Disusun oleh: Annisa Wigati 3.39.11.0.02 TUGAS AKHIR STUDI TENTANG RELE DIFFERENTIAL PADA BUSBAR GANDA DI GARDU INDUK 150 kV KALISARI Disusun oleh: Annisa Wigati 3.39.11.0.02

Latar belakang Busbar adalah bagian utama dalam suatu gardu induk yang berfungsi sebagai tempat terhubungnya semua bay , baik bay line maupun bay trafo. Umumnya gardu induk didesain dengan konfigurasi dua busbar (double busbar). Dalam pengoperasiannya, busbar tidak terlepas dari kondisi abnormal/ganggguan dan kondisi normal. Gangguan pada busbar bersifat destruktif /merusak. Hal ini akan mempengaruhi keandalan sistem dalam menyalurkan pasokan daya, juga akan terganggu. Oleh karena itu di busbar terdapat sistem proteksi yang harus bekerja sensitif apabila ada gangguan di dalam daerah proteksi busbar dan stabil apabila ada gangguan di luar daerah proteksi busbar.

Sistem PROTEKSI TENAGA LISTRIK ~ Generator Step up Transformer Busbar SUTET SKTT Trafo Distribusi Interbus SUTT SKTM SUTM

Gambar Konfigurasi Busbar Ganda dan Kompartemen Busbar Ada beberapa jenis konfigurasi busbar yang digunakan saat ini, salah satunya adalah jenis konfigurasi busbar ganda/ double busbar. Busbar ganda adalah gardu induk yang mempunyai dua busbar. Gardu induk konfigurasi busbar ganda sangat efektif untuk mengurangi terjadi pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan / manuver sistem. Di dalam busbar harus ada PMT kopel yang fungsinya untuk menghubungkan kedua busbar , pada saat pemindahan sistem/beban dari busbar 1 ke busbar 2.

Diagram Satu Garis Gardu Induk 150 kV Kalisari PENJELASAN BUSBAR GANDA DAN KONFIGURASI JENIS BUSBAR GANDA 2 BREAKER

tUJUAN Tujuan penulisan Tugas Akhir adalah sebagai berikut : Mengetahui sistem proteksi pada busbar ganda Menghitung setting arus gangguan yang terjadi pada busbar ganda Menentukan letak terjadinya gangguan Dapat mengetahui bagaimana cara men setting pengaman utama/ Rele differential pada busbar ganda

Fungsi sistem proteksi Untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih normal serta sekaligus mengamankan bagian yang masih normal dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar. Peralatan sistem proteksi antara lain yaitu : PMT sebagai target, CT/PT sebagai input sedangkan rele , wiring sebagai proses dari input , dan baterai/sumber DC. Salah satu dari peralatan sistem proteksi adalah rele.

Rele Rele merupakan salah satu sistem proteksi tenaga listrik yang berfungsi mendeteksi gangguan / kondisi abnormal yang selanjutnya memberi perintah trip pada pemutus tenaga / PMT. Input (CT/PT) Output (PMT/CB) Proses (Rele / Wiring)

Cara Kerja Rele Kondisi Normal PMT B PMT A IA R CT A CT B IB PENJELASAN CARA KERJA SAAT NORMAL Idiff = 0 R CT A CT B IB

Kondisi Gangguan di Luar Daerah Pengaman PMT A PMT B IA R CT B CT A IB F1

Kondisi Gangguan di Dalam Daerah Pengaman PMT A PMT B F 2 R CT B CT A IA IB

Syarat – Syarat Sistem Proteksi Sensitif Selektif Cepat Handal Ekonomis dan Sederhana DIJELASKAN SATU PER SATU

Sistem Pengaman Pada Busbar Sistem pengaman pada busbar dibagi menjadi 2 yaitu Pengaman utama dan pengaman cadangan. Pengaman Utama adalah pengaman yang menjadi prioritas pertama untuk membebaskan / mengisolasi gangguan atau menghilangkan kondisi tidak normal di busbar / gangguan internal. Sebagai pengaman utama pada busbar adalah Rele differential. Pengaman Cadangan adalah pengaman yang akan bekerja ketika gangguan pada sistem busbar tidak dapat dibebaskan / diisolasi oleh proteksi utama. Sebagai pengaman cadangan pada busbar adalah rele arus lebih (OCR).

