![SPLN T5.007.2014 Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Transmisi [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/spln-t50072014-pedoman-pemilihan-arrester-untuk-jaringan-transmisi.jpg)
14 0 1 MB
STANDAR
SPLN T5.007: 2014 Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (PERSERO) No. . K/DIR/2014
PT PLN (PERSERO)
PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN TRANSMISI 66 kV, 150 kV, 275 kV, DAN 500 kV
PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135 Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160
i
STANDAR PT PLN (PERSERO)
SPLN T5.007: 2014 Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (PERSERO) No. .K/DIR/2014
PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN TRANSMISI 66 kV, 150 kV, 275 kV, DAN 500 kV
POWER QUALITY
PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135 Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160
PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN TRANSMISI 66 kV, 150 kV, 275 kV, DAN 500 kV
ER UA Disusun oleh: Kelompok Bidang Transmisi Standardisasi dengan Keputusan Kepala PT PLN (Persero) Puslitbang Ketenagalistrikan No. 0022.K/KAPUSLITBANG/2014
Kelompok Kerja Standardisasi Pemilihan Arrester dengan Keputusan Kepala PT PLN (Persero) Puslitbang Ketenagalistrikan No. 0234.K/KAPUSLITBANG/2014
Diterbitkan oleh: PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135, Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160
Sk dir
skdir
Susunan Kelompok Bidang Transmisi Standardisasi Keputusan Kepala PT PLN (Persero) Puslitbang Ketenagalistrikan No. 0484.K/KAPUSLITBANG/2014 1. Ir. Sugiartho, MT 2. Didik Fauzi Dakhlan, ST, MSc 3. Ir. Sudibyo 4. Ir. Sahala Turnip, MT 5. Ir. Sony Asmaul Fuadi 6. Ir. Tri Agus Cahyono, MT 7. Ir. Sumaryadi, MT 8. Bambang Daryanto 9. Joko Muslim 10. Ir. Eko Yudo Pramono, MT 11. Ir. Yulian Tamsir, MT 12. Ir. James Munthe 13. Ir. Didik Sudarmadi
: : : : : : : : : : : : :
Sebagai Ketua merangkap Anggota Sebagai Sekretaris merangkap Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota
Susunan Kelompok Kerja Standardisasi Pemilihan Arrester Keputusan Kepala PT PLN (Persero) Puslitbang Ketenagalistrikan No.0234.K/KAPUSLITBANG/2014 1. Buyung Sofiarto Munir, ST, MSc
: Sebagai Ketua merangkap Anggota
2. Arrester C. S. Rahayu, ST, MM
: Sebagai Sekretaris merangkap Anggota
3. Ir. Sumaryadi, MT
: Sebagai Anggota
4. Ir. Djoko Mulyadi
: Sebagai Anggota
5. Bambang Cahyono, ST, MT
: Sebagai Anggota
6. Hendy Wahyono, ST
: Sebagai Anggota
7. Satyagraha A. K., ST
: Sebagai Anggota
8. Zuhdi Irwansyah, ST
: Sebagai Anggota
9. Untung Bowo
: Sebagai Anggota
10. Dwi Asta, ST
: Sebagai Anggota
SPLN T5.007: 2014
Daftar Isi Daftar Isi.................................................................................................................................... i Daftar Tabel ............................................................................................................................ iii Daftar Gambar ........................................................................................................................ iii Prakata.................................................................................................................................... iv 1 Ruang Lingkup ................................................................................................................ 1 2 Tujuan ............................................................................................................................. 1 3 Acuan Normatif ............................................................................................................... 1 4 Istilah dan Definisi ........................................................................................................... 2 4.1 Sistem pembumian titik netral (system neutral connection) ............................................. 2 4.2
Lama arus gangguan (fault duration) ............................................................................... 2
4.3
Tegangan pengenal (rated voltage) (Ur).......................................................................... 2
4.4
Tegangan operasi maksimum kontinu (maximum continuous operating voltage/MCOV; Uc) .................................................................................................................................. 2
4.5
Selubung (housing) ......................................................................................................... 2
4.6
Tipe selubung (type of housing) ...................................................................................... 2
4.7
Frekuensi pengenal (rated frequency) (Fr) ...................................................................... 2
4.8
Tegangan tertinggi untuk peralatan (highest system voltage) (Um) ................................. 2
4.9
Arus pelepasan nominal pengenal (rated nominal discharge current (8/20 µs)) (In) ........ 3
4.10 Kelas (line discharge class) ............................................................................................. 3 4.11 Kemampuan hubung singkat insulator (short circuit capability) ....................................... 3 4.12 Tegangan residu maksimum (maximum residual voltage) ............................................... 3 4.13 Kekuatan elektrik selubung (electric strength of housing) ................................................ 3 4.14 Jarak rambat insulator fase ke bumi (creepage distance phase to earth) ........................ 3 4.15 Pemisah (disconnector) ................................................................................................... 3 4.16 Dudukan (support)........................................................................................................... 3 4.17 Polimer (polymer) ............................................................................................................ 3 4.18 Keramik (porcelain) ......................................................................................................... 4 4.19 Gas-insulated metal enclosed surge arrester / GIS-arrester ............................................ 4 4.20 Beban mekanis sesaat yang dispesifikasikan (specified short term load / SSL) .............. 4 4.21 Beban mekanis jangka panjang yang dispesifikasikan (specified long-term load / SLL) . 4 4.22 Beban perusakan rata-rata (mean breaking load) ........................................................... 4 4.23 Isokeraunic level (IKL) ..................................................................................................... 4 4.24 Grading ring .................................................................................................................... 4 4.25 Pemonitor arus bocor (leakage current monitor).............................................................. 4 4.26 Surge counter.................................................................................................................. 5 i
