Pertemuan ke : 10 Bab. IX

1
Pertemuan ke 10Bab. IX

• Pokok bahasan Perlindungan Sistem
• Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mengerti
  tentang pola pengamanan sistem distribusi,
  faktor-faktor penyebab gangguan pada sistem
  saluran distribusi maupun saluran transmisi,
  koordinasi pengaman saluran dan mampu untuk
  perawatan sistem saluran.
• Sub Pokok Bahasan
• 1. Klafisikasi saluran
• 2. Pengamanan Sistem Distribusi Tegangan
  Menengah
• 3. Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga, 3 kawat
  dengan Pentanahan Netral Melalui Tahanan Tinggi
• 4. Koordinasi Alat Pengaman
• 5. Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga, 4 kawat
  dengan Pentanahan Netral Secara Langsung

2
Pengantar

• Mengulas materi pada pertemuan sebelumnya dalam
  bentuk tanya jawab.
• Menayakan tentang pengertian secara umum tentang
  proteksi motor 3 fasa.
• Menjelaskan tentang faktor-faktor yang
  menyebabkan gangguan pada motor listrik.
• Menjelaskan materi Proteksi saluran secara umum.

3
1. Klasifikasi saluran

• Klasifikasi saluran untuk keperluan analisis
• a. Saluran pendek yaitu saluran yang mempunyai
  panjang dibawah 80 km.
• b. Saluran menengah yaitu saluran yang
  mempunyai panjang antara 80 s/d 250 km.
• c. Saluran panjang yaitu saluran yang
  mempunyai panjang diatas 250 km.

4

• Klasifikasi saluran menurut tegangan kerja
• a. Tegangan rendah (JTR) 110 s/d 380 Volt
• b. Tegangan menengah (JTM) 6 s/d 20 kV
• c. Tegangan tinggi (STT) 70 s/d 150 kV
• d. Tegangan Ekstra Tinggi (EHV) 220 s/d 500 kV
• Klasifikasi saluran berdasarkan fungsi dalam
  operasi
• a. Sauran Distribusi di Indonesia ditetapkan
  tegangan distribusi sebesar 20 kV
• b. Saluran sub-transmisi Saluran percabangan
  dari saluran tegangan tinggi ke tegangan yang
  lebih rendah
• c. Saluran transmisi menyalurkan daya yang
  besar dari pusat pembangkit listrik ke daerah
  beban atau antara dua lebih sistem

5
2. Pengamanan Sistem Distribusi Tegangan Menengah

• Macam-macam Alat Pengamanan
• a. Pelebur (PL) (Fuse)
• merupakan pengamanan bagian dari saluran dan
  peralatan dari gangguan hubung singkat antar fasa
  (dapat pula sebagai pengaman hubung tanah bagi
  sistem yang ditanahkan langsung dan bagi
  peralatan pada sistem dengan tahanan rendah).
• b. Penutup balik otomatis (PBO) (Automatic
  circuit recloser- recloser)
• Sebuah alat berwadah sendiri, berisi sarana yang
  diperlukan untuk mengindera arus lebih, mengatur
  waktu, dan memutus arus lebih serta untuk menutup
  balik secara otomatis dan memberikan tegangan
  kembali pada saluran.

6

• c. Pemutus beban (PMB) (Circuit Breaker) yang
  dilengkapi dengan
• Relay penutup balik, untuk mengamankan sistem
  terhadap ganguan-gangguan yang bersifat temporer
  dan untuk koordinasi kerja dengan peralatan
  pemutus / pengaman lain di sisi hilir dan saluran
  cabang dari jaringan antara lain SSO dan PL.
• Relay (arus lebih) gangguan tanah sebagai
  pengamanan terhadap gangguan fasa tanah pada
  sistem yang ditanahkan dengan tahanan rendah,
  atau
• Relay (arus lebih) gangguan tanah terarah sebagai
  pengamanan terhadap gangguan fasa tanah bagi
  sistem yang ditanahkan dengan tahanan tinggi.
• Relay arus lebih sebagai pengaman terhadap
  gangguan antar fasa.

7

• d. PBO ke 2 dan seterusnya
• Disamping sebagai pengaman gangguan temporer,
  juga untuk membatasi luas daerah yang padam
  karena gangguan.
• e. Pemisah manual
• Alat pemutus untuk mengurangi luas daerah yang
  padam dan karena gangguan dan mengurangi lamanya
  pemadaman.
• f. Sakelar Seksi Otomatis (SSO)
• Alat pemutus otomatis untuk mengurangi luas
  daerah yang padam karena gangguan.