Rele differential Semua arus yang masuk dan keluar dari busbar dibandingkan satu sama lain. Pada kondisi sistem normal atau terjadi gangguan di luar zona proteksi busbar, tidak ada resultan arus yang mengalir ke rele diferensial busbar sehingga rele tidak bekerja. Namun sebaliknya apabila terjadi gangguan di dalam zona busbar, maka akan timbul resultan arus yang besar dan mengalir ke rele diferensial busbar sehingga rele bekerja.

Jenis rele differential busbar Rele Differential busbar ada 2 jenis yaitu Rele Differential jenis High Impedance adalah Rele busbar jenis high impedance dipasang dengan semua CT dalam satu zona busbar harus mempunyai rasio yang sama serta membutuhkan stabilizing resistor dan tahanan non linier. Rele Differential jenis Low Impedance adalah Rele differential jenis low impedance merupakan Perbedaan (differential) arus yang melalui daerah yang diamankan yang akan melalui operating coil relay dan dibatasi CT tidak harus menggunakan rasio yang sama karena rele differential jenis low impedance merupakan rele digital / numerik

Komponen bantu rele differential busbar Transformator arus ( CT ) berfungsi sebagai alat pengindera yang merasakan apakah keadaan yang diproteksi dalam keadaan normal atau mendapat gangguan. Dan melakukan transformasi dari besaran arus yang besar menjadi besaran arus yang kecil secara akurat dan teliti untuk keperluan pengukuran dan proteksi.

Fungsi Trafo Arus / CT Trafo arus pengukuran Trafo arus proteksi Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian tinggi pada daerah kerja (daerah pengenalnya) 5% - 120% arus nominalnya dan tingkat kejenuhannya relatif rendah. Trafo arus untuk proteksi, memiliki ketelitian tinggi pada saat terjadi gangguan dimana arus yang mengalir beberapa kali dari arus pengenalnya dan tingkat kejenuhan cukup tinggi Fungsi Trafo Arus / CT

DATA PARAMETER SETTING RELE DIFFERENTIAL PADA BUSBAR GANDA GEC ALSTOM MCAG Rele differential merupakan pengaman yang paling sensitif dan dapat diandalkan jika terjadi gangguan internal di busbar. Rele differential yang terdapat di Gardu Induk Kalisari 150kV adalah rele differential jenis high impedance. DATA PARAMETER SETTING RELE DIFFERENTIAL PADA BUSBAR GANDA

DATA RELE DIFFERENTIAL DATA TRAFO ARUS Merek = GEC ALSTOM Tipe = MCAG Model = MCAG34F1BB0005B No.Seri = 755306H (R); 755307H (S); 763722H (T) Lokasi = GI KALISARI Tanggal dipasang= 22 November 1999 Arus Nominal = 1 A Power Supply = 110/125 V Trafo Arus / CT Bay TBROK = 600 – 1200/1 A Bay KRAPK = 600 – 1200/1 A Bay SLIMA = 500 – 1200/1 A Bay KOPEL = 1000 – 2000/1 A Bay TRAFO 1 = 150 – 300/1 A Bay TRAFO 2 = 1000 – 2000/5 A Bay INC.TRAFO= 1000 – 2000/1 A Range Setting = 0,4 pu Operating time = Instanteneoues Data umum Trafo Arus/CT di Gardu Induk 150 kV Kalisari bay Kopel Merek / Tipe = HOLEC / TRISEP Lokasi = GI Kalisari Tegangan Operasi= 150 kV Tegangan Nominal= 170 kV No.Seri = 1 Tanggal Operasi= 01/05/1996 BIL = 750 kV Short circuit = 40 kA Ratio = 1000 – 2000/1A Arus term = 40 kA Arus dyn = 40 kA Rated = 1250

Perhitungan setting rele differential pada busbar ganda Meliputi : Perhitungan setting rele differential jenis high impedance Perhitungan setting rele differential jenis low impedance