SPLN T5.006: 2014
5 6 7 7.1
Penetapan Spesifikasi Arrester .......................................................................................5 Penandaan ......................................................................................................................9 Pengujian ........................................................................................................................9 Pengujian jenis (type test) ...............................................................................................9
7.2
Pengujian rutin (routine test) ..........................................................................................10
7.3
Pengujian contoh (factory acceptance test) ...................................................................10
8 8.1
Pemasangan Arrester Sistem Transmisi (66, 150, 275 dan 500 kV) ..............................12 Kawat hubung arrester (lead wire) .................................................................................12
8.2
Penempatan arrester pada peralatan yang dilindungi ....................................................13
8.3
Penempatan arrester pada saluran udara transmisi (transmission line arrester) ............14
8.4
Penempatan arrester pada GIS (gas insulated switchgear) ...........................................15
8.5
Sistem pembumian arrester pada gardu induk ..............................................................16
8.6
Pemisah ........................................................................................................................16
8.7
Surge counter ................................................................................................................17
8.8
Penggunaan grading ring pada arrester ........................................................................18
8.9
Penggunaan arrester dalam koordinasi insulasi ............................................................18
LAMPIRAN A..........................................................................................................................19
ii
SPLN T5.007: 2014
Daftar Tabel Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4.
Penetapan spesifikasi arrester jaringan transmisi 66 kV, 150 kV, 275 kV dan 500 kV6 Kelas arrester ........................................................................................................... 9 Pengujian arrester .................................................................................................. 10 Jumlah sampel uji contoh ....................................................................................... 11
Daftar Gambar Gambar 1. Sambungan kawat hubung pembumian .............................................................. 12 Gambar 2. Efek tegangan lead wire terhadap tegangan rambat ke peralatan ...................... 12 Gambar 3. Contoh penempatan arrester di bay transformator .............................................. 13 Gambar 4. Contoh penempatan arrester di bay penghantar ................................................. 14 Gambar 5. Contoh penempatan arrester pada transmisi ...................................................... 14 Gambar 6. Contoh pemasangan TLA dengan celah udara luar ............................................ 15 Gambar 7. Penempatan arrester pada GIS .......................................................................... 15 Gambar 8. Contoh sistem pembumian arrester pada gardu induk ........................................ 16 Gambar 9. Contoh pemisah pada transmission line arrester ................................................ 17 Gambar 10. Contoh surge counter pada transmission line arrester ...................................... 17 Gambar 11. Contoh pemasangan grading ring pada arrester ............................................... 18 Gambar 12. Gambar perhitungan jarak lindung arrester ........................................................ 22 Gambar 13. Peta IKL dalam persentase hari guruh per tahun Indonesia 1991-2006 ............. 25 Gambar 14. Peta isokeraunic level dunia dalam jumlah hari guruh ...................................... 25
iii
SPLN T5.006: 2014
Prakata Standar ini merupakan lanjutan dari revisi SPLN 7: 1978; Pedoman Pemilihan Tingkat Isolasi Transformator dan Penangkap Petir yang dipisah menjadi dua bagian yaitu: -
SPLN D5.006: 2013, Pedoman Pemilihan Arrester untuk Jaringan Distribusi 20 kV. SPLN T5.007: 2014, Pedoman Pemilihan Arrester untuk Jaringan Transmisi 66 kV, 150 kV, 275 kV, dan 500 kV.
Pada SPLN T5.007: 2014 pemilihan arrester dibatasi hanya untuk tipe tanpa celah (gapless) dari bahan metal oxide varistor (MOV) serta membatasi dan menyeragamkan tegangan pengenal, kemampuan arus pelepasan dan penentuan kelas arrester. Dengan diterbitkannya standar ini, maka SPLN 7 : 1978 dinyatakan tidak berlaku lagi dan standar ini dipakai sebagai pedoman dalam penentuan spesifikasi, petunjuk teknis dalam penggunaan arrester di PT PLN (Persero) dan digunakan sebagai ketentuan desain dalam pembuatan dan pelaksanaan pengujian oleh pabrikan, pemasok dan lembaga penguji. .
iv
SPLN T5.007: 2014
Pedoman Pemilihan Arrester untuk Jaringan Transmisi 66 kV, 150 kV, 275 kV, dan 500 kV 1
Ruang Lingkup
Standar ini sebagai pedoman dalam menetapkan spesifikasi arrester transmisi tipe tanpa celah (gapless) dari bahan metal oxide varistor (MOV) dan penempatan serta pemasangannya dalam melindungi peralatan sistem transmisi tegangan 66 kV, 150 kV, 275 kV, dan 500 kV di PT PLN (Persero).
2
Tujuan
Sebagai pedoman umum dalam menetapkan spesifikasi teknik, pengujian, penempatan dan pemasangan arrester transmisi tegangan 66 kV, 150 kV, 275 kV, dan 500 kV untuk pemakaian instalasi listrik di PT PLN (Persero).
