evaluasi sistem proteksi arus lebih pada sistem ...citee.ft.ugm.ac.id/download51.php?f=16....

Evaluasi Sistem Proteksi Arus Lebih Pada Sistem Kelistrikan

Universitas Gadjah Mada Jalur Barat Berbasis Skenario

Operasional

Tiyono1, Gigih Setyawan

2

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

Jalan Grafika 2 Yogyakarta 55281, Indonesia

email: [email protected], [email protected]

2

Abstract—There are several electrical substations in the

western network of the Universitas Gadjah Mada electricity

network that are not facilitated by protection relay. This

causes a lack of protection that is well coordinated with the

transformer and between the substations. Although there is a

protection relay, the relay only protects at the local level

without coordination with other protection relay. The study

was conducted using ETAP 12.6.0 as software in modeling

and simulation of electricity networks. The analysis of the

protection system coordination is based on feasibility

standards such as IEEE 242-2001, ANSI, and IEC 60255.

The simulation consists of two network operation scenarios,

the open-loop operation scenario which consisting of

coordination of protection against transformers and

coordination between substations, and the close-loop

operation scenarios using directional overcurrent relay. The

unavailability of relay causes coordination between protection

equipment cannot be achieved. Therefore, in any relay that

has installed or not is have to make 125% FLA for the current

pickup in any transformers with a time delay of 300 ms

between primary and secondary protection equipment. In

addition, a system reconfiguration is carry out in the form of a

close loop network to achieve optimal coordination.

Intisari—Terdapat beberapa gardu listrik pada jaringan

kelistrikan Universitas Gadjah Mada jalur barat yang tidak

terfasilitasi oleh rele proteksi. Hal tersebut menyebabkan

tidak adanya proteksi yang terkoordinasi dengan baik

terhadap trafo dan antar gardu. Meskipun terdapat rele

proteksi, rele tersebut hanya memproteksi pada tingkat

lokal tanpa adanya koordinasi dengan rele proteksi lain.

Penelitian dilakukan dengan menggunakan ETAP 12.6.0

sebagai perangkat lunak dalam melakukan pemodelan dan

simulasi jaringan listrik. Analisis koordinasi sistem proteksi

disusun berdasarkan standar kelayakan seperti IEEE 242-

2001, ANSI, dan IEC 60255. Simulasi yang dilakukan

terdiri dari dua skenario pengoperasian jaringan, yaitu

skenario pengoperasian open-loop yang terdiri dari

koordinasi proteksi terhadap trafo dan antar gardu, dan

skenario pengoperasian close-loop dengan menggunakan

rele berarah. Tidak adanya rele menyebabkan koordinasi

antar peralatan proteksi tidak dapat tercapai. Oleh sebab

itu dilakukan pengaturan baik pada rele terpasang maupun

rele yang akan ditambahkan dengan arus pickup pada sisi

primer semua trafo sebesar 125% FLA dengan tunda

waktu 300 ms antar peralatan proteksi primer dan

sekunder. Selain itu dilakukan rekonfigurasi dalam bentuk

jaringan close-loop untuk mencapai koordinasi yang

optimal.

Kata Kunci—Evaluasi Proteksi, Sistem Proteksi,

Koordinasi Proteksi, Rele Arus Lebih

I. PENDAHULUAN

Universitas Gadjah Mada (UGM) merupakan universitas yang bersifat nasional yang berdiri pada 19 Desember 1949. Saat ini Universitas Gadjah Mada memiliki 18 Fakultas, 1 Sekolah Vokasi, dan 1 Sekolah Pascasarjana, dengan jumlah program studi mencapai 251 program studi. Seluruh kegiatan universitas dituangkan dalam bentuk Tri Dharma Perguruan Tinggi yang terdiri atas kegiatan Pendidikan dan Pengajaran, Penelitian, serta Pengabdian kepada Masyarakat [1].