Perhitungan Setting Rele Differential Jenis High Impedance Dari data yang terdapat pada bab 3 untuk setting arus kerja rele yang terdapat di Gardu Induk 150 kV Kalisari sebesar Iset = 0,3 Ampere untuk bus I dan bus II, setelan arus ditentukan dari In = 20 % - 40 % arus nominal CT pada sisi sekunder. Arus nominal 1 A, Burden rele = 6 VA (standby) + 0,3 VA (when energized), Ratio CT 2000/1A, Tahanan CT = 15 ohm, Tahanan kabel = 1 ohm,Tahanan rele = 0,025 ohm dan Arus gangguan (If) = 40000A. Data tersebut untuk mengetahui stabilitas resistor pada rele differential jenis high impedance.

Stabilitas Resistor (Rst) pada Jenis High Impedance Tegangan Setting Stabilitas Resistor (Rst) = 1/ Iset x (Vs – VA / Iset) Ώ = 1/0.3 x (510,75 – 6,3 / 0,3 ) Ώ = 1632,5 Ώ Tegangan Setting Tegangan Setting (Vset) = k x Vs dengan k (faktor keamanan) = 1,5 – 2,0 Sehingga Vset = 1,5 x 340,5 = 510,75 V Tegangan Kerja (Vs) pada Jenis High Impedance Tegangan Kerja (Vs) = if/ CT Ratio x (Rct + 2 RL + Rr ) = 4000 / 2000 x (15 + 2 + 0,025) = 340,5 V

Perhitungan Setting Rele Differential Jenis Low Impedance 1. Arus Kerja Minimum (Id) Iop = (0.15 – 0.2) x In (pu) 2. Karakteristik Kerja (Slope) Slope – 1 = 20 – 50 % Slope – 2 = 50 – 80 %

Grafik Karakteristik Rele Differential Jenis Low Impedance

Analisa Setting Rele Differential Pada Busbar Ganda

Hasil setting rele differential jenis high impedance

Hasil setting rele differential jenis low impedance

kesimpulan Sistem proteksi pada busbar ganda adalah sistem proteksi yang bertugas mengamankan pertama kali saat gangguan terjadi dan bekerja secara instant. Sistem proteksi ini harus bekerja secara sensitif, selektif, cepat, handal dalam mengatasi apabila ada gangguan internal. Pengaman pada busbar ganda berfungsi untuk mengatasi gangguan dari sistem. Cara kerja rele differential dimaksudkan untuk mengetahui bekerja atau tidaknya rele differential jika dalam keadaan normal Idiff = 0 (rele tidak bekerja karena tidak ada perbandingan arus), dalam keadaaan gangguan di luar busbar Idiff = 0 (rele tidak bekerja/stabil) sedangkan jika terjadi gangguan di dalam busbar Idiff ≠ 0 (rele akan bekerja karena ada perbandingan arus). Cara men setting rele differential pada busbar ganda dengan cara melakukan prosedur yang telah ditentukan yaitu sebagai berikut : membuat rangkaian pengujian rele differential kemudian pilih setting dari rele yang akan diuji, setelah pilih setting lalu setel posisi kontrol dari alat uji

referensi Firdaus, Jamaah Akhmad.2009.”Proteksi Sistem Tenaga Listrik”. Semarang : Politeknik Negari Semarang. Rafi, Muhammad.2013. “Analisis Rele Pengaman Peralatan dan Line Transmisi Switchyard GITET Baru 500 kV PT PLN (PERSERO) di Kediri”. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember . PT.PLN (Persero).”Buku Pedoman O&M Pemeliharaan Proteksi dan Kontrol Busbar.” PT.PLN (Persero).”Buku Pedoman O&M Pemeliharaan Trafo Arus”. PT.PLN (Persero). Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa-Bali 2013. ” Pedoman dan Petunjuk Sistem Proteksi Transmisi dan Gardu Induk Jawa-Bali”. Jakarta. Bambangms.2014.Trafo Instrumen Mengenal Karateristik Saturasi dari Trafo Arus Tegangan Menengah. http://trafoinstrumen.wordpress.com/ 2014/06/25/mengenal-karakteristik-saturasi-dari-trafo-arus-tegangan-menengah/, (25 Juni 2014).

Sekian