3
Acuan Normatif a. IEC 60099-4; 2009-05; Surge Arrester Part 4: Metal-Oxide Surge Arresters without Gaps for AC Systems. b. IEC 60099-5; 2000-03; Surge Arrester Part 5: Selection and Application Recommendations. c. IEC 60815-2; 2008-10; Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators intended for Use in Polluted Conditions-Part 2: Ceramic and Glass Insulators for AC Systems. d. IEC 60815-3; 2008-10; Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators intended for Use in Polluted Conditions-Part 3: Polymer Insulators for AC Systems. e. IEC 60410:1973; Sampling Plans and Procedures for Inspection by Attributes. f. IEC 60270:2000; High-voltage test techniques – Partial discharge measurements g. IEEE Std C62.11TM-2005; IEEE Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for AC Power Circuits (> 1 KV). h. IEEE Std C62.11aTM-2008; IEEE Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for AC Power Circuits (> 1 KV), Amendment 1: Short-Circuit Tests for Station, Intermediate, and Distribution Arresters. i. IEEE Std C62.22TM-2009; IEEE Guide for the Application of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating Current Systems. j. IEEE Std C62.22.1-1996; IEEE Guide for the Connection of Surge Arresters to Protect Insulated, Shielded Electric Power Cable Systems.
1
SPLN T5.007: 2014
4
Istilah dan Definisi
4.1 Sistem pembumian titik netral (system neutral connection) Sistem jaringan tegangan tinggi dan ekstra tinggi yang titik netralnya dihubungkan ke bumi, baik melalui impedansi maupun secara langsung.
4.2 Lama arus gangguan (fault duration) Lama waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan gangguan.
4.3 Tegangan pengenal (rated voltage) (Ur) Nilai efektif maksimum dari tegangan frekuensi kerja yang diizinkan antara kutub-kutubnya yang dirancang agar dapat bekerja dengan tepat.
4.4 Tegangan operasi maksimum kontinu (maximum continuous operating voltage/MCOV; Uc) Tegangan operasi kontinu maksimal yang diperbolehkan atau tegangan rms maksimal yang diberikan pada arrester saat beroperasi kontinu. Tegangan ini adalah tegangan maksimal arrester pada keadaan non-konduksi dan merupakan tegangan saat arrester kembali dari keadaan konduksi.
4.5 Selubung (housing) Bagian terluar dari suatu arrester yang membungkus MOV dan bersifat Insulasi.
4.6 Tipe selubung (type of housing) Jenis insulator yang digunakan pada arrester tersebut.
4.7 Frekuensi pengenal (rated frequency) (Fr) Jumlah gelombang satu siklus utuh maksimum yang melewati titik tetap per satuan waktu dari sistem secara kontinu. Frekuensi ini dapat diterapkan pada arrester secara kontinu tanpa mempengaruhi karakteristik kerjanya.
4.8 Tegangan tertinggi untuk peralatan (highest system voltage) (Um) Nilai tegangan tertinggi yang terjadi dalam keadaan kerja normal pada setiap saat dan di setiap titik pada peralatan tersebut. Keadaan ini tidak termasuk gejala-gejala peralihan tegangan, misalnya yang terjadi karena pemutusan sistem, dan variasi tegangan temporer.
2
SPLN T5.007: 2014
4.9 Arus pelepasan nominal pengenal (rated nominal discharge current (8/20 µs)) (In) Nilai puncak arus pelepasan dengan bentuk gelombang 8/20 µs yang dipakai untuk mengklasifikasikan arrester.
4.10 Kelas (line discharge class) Kemampuan arrester untuk melakukan penyerapan energi maksimum dari impuls petir.
4.11 Kemampuan hubung singkat insulator (short circuit capability) Kemampuan hantar arus hubung singkat dari arrester yang tidak menyebabkan kerusakan pada insulator arrester tersebut.
4.12 Tegangan residu maksimum (maximum residual voltage) Nilai puncak tegangan antara terminal dari arrester selama terjadi arus pelepasan.
4.13 Kekuatan elektrik selubung (electric strength of housing) Kemampuan isolator menahan tegangan tinggi tanpa kegagalan.
4.14 Jarak rambat insulator fase ke bumi (creepage distance phase to earth) Jarak terpendek antara dua bagian konduktif (fase ke bumi) diukur sepanjang permukaan insulator.
4.15 Pemisah (disconnector) Peralatan untuk mengisolasi arrester yang mengalami kerusakan dari sistem transmisi.
4.16 Dudukan (support) Peralatan yang digunakan sebagai dudukan/penggantung arrester.
4.17 Polimer (polymer) Salah satu bahan rekayasa bukan logam (non-metallic material) yang dihasilkan dengan cara polimerisasi dari molekul yang sangat banyak dengan satuan struktur berantai panjang dan mempunyai kemampuan Insulasi terhadap tegangan.
3
SPLN T5.007: 2014
4.18 Keramik (porcelain) Bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat dan mempunyai kemampuan Insulasi terhadap tegangan.
4.19 Gas-insulated metal enclosed surge arrester / GIS-arrester Gas-insulated metal-enclosed metal-oxide surge arrester yang digunakan pada GIS (gasinsulated switchgear) tanpa spark gaps terintegrasi seri ataupun parallel, terisi gas selain udara.
