Laporan Magang Pengujian Distance Relay [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1.



Latar Belakang Kerja Magang Sekolah Tinggi Teknik – PLN adalah sekolah yang bertujuan untuk



mendirikan perguruan tinggi yang modern di bidang energi dan kelistrikan, mandiri, mampu berkompetisi dan unggul. Sehingga dapat membentuk sarjana dan ahli teknik yang handal dan memiliki daya saing dalam era globalisasi untuk membangun masa depan Indonesia. Dalam program S1 terdapat mata kuliah kerja magang yang ditujukan kepada mahasiswa tingkat akhir untuk mendapatkan pengalaman kerja, serta menerapkan teori-teori yang telah didapatkan selama perkuliahan, dan juga sebagai syarat kelulusan program S1. Untuk menempuh mata kuliah ini, penulis melakukan kerja magang di PT.PLN (Persero) P3B Jawa Bali Area Pelaksana Pemeliharaan (APP) Cawang. PT. PLN (Persero) P3B Jawa Bali APP Cawang merupakan salah satu unit pelaksanaan PLN yang berada di wilayah kerja PLN P3B Jawa-Bali. Terletak di jalan Cililitan Besar No 1, Cawang-Cililitan, Jakarta Timur 13640. PT. PLN (Persero) P3B JB APP Cawang mengelola satu Basecamp yaitu Basecamp Cawang dan 14 GI yang tersebar di wilayah Jakarta Timur, Jakarta Selatan, dan Bekasi. Gardu induk tersebut diantaranya GITET Bekasi, GI Bekasi, GIS Cawang Baru, GI Cawang Lama, GIS Mampang Baru, GIS Mampang Lama, GIS Duren Tiga, GIS Pulomas, GIS Cipinang, GIS Miniatur (di TMII), GI Gandaria, GIS Pondok Kelapa, GIS Penggilingan, dan GI Jatirangon. Keandalan sistem sangat diperlukan dalam pelayanan jaringan listrik, salah satunya adalah sistem proteksi pada peralatan maupun pada jaringan Transmisi



2



dan Distribusi PT PLN (Persero), pada saluran Transmisi 150 kV biasanya di pasang relay jarak (Distance Relay). Distance relay digunakan sebagai pengaman utama (main protection) pada suatu sistem transmisi, baik SUTT maupun SUTET, dan sebagai cadangan atau backup. Distance relay bekerja dengan mengukur besaran impedansi (Z), dan transmisi dibagi menjadi beberapa daerah cakupan pengamanan yaitu Zone-1, Zone-2, dan Zone-3, serta dilengkapi juga dengan teleproteksi (TP) sebagai upaya agar proteksi bekerja selalu cepat dan selektif didalam daerah pengamanannya. 1.2.



Tujuan Kerja Magang Adapun tujuan penulisan laporan kerja magang adalah sebagai berikut : 1 Memenuhi persyaratan mata kuliah jenjang Strata Satu (S1) Elektro yaitu kerja magang (4 sks) di STT-PLN Jakarta. 2 Mempelajari teori yang didapat dalam kuliah dan penerapannya di lapangan. 3 Penulis ingin memperoleh wawasan tentang dunia kerja, khususnya di PT PLN (Persero). 4 Mengetahui dan memahami konsep dasar distance relay. 5 Memahami fitur-fitur pada Distance Relay Quadramho SHPM 101. 6 Mengetahui dan memahami cara pengujian distance relay.



1.3.



Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang akan dibahas adalah: 1 Apa saja kegiatan magang yang dilakukan di PT. PLN (Persero) P3B JB APP Cawang? 2 Bagaimana mengetahui prinsip kerja distance relay? 3 Bagaimana mengetahui cara melakukan pengujian distance relay?



1.4. hanya



Batasan Masalah Penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam laporan ini yaitu membahas



mengenai



Quadramho SHPM 101.



langkah



pengujian



distance



relay Alsthom



3



1.5.



Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan kerja magang ini dibagi menjadi lima bab,



dimana tiap bab diuraikan sebagai berikut: Bab satu pendahuluan berisi tentang latar belakang kerja magang, tujuan kerja magang, manfaat kerja magang, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan, Bab dua membahas mengenai konsep dasar distance relay, pola proteksi relay, zona pengamanan distance relay, serta karakteristik distance relay gec alsthom quadramho shpm 101, bab tiga berisi mengenai laporan kegiatan harian yang dilakukan berserta uraian kegiatan magang, bab empat berisi mengenai simpulan dan saran.



BAB II DISTANCE RELAY GEC ALSTHOM QUADRAMHO SHPM 101



2.1 Distance Relay Relai jarak adalah relai penghantar yang prinsip kerjanya berdasarkan pengukuran impedansi penghantar. Impedansi penghantar yang dirasakan oleh relai adalah hasil bagi tegangan dengan arus dari sebuah sirkit. Relai ini mempunyai ketergantungan terhadap besarnya SIR dan keterbatasan sensitivitas untuk gangguan satu fasa ke tanah. Relai ini mempunyai beberapa karakteristik seperti mho, quadrilateral, reaktans, adaptive mho dan lain-lain. Sebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan pola teleproteksi seperti PUTT, POTT dan



4



blocking. Jika tidak terdapat teleproteksi maka relai ini berupa step distance saja. (SPLN T5.002-2:2010). Relai jarak sebagai proteksi utama mempunyai fungsi lain yaitu sebagai proteksi cadangan jauh (remote backup) untuk penghantar di depan maupun belakangnya (Zone-2, Zone-3, Zone-3 reverse). Relai ini biasanya dilengkapi dengan elemen power swing blocking untuk mencegah malakerja relai akibat ayunan daya (power swing). Relai jarak mengukur tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang terlihat dari relai, dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat ditentukan. Perhitungan impedansi dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : Vf Zf = If Dimana: Zf : Impedansi gangguan (ohm) Vf : Tegangan gangguan (Volt) If : Arus gangguan (Amp) Relai jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan impedansi seting, dengan ketentuan : a. Bila nilai impedansi gangguan lebih kecil dari pada impedansi seting relai maka relai akan trip. b. Bila nilai impedansi gangguan lebih besar dari pada impedansi seting relai maka relai tidak trip. 2.2 Pola Proteksi Relay Pola pengaman pada relai jarak ditentukan berdasarkan kebutuhan untuk keamanan peralatan maupun keandalan operasi namun disisi lain tidak mengesampingkan aspek-aspek investasi. 2.2.1 Pola Basic



5



Pola basic pada relai jarak merupakan pola kerja relai jarak yang bekerja instance pada area seting zone-1, bekerja dengan backup time untuk zone-2 dan zone-3 tanpa dilengkapi fasilitas teleproteksi (sending receive sinyal pada saat relai mendeteksi adanya gangguan).