8

• g. Rele gangguan tanah (Ground fault relay)
• Dipasang pada setiap trafo tenaga di GI
  (khususnya untuk sistem dengan tahanan sentral
  rendah) untuk mengamankan gangguan tanah yang
  tidak dapat ditangani rele arus tanah pada
  saluran utama, khususnya demi keselamatan
  penduduk (misalnya kawat jatuh ke tanah dengan
  tahanan gangguan tinggi).
• h. Indikator gangguan
• Alat untuk mempercepat lokalisasi gangguan.

9

• 3. Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga, 3 kawat
  dengan Pentanahan Netral Melalui Tahanan Tinggi
• A. Sistem Jaringan
• Tegangan nominal 20 kV
• Sistem pentanahan Netral kumparan TM yang
  dihubungkan secara bintang dari trafo utama,
  ditanahkan melalui tahanan dengan nilai tahanan
  sebesar 500 Ohm (arus hubung singkat ke tanah
  maximum 25 A).
• Konstruksi jaringan Pada dasarnya adalah
  saluran udara yang terdiri dari
• saluran utama Kawat AAAC 150 mm2 fasa tiga, 3
  kawat.
• saluran cabang Kawat AAAC 70 mm2.
• Sistem pelayanan radial, dengan kemungkinan
  saluran utama antara jaringan yang bertetangga
  dapat saling dihubungkan dalam keadaan darurat.
• Pelayanan beban Fasa tiga, 3 kawat, tegangan
  20/11,6 kV Fasa satu, 2 kawat fasa,
  tegangan 20kV.

10

• B. Sistem Pengaman
• Pemutus beban (PMB) utama dipasang pada saluran
  utama di GI sebagai pengaman utama jaringan, dan
  dilengkapi dengan alat pengaman (relay)
  
• relay penutup balik untuk memulihkan sistem dari
  gangguan-gangguan yang bersifat temporer dan
  untuk koordinasi kerja dengan peralatan
  pemutus/pengaman lain disisi hilir dan saluran
  cabang dari jaringan antara lain SSO dan PL.
• relay gangguan tanah terarah untuk membebaskan
  gangguan fasa tanah.
• relay arus lebih untuk membebaskan gangguan antar
  fasa.
• Pelebur (PL) dipasang pada titik percabangan
  antara saluran utama (trunk line) dan saluran
  cabang. PL juga dipasang pada sisi primer (20 kV)
  dari trafo distribusi, gunanya untuk mengamankan
  jaringan dan peralatan yang berada di sebelah
  hilirnya terhadap gangguan permanen antar fasa
  dan tidak mengamankan gangguan fasa tanah.

11

• Sakelar seksi otomatis (SSO)
• Sebagai alat pemutus rangkaian untuk dapat
  memisahkan saluran utama dalam beberapa seksi,
  agar pada keadaan gangguan permanen, luas daerah
  (jaringan) yang harus dibebaskan di sekitar
  lokasi gangguan sekecil mungkin. SSO ini membuka
  pada saat rangkaian tidak ada tegangan tetapi
  dalam keadaan bertegangan harus mampu menutup
  rangkaian dalam keadaan hubung singkat. SSO juga
  dipakai untuk membuka dan menutup rangkaian
  berbeban, sakelar ini bekerja atas dasar
  penginderaan tegangan.
• SSO dilengkapi dengan alat pengatur dan trafo
  tegangan sebagai sumber tenaga penggerak dan
  pengindera.

12

• C. Koordinasi Alat-alat Pengaman
• Sakelar seksi otomatis pada sistem distribusi
  berfungsi untuk melokalisasikan gangguan yang
  terjadi pada jaringan utama. Paralatan ini
  terdiri dari pemutus (di Jawa Timur menggunakan
  sakelar vakum), kotak-pengatur dan transformator
  untuk memberi tegangan ke kotak pengatur.
• Cara kerjanya dapat dijelaskan halaman
  berikutnya.