Terciptanya segala bentuk infrastruktur pada tiap tahun tidak terlepas dari kebutuhan energi listrik untuk dapat melayani segala kegiatan baik di bidang akademik maupun non akademik. Pengaruh penambahan infrastruktur terhadap sistem kelistrikan biasanya terjadi adanya ketidak seimbangan beban dan konfigurasi sistem keamanan atau proteksi listrik yang perlu diatur ulang. Kedua hal tersebut akan berpengaruh terhadap kontinuitas penyediaan listrik di lingkungan Universitas Gadjah Mada. Kontinuitas penyediaan listrik sangat erat kaitannya dengan kualitas sistem proteksi jaringan listrik, sehingga setiap adanya penambahan infrastruktur perlu dilakukan kajian atau pengaturan ulang terhadap sistem proteksi listrik.

Sebagian besar peralatan proteksi pada sistem kelistrikan Universitas Gadjah Mada belum terkoordinasi dengan baik karena masih menggunakan peralatan lama (pembuatan sebelum tahun 2000) yang tidak terkoordinasi dengan peralatan proteksi lain atau gardu lain yang terhubung secara langsung. Perlu adanya koordinasi antar peralatan proteksi, terlebih lagi apabila gangguan memiliki nilai yang sangat besar dan peralatan proteksi lokal tidak dapat mengatasi gangguan, maka perlu peralatan proteksi lain yang terkoordinasi untuk mengatasi gangguan tersebut. Hal itu perlu dilakukan supaya gangguan tidak berdampak atau merusak peralatan di sistem lain.

II. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

A. Tinjauan Pustaka

Badaruddin (2012) melakukan penelitian berupa koordinasi proteksi rele arus lebih antara proteksi trafo dengan penyulang pada jaringan spindel tegangan menengah 20 kV. Penelitian dilakukan dengan memberikan gangguan hubung singkat pada titik tertentu. Hasil yang didapatkan adalah pengaturan rele arus lebih harus memperhatikan besarnya arus hubung singkat yang terjadi pada titik gangguan yang terdekat dengan PMT yang dikendalikan oleh rele [2].

CITEE 2019 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 ISSN: 2085-6350

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM 103

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Sujito (2013) melakukan analisis koordinasi antara sekering dengan rele pada jaringan distribusi menggunakan software EDSA 2005. Analisis tersebut menghasilkan bahwa pencegahan gangguan dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan proteksi yang diatur berdasarkan arus yang mengalir dan tundaan waktu terhadap arus gangguan yang lewat pada peralatan [3].

Edo Yanuwirawan (2015) melakukan penelitian berupa koordinasi rele arus lebih dan ground fault di PT. VICO Indonesia. Hasil yang didapatkan adalah dalam mengatur proteksi perlu memperhatikan kurva damage curve peralatan, kurva starting motor, dan kurva magnetisasi trafo. Selain itu juga harus mempertimbangkan kondisi full load pada trafo dan beban di bawahnya [4].

Pada beberapa jurnal ilmiah dijabarkan bahwa pengaturan rele arus lebih untuk dilakukan koordinasi memiliki beberapa metode sederhana. Metode tersebut adalah trial and error, analisis topologi, dan optimasi [5] [6]. Metode trial and error mempunyai kecepatan konvergensi yang lambat dengan nilai iterasi yang besar untuk mencapai nilai pengaturan pada suatu rele. Metode analisis topologi menggunakan teknik penentuan breakpoint kerja rele untuk meminimalisir besarnya jumlah iterasi yang digunakan pada metode trial and error. Metode optimasi dilakukan dengan cara pengaturan TSM atau Time Dial Settings (TDS) pada rele [7]. Metode optimasi menghilangkan kebutuhan untuk menemukan posisi breakpoints. Kelemahan dari metode ini adalah pengaturan rele didasarkan pada tebakan awal [8]. Sesuai dengan kondisi kelistrikan yang semakin kompleks, penggunaan metode trial and error dan analisis topologi tidak efisien dan tidak optimal [9].