Gambar 2.1 Pola Basic



2.2.2 Pola Teleproteksi Pada dasarnya relai jarak memberikan tripping seketika untuk gangguan pada kawasan zone-1, yang mencakup sekitar 80 % dari panjang saluran. Sedangkan untuk gangguan di luar daerah zone-1 relai akan trip dengan waktu tunda. Untuk kehandalan sistem diperlukan fasilitas teleproteksi agar gangguan sepanjang saluran dapat ditripkan dengan seketika pada kedua sisi ujung saluran. Pola ini dapat digambarkan sebagai berikut:



Gambar 2.2. Pola Pengaman Teleproteksi



1 Pola PUTT (Permissive Underreach Transfer Trip)



6



Prinsip Kerja dari pola PUTT : Pola ini umumnya dioperasikan/ diterapkan pada relai jarak sebagai proteksi untuk saluran transmisi panjang dan menengah. a. Pengiriman sinyal carrier dilakukan bila gangguan dirasakan pada zone-1 b. Trip seketika (waktu zone-1) terjadi pada dua kondisi sebagai berikut : 1) Gangguan pada zone-1 2) Relai mendeteksi gangguan pada zone-2 dan menerima sinyal carrier dari GI lawan Sehingga diagram logikanya dapat digambarkan sebagai berikut :



Gambar 2.3. Pola PUTT



Kelebihan pola PUTT : a) Untuk gangguan di daerah ujung saluran yang diamankan (zone-2), relai di kedua ujung saluran yang diamankan akan trip seketika karena menerima sinyal trip dari relai di ujung lawannya.



7



Gambar 2.4. Kelebihan pola PUTT



b) Jika pengiriman sinyal gagal, relai diharapkan masih bisa selektif artinya relai masih bekerja walaupun dengan pola basic. c) Komunikasi cukup membutuhkan channel half duplex. Kekurangan pola PUTT : a) Adanya sinyal trip palsu dari relai B akan menyebabkan relai A bekerja seketika untuk gangguan diluar daerah yang diproteksi tetapi masih zone-2, sehingga relai tidak selektif.



Gambar 2.5. Kekurangan pola PUTT



b) Jika pengiriman sinyal gagal, dari A ke B tidak akan terjadi trip seketika tetapi trip dengan t2 (Iebih lambat) sesuai penyetingan relai. c) Trip seketika bisa tidak terjadi jika pada salah satu ujung saluran tidak ada/ kecil infeed (pembangkitan), hal ini dapat digambarkan sebagai berikut :



8



(1) Pada saat terjadi gangguan relai A akan mengirimkan sinyal trip ke B tetapi B tidak melihatnya sebagai zone-2 karena arus yang mengalir melalui relai B sangat kecil G



Gambar 2.6a. Pola PUTT pada kondisi Weak Infeed



(2) Ketika PMT A sudah terbuka, arus mengalir melalui B (sehingga B melihat zone 2) tetapi relai tidak akan trip seketika karena relai A sudah berhenti mengirim sinyal.



Gambar 2.6b. Pola PUTT pada kondisi Weak Infeed



(3) Pada penghantar pendek penggunaan relai jarak pola PUTT



tidak



direkomendasikan



untuk



digunakan.



Penghantar pendek dengan nilai resistif yang besar akan membuat relai bekerja diluar daerah kerjanya. (4) Kelemahan PUTT pada gangguan High resistance. Kedua relai akan membaca sebagai zone-2 2 Pola POTT (Permissive Overreach Transfer Trip) Prinsip kerja pola POTT: Pola POTT umumnya diterapkan pada saluran transmisi dengan panjang pendek dan menengah : a. Pengiriman sinyal carrier dilakukan bila gangguan dirasakan pada zone-2 starting.



9



b. Trip seketika (waktu zone-1) terjadi pada dua kondisi sebagai berikut: 1) Gangguan pada zone-1. 2) Relai mendeteksi gangguan pada zone-2 dan menerima sinyal carrier dari GI lawan. Sehingga diagram logikanya dapat digambarkan sebagai berikut:



Gambar 2.7. Pola proteksi POTT



Kelebihan pola POTT : Untuk gangguan yang terjadi ditengah saluran dengan gangguan tahanan tinggi, dimana kedua relai akan merasakan impedansi zone-2 starting, relai di kedua ujung saluran yang diamankan akan trip seketika karena sama-sama menerima sinyal trip dari relai diujung yang lain. Kekurangan pola POTT : a) Jika pengiriman sinyal gagal, dari A ke B tidak akan terjadi trip seketika



tetapi



trip



dengan



t2



(Iebih



lambat)



sesuai



penyetingan relai dikedua sisi. b) Jika pada saat yang bersamaan terjadi gangguan diluar daerah yang diamankan, maka relai kedua sisi akan ikut bekerja secara instantaneous (tidak selektif).



Gambar 2.8. Kekurangan pola POTT



3 Pola Blocking



10



Pola ini umumnya dioperasikan/ diterapkan pada relai jarak sebagai



proteksi



untuk



saluran



transmisi



pendek.