4.20 Beban mekanis sesaat yang dispesifikasikan (specified short term load / SSL) Beban mekanis sesaat terbesar terhadap sumbu longitudinal yang sanggup ditahan oleh arrester dan ditetapkan oleh pabrikan tanpa menyebabkan kerusakan mekanis untuk penggunaan pada sistem transmisi.
4.21 Beban mekanis jangka panjang yang dispesifikasikan (specified long-term load / SLL) Beban tegak lurus terhadap sumbu longitudinal sebuah arrester, yang dibolehkan untuk diterapkan secara kontinu selama beroperasi tanpa menyebabkan kerusakan mekanikal apapun pada arrester.
4.22 Beban perusakan rata-rata (mean breaking load) Beban perusakan rata-rata untuk arrester porselen atau cast resin yang ditentukan dari pengujian.
4.23 Isokeraunic level (IKL) Garis yang menghubungkan daerah-daerah dengan jumlah hari guruh yang sama. Dalam hal ini, jika minimum satu guruh terdengar oleh pengamat dalam satu hari, maka disebut satu hari guruh (thunder storm day).
4.24 Grading ring Bagian logam, biasanya berbentuk sirkular, diletakkan untuk memodifikasi secara elektrostatik distribusi tegangan sepanjang arrester.
4.25 Pemonitor arus bocor (leakage current monitor) Pemonitor arus bocor adalah peralatan untuk memonitor arus bocor.
4
SPLN T5.007: 2014
4.26 Surge counter Alat untuk mencatat jumlah operasi kerja arrester.
5
Penetapan Spesifikasi Arrester
-
Arrester terdiri dari MOV, selubung, terminal fase dan terminal pembumian. Arrester harus dilengkapi dengan surge counter, pemonitor arus bocor, dan dudukan. Arrester dapat dilengkapi dengan grading ring dan pemisah. Spesifikasi arrester ditetapkan sesuai Tabel 1 dan kelas arrester ditetapkan sesuai dengan Tabel 2.
5
SPLN T5.007: 2014 Tabel 1. Penetapan spesifikasi arrester jaringan transmisi 66 kV, 150 kV, 275 kV dan 500 kV
NO
SPESIFIKASI
Tegangan Sistem (kV)
SATUAN 66
150
275
500
detik
Pembumian dengan resistans tinggi (noneffective) ≤ 10
Tegangan pengenal (Ur)**
kV
≥ 72
≥ 138
≥ 240
≥ 420
4
Tegangan operasi maksimum kontinu (MCOV) (Uc)**
kV
≥ 57.6
≥ 110.4
≥ 192
≥ 336
5
Tipe selubung
6
Bahan terminal fase/pembumian
7
Frekuensi pengenal (Fr)
Hz
8
Tegangan tertinggi untuk peralatan (Um)
kV
9
Arus pelepasan nominal pengenal (8/20 µs) (In)
1
Sistem pembumian titik netral
2
Lama arus gangguan
3
9.1
Pembumian langsung (solid / effective) ≤1
Polimer (molded case) / keramik untuk pemasangan outdoor Enclosure untuk pemasangan GIS Stainless steel / aluminium 50 72,5
170
300
550
Untuk area dengan jumlah hari guruh < 91 hari ( IKL < 25% )* -
Pada GI, dan pembangkit atau ujung kabel outdoor Pada proteksi tegangan lebih trafo dan transmission line arrester
kA
20
kA
10
6
20
SPLN T5.007: 2014
9.2
Untuk area dengan jumlah hari guruh > 91 hari ( IKL > 25%)* -
10 10.1
kA
20
kA
≥ 10
20
4
5
3
4
≥4
5
≥3
4
Kelas Untuk area dengan jumlah hari guruh < 91 hari ( IKL < 25% )* -
10.2
Pada GI, dan pembangkit atau ujung kabel outdoor Pada proteksi tegangan lebih trafo dan transmission line arrester
Pada GI, dan pembangkit atau ujung kabel outdoor Pada proteksi tegangan lebih trafo dan transmission line arrester
Untuk area dengan jumlah hari guruh > 91 hari ( IKL > 25%)* -
Pada GI, dan pembangkit atau ujung kabel outdoor Pada proteksi tegangan lebih trafo dan transmission line arrester
11
Kemampuan hubung singkat selubung untuk 0,2 detik
12
Tegangan residu maksimum -
Dengan arus impuls petir (8/20 µs)
kA rms
≥ 31,5
kV
< 203
≥ 40
< 406
7
< 700
< 1068
SPLN T5.007: 2014
-
13
14
Dengan impuls pensaklaran (30/60 µs) 1000 A untuk 10 kA dan 2000 A untuk 20 kA
kV
< 183
< 365
< 630
< 961
Kekuatan elektrik selubung -
Tegangan ketahanan impuls (1,2/50 µs)
kVp
≥ 325
≥ 750
≥ 1050
≥ 1550
-
Tegangan ketahanan AC kering (1 menit)
kV
≥ 200
≥ 390
≥ 850
≥ 1175
Jarak rambat insulator fase ke bumi -
Polusi berat***
mm
≥ 1813
≥ 4250
≥ 7500
≥ 13750
-
Polusi sangat berat ****
mm
≥ 2248
≥ 5270
≥ 9300
≥ 17050
≥ 2628
≥ 2289
≥ 2473
≥ 1145
15
Beban mekanis sesaat yang dispesifikasikan (SSL) *****
N
16
Beban mekanis jangka panjang yang dispesifikasikan (SLL)
N
40% x SSL untuk arrester porselen dan ≥ 40% x SSL untuk arrester polimerik
17
Beban perusakan rata-rata (untuk arrester porselen dan cast resin) (MBL)
N
≥ 1,2 x SSL