B. Dasar Teori

1) Koordinasi Proteksi

Koordinasi proteksi dilakukan berdasarkan urutan kerja rele yang terdapat pada zona primer dan zona sekunder dilihat dari lokasi terjadinya gangguan. Ketika terjadi gangguan, rele pada zona primer yang harus bekerja terlebih dahulu yang kemudian rele pada zona sekunder bekerja apabila gangguan belum terisolir oleh rele pada zona primer. Sistem proteksi primer dan sekunder (backup) harus terkoordinasi secara selektif supaya proteksi sekunder tidak bekerja mendahului proteksi primer [10]. Koordinasi peralatan proteksi memerlukan interval waktu antar peralatan sebagai batas kerjanya.

Tabel 1. Interval Waktu Koordinasi Minimal

Downstream

Upstream

Sekering LVCB Rele

Elektromagnetis

Rele

Statis

Sekering Tidak

Intersect

Tidak

Intersect 0,22 s 0,12 s

LVCB Tidak

Intersect

Tidak

Intersect 0,22 s 0,12 s

Rele Elektromagnetis

0,2 s 0,2 s 0,3 s 0,2 s

Rele Statis 0,2 s 0,2 s 0,3 s 0,2 s

Hal yang perlu diperhatikan dalam koordinasi proteksi, yaitu [11]:

a. Feeder

Ampacity Feeder

Kurva batas beban lebih

Kurva kerusakan hubung singkat

b. Trafo

Arus beban penuh

Kurva through-fault damage

Titik arus magnetisasi

2) Rele Arus Lebih

a) Rele arus lebih definite time

Rele arus lebih yang memiliki karakteristik bekerja berdasarkan waktu tertentu tanpa melihat besarnya nilai arus gangguan. Dengan kata lain, semua gangguan yang melebihi titik pickup-nya akan diputuskan pada waktu yang sama [12].

b) Rele arus lebih inverse time

Rele bekerja dengan karakteristik apabila arus ganguan yang dirasakan semakin besar, maka semakin cepat rele akan beroperasi. Sebaliknya, jika nilai arus gangguan yang diterima bernilai kecil, maka akan beroperasi dalam waktu yang lama [13].

c) Rele arus lebih instantaneous

Rele dengan karakteristik bekerja seketika atau tanpa tundaan waktu. Rele ini digunakan untuk gangguan yang sangat besar berupa hubung singkat yang biasanya memiliki nilai sebesar lebih dari 8x arus nominal.

III. METODOLOGI

A. Diagram Alir Penelitian

Studi dalam evaluasi sistem proteksi arus lebih pada kelistrikan UGM jalur barat dilakukan dengan tahapan seperti pada Gbr. 1.

B. Pemodelan Jaringan

Pemodelan jaringan kelistrikan UGM dilakukan menggunakan perangkat lunak ETAP (Electrical Transient and Anaylisis Program ) dengan data yang bersumber dari single line diagram yang didapatkan dari pihak universitas. Pemodelan jaringan ini berguna untuk melakukan review dan evaluasi sistem kelistrikan terpasang. UGM sendiri berlangganan pada tegangan 20 kV dari GI Kentungan 150 kV dan GI Gejayan 150 kV.

Pengoperasian harian hanya terhubung dengan GI Kentungan dan GI Gejayan berfungsi sebagai gardu cadangan. Pemodelan yang dihasilkan berupa jaringan listrik UGM terpasang yang terkonfigurasi secara Close-Loop akan tetapi dioperasikan harian berupa Open-Loop. Close-Loop memiliki arti bahwa jaringan berbentuk ring dan Open-Loop berbentuk radial.

C. Skenario Pengerjaan

Pengerjaan penelitian dilakukan dengan tiga tahapan skenario. Tahapan tersebut yaitu:

1. Review Sistem Proteksi UGM Tahap pertama dilakukan analisis dengan konfigurasi

dan pengaturan terpasang tanpa ada perubahan apapun.

ISSN: 2085-6350 Yogyakarta, 24-25 Juli 2019 CITEE 2019

104 Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

2. Evaluasi Skenario Pengoperasian Open-Loop Tahap kedua dilakukan analisis pada konfigurasi

jaringan terpasang dengan melakukan evaluasi koordinasi proteksi.