Untuk



kedepannya disarankan untuk tidak menerapkan pola blocking pada transmisi pendek tapi direkomendasikan menggunakan line current differensial. a. Pengiriman sinyal blocking (agar relai tidak bekerja) dilakukan oleh zone arah belakang (reverse). b. Jika relai A merasakan gangguan di zone-2 dan relai B mendeteksi gangguan tersebut pada zone-3 reverse, maka relai B akan mengirim sinyal blocking ke relai A sehingga relai A tidak trip seketika tetapi trip dengan waktu tunda t2 (waktu zone-2). c. Trip seketika akan terjadi untuk dua kondisi berikut : 1) Gangguan pada zone-1. 2) Relai mendeteksi zone-2 dan tidak menerima sinyal blocking. Diagram logikanya adalah sebagai berikut :



Gambar 2.9. Diagram logika pola blocking



Kelebihan pola blocking: a) Trip seketika akan terjadi untuk gangguan didalam daerah yang diamankan. b) Trip seketika masih akan terjadi walaupun di ujung terminal lain tidak terdapat/ sedikit infeed (pembangkitan). c) Cukup membutuhkan channel komunikasi Single (half duplex).



11



Kekurangan pola blocking : a) Jika pengiriman sinyal gagal, trip seketika akan terjadi untuk gangguan pada saluran seksi berikutnya (zone-2), sehingga relai bekerja tidak selektif. b) Relai jarak yang dibutuhkan harus merk dan type sejenis. 2.3 Zona Pengamanan Distance Relay 2.3.1 Jangkauan Resistif Relai Jarak pada saluran udara harus sensitif terhadap gangguan 1fasa ke tanah yang bersifat resistif yang diakibatkan pohon, tegakan, dan lain-lain. Pada saluran udara yang banyak melintasi pohon, seting relai jarak harus mencakup besaran tahanan gangguan pohon (antara 20-40 ohm). Prinsip jangkauan resistif (Rb) tidak melebihi dari setengah beban (50% ZBEBAN). Untuk gangguan fasa-fasa, seting resistif (Rb) yang menggunakan karakteristik quadrilateral harus memperhitungkan tahanan akibat busur api yang ditunjukkan oleh persamaan Warrington berikut ini: 28710 Lc Ra = Ihs2 f 1.4 Dimana : Lc = Jarak konduktor fasa (minimum 8 m untuk level tegangan 500 kV, 3m untuk level tegangan 150 kV dan 1.5 m untuk level tegangan 70 kV) 2.3.2 Setting Aliran Daya Relai jarak harus tahan terhadap kondisi ayunan daya (power swing) pada sistem. Oleh karena itu untuk menghindari terjadinya mala kerja pada saat terjadi kondisi power swing maka relai jarak direkomendasikan di-



12



block untuk semua zone. Seting untuk power swing blocking adalah 120%130% jangkauan terluar (setting jangkauan resistif zone 3). 2.3.3 Switch On To Fault (SOTF) SOTF adalah fitur dari relai jarak yang berfungsi untuk mentripkan PMT



dengan



tanpa



tunda



waktu



(seketika)



guna



mengantisipasi



ketidaksiapan relai jarak apabila terjadi gangguan pada saat pemberian tegangan (energizing) atau pada saat menutup PMT secara manual maupun menggunakan autorecloser. Setingan yang digunakan untuk SOTF bervariasi tergantung pabrikan relai. Beberapa relai menggunakan komponen tegangan dan arus sebagai parameter input bagi SOTF zone. SOTF pola zone ditunjukkan pada gambar



Gambar 2.10. SOTF pola zone (voltageand current level detector)



Komponen arus dan tegangan ini juga dapat digunakan sebagai status untuk mendeteksi PMT telah terbuka. (Open pole detection). Komponen arus yang digunakan sebagai status PMT (I level) harus lebih kecil dari arus beban, untuk menyakinkan bahwa CB sudah dalam kondisi terbuka. Setting tipikal pada OHL dan UGC adalah 0.2 In, dapat turun menjadi 0.1 In atau 0.05 In jika bus terdapat infeed dengan SIR yang besar (SIR>4). Sedangkan untuk komponen tegangan harus lebih kecil dari tegangan fasa-netral dengan setting tipikal 0.7 Vn. P3B JB saat ini



13



menerapkan open pole detection adalah langsung dari status PMT di switchyard bukan dari setting komponen arus dan tegangan. Sedangkan pada beberapa relai hanya menggunakan komponen arus sebagai parameter input SOTF overcurrent (pola current fault detector) seperti pada Gambar 3.5. Umumnya besar setting SOTF pada relai jenis ini adalah 2 kali arus nominal.



Gambar 2.11. SOTF pola current fault detector



SOTF setelah proses autoreclose (gangguan permanen) di relai pabrikan Areva/Alstom disebut dengan istilah TOR (trip on reclose). 2.3.4 Directional Earth Fault (DEF) DEF adalah relai arus lebih berarah bekerja memproteksi penghantar dari gangguan fasa ke tanah yang bersifat tahanan tinggi (high resistance) dan tidak terdeteksi oleh relai jarak. Relai ini digunakan sebagai pelengkap relai jarak.



14



Gambar 2.12. DEF dengan pola zero sequence



Prinsip kerja DEF adalah membaca arus residual (3Io) sebagai operating sinyaldan tegangan residual (3Vo) sebagai polarising sinyal. Arus residual (3Io) diperoleh melalui rangkaian transformator arus penghantar, dan tegangan residual (3Vo) diperoleh dari rangkaian sekunder open delta transformator tegangan. DEF dapat bekerja secara instantaneous dan menginisiasi autorecloser jika menerima sinyal carrierdari GI di depannya atau biasa disebut DEF aided, agar tidak overlapping dengan relai jarak dan kejelasan dalam hal indikasi relai yang bekerja maka DEF Aided dengan diberi waktu tunda sebesar 20ms dan tipikal waktu kerja 100ms. Pola teleproteksi yang digunakan oleh DEF aided adalah POTT. Selain sebagai proteksi utama, DEF juga sebagai pengaman cadangan jika tidak menerima sinyalcarrier dari GI di depannya dan bekerja dengan waktu tunda 2000ms. Penentuan seting arus harus memperhatikan kondisi asimetris arus beban kapasitif (Unsymmetrical Capacitive loading current).



