .............................................................................
3
1.5 RuangLingkupdanBatasanMasalah ..................................................
3
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 TinjauanMutakhir .............................................................................
4
2.2 Tinjauan Pustaka...............................................................................
5
2.2.1 Gambaran Umum Sistem Tenaga Listrik ...............................
5
2.2.2 Rele Pengaman .......................................................................
7
2.2.3 Dasar – dasar rele pengaman ..................................................
7
2.2.4 Fungsi Rele Pengaman ...........................................................
8
2.2.5 Syarat – syarat Rele Pengaman ..............................................
8
2.2.6 Daerah Pengaman (Protective Zone)......................................
11
2.2.7 Rele Jarak (Distance Relay) ...................................................
12
2.2.8 Prinsip Kerja Rele Jarak .........................................................
13
ix
2.2.9 Setting Rele Jarak ..................................................................
16
2.2.10 Impedansi Saluran Transmisi ...............................................
18
2.2.11 Prinsip Dasar Perhitungan Arus Hubung Singkat ................
19
2.2.12 Busbar (Rel)..........................................................................
20
2.2.13 Sistem Zone Time Actual......................................................
22
2.2.14 Gangguan Pada Busbar.........................................................
24
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian...........................................................
27
3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian.....................................................
27
3.2.1 Sumber data ............................................................................
27
3.2.2 Metode Pengumpulan Data ....................................................
27
3.2.3 Jenis Data................................................................................
27
3.3 Tahap Penelitian ...............................................................................
28
3.4 Anailis Data ......................................................................................
28
3.5 Alur Analisis.....................................................................................
29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Gambaran Umum Busbar di Gardu Induk Amlapura......................
30
4.2 Data Penghantar Sistem Bali ...........................................................
32
4.3 Data Beban di Gardu Induk Amlapura ............................................
32
4.4 Data Busbar 150 kV Gardu Induk Amlapura ..................................
32
4.5 Perhitungan Arus Hubung Singkat pada GI Amlapura ...................
33
4.6 Zona Pengaman GI Gianyar – GI Amlapura ...................................
35
4.7 Perhitungan Impedansi ....................................................................
36
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan..........................................................................................
39
5.2 Saran ................................................................................................
39
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
40
LAMPIRAN.....................................................................................................
41
x
