Bismillah Analisa

5/24/2018 Bismillah Analisa

1/18

BAB III

ANALISA

Dari teori yang telah diuraikan pada bab sebelumnya, diperoleh analisa sebagai berikut

3.1 Gardu Induk

Pada analisa gardu induk pembangkit ini kami mengambil data dari gardu induk yang ada di Paiton.

Gardu Induk itu sendiri merupakan tempat dilakukannya transfer tenaga listrik dari saluran transmisi ke

beban. Di dalam. Gardu Induk terdapat peralatan untuk melakukan haltersebut, diantaranya adalah

transformator daya yangberfungsi memindahkan tenaga listrik dari sisi tegangantransmisi ke tegangan

distribusi yang selanjutnya tenagalistrik ini disalurkan ke konsumen melalui jaringandistribusi. Selain itu

terdapat Inter-bus Transformer (IBT) yang mentransfer daya dari tegangan ekstra tinggike tegangan

tinggi (500/150 KV) dan selanjutnyadisalurkan ke Gardu Induk (GI) 150 KV.

1. Sistem Pada busbar

Sistem busbar yang dipakai pada Gardu Induk Paiton saat ini menggunakan sistem busbar

1,5 breaker. Sistem busbar 1,5 breaker mempunyai kerugian antara lain :

- Sistem busbar 1,5 breaker memerlukan banyak Pemutus

Tenaga (Circuit Breaker), Pemisah (Disconnecting Switch) dan ruang. Sirkit kontrol dan

pengamanannya menjadi sangat kompleks.

Gardu Induk 500 KV Paiton menggunakan transformator daya 500/150/20 KV dengan

kapasitas 500 MVA.

Namun untuk "future extention" Gardu Induk 500 KV Paiton didesign untuk mampu

memikul beban dengan Inter-bus Transformer (IBT) dengan kapasitas 4 X 500 MVA,

Saat ini terdapat kecenderungan PLN untuk mendesign busbar Gardu Induk (GI) utama

untuk mampu dilewati arus sebesar 4000 A dengan pertimbangan jumlah trafo yang

dilayani, jumlah feeder yang masuk atau keluar serta "future extention" dari Gardu Induk

(GI) tersebut. Untuk memenuhi kemampuan arus sampai dengan 4000 A maka konduktor

yang digunakan untuk busbar tersebut adalah Aluminium Tube dan ukuran konduktor

Aluminium Tube dapat dilihat dengan menggunakan tabel pada lampiran. Dengan arus

busbar di atas 4000 A serta untuk meningkatkan keandalan.

3.2 Komponen pada gardu induk

Peralatan utama yang ada pada gardu induk :

- Pemutus tenaga

- Pemisah

- Surge / Lightning Arrester

- Trafo pengukuran


2/18

- Busbar

- Trafo tenaga

- Panel kontrol

- Panel pengaman / proteksi

- Battere

- Sarana komunikasi

- Kapasitor

- Reaktor

1. Pemutus Tenaga (Circuit Breaker/CB)

Setiap circuit breaker dirancang sesuai dengan tugas yang akan dipikulnya. Ada bebrapa hal yang perlu

dipertimbangkan dalam disain pemutus daya, yaitu:

a) Tegangan efektif tertinggi dan frekuensi daya di mana CB akan dipasang. Nilainya tergantung

pada jenis pentanahan netral sistem tenaga.

b) Arus maksimum kontinyu yang akan dialirkan melalui CB. Nilai arus ini tergantung pada arus

maksimum sumber daya atau arus nominal beban di mana CB tersebut terpasang

c) Arus hubung singkat maksimum yang akan diputuskan oleh CB

d) Lama maksimum arus hubung singkaat yang boleh berlangsung. Hal ini berhubungan