3. Evaluasi Skenario Pengoperasian Close-Loop Tahap ketiga dilakukan analisis dengan mengubah

konfigurasi open-loop menjadi close-loop dan pengubahan rele dari rele arus lebih tak terarah menjadi rele arus lebih terarah (directional overcurrent relay, DOCR)

Gbr. 1. Diagram Alir Penelitian

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Review Sistem Proteksi Universitas Gadjah Mada

1) Zona Proteksi GC 9 (Dept. Teknik Elektro dan

Teknologi Informasi, DTETI) Peralatan proteksi arus lebih terpasang pada zona GC

9 hanya berupa sekering yaitu Sekering12 (Fuse12) sebagai proteksi trafo TR-GC9 dan Sekering13 (Fuse13) sebagai proteksi incoming dari Gardu MIPA Biologi (GC 13) yang merupakan gardu terdekat terhadap Gardu Induk Farmasi. Konfigurasi jaringan GC 9 terhubung oleh dua gardu yang berbeda, yaitu Gardu MIPA Biologi (GC 13) dan Gardu Teknik Mesin (GC 10). Gbr. 2 menampilkan kurva karakteristik proteksi sekering terhadap trafo dan kabel. Kurva Sekering12 berada di sebelah kiri kurva Sekering13 yang mengartikan bahwa kapasitas arus pada Sekering12 lebih kecil daripada kapasitas arus Sekering13, sehingga ketika terdapat gangguan pada sisi downstream GC 9 maka Sekering12 akan bekerja terlebih dahulu.

Dalam proteksi terhadap trafo TR-GC9, kedua kurva sekering berada di sebelah kanan kurva arus inrush, sehingga ketika trafo dalam keadaan energize, sekering tidak bekerja dan mengganggu kinerja trafo. Kurva sekering berada di sebelah kiri kurva ketahanan trafo dan kurva ketahanan kabel GC9-CBL-TR. Hal ini berarti sekering akan terputus terlebih dahulu sebelum gangguan merusak trafo dan kabel.

Gbr. 2. Kurva Karakteristik Proteksi Terpasang Gardu DTETI

(GC 9)

Untuk mengetahui karakteristik koordinasi dari sekering terpasang, diberikan gangguan 3 fase pada incoming trafo TR-GC9. Gangguan menghasilkan arus sebesar 11,754 kA. Sekering12 akan bekerja terlebih dahulu karena kapasitas arus yang dimiliki lebih kecil daripada Sekering13. Di sisi lain, Sekering12 merupakan peralatan proteksi yang terletak paling dekat dengan gangguan. Hasil simulasi koordinasi proteksi dari kedua sekering dapat dilihat pada Gbr. 3.

2) Zona Proteksi GC 10 (Dept. Teknik Mesin dan

Industri, DTMI) Dilakukan analisis koordinasi proteksi arus lebih

Sekering15 (Fuse15), TR-GC10-RLY sebagai rele proteksi primer trafo, dan GC10-RLY1 sebagai rele proteksi sekunder. Konfigurasi GC 10 terhubung ke dua gardu lain, yaitu GC 9 sebagai gardu incoming dan GC 11 sebagai gardu outgoing.

Gbr. 4 menampilkan kurva rele TR-GC10-RLY berada di sebelah kiri dari kurva arus inrush trafo TR-GB1, sehingga ketika trafo sedang dalam keadaan energize maka rele akan memerintahkan CB untuk bekerja (open). Pengaturan tersebut perlu dievaluasi kembali. Untuk koordinasi arus lebih kondisi inverse antara rele TR-GC10-RLY dengan rele GC10-RLY1 sudah benar, karena rele TR-GC10-RLY akan bekerja terlebih dahulu sebelum rele GC10-RLY1. Pada kondisi

Selesai

Ya

Simulasi hasil

pengaturan rele

Rekomendasi

pengaturan rele pada pengoperasian

Open-Loop dan

Close-Loop

Tidak

Ya Pembuatan

Laporan

Tidak Resetting

Rele Setting koordinasi

sesuai standar?