15



2.3.5 Voltage



Transformer



Failure



Supervision



(VT



Failure



Supervision) Ketidaknormalan pada rangkaian sekunder VT dapat mengakibatkan mala kerja pada relai jarak. Oleh karena itu relai jarak membutuhkan fitur yang mendeteksi ketidaknormalan pada rangkaian sekunder VT yang akan memblok fungsi relai secara instantaneous. Metode blok relai jarak oleh VT failure ada 2 (dua) yaitu : 1. Menggunakan pengukuran analog input. a. Perintah blok fungsi relai jarak didasarkan pada pengukuran residual voltage, metode ini umumnya diterapkan pada VT yang dilengkapi MCB per fasa. b. Perintah blok fungsi relai jarak didasarkan pada pengukuran undervoltage dan perubahan arus, metode ini umumnya diterapkan pada VT yang dilengkapi MCB VT tiga fasa. 2. Menggunakan binary input dari MCB VT Perintah blok fungsi relai jarak diambil dari kontak bantu MCB pada saat trip (umumnya pada relai jarak tipe lama).



2.4 Pemilihan Zona Proteksi Distance Relay 2.4.1 Zona-1 Sebagai proteksi utama, jangkauan zone-1 harus mencakup seluruh saluran yang diproteksi. Namun dengan mempertimbangkan adanya kesalahan-kesalahan dari data konstanta saluran, CT, PT dan



16



peralatan-peralatan lainnya sebesar 20 %, maka zone-1 relai diset 80 % dari panjang saluran yang diamankan. Z1 = 0.8 * ZL1 Waktu kerja relai adalah seketika, sehingga tidak dilakukan penyetingan waktu. 2.4.2 Zona-2 Jangkauan zone-2 harus mencakup hingga busbar didepannya (near end bus) namun tidak boleh overlap dengan zone-2 relai jarak di seksi berikutnya. Dengan mengasumsikan kesalahan-kesalahan seperti pada penyetinganzone-1 sekitar 20 %, maka didapat penyetingan minimum dan maksimum untuk zone-2 sebagai berikut : Z2min = 1.2 ZL1 Z2max = 0.8 * (ZL1 + (0.5 ZL2 )* K) Dimana : ZL1 = impedansi saluran yang diamankan ZL2 = impedansi saluran berikutnya yang terpendek (dalam Ω) K = infeed faktor (K = 1 s/d 2) Jika pada saluran seksi berikutnya terdapat beberapa cabang, untuk mendapatkan selektifitas yang baik maka seting Z 2max diambil dengan nilai impedansi penghantar (Ohm) yang terkecil seperti terlihat pada contoh dibawah ini :



Gambar 2.13. Saluran seksi dengan banyak cabang



17



a. Untuk keadaan dimana Z2max>Z2min maka setting zona-2 diambil = Z2max dengan t2 = 0.4 detik.



Gambar 2.14. Saluran seksi dengan kondisi Z2max>Z2min



b. Jika saluran yang diamankan jauh lebih panjang dari saluran seksi berikutnya maka akan terjadi Z2max< Z2min. Pada keadaan demikian untuk mendapatkan selektifitas yang baik, maka zona-2 = Z2min dengan seting waktunya dinaikkan satu tingkat (t2=0.8 detik) , seperti terlihat pada gambar di bawah ini :



Gambar 2.15. Saluran seksi dengan kondisi Z2max< Z2min



2.4.3 Zona-3 Jangkauan zone-3 harus mencakup dua busbar GI didepannya yang terjauh (far end bus) sehingga diperoleh penyetingan zone-3 sebagai berikut : Z3min = 1.2 (ZL1 + K * ZL3) Z3max1 = 0.8 * (ZL1 + ((1.2 * ZL3) * K)) Z3max2 = 0.8 * (ZL1 + (0.8 * ((ZL3 + 0.8 * ZL4) * K)) ZTR = 0.8 * (ZL1 + (0.8 * Xt)) Dimana : ZL1 = impedansi saluran yang diamankan ZL3 = impedansi saluran berikutnya yang terpanjang (dalam Ω) ZL4 = impedansi saluran dari far end bus yang terpendek (dalam Ω) K = indeedfactor jika terdapat pembangkit di busbar GI didepannya



18



(K= 1 s.d 2) Zone-3 dipilih yang terbesar dari Z L1,ZL2 dan ZL3 namun tidak melebihi nilai Ztr. Pemilihan 1.6 detik apakah agar melebihi wktu pole discrepancy 1.5 detik dan DEF backup. Zona-3 memiliki seting waktu 1.6 detik dan jika saluran yang diamankan adalah penghantar radial, maka seting zona-3 diharapkan tidak melebihi 80% impedansi transformator didepannya. 2.4.4 Zona-3 reverse Penggunaan zona 3 reverse pada sistem Jawa Bali sudah mulai ditinggalkan pada penerapan seting relai-relai baru. Hal ini karena pola blocking yang menggunakan zona-3 reverse sebagai pengirim carrier amat tergantung dengan keandalan teleproteksi. Namun pola blocking pada saluran transmisi eksisting 150 dan 70 kV di Jawa Barat dan Jawa Timur masih digunakan. Untuk seting Zona 3 reverse dipilih sebagai berikut : Z3rev = 0.1 * ZL1 Relai jarak yang tidak mempunyai range sampai 10% ZL1 maka digunakan seting minimum. Waktu kerja dari zona-3 reverse adalah 1.6 detik.



2.5 Karakteristik Distance Relay GEC Alsthom Quadramho SHPM 101 Distance relay GEC Alsthom Quadramho SHPM 101 menyediakan zonazona perlindungan untuk gangguan forward dan gangguan reverse. Gangguan forward yang dimaksudkan adalah gangguan yang berada di depan relay sedangkan gangguan reverse adalah gangguan yang berada di belakang relay. Zona-zona tersebut dapat digambarkan dengan karakteristik mho maupun karakteristik quadrilateral.



