TUGAS AKHIR
Strategi Over Load Shedding (OLS) Dalam Meminimalkan Pemadaman Penyaluran Tenaga Listrik Di Wilayah Sub Sistem Cibatu Pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV Mekarsari
Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh : Nama
: Deni Rahmat Gunawan
NIM
: 41412110010
Jurusan
: Teknik Elektro
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2014 i
KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan Puji dan Syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan Proyek Akhir ini, dengan judul “Strategi Over Load Shedding (OLS) Dalam Meminimalkan Pemadaman Penyaluran Tenaga Listrik Di Wilayah Sub Sistem Cibatu Pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV Mekarsari” Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) di Universitas Mercu Buana. Dalam penulisan dan penyusunan Tugas Akhir ini, penulis
banyak
dibantu dan didukung oleh berbagai pihak, sehingga pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat : 1.
Bapak Yudhi Gunardhi, ST, MT sebagai Ketua Program Studi Teknik Industri
2.
Bapak Ir. Badaruddin, MT sebagai Dosen Pembimbing.
3.
Jajaran Manajemen PT. PLN (Persero) P3B Jawa Bali APP Karawang.
4.
Jajaran personil AE/JE dan SPV Jardgi GITET Cibatu APP Karawang.
5.
Istriku Nurul Faozah serta ketiga buah hatiku tercinta Yoga Nugraha Gunawan, Cesia Kamelia Gunawan dan Sonia Lionita Gunawan yang selalu memberikan doa, semangat dan dukungannya. iii
6.
Seluruh Dosen serta Karyawan-karyawati Universitas Mercu Buana.
7.
Rekan-rekan Mahasiswa Program Kelas Karyawan Universitas Mercu Buana.
8.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhir kata, penulis mempersembahkan Tugas Akhir ini, semoga dapat
bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Jakarta, Februari 2014
Penulis
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………………………………...
i
LEMBAR PERNYATAAN…………………………...................................
i
LEMBAR PENGESAHAN…………………………....................................
ii
ABSTRAK.....................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR……………………………………………………....
iv
DAFTAR ISI………………………………………………………………..
vi
DAFTAR TABEL…………………………………………………………..
x
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………..
xi
BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………
1
1.1. Latar Belakang……………………………………………....
1
1.2. Rumusan Masalah…………………………………………...
2
1.3. Batasan Masalah…………………………………………….
3
1.4. Tujuan Penilitian…………………………………………….
3
1.5. Metodologi Penulisan…………………………………….....
4
1.6. Sistematika Penulisan………………………………............
4
BAB II SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK…………………..........
6
2.1. Sistem Tenaga Listrik…………………………………….....
6
2.1.1. Sistem Pembangkitan………………………………....
7
2.1.2. Sistem Transmisi dan Gardu Induk...………………...
8
2.1.3. Sistem Distribusi…………….......................................
10 v
2.2. Pengertian Dasar Proteksi……………………………...........
11
2.2.1. Fungsi Proteksi……………………………………….
11
2.2.2. Daerah Pengamanan (Zone of Protection)…………....
15
2.2.3. Pengaman Utama dan Pengaman cadangan………......
16
2.2.4. Persyaratan Terpenting Pengaman………...................
19
2.2.5. Klasifikasi Relai.............................................................
24
2.3. Sistem Proteksi dan Kontrol Penghantar SUTT………….....
26
2.3.1. Pengertian………………………………….................
26
2.3.2. Pola Proteksi Penghantar…………………………......
27
2.4. Pola Proteksi Transformator…………...................................
32
2.4.1. Macam Proteksi Transformator…………....................
35
2.3.2. Daerah Proteksi Transformator………………….........
41
BAB III SISTEM PROTEKSI OVERLOAD SHADDING............................
43
3.1. Transformator Arus (CT)…………………………………....
43
3.1.1. Rangkaian Transformator Arus………………………
43
3.1.2. Definisi Yang Berhubungan dengan Akurasi CT…….
44
3.1.3. Kelas Akurasi..................................…………………..
47
3.1.4. Burden CT..........................................………………..
48
3.2. Relai Arus Lebih (RAL)………………………………….....
48
3.2.1. Wiring Relai Arus Lebih……………………………..
49
3.2.2. Karakteristik Relai Arus Lebih………………….........
50
3.3. Teleproteksi……………………………................................
52
3.4. Relai Overload Shadding………………………………........
54 vi
3.5. Koordinasi Antara RAL/OCR dengan OLS………………...
56
BAB IV RELAI OVERLOAD SHADDING SUTT 150 kV MEKARSARI 1-2 GI CIBATU….......................................................................................
59
4.1. Subsistem Cibatu……………………………........................
59
4.2. Pembebanan SUTT 150 kV GI Cibatu–GI Mekarsari 1-2.....
61
4.3. Data Nominal Arus Peralatan Bay SUTT 150 kV Mekarsari 1 – 2 GI Cibatu…………………………………………................
63
4.4. Perhitungan Setting/Setelan OCR dan OLS SUTT 150 kV Mekarsari 1 – 2 GI CIbatu.....................................................
65
4.5. Sistem OLS SUTT 150 kV GI Cibatu – GI Mekarsari 1 – 2..
70
4.5.1.Target Pemadaman........................................................