Mulai

Pengumpulan

data

Studi literatur dan persiapan

Verifikasi hasil pemodelan dengan

jaringan terpasang

Pemodelan jaringan

Universitas Gadjah Mada

Review jaringan

kelistrikan terpasang

Setting koordinasi

sesuai standar?



instantaneous perlu ditinjau kembali karena memiliki jeda waktu yang sama dengan tingkat arus pickup yang berbeda, sehingga dapat bekerja bersamaan. Untuk kurva Sekering15 telah terkoordinasi dengan benar terhadap rele TR-GC10-RLY, karena sekering tersebut berfungsi sebagai proteksi cadangan terhadap rele trafo.

Gbr. 3. Kurva Koordinasi Proteksi Arus Lebih Terpasang Gardu

DTETI (GC 9)

Gbr. 4. Kurva Karakteristik Proteksi Terpasang Gardu DTMI

(GC 10)

Gbr. 5 menampilkan karakteristik perlindungan rele dan trafo dengan memberikan arus gangguan 3 fase

sebesar 11,013 kA pada tegangan 20 kV di tingkat terendah 20 kV yaitu incoming trafo TR-GC10. Arus gangguan yang disimulasikan memberikan dampak sekering bekerja terlebih dahulu dengan kecepatan kerja <10 ms dibandingkan rele dengan kecepatan kerja 100 ms pada karakteristik instantaneous.

Gbr. 5. Kurva Koordinasi Proteksi Arus Lebih Terpasang Gardu

DTMI (GC 10)

B. Evaluasi Skenario Pengoperasian Open-Loop

1) Koordinasi Proteksi Terhadap Trafo

a) Zona Proteksi GC 9 (Dept. Teknik Elektro dan

Teknologi Informasi, DTETI)

Perlu adanya penambahan rele di sisi incoming trafo TR-GC9 dengan rele TR-GC9-RLY. Di sisi incoming GC 9 yang berasal dari GC 13 ditambahkan rele GC9-RLY1, dan di sisi outgoing GC 9 yang mengarah ke GC 10 ditambahkan rele GC9-RLY2. Pembahasan hanya difokuskan pada rele TR-GC9-RLY sebagai rele proteksi utama trafo dan rele GC9-RLY1 sebagai rele proteksi sekunder.

Pengaturan TR-GC9-RLY Pengaturan arus pickup rele TR-GC9-RLY untuk

karakteristik inverse dipilih 125% FLA sisi primer trafo TR-GC9.

Arus pickup (Is) = 125% x FLA primer trafo

= 125% x 28,87 A

= 36,09 A ≈ 36 A

Pickup =

=

= 0,9 (t = 200 ms)

Pada karakteristik instantaneous diatur berdasarkan kemungkinan hubung singkat yang terjadi pada trafo dengan melihat impedans trafo. Arus pickup diatur sebesar 50% Isc trafo.

%Z trafo TR-GC9 = 5%



Arus hubung singkat (Isc) =

=

= 577,4 A

Arus pickup (Is) = 50% x Isc

= 50% x 577,4 A

= 288,7 A

Pickup =

=

= 7,2

(t = 100 ms)

Pengaturan GC9-RLY1 Untuk mencapai fungsi rele GC9-RLY1 sebagai rele

proteksi sekunder dari rele TR-GC9-RLY, maka diberikan grading arus dan waktu 300 ms di antara kedua rele tersebut. Pada karakteristik inverse diberikan pengaturan arus pickup sebesar 175% FLA trafo.

Arus pickup (Is) = 175% x FLA primer trafo

= 175% x 28,87 A

= 50,5 A ≈ 50 A

Pickup =

=

= 0,5 (t = 500 ms)

Sedangkan pada karakteristik instantaneous diberikan pengaturan arus pickup sebesar 67% Isc trafo.