19



Terdapat dua model dari dua karakteristik distance relay Quadramho SHPM 101: 1) Zone 1 dan zone 2 berbentuk partially cross-polarised mho dengan partially cross-polarised directional line. Zone 3 bentuk offset lens (disesuaikan dengan offset lens circular mho) 2) Gangguan ke tanah zone 1 dan 2 bentuk Quadriteral dengan partially cross polarized directional line. Gangguan fasa ke tanah zone 1 dan 2 bentuk partially cross-polarised mho dengan partially cross-polarised directional relay. Gangguan ke tanah zone 3 bentuk offset quadriteral. Gangguan tiga fasa ke tanah bentuk offset circurla mho Salah satu bentuk karakteristik relay ialah partially cross- polarised mho dan partially cross-polarised directional line dengan ekspansi resistif yang cukup kuat untuk Zone 1 dan zone 2, seperti terlihat pada gambar 3.4 dan 3.6. Untuk aplikasi jangkauan saluran yang lebih jauh yaitu zone 3, bentuk karakteristik offset lens (disesuaikan dengan offset circular mho) dapat mencegah impedansi beban melebihi batas kerja karakteristik, seperti pada gambar 3.5.



Gambar 2.16. Zone 1 dan 2 partially-cross-polarised mho. Zone 3 offset circular mho.



20



Gambar 2.17. Zone 1 dan 2 partially-cross-polarised mho. Zone 3 offset lens.



Gambar 2.18. Ekspansi Resistif dari partially-cross-polarised mho.



Untuk aplikasi pada saluran pendek yang melibatkan faktor K, bentuk karakteristik quadrilateral gangguan ke tanah untuk tiga zona dapat ditentukan. Dengan memastikan toleransi terhadap arching (busur api), terlihat gambar 3.10. Bagian atas atau garis reaktansi dari karakteristik quadrilateral berbentuk miring untuk mengkompensasi setiap pre-fault aliran daya untuk mencegah masalah jangkauan yang melebihi batas atau kurang dari batas, dimana berhubungan dengan karakteristik resistansi. Polarisasi sinkron (sistem memori digital) disediakan pada zona 1 dan zona 2 untuk memungkinkan respon yang tepat yaitu untuk forward dan reverse kesalahan tiga fasa.



21



Gambar 2.19. Karakteristik quadrilateral gangguan ke tanah.



2.6 Scheme Setting Distance Relay GEC Alsthom Quadramho SHPM 101 Tabel 2.1. Option Switch Distance Relay Qudramho SPHM 101



Code Selection Switch Number 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09



Scheme



Type of tripping



Basic Basic Permissive underreach Permissive underreach Permissive underreach Permissive underreach Blocking Blocking Zone 1 extension Zone 1 extension



1ph and 3ph 3ph only 1ph and 3ph 3ph only 1ph and 3ph 3ph only 1ph and 3ph 3ph only 1ph and 3ph 3ph only



Option Switches Switch Number SW 9



Left hand function Power swing blocking disabled



SW 8



Disable weak infeed option



SW 7



Disable weak infeedtrip



SW 6



Normal A/R action



SW 5



Disable self-checking



Right hand function Power swing blocking enabled Enable weak infeed option (POR) only Enable weak infeedtrip if weak infeed option selected Block A/R if CIS not energized for schemes 02 to 07 inclusive Enable self-checking



22



SW 4 SW 3 SW 2 SW 1



Normal A/R action VTS Indication only SOTF dead time 110 sec SOTF for any comparator operation



Block A/R for 3phZ1/AT Faults VTS indication and block SOTF dead time 200 msec SOTF for current and no volts on any phase



2.7 Wiring Pengujian Distance Relay GEC ALSTHOM SHPM 101



23



Gambar 2.20. Wiring diagram distance relay tripping 3 fasa dan 1 fasa



BAB III LAPORAN KEGIATAN MAGANG



24



3.1.



PROFIL PT. PLN (Persero) P3B JB APP Cawang 3.1.1. Visi Di akui sebagai perusahaan kelas dunia yang bertumbuh kembang, unggul, dan terpercaya dengan bertumpu pada potensi insani. 1. Ciri Perusahaan Kelas Dunia : a. Merupakan barometer standar kualitas pelayanan dunia b. Memiliki cakrawala pemikiran yang mutakhir c. Terdepan dalam pemanfaatan teknologi d. Haus akan kesempurnaan kerja dan perilaku e. Merupakan perusahaan idaman bagi pencari kerja 2. Tumbuh Kembang : a. Mampu mengantisipasi berbagai peluang dan tantangan usaha b. Konsisten dalam pengembangan standar kinerja 3. Unggul : a. Terbaik, terkemuka dan mutakhir dalam bisnis kelistrikan b. Fokus dalam usaha mengoptimalkan potensi insani c. Peningkatan kualitas input, proses dan output produk dan jasa pelayanan secara bersinambungan 4. Terpercaya : a. Memegang teguh etika bisnis b. Konsisten memenuhi standar layanan yang dijanjikan c. Menjadi perusahaan favorit para pihak yang berkepentingan 5. Potensi Insani : a. Berorientasi pada pemenuhan standar etika dan kualitas b. Kompeten, professional dan berpengalaman 3.1.2. Misi : 1. Menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi pada kepuasan pelanggan, anggota perusahaan dan pemegang saham. 2. Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas kehidupan masyarakat. 3. Mengupayakan agar tenaga listrik menjadi pendorong kegiatan ekonomi. 4. Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan 3.1.3. Motto :



25



Motto dari PT PLN (Persero) adalah Listrik untuk kehidupan yang lebih baik.



3.1.4 Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) P3B JB APP Cawang



26



Gambar 3.1. Struktur Organisasi PT.PLN (Persero) APP Cawang



3.2.