70
4.5.2.Analisa Perhitungan Pembebanan.................................
71
BAB V PENUTUP…………………………………………….......
72
5.1. Kesimpulan………………………………………………….
72
5.2. Saran………………………………………………………...
73
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….
74
vii
LAMPIRAN 1.
WIRING/RANGKAIAN OLS SUTT CIBATU - MEKARSARI 1 – 2 DI GITET CIBATU
2.
WIRING/RANGKAIAN TRIPPING DI GI PARUNGMULYA
3.
SINGLE LINE DIAGRAM GITET CIBATU
4.
SINGLE LINE DIAGRAM GI CIBATU
5.
SINGLE LINE DIAGRAM GI PARUNGMULYA
6.
PERHITUNGAN SETTING MENGGUNAKAN PROGRAM MATHCAD 14E
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Pola Proteksi Penghantar 150 KV dan 70 KV........................
28
Tabel 2.2.
Pola Proteksi Penghantar 500 KV …………….....................
28
Tabel 2.3.
Pola Proteksi Transformator sesuai SPLN 52-1 : 1983..........
33
Tabel 2.4.
Jenis Gangguan, Proteksi dan Akibat Gagal Proteksi............
42
Tabel 3.1.
Batas Kesalahan Akurasi Kelas Proteksi................................
47
Tabel 3.2.
Nilai a dan n Kurva Karakteristik...........................................
51
Tabel 4.1.
Langgam pembebanan SUTT 150 kV GI Cibatu – GI Mekarsari
Tabel 4.2.
sirkit 1 - 2 tahun 2013.............................................................
61
Menunjukan Koordinasi Waktu Kerja OCR dan OLS...........
68
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bagan Satu Garis Sistem Tenga Listrik..................................
6
Gambar 2.2. Pusat Pembangkit Tenaga Listrik (PLTU).............................
7
Gambar 2.3. Sistem Transmisi Tegangan Ektra Tinggi (SUTET)..............
9
Gambar 2.4. Sistem Gardu Induk (GI Beban).............................................
10
Gambar 2.5. Bagan Satu Garis Sistem Tenga Listrik..................................
11
Gambar 2.6. Sistem Proteksi untuk Relai Arus...........................................
13
Gambar 2.7. Sistem Proteksi untuk Relai Arus dan Tegangan...................
14
Gambar 2.8. Proteksi Sistem Tenaga Listrik dan Daerah Pengamanannya..
15
Gambar 2.9. Daerah Pengamanan Utama dan Pengamanan Cadangan.........
19
Gambar 2.10. Komponen Sistem Proteksi SUTET.........................................
26
Gambar 2.11. Komponen Sistem Proteksi SUTT............................................
27
Gambar 2.12. Komponen Utama Relai Proteksi..............................................
27
Gambar 2.13. Prinsip Kerja Skema Perbandingan Arus..................................
29
Gambar 2.14. Prinsip Kerja Skema Arus Seimbang........................................
29
Gambar 2.15. Bagan Satu Garis Gardu induk 150/20 kV................................
35
Gambar 2.16. Relai Bucholz............................................................................
36
Gambar 2.17. Relai Suddent Pressure..............................................................
37
Gambar 2.18. Relai Jansen (OLTC).................................................................
37
Gambar 2.19. Relai Suhu/Temperatur.............................................................
38
Gambar 2.20. Fire Protection / SERGI............................................................
40
Gambar 2.21. Daerah Proteksi Transformator Tenaga....................................
41 x
Gambar 3.1. Rangkaian Notasi CT................................................................
44
Gambar 3.2. CT 150 kV.................................................................................
46
Gambar 3.3. Relai Arus Lebih dengan 3 fasa OCR.......................................
49
Gambar 3.4. Relai Arus Lebih dengan 3 fasa OCR dan 1 fasa GFR.............
49
Gambar 3.5. Relai Arus Lebih dengan 2 fasa OCR dan 1 fasa GFR.............
50
Gambar 3.6. Macam Kurva Karakteristik Inverse (TMS=0,1)......................
52
Gambar 3.7. Media PLC pada SUTT.............................................................
53
Gambar 3.8. Penampang Kabel Fiber Optic..................................................
54
Gambar 3.9. Koordinasi antara OCR dan OLR.............................................
56
Gambar 4.1. Subsistem Cibatu.......................................................................
59
Gambar 4.2. Single Line Diagram GITET Cibatu.........................................
59
Gambar 4.3. Single Line Diagram GI Cibatu................................................
60
Gambar 4.4. Relai Arus Lebih (RAL)/OCR SUTT 150 kV Mekarsari 1......
63
Gambar 4.5. Relai Arus Lebih (RAL)/OCR SUTT 150 kV Mekarsari 2......
64
Gambar 4.6. Relai Overload Shedding (OLS) SUTT 150 kV Mekarsari 1...
64
Gambar 4.7. Relai Overload Shedding (OLS) SUTT 150 kV Mekarsari 2...
64
Gambar 4.8. Grafik Perbandingan Waktu Kerja OCR dan OLS...................
69
Gambar 4.9. Skema OLS SUTT 150 kV Mekarsari 1 – 2.............................
70
Gambar 4.10. Prinsip Kerja OLS SUTT 150 kV Mekarsari 1 – 2...................
71
xi