Arus pickup (Is) = 67% x Isc

= 67% x 577,4 A

= 386,9 A

Pickup =

=

= 3,8(t = 400 ms)

Berdasarkan hasil evaluasi di atas, kurva karakteristik dan hasil simulasi koordinasi proteksi trafo TR-GC9 pada zona proteksi GC 9 ditunjukkan pada Gbr. 6 dan Gbr. 7.

Gbr. 6. Kurva Karakteristik Proteksi Rele Arus Lebih Trafo

DTETI (TR-GC9)

Gbr. 7. Kurva Koordinasi Proteksi Rele Arus Lebih Trafo

DTETI (TR-GC9)

Koordinasi antara kedua rele dengan trafo sudah baik, karena tidak ada rele yang merusak trafo ketika bekerja memutuskan gangguan. Hal tersebut ditunjukkan pada tidak adanya kurva rele yang memotong kurva ketahanan trafo.

2) Koordinasi Proteksi Antar Gardu



Pembahasan koordinasi proteksi antar gardu pada zona GC 9 hanya berfokus antara rele GC9-RLY2 sebagai outgoing GC 9 ke GC 10 dengan rele GC10-RLY1 sebagai incoming GC 10. Apabila dilihat pada jaringan dengan operasi open-loop, secara berurutan GC 9 merupakan gardu dengan lokasi lebih dekat dengan Gardu Induk Farmasi dibandingkan GC 10. Dengan kata lain, GC 10 berada pada sisi downstream dari GC 9. Pengaturan rele GC9-RLY2 mengacu kepada pengaturan rele GC10-RLY1 dengan grading arus di atas rele GC10-RLY1.

Pengaturan rele GC9-RLY1 dan rele GC10-RLY1 sebagai berikut:

Rele GC9-RLY1 :

Inverse : Is = 50 A ; t = 500 ms

Instantaneous : Is = 386,9 A ; t = 400 ms

Rele GC10-RLY1 :

Inverse : Is = 40 A ; t = 500 ms Instantaneous : Is = 359,2 A ; t = 400 ms

Pengaturan GC9-RLY2 Untuk mencapai fungsi rele GC9-RLY2 sebagai rele

proteksi sekunder dari rele GC10-RLY1, maka diberikan grading arus di antara kedua rele tersebut. Pada karakteristik inverse diberikan pengaturan arus pickup sebesar 110% Is GC10-RLY1. Selain memberikan



grading terhadap rele GC10-RLY1, arus pickup juga harus diatur tidak melebihi 80% FLA kabel GC9-CBL-GC10.

FLA kabel = 209,6 A

Arus pickup (Is) = 110% x Is GC10-RLY1

= 110% x 40 A

= 44 A ≈ 45 A

Pickup =

=

= 0,45 (t = 500 ms)

Sedangkan pada karakteristik instantaneous diberikan pengaturan arus pickup sebesar 105% Is GC10-RLY1.

Arus pickup (Is) = 105% x Is GC10-RLY1

= 105% x 359,2 A

= 377,2 A

Pickup =

=

= 3,77 (t = 400 ms)

Berdasarkan hasil evaluasi kedua rele di atas, kurva karakteristik dan hasil simulasi koordinasi proteksi antara GC9-RLY2 dengan GC10-RLY1 ditunjukkan pada Gbr. 8.

Gbr. 8. Kurva Koordinasi Proteksi Rele Gardu DTETI (GC9-

RLY2) dan Gardu DTMI (GC10-RLY1)

C. Evaluasi Skenario Pengoperasian Close-Loop

Skenario close-loop merupakan skenario dengan dilakukannya pengaktifan terhadap jalur antara Gardu MEP/UT (GB 1) dengan Gardu Induk Ground Barat/RESV (GC 12) yang sebelumnya terputus pada skenario open-loop. Pengaktifan jalur tersebut menjadikan jaringan barat disuplai oleh dua feeder yaitu feeder-1 dan feeder-2, sehingga terbentuk konfigurasi jaringan berbentuk ring. Dengan begitu, apabila terjadi gangguan, arus yang dihasilkan akan datang dari dua arah yang berlawanan.