* Tipikal peta IKL Indonesia dapat dilihat pada lampiran namun untuk mendapatkan data IKL terkini dapat diperoleh di Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Indonesia ** Perhitungan pedoman pemilihan dapat dilihat pada lampiran. *** Untuk penggunaan di daerah perkotaan dan pedesaan yang jauh dari polusi industri, tepi pantai dan pegunungan dengan tingkat kelembaban yang tinggi. **** Untuk penggunaan di daerah yang dekat dengan polusi industri, tepi pantai dan pegunungan dengan tingkat kelembaban yang tinggi. ***** Untuk penggunaan pada daerah dengan frekuensi gempa yang tinggi perlu dipertimbangkan nilai yang lebih tinggi
8
SPLN T5.007: 2014
Tabel 2. Kelas arrester
Kelas
Sesuai IEC 60099-4:2009
6
Kemampuan menyerap energi maksimum berdasarkan Operating duty test dengan 2 x Long duration current impulse kJ/kV (Uc)
kJ/kV (Ur)
3
≥ 8,75
≥7
4
≥ 12,5
≥ 10
5
≥ 19,2
≥ 15,4
Penandaan
Arrester harus dilengkapi dengan penandaan pada badan selubung dan atau logam dengan cetak timbul atau printing yang tidak mudah dihapus. Penandaan minimum terdiri dari: 1. Tegangan pengenal (Ur) 2. Arus pelepasan nominal (In) 3. Tegangan operasi maksimum secara kontinu (MCOV atau Uc) 4. Kelas 5. Tahun produksi 6. Nama/merk dagang/logo 7. Nomor seri 8. Tipe 9. Arus bocor resistif (nilai dan suhu harus dicantumkan, lihat butir 13 Tabel 3)
7
Pengujian
7.1 Pengujian jenis (type test) Pengujian jenis ini dilakukan dengan mata uji pada Tabel 3 kolom c dan d sesuai dengan IEC 60099-4:2009 butir 8 dan untuk arrester dengan insulasi polimer sesuai dengan butir 10. Khusus untuk arrester insulasi polimer yang akan digunakan di daerah dengan tingkat polusi tinggi, intensitas radiasi sinar matahari tinggi dan perubahan suhu dengan kondensasi yang sering seperti pada daerah pegunungan, industri atau tepi pantai, maka dilakukan pengujian weather ageing 5000 jam. Untuk kondisi selain hal tersebut di atas dapat menggunakan pengujian weather ageing 1000 jam. Pengujian jenis harus memenuhi seluruh persyaratan teknis yang tercantum pada Tabel 1 dan Tabel 2 serta dilakukan oleh institusi independen.
9
SPLN T5.007: 2014
7.2 Pengujian rutin (routine test) Pengujian rutin dilakukan oleh pabrikan sesuai mata uji pada Tabel 3 kolom e untuk seluruh produk arrester. Kecuali pengukuran arus bocor resistif, pengujian mengikuti IEC 600994:2009 butir 9.1.
7.3 Pengujian contoh (factory acceptance test) Pengujian contoh dilakukan sesuai mata uji pada Tabel 3 kolom f. Kecuali pengukuran arus bocor resistif, pengujian mengikuti pengujian serah terima (acceptance test) pada IEC 600994:2009 butir 9.2. Jumlah sampel untuk pengujian contoh tercantum pada Tabel 4. Pemilihan sampel dilakukan oleh PT PLN (Persero) secara acak untuk setiap batch produksi yang diajukan untuk diuji. Pengujian contoh dilakukan di pabrik pembuat. Tabel 3. Pengujian arrester Uji Jenis Arus Pelepasan Nominal Standar 20 kA 10 kA
No
Item Pengujian
a
b
c
d
1
Uji ketahanan insulasi pada selubung (insulation withstand test on the arrester housing)
2
Uji tegangan residu (residual voltage test)
A
Uji tegangan residu impuls arus curam (steep current impulse residual voltage test)
B
Uji tegangan residu impuls petir (lightning impulse residual voltage test)
C
Uji tegangan residu impuls pensaklaran (switching impulse residual voltage test)
3
Uji ketahanan impuls arus durasi panjang (long duration current impulse withstand test)
4
Uji operasi (operating duty test)
10
Uji Rutin
Uji Contoh
e
f
SPLN T5.007: 2014
A
Uji operasi impuls arus tinggi (high current impulse operating duty test)
B
Uji operasi surja pensaklaran (switching surge operating duty test)
5
Uji hubung singkat (short circuit)
6
Uji pemisah arrester/indicator gangguan (arrester disconnector/fault indicator)
7
Uji selubung terpolusi (polluted housing test)
8
Uji pelepasan parsial internal (internal partial discharge test)
9
Uji momen lentur (bending moment)
10
Uji lingkungan (enviromental test)
11
Uji tingkat kebocoran segel (seal leak rate)
12 13
Pengukuran tegangan referensi
Pengukuran arus bocor resistif*
* Pengukuran dilakukan pada tegangan sistem fase – netral pada suhu yang dispesifikasikan oleh pabrik.