Jadwal Kegiatan Magang Tabel 3.1. Laporan Hasil Magang Minggu ke-1



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



27



Observasi ke gardu induk Cawang 01 Februari 2016



Pengenalan bagian-bagian gardu induk beserta fungsi masing-masing Materi konfigurasi switchyard (single linde diagram gardu induk)



02 Februari 2016



Kunjungan GIS Cawang



03 Februari 2016



Pembekalan materi mengenai transformator serta peralatan gardu induk



04 Februari 2016



05 Februari 2016



Pembekalan materi mengenai K2 dan K3 Pembekalan materi bagian-bagian tower Pembekalan materi single line diagram gardu induk, langkah pemberian dan pelepasan tegangan pada bay penghantar dan gardu induk Pembekalan materi pengujian Circuit Breaker (PMT)



06 Februari 2016



Pemeliharaan off GIS Pulogadung trafo 3 150/20 kV



Tabel 3.2. Laporan Hasil Magang Minggu ke-2



Jadwal Kegiatan 09 Februari 2016



Kegiatan yang dillaksanakan Pemeliharaan off penghantar Bekasi



10 Februari 2016



Pemeliharaan PMT GITET Bekasi 500 kV



11 Februari 2016



Pemeliharaan PMT GITET Bekasi 500 kV



12 Februari 2016



Mempelajari materi jenis-jenis relay



28



13 Februari 2016



Pemeliharaan bay penghantar GIS Cawang – Cipinang 1



Tabel 3.3. Laporan Hasil Magang Minggu ke-3



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



15 Februari 2016



Pendalaman materi jenis-jenis relay



16 Februari 2016



Pemeliharaan bay Kopel GIS Mampang



17 Februari 2016



Pembekalan materi pengujian Current Transformator (CT)



18 Februari 2016



Simulasi pengujian Current Transformator (CT) di laboratorium APP Cawang



19 Februari 2016



Mempelajari materi differential relay



Tabel 3.4. Laporan Hasil Magang Minggu ke-4



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



29



21 Februari 2016



Pemeliharaan transformator GI Jatirangon 150/20 kV 60 MVA



22 Februari 2016



Pendalaman materi differential relay



23 Februari 2016



Mempelajari materi fault signature



24 Februari 2016



Pembekalan materi dan simulasi pengujian differential relay di laboratorium APP Cawang



25 Februari 2016



Mempelajari materi daerah kerja proteksi



27 Februari 2016



Mempelajari materi proteksi pada penghantar Tabel 3.5. Laporan Hasil Magang Minggu ke-5



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



28 Februari 2016 29 Februari 2016 01 Maret 2016



Mempelajari materi proteksi pada trafo tenaga Mempelajari materi proteksi pada busbar Pendalaman materi proteksi pada penghantar



02 Maret 2016



Pendalaman materi proteksi pada transformator tenaga



03 Maret 2016



Pemeliharaan 2 tahunan bay penghantar Jatirangon Cibinong 1



04 Maret 2016



Pendalaman materi proteksi pada busbar Tabel 3.6. Laporan Hasil Magang Minggu ke-6



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



30



06 Maret 2016



Pemeliharaan 6 bulanan penggantian minyak trafo di Gardu Induk Jatirangon



07 Maret 2016



Pembekalan materi pengujian Circuit Breaker (PMT)



08 Maret 2016



Pembekalan materi distance relay



09 Maret 2016



Pendalaman materi mengenai Current Transformator (CT)



10 Maret 2016



Pengenalan materi PMT



11 Maret 2016



Pembekalan materi pengujian Current Transformator (CT)



12 Maret 2016



Pembekalan pengujian PMT Tabel 3.7. Laporan Hasil Magang Minggu ke-7



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



13 Maret 2016 14 Maret 2016 15 Maret 2016



Pembekalan materi pengujian differential relay Pembelajaran pemateri standar kesalahan proteksi trafo Pembelajaran materi standar waktu pemutusan gangguan



16 Maret 2016



Pemeliharaan bay penghantar Cawang – Cipinang 2



17 Maret 2016



Pembelajaran materi universal relay



18 Maret 2016



Pembelajaran materi OCR/GFR Tabel 3.8. Laporan Hasil Magang Minggu ke-8



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



31



21 Maret 2016



Pendalaman materi parameter dalam setting relay



22 Maret 2016



Pendalaman materi relay frekuensi kurang



23 Maret 2016



Pendalaman materi peralatan utama gardu induk



24 Maret 2016



Pendalaman materi jenis-jenis trafo tenaga



Tabel 3.9. Laporan Hasil Magang Minggu ke-9



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



28 Maret 2016



Pembelajaran materi pengertian dan fungsi trafo



29 Maret 2016



Pembelajaran materi jenis-jenis trafo tenaga



30 Maret 2016



Pembelajaran materi bagian-bagian trafo tenaga



31 Maret 2016 01 April 2016 02 April 2016



Pendalaman materi pengoperasian dan pemeliharaan trafo tenaga Pendalaman materi distance relay Pendalaman materi OCR/GFR



Tabel 3.10. Laporan Hasil Magang Minggu ke-10



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



04 April 2016



Pembekalan materi dan simulasi pengujian distance relay di laboratorium APP Cawang



05 April 2016



Observasi peralatan gardu induk cawang lama



07 April 2016



Observasi peralatan utama di GIS Cawang Baru



08 April 2016



Pembekalan materi pembacaan wiring bay penghantar Tabel 3.11. Laporan Hasil Magang Minggu ke-11



Jadwal Kegiatan 10 April 2016



Kegiatan yang dillaksanakan Pemeliharaan tahunan GI Cawang bay Durentiga 2



32



11 April 2016



Pendalaman materi jenis-jenis insulator



12 April 2016 13 April 2016 14 April 2016 15 April 2016



Pendalaman materi breaker failure protection relay Pendalaman jenis-jenis trafo tenaga Pendalaman materi bagian-bagian trafo tenaga Pendalaman materi proteksi trafo tenaga Tabel 3.12. Laporan Hasil Magang Minggu ke-12



Jadwal Kegiatan



Kegiatan yang dillaksanakan



18 April 2016



Pendalaman materi over current relay (OCR/GFR) Pembekalan materi dan simulasi pengujian distance relay di laboratorium APP Cawang Pengambilan data hasil pengujian distance relay qaudramho shpm 101 untuk laporan magang Konsultasi mengenai materi distance relay untuk penyusunan laporan Konsulatasi mengenai hasil pengujian distance relay dan analisanya untuk penyusunan laporan



19 April 2016 20 April 2016 21 April 2016 22 April 2016



Tabel 3.13. Laporan Hasil Magang Minggu ke-13



Jadwal Kegiatan 25 April 2016 26 April 2016 27 April 2016 28 April 2016 29 April 2016 3.3.



Kegiatan yang dillaksanakan Penyusunan laporan magang Revisi laporan magang oleh pembimbing lapangan Pengesahan laporan dan pengumpulan laporan magang



Uraian Kegiatan Magang 3.3.1 PENGUJIAN DISTANCE RELAY GIS MINIATUR LINE PONDOK KELAPA Pengujian distance relay menggunakan alat ISA-DRTS. Adapun langkah kerjanya sebagai berikut: 1. Persiapan ( Buat rangkaian pengujian).



33



Gambar 3.2 Alat ISA-DRTS



Gambar 3.3 Kontak Arus dan Tegangan pada distance relay yang dihubungkan dengan ISA-DRTS menggunakan kabel



Gambar 3.4 Alat ISA DRTS yang telah dihubungkan dengan distance relay



2. Hidupkan sumber DC 110 V untuk relai jarak.



34



Gambar 3.5 Setting 110 V pada aplikasi untuk ISA-DRTS



3. Hidupkan alat uji DRTS / UTS dan notebook computer (laptop).



Gambar 3.6. Folder XTEST berisi aplikasi untuk menguji distance relay dengan alat ISA-DRTS



4. Pada laptop, klik (MAN Z), maka muncul di layar tipe 2 alat uji yang dipakai (menu yang dipakai). Selanjutnya klik (tipe DRTS) kemudian klik (OK), selanjutnya amati pada layar sampai dengan layar tidak ada tanda silang (sudah komunikasi dengan relay).



35



Gambar 3.7 MAN Z aplikasi yang kompatibel dengan alat ISA-DRTS



Gambar 3.8 Tipe DRTS dipilih untuk pengujian distance relay



5. Pada lembar fault value di layar notebook computer klik (HEALTHY).



36



Gambar 3.9 Option Healthy untuk menginput setting relay



6. Pada layar muncul lembar Healthy Value, selanjutnya : a) Pada kolom Line KoL diset sesuai settingnya. b) Pada kolom I max =3,5 A (untuk relay In =1 A) dan I max =10 A ( untuk relay In= 5 A).



Gambar 3.10 Input setting arus distance relay



7. Pada kolom input contact di C1 posisi NO, selanjutnya klik calculate dan klik OK.



37



Gambar 3.11 Input contact



8. Maka layar muncul lembar fault value : a. Pada kolom fault dibuat : Z = lebih besar settingnya Z = (-0,01) untuk merubah halus, (-0,1) untuk merubah



kasar Sudut = sesuai setting b. Pada kolom fault untuk pilihan jenis gangguan pilih sesuai c. d. e. f.



urutannya (phasa 1-gorund). Pada kolom control (RAM) RAM klik. Pada kolom (cycle) yang dipakai HFH (pilih HFH). Pada kolom (time) dibuat : Healthy = 0.3. Max = diatas setting (untuk uji zone 1 = 0.2, zone 2 = 0.6, zone 3= 1.6).



38



Gambar 3.12 Input setting impedansi



9. Selanjutnya klik calculate, kemudia klik (start), maka relay akan terinjeksi dan amati pada notebook sebagai berikut : a. Pada kolom status muncul gambar kilat berkedip (artinya alat uji menginjeksi relay) dan berhenti apabila relay sudah bekerja atau mencapai pick up nya. b. Pada saat relay bekerja atau pick up periksa notebook sebagai berikut : Pada kolom (fault) catat hasil Z (impedansi), dan pada kolom (delay) catat hasil nilai C1 (nilai waktu trip). 10. Selanjutnya lakukan item (g s/d h) untuk pengujian semua jenis gangguan pada zone 1, zone 2, dan zone 3. 11. Untuk pengujian zone reverse (melihat belakang) selanjutnya klik (healthy), maka di layar akan muncul lembar (healthy values),



39



selanjutnya pada kolom plant CT slide, kalau semua pada posisi line, maka dirubah ke posisi Busbar (klik BUSBAR) atau sebaliknya.



Gambar 3.13 Option busbar untuk menguji zone 3 reverse



12. Selanjutnya lakukan item 7 s/d 10. 13. Untuk pengujian waktu lakukan (item 7 s/d 8) dengan memberikan 50% x Zkerja, kemudian catat waktu kerjanya yang ditunjukkan oleh C1 pada kolom delay pada lembar fault values.



Gambar 3.14. Input setting waktu distance relay



40



14. Nilai hasil pengujian dicatat pada blanko uji atau checklist yang telah tersedia.



3.3.2 Hasil Pengujian LOKASI : GIS MINIATUR PROTEKSI BAY : LINE PONDOK KELAPA MERK/TYPE : ALSTHOM QUADRAMHO SHPM 101 SCHEME : PUTT



RATIO CT RATIO PT TANGGAL



: 1600/1 A : 150000/110 V : 6 APRIL 2016



PENGUJI



: HUSNUL KHATIMAH MUH. RIZQAN W ANGGIT PRASETYO



Tabel 3.14 Laporan Hasil Pengujian dengan ISA-DRTS



SETTING RELAY SETTING ZONE 1 IMPEDANSI(OHM) = 3,328



HASIL UJI PHASA-NETRAL PHASA-PHASA R-N S-N T-N R-S R-T S-T R-S-T 3,400



3,410



3,400



3,400



3,370



3,370



3,390



0,059 2



0,060 4



0,046 7



0,062 4



0,044 1



0,063 6



0,0605



4,910



4,940



4,890



4,850



4,850



4,830



4,870



TIMER(detik)) = 0,4



0,442 0



0,464 3



0,466 8



0,448 2



0,467 0



0,443 1



0,4487



SETTING ZONE 3 IMPEDANSI(OHM) = 7,36 TIMER(detik)) = 1,6



7,54



7,56



7,52



7,420



7,440



7,420



7,480



1,651



1,635



1,639



1,637



1,651



1,632



1,653



TIMER(detik)) = 0 SETTING ZONE 2 IMPEDANSI(OHM) = 4,8



SETTING ZONE 3 REVERSE



41 IMPEDANSI(OHM) = 0,8 TIMER(detik)) = 1,6



0,81 1,646



0,82 1,651



0,82 1,652



0,80 1,654



0,81 1,652



0,80 1,641



0,81 1,652



UJI URUTAN TRIP INDIKASI RELAY



OK



OK



OK



OK



OK



OK



OK



3.3.3 Pembahasan Hasil Pengujian Rele jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan impedansi setting, dengan ketentuan: 1. Bila nilai Impedansi gangguan lebih kecil daripada impedansi setting relay maka relay akan trip. 2. Bila nilai impedansi gangguan lebih besar daripada impedansi setting relay maka relay tidak akan trip. Pengujian berfungsi untuk membandingkan nilai hasil setting yang telah ditetapkan sebelumnya dengan nilai hasil pengujian yang didapatkan yang sesuai dengan standar kesalahan tertentu. Nilai setting didapatkan dari hasil kalkulasi dengan mempertimbangkan parameter tertentu, yaitu : a. Data Relay Proteksi yaitu data nominal arus dan tegangan relay, minimum tap setting dan range setting, identitas relay tersebut (merk/tipe, arus nominal, power suplai yang tersedia, range setting, operating time, akurasi pada nilai setting dan karakteristik kerja. b. Data Konfigurasi Jaringan yaitu data konfigurasi penghantar yang akan diproteksi dan konfigurasi jaringan yang akan dikordinasikan ke depan maupun ke belakang. c. Data Peralatan Bantu, yaitu CT, PT, PMT dan konduktor. Kebutuhan data akan konduktor meliputi data Kemampuan Hantar Arus (CCC) dari konduktor tersebut. d. Data Arus Hubung Singkat Teraktual.



42



Distance relay QUADRAMHO SHPM 101 merupakan relay jenis elektromekanik. Berdasarkan nilai standar kesalahan proteksi penghantar untuk jenis elektrostastis adalah impedansi + 10%, arus + 5%, dan waktu kerja + 5%. Berdasarkan hasil pengujian distance relay untuk zone 1, zone 2, zone 2, dan zone 3 reverse dengan setting relay 3,328 ; 4,8 ; 7,36 ; 0,8. Didapatkan bahwa nilai impedansi yang terukur untuk zone 1, zone 2, zone 2, dan zone 3 reverse berada diatas nilai setting relay yang telah ditentukan sebelumnya. Sedangkan setting waktu kerja relay untuk zone 1= instantaneous, zone 2 = 0,4, zone 3 = 1,6, dan zone 3 reverse = 1,6 juga didapatkan hasil uji waktu kerja relay masih berada dalam batas standar kesalahan proteksi penghantar. Dengan demikian, distance relay yang digunakan masih bekerja dengan baik, dimana terlihat dari hasil uji yang masih berada dalam batas standar kesalahan proteksi penghantar.



43



BAB IV PENUTUP



4.1.



SIMPULAN Setelah melakukan kerja magang, simpulan yang didapat antara lain: 1. Basecamp APP Cawang merupakan unit pelaksanaan PLN yang membawahi 14 GI yang tersebar di wilayah Jakarta Timur, Jakarta Selatan, dan Bekasi. 2. Basecamp APP Cawang bertugas untuk melaksanakan pemeliharaan pada gardu induk yang dibawahi, serta mengatasi masalah yang terjadi pada gardu induk tersebut. 3. Dalam melaksanakan pekerjaan terdapat pengawas pekerja yang dibagi menjadi pengawas manuver, pengawas K3, dan pengawas pekerjaan yang memberi koordinasi pekerjaan sesuai dengan porsinya 4. Dalam melakukan setiap pekerjaan pada area bertegangan, faktor keselamatan pentingnya



ketenagalistrikan melakukan



harus



pekerjaan



sangat



sesuai



diperhatikan



Standard



yaitu



Operating



Procedure (SOP), aturan keselamatan Ketenagalistrikan (K2) serta Kesehatan dan keselamatan Kerja (K3). 5. Pemeliharaan dilakukan dengan memeriksa komponen - komponen di lapangan bekerja dengan baik dan tidak menganggu sistem kelistrikan. 6. Penulis dapat mengetahui berbagai jenis proteksi pada penghantar maupun proteksi pada trafo tenaga. 7. Penulis dapat memahami proses pengujian distance relay.



44



4.2.



SARAN 1. Setiap APP yang membawahi beberapa gardu induk harus mempunyai peralatan yang lengkap dan sesuai jumlah yang dibutuhkan untuk memaksimalkan kualitas pemeliharaan gardu induk. 2. Pada setiap kondisi pemeliharaan, koordinasi antara petugas di lapangan dengan petugas di ruang kontrol harus baik untuk menghindari kemungkinan terjadinya kecelakaan kerja. 3. Memberikan sosialsasi secara terus menerus dan berkala kepada petugas maupun mahasiswa magang khususnya mereka yang berada dilingkungan bertegangan mengenai pentingnya melakukan pekerjaan sesuai Standard Operating Procedure (SOP),aturan keselamatan Ketenagalistrikan (K2) serta Kesehatan dan keselamatan Kerja (K3). 4. Perlunya pembagian tugas yang jelas sebelum melaksanakan pemelharaan antara pekerja dan mahasiswa magang agar proses pemeliharaan



berjalan



lancar,



dimana



mahasiswa



magang



mendapatkan pengetahuan namun tidak menganggu pekerjaan petugas pemeliharaan.