Untuk mengoptimalkan proteksi pada jaringan ring, akan digunakan rele proteksi arus lebih berarah

(directional overcurrent relay, DOCR) dengan pengaturan masing forward dan reverse. Pengaturan peralatan proteksi dirancang berdasarkan hasil pengujian hubung singkat yang telah didapatkan. Nilai arus hubung singkat maksimal digunakan untuk setting arus instantaneous. Tunda waktu pada antara rele utama dengan rele cadangan sebesar 300 ms sesuai standar IEEE 242-2001.



Rele-rele incoming dan outgoing pada GC 9 terhubung oleh dua feeder, yaitu feeder-1 dengan GC9-RLY1 dan feeder-2 dengan GC9-RLY2. Aliran arus pada kondisi normal mengalir dari rele GC9-RLY1 ke rele GC9-RLY2 hingga ke gardu GC 10 (setelah gardu GC 13).

Pengujian pada daerah GC 9 dilakukan dengan memberikan gangguan hubung singkat 3 fase dan menghasilkan arus gangguan sebesar 12,45 kA. Arus tersebut merupakan arus gangguan yang disuplai oleh feeder-1 sebesar 8,61 kA dan feeder-2 sebesar 3,84 kA.

Tabel 2. Pengaturan Rele Proteksi Arus Lebih Berarah

Lokasi Name Tag

Arah Gardu

Label Rele Arah Is

(kA) t

(s)

Fak.

MIPA Biologi

GC13-

RLY2

Dept.

TETI

OC1 67 Forward 8,61 0,7

OC2 67 Reverse 1,24 0,4

Dept. TETI

GC9-

RLY1

Fak.

MIPA Biologi

OC1 67 Forward 8,61 0,4

OC2 67 Reverse 1,24 0,7

GC9-

RLY2

Dept.

TMI

OC1 67 Forward 7,15 0,7

OC2 67 Reverse 3,84 0,4

Dept.

TMI

GC10-

RLY1

Dept.

TETI

OC1 67 Forward 7,15 0,4

OC2 67 Reverse 3,84 0,7

Rele GC9-RLY1 dan rele GC9-RLY2 diatur sebagai

rele proteksi primer, sedangkan rele GC13-RLY2 pada gardu GC 13 dan rele GC10-RLY1 pada gardu GC 10 sebagai rele sekunder. Hal tersebut diatur sedemikian rupa karena sesuai dengan susunan konfigurasi jaringan GC 9. Dilihat dari arah arus dan lokasi GC 9, maka kedua rele primer diatur sebagai rele arus lebih berarah (directional). Pengaturan tersebut dikarenakan kedua rele pada GC 9 akan merasakan arus gangguan searah dan berlawanan arah dengan arus saat keadaan normal. Rele GC9-RLY1 diatur dengan dua kondisi, yaitu kondisi pertama berupa forward sebagai proteksi primer GC 9 dengan tunda waktu 400 ms, dan reverse sebagai proteksi sekunder rele GC13-RLY2 dengan tunda waktu 700 ms. Sedangkan untuk GC9-RLY2 diatur dengan kondisi forward sebagai proteksi sekunder rele GC10-RLY1 dengan tunda waktu 700 ms, dan kondisi reverse sebagai proteksi primer GC 9. Pada bagian ini, rele GC13-RLY2 juga diatur sebagai rele sekunder dari rele GC9-RLY1 dan rele GC10-RLY1 sebagai rele sekunder dari rele GC9-RLY2.

Gbr. 9 menunjukkan bahwa pengaturan pada masing-masing rele sudah benar dan sesuai dengan yang



direncanakan. Hal tersebut dikarenakan rele GC9-RLY1 dan rele GC9-RLY2 bekerja pertama kali sebagai proteksi primer, kemudian dengan tunda waktu 300 ms rele GC13-RLY2 dan rele GC10-RLY1 bekerja sebagai proteksi sekunder.