13
4. Koordinasi Alat Pengaman

• Contoh sistem koordinasi untuk jaringan sistem
  radial
• Gambar Prinsip koordinasi antara PMB dengan
  SSO

14

• Misalnya gangguan terjadi pada seksi ke III maka
  urutan kerja alat pengaman alah sebagai berikut
• PMB di gardu induk jatuh.
• Berhubung tidak ada tegangan maka sakelar
  otomatis S1, S2, dan S3 terbuka setelah selang
  waktu T3.
• Setelah dicapai waktu menutup balik maka PMB di
  gardu induk masuk kembali (reclosed).
• S1 mendapat tegangan dan setelah selang waktu T1,
  S1 masuk secara otomatis.
• S2 mendapat tegangan dan setelah selang waktu T1,
  S2 masuk secara otomatis dan seksi III yang
  terganggu dialiri listrik.
• Karena di seksi III masih ada gangguan maka PMB
  jatuh kembali dan setelah selang waktu T3, S1 dan
  S2 terbuka lagi, S2 langsung terkunci karena S2
  waktu merasa bertegangannya cepat (lebih kecil
  dari waktu T2 yang disetel)
• PMB gardu induk masuk kembali setelah dicapai
  waktu menutup balik.
• S1 mendapat tegangan dan setelah selang waktu T1,
  S1 masuk secara otomatis. Seksi I dan seksi II
  mendapat aliran listrik.

15
Catatan

• T1 Waktu mulai kotak pengatur bertegangan
  sampai dengan sakelar (S) masuk kembali secara
  otomatis.
• Biasanya antara 5 10 detik.
• T2 Waktu yang disetel agar S terkunci bila
  waktu merasakan bertegangan lebih kecil dari
  waktu T2 yang disetel. Biasanya 4 7 detik.
• T3 Waktu mulai kotak pengatur tidak
  bertegangan sampai dengan sakelar terbuka.
  Biasanya 0,5 2 detik.
• S Sakelar Seksi Otomatis (SSO).

16

• 5. Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga, 4 kawat
  dengan Pentanahan Netral Secara Langsung
• A. Sistem Jaringan
• Tegangan nominal 20 kV
• Sistem pentanahan Netral ditanahkan langsung
  sepanjang jaringan. Kawat netral dipakai bersama
  untuk saluran tegangan menengah dan saluran
  tegangan rendah.
• Konstruksi jaringan Terdiri dari saluran udara
  dan saluran kabel. Untuk saluran udara terdiri
  dari
• saluran utama Kawat AAC 240 mm2 150 mm2 fasa
  tiga, 4 kawat.
• saluran cabang Kawat AAC 100 mm2 55 mm2 fasa
  tiga, 4 kawat dan 55 mm2 35 mm2 fasa satu, 2
  kawat (fasa netral).
• Sistem pelayanan radial, dengan kemungkinan
  saluran utama antara jaringan yang bertetangga
  dapat saling dihubungkan dalam keadaan darurat.
• Pelayanan beban Fasa tiga, 4 kawat, tegangan
  20/11,6 kV Fasa satu, 2 kawat, tegangan
  20v3 kV.

17

• B. Sistem Pengaman
• Penutup balik otomatis (PBO) dipasang pada
  saluran utama di GI sebagai pengaman utama
  jaringan.Pada jaringan (gt20 km) PBO tidak begitu
  peka untuk menangkap gangguan yang berada jauh
  dari ujung hilir, sehingga untuk pengaman
  gangguan temporer maupun untuk melokalisir
  gangguan daerah sekecil mungkin perlu dipasang
  PBO ke2 atau PBO ke3 pada jarak tertentu.
  Koordinasi antara PBO 1 dan PBO 2 dilakukan
  dengan memilih arus-arus nominal dengan
  mengurangi satu tingkat settiing lamanya dan
  banyaknya buka tutup PBO disisi hilir.
• Pelebur (PL) dipakai sebagai pengaman
  saluran-saluran cabang terhadap gangguan yang
  bersifat permanen. PL juga dipakai sebagai
  pengaman trafodistribusi jenis CSP (Completely
  Self Protected).

18

• Sakelar seksi otomatis (SSO) dipasang sepanjang
  saluran utama atau pada percabangan untuk dapat
  melokalisasi gangguan dalam seksi-seksi yang
  lebih kecil. SSO yang dipasang pada jaringan ini
  membuka pada saat rangkaian tidak ada arus dan
  tidak menutup kembali. Sakelar ini bekerja
  berdasarkan penginderaan dan hitungan arus hubung
  singkat. SSO hanya dipasang bila mana pada sisi
  hulu terpasang PBO.