Tabel 4. Jumlah sampel uji contoh
No
Jumlah barang yang diserahterimakan (buah)
Jumlah sampel (buah)
a
b
c
1
1 s/d 3
100 % total
2
4 s/d 10
3
3
11 s/d 15
5
4
16 s/d 25
6
5
26 s/d 50
10
6
51 s/d 90
14
7
91 s/d 150
20
11
SPLN T5.007: 2014
8
151 s/d 300
30
9
301 s/d 500
41
10
> 500
10 % total
Semua jumlah sampel arrester transmisi harus lulus uji sesuai dengan Tabel 3. Seluruh barang yang diserahterimakan diterima jika seluruh sampel dinyatakan lulus uji.
8
Pemasangan Arrester Sistem Transmisi (66, 150, 275 dan 500 kV)
8.1 Kawat hubung arrester (lead wire) Pembuangan arus petir melalui induktansi dari kawat hubung arrester menghasilkan tegangan yang menambah tegangan keluaran arrester. Panjang kawat hubung tersebut terdiri dari panjang kawat hubung arrester ke pembumian serta panjang kawat hubung arrester dengan tegangan fase. Panjang total dari kawat hubung ini diukur dari titik di mana sambungan kawat hubung arrester ini dibuat ke titik di mana dilakukan interkoneksi antara pembumian arrester dan pembumian dari sistem Gardu Induk, tidak termasuk panjang arrester. Kawat hubung pembumian masing-masing arrester dihubungkan langsung dari pembumian arrester dengan pembumian dari peralatan yang dilindungi atau pembumian dari gardu induk seperti dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Sambungan kawat hubung pembumian
Tegangan arrester
residual
Tegangan pada lead wire arrester
Total Tegangan pada peralatan
Gambar 2. Efek tegangan lead wire terhadap tegangan rambat ke peralatan
12
SPLN T5.007: 2014
Induktansi per unit panjang dari kawat hubung adalah fungsi kompleks dari geometri kawat hubung. Efek dari diameter konduktor kawat hubung sangat kecil. Hasil kali dari kecuraman arus petir dengan panjang total kawat hubung arrester adalah tegangan kawat hubung. Tegangan kawat hubung menambah tegangan residu arrester hanya pada saat kenaikan arus pelepasan. Lamanya waktu peralatan yang dilindungi terkena dengan tegangan penjumlahan tegangan kawat hubung dan tegangan residu adalah waktu kenaikan arus pelepasan seperti dapat dilihat pada Gambar 2. Oleh karena itu perlu dilakukan koordinasi tegangan total dari tegangan kawat hubung dan tegangan residu dengan ketahanan tegangan potong dari peralatan yang dilindungi sehingga kawat hubung arrester harus sependek mungkin.
8.2
Penempatan arrester pada peralatan yang dilindungi
Arrester harus dipasang sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindunginya, agar jarak efektif perlindungan terhadap surja masih terpenuhi. Contoh penempatan arrester pada bay transformator dan bay penghantar di gardu induk dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 3. Contoh penempatan arrester di bay transformator
13
SPLN T5.007: 2014
Gambar 4. Contoh penempatan arrester di bay penghantar
8.3
Penempatan arrester pada saluran udara transmisi (transmission line arrester)
Untuk memperbaiki keandalan jaringan transmisi terhadap surja petir, maka Transmission Line Arrester (TLA) dapat dipasang paralel dengan string set insulator. Penempatan TLA pada ruas transmisi berdasarkan pada kajian tersendiri. Contoh pemasangan TLA dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Contoh penempatan arrester pada transmisi
14
SPLN T5.007: 2014
TLA dengan celah udara luar merupakan jenis arrester dari bahan metal oxide yang dilengkapi dengan celah udara luar. Contoh pemasangan TLA jenis ini dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Contoh pemasangan TLA dengan celah udara luar
8.4
Penempatan arrester pada GIS (gas insulated switchgear)
Arrester dipasang pada ujung sealing end kabel yang masuk ke dalam GIS. Arrester dapat dipasang tiga fase atau satu fase dalam satu enclosure tergantung konstruksi sealing end yang digunakan. Contoh pemasangan arrester pada GIS dapat dilihat pada Gambar 7.
Grading Ring
Metal Oxide Arrester SF6 Metal Enclosure
Gambar 7. Penempatan arrester pada GIS
15
SPLN T5.007: 2014
8.5
Sistem pembumian arrester pada gardu induk
Sistem pembumian arrester harus digabungkan dengan mesh grid pembumian gardu induk atau gedung yang berada dalam satu instalasi. Contoh sistem pembumian arrester pada gardu induk dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Contoh sistem pembumian arrester pada gardu induk
8.6
Pemisah
Pemisah digunakan pada TLA dan dipasang pada terminal pembumian arrester, yang menghubungkan terminal pembumian arrester dengan kawat hubung pembumian (Gambar 9). Apabila arrester dilalui arus yang sangat besar sehingga menyebabkan kerusakan arrester, maka pemisah akan memisahkan arrester dari kawat hubung pembumian. Sangat perlu diperhatikan kawat hubung pembumian tidak terkena kawat fase apabila pemisah bekerja sehingga kawat hubung pembumian harus dari material yang memiliki fleksibilitas tinggi dan tidak kaku.