Gbr. 9. Kurva Koordinasi Proteksi Rele Berarah Gardu DTETI

(GC 9)

V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapatkan dari analisis dan

pembahasan adalah sebagai berikut:

1. Perlu dilakukan pengaturan pada arus pickup rele sisi

primer trafo sebesar 125% FLA dengan tunda waktu

300 ms antara rele primer dan rele sekunder (backup).

2. Pengaturan koordinasi proteksi antar gardu perlu

memperhatikan adanya proteksi sekunder (backup)

pada trafo di gardu yang bersangkutan.

3. Pengubahan konfigurasi jaringan dari open-loop

menjadi close-loop mengakibatkan pengaturan ulang

rele proteksi.

4. DOCR pada jaringan close-loop diatur dengan dua

kondisi, yaitu forward dan reverse.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih disampaikan kepada seluruh pihak Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi FT UGM yang telah memfasilitasi penelitian penulis.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Universitas Gadjah Mada. (2016) [Online].

https://ugm.ac.id/id/tentang

[2] Badaruddin, "Koordinasi Proteksi Rele Arus Lebih Pada

Jaringan Spindel Tegangan Menengah 20 kV," Jurnal

Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana, vol. 3, p. 125,

2012.

[3] Sujito, "Koordinasi Proteksi Arus Lebih Pada Jaringan

Distribusi Menggunakan Software EDSA 2005," TEKNO,

p. 27, 2013.

[4] E. Yanuwirawan, M. Pujiantara, dan R. Wahyudi, "Studi

Koordinasi Proteksi Rele Arus Lebih dan Ground Fault

Pada Sistem Eksisting PT. Vico Indonesia, Kalimantan

Timur," Jurnal Teknik ITS, vol. 4, pp. A-148, 2015.

[5] M. Singh, B.K. Panigrahi, dan A.R. Abhyankar, "Optimal

Overcurrent Relay Coordination in Distribution System,"

Proceedings - 2011 International Conference on Energy,

Automation and Signal, pp. 822-827, Des. 2011.

[6] M. Ezzeddine dan R. Kaczmarek, "A Novel Method for

Optimal Coordination of Directional Overcurrent Relays

Considering Their Available Discrete Settings and Several

Operation Characteristics," Electric Power Systems

Research, vol. 81, pp. 1475-1481, Juli 2011.

[7] M. M. Mansour, S. F. Mekhamer, dan N. El-Kharbawe, "A

Modified Particle Swarm Optimizer for the Coordination

of Directional Overcurrent Relays," IEEE Transactions on

Power Delivery, vol. 22, no. 3, pp. 1400-1410, Juli 2007.

[8] Z. Moravej, M. Jazaeri, dan M. Gholamzadeh, "Optimal

Coordination of Distance and Over-Current Relays in

Series Compensated Systems Based on MAPSO," Energy

Conversion and Management, vol. 56, pp. 140-151, Apr.

2012.

[9] M.H. Hussain, S.R.A. Rahim, dan I. Musirin, "Optimal

Overcurrent Relay Coordination: A Review," Procedia

Engineering, vol. 53, pp. 332-336, 2013.

[10] A. W. Sasongko, Analisis Koordinasi Proteksi Arus Lebih

Pada Yakin Offshore Platform PT. Chevron Indonesia

Company.: Universitas Gadjah Mada, 2010.

[11] Smith, P.E. Thomas P., The ABC's of Overcurrent

Coordination.: EPowerEngineering, Januari, 2006.

[12] IEEE, IEEE Buff Book 242, IEEE Recomended Practice

for Protection and Coordination of Industrial and

Comercial Power Systems. New Jersey: IEEE, 2001.

[13] I Nengah Sumerti, Diktat Proteksi. Yogyakarta:

Universitas Gadjah Mada, 2014.



https://ugm.ac.id/id/tentang

evaluasi sistem proteksi arus lebih pada sistem ...citee.ft.ugm.ac.id/download51.php?f=16....

Documents