16
SPLN T5.007: 2014
Gambar 9. Contoh pemisah pada transmission line arrester
8.7
Surge counter
Surge counter digunakan untuk menghitung kerja arrester. Untuk kebutuhan condition based maintenance arrester, surge counter dapat juga dilengkapi dengan pencatat waktu kejadian, pemonitor arus bocor, rekaman hasil pengukuran, rekaman nilai arus puncak dan polaritas surja yang disalurkan oleh arrester. Surge counter dipasang menghubungkan antara kawat hubung pembumian dengan surge arrester. Untuk pemonitor arus bocor pada gardu induk dapat digunakan pemonitor arus bocor analog atau digital. Sedangkan untuk TLA, harus menggunakan pemonitor arus bocor digital yang dapat diakses secara remote. Contoh surge counter dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Contoh surge counter pada transmission line arrester
17
SPLN T5.007: 2014
8.8
Penggunaan grading ring pada arrester
Grading ring dipasang untuk meratakan distribusi tegangan pada selubung arrester. Grading ring dapat dipasang pada salah satu atau kedua ujung terminal arrester. Contoh pemasangan grading ring dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Contoh pemasangan grading ring pada arrester
8.9
Penggunaan arrester dalam koordinasi insulasi
Arrester ditempatkan untuk melindungi bagian terlemah dari instalasi. Agar berfungsi dengan baik, arrester harus dikoordinasikan dengan pengaman lainnya. Pemilihan tipe dan jenis arrester harus mempertimbangkan koordinasi insulasi pada instalasi tersebut. Untuk perhitungan koordinasi insulasi memerlukan kajian tersendiri.
18
SPLN T5.007: 2014
LAMPIRAN A 1.
Pemilihan Arrester 66 kV untuk Pembumian Tidak Langsung (Non-Effective)
Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent). Data jaringan: -
Um = 72,5 kV BIL Peralatan = 325 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 10 detik*. Arus pelepasan nominal (In) = 20 kA* Level polusi = berat* (25 mm/kV Um) Arus hubung-singkat maksimum = 31 kA
Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: -
Ur, min = 0,91* x Um, min = 0,91* x 72,5 kV = 65,975 kV
Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -
Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 72 kV Uc = Ur/1,25 = 72 kV/1,25 = 57,6 kV
Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -
level proteksi impuls petir (û20 kA, 8/20 µs): 203 kV level proteksi pensaklaran: 0,9 x 203 kV = 183 kV
Mengecek level proteksi: -
BIL / û20 kA, 8/20 µs = 325 kV/ 203 kV = 1,6 > 1,4 (mencukupi)
Memilih sebuah Selubung (Tipe Polimer) Persyaratan-persyaratan minimal: -
2.
lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 203 kV = 264 kV power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/√2x level proteksi impuls petir = 0,88/ √2 x 203 kV = 126 kV Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 72,5 kV = 1812,5 mm short circuit withstand capability (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA
Pemilihan Arrester 150 kV untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective)
Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent). Data jaringan: -
Um = 170 kV 19
SPLN T5.007: 2014
-
BIL Peralatan = 325 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 1 detik*. Arus pelepasan nominal (In) = 20 kA* Level polusi = berat* (25 mm/kV Um) Arus hubung-singkat maksimum = 40 kA
Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: -
Ur, min = 0,72* x Um, min = 0,72* x 170 kV = 122 kV
Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -
Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 21 kV Uc = Ur/1,25 = 138 kV/1,25 = 110,4 kV
Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -
level proteksi impuls petir (û20 kA, 8/20 µs): 406 kV level proteksi pensaklaran: 0,9 x 406 kV = 365,4 kV
Mengecek level proteksi: -
BIL / û20 kA, 8/20 µs = 650 kV/ 406 kV = 1,6 > 1,4 (mencukupi)
Memilih sebuah Selubung (Tipe Polimer) Persyaratan-persyaratan minimal: 3.
lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 406 kV = 527,8 kV power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/√2x level proteksi impuls petir = 0,88/ √2 x 406 kV = 252,6 kV Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 170 kV = 4250 mm short circuit withstand capability (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA
Pemilihan Arrester 275 kV untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective)
Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent). Data jaringan: -
Um = 300 kV BIL Peralatan = 325 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 1 detik*. Arus pelepasan nominal (In) = 20 kA* Level polusi = berat* (25 mm/kV Um) Arus hubung-singkat maksimum = 40 kA
Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: -
Ur, min = 0,72* x Um, min = 0,72* x 300 kV = 216 kV 20
SPLN T5.007: 2014
Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -
Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 240 kV Uc = Ur/1,25 = 240 kV/1,25 = 192 kV
Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -
level proteksi impuls petir (û20 kA, 8/20 µs): 700 kV level proteksi pensaklaran: 0,9 x 700 kV = 630 kV
Mengecek level proteksi: -
BIL / û20 kA, 8/20 µs = 1050 kV/ 700 kV = 1,5 > 1,4 (mencukupi)
Memilih sebuah Selubung (Tipe Polimer) Persyaratan-persyaratan minimal: -
4.
lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 700 kV = 910 kV power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/√2x level proteksi impuls petir = 0,88/ √2 x 700 kV = 436 kV Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 300 kV = 7500 mm short circuit withstand capability (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA
Pemilihan Arrester 500 kV untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective)
Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent). Data jaringan: -
Um = 550 kV BIL Peralatan = 1550 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 1 detik. Arus pelepasan nominal (In) = 20 kA* Level polusi = berat* (25 mm/kV Um) Arus hubung-singkat maksimum = 40 kA
Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: -
Ur, min = 0,72* x Uc, min = 0,72* x 550 kV = 396 kV
Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -
Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 420 kV Uc = Ur/1,25 = 420 kV/1,25 = 336 kV
Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -
level proteksi impuls petir (û20 kA, 8/20 µs): 1068 kV level proteksi pensaklaran: 0,9 x 1068 = 961,2 kV
Mengecek level proteksi: -
BIL / û20 kA, 8/20 µs = 1550 kV/ 1068 kV = 1,45 > 1,4 (mencukupi) 21
SPLN T5.007: 2014
Memilih sebuah Selubung (Tipe Polimer) Persyaratan-persyaratan minimal: -
5.
lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 1068 kV = 1388 kV power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/√2x level proteksi impuls petir = 0,88/ √2x 1068 kV = 665 kV Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 550 kV = 13750 mm short circuit withstand capability 0,2 s (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA
Perhitungan Jarak Lindung Arrester
Jarak lindung antara lightning arrester dengan peralatan yang dilindungi dihitung dengan persamaan berikut :
L=
U T − U LA V dU 2 dt
dU di =Γ dt dt
di mana
dan
L
Gambar 12. Gambar perhitungan jarak lindung arrester
dimana : L
= jarak lindung maksimum dari posisi LA ke peralatan yang diproteksi [m]
UT
= tegangan BIL peralatan, misal transformator [kV]
ULA
= tegangan kerja impuls arrester [kV]
V
= kecepatan rambat gelombang : di udara 300 [m/µs], di kabel 300/√εr [m/µs], εr = 9 untuk XLPE
Γ
= impedansi surja : hantaran udara 200 – 500 ohm, kabel 30 – 80 ohm
dU/dt = kecuraman gelombang tegangan datang [kV/µs] di/dt = kecuraman gelombang arus datang [kA/µs] 22
SPLN T5.007: 2014
kecuraman gelombang arus datang berikut:
(di/dt)
untuk
- Probabilitas 50%, di/dt = 24 kA/µs) - Probabilitas 20%, di/dt = 52 kA/µs) - Probabilitas 10%, di/dt = 67 kA/µs)
23
beberapa probabilitas adalah sebagai
SPLN T5.007: 2014
Contoh perhitungan jarak lindung LA adalah sebagai berikut : A. Jarak lindung terhadap peralatan yang dilindungi pada saluran transmisi udara (SUTT/SUTET) Unom Um BIL(UT)* ULA V Γ Probabilitas di/dt di/dt Jarak lindung maksimal LA (meter)
150kV 170 kV 750 kV 406 kV 300 m/det 300 ohm 50 %
275kV 300 kV 1050 kV 700 kV 300 m/det 300 ohm
500 kV 550 kV 1550 kV 1068 kV 300 m/det 300 ohm
20 %
10 %
50 %
20 %
10 %
50 %
20 %
10 %
24 52 kA/µs kA/µs
67 kA/µs
24 kA/µs
52 kA/µs
67 kA/µs
24 kA/µs
52 kA/µs
67 kA/µs
2,6
7,3
3,4
2,6
10
4,6
3,6
7,2
3,3
B. Jarak lindung pada saluran kabel (SKTT) Unom 150kV 275kV Um 170 kV 300 kV BIL (UT)* 750 kV 1050 kV ULA 406 kV 700 kV V 100 m/s 100 m/s 50 ohm 50 ohm Γ Probabilitas 50 % 20 % 10 % 50 % 20 % di/dt 24 52 67 24 52 di/dt kA/µs kA/µs kA/µs kA/µs kA/µs Jarak lindung 14,3 6,6 5,1 14,6 6,7 maksimal LA (meter)
500 kV 550 kV 1550 kV 1068 kV 100 m/s 50 ohm 10 %
50 %
20 %
10 %
67 kA/µs
24 kA/µs
52 kA/µs
67 kA/µs
5,2
20,1
9,3
7,2
* Untuk BIL peralatan yang lebih rendah, harus dihitung kembali 6.
Peta Isokeraunic Level
Peta Isokeraunic level (IKL) adalah peta yang menampilkan jumlah hari terdengarnya guruh per tahun. Peta IKL Indonesia dalam persentase jumlah hari guruh per tahun untuk tahun 1991-2006 dapat dilihat pada Gambar 13. IKL = (ΣTs) / 365 x 100 % dimana :
ΣTs = Jumlah hari guruh dalam satu tahun 24
SPLN T5.007: 2014
Sedangkan untuk peta IKL yang menampilkan tipikal jumlah hari guruh dunia dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 13. Peta IKL dalam persentase hari guruh per tahun Indonesia 1991-2006
Gambar 14. Peta isokeraunic level dunia dalam jumlah hari guruh
25
SPLN T5.007: 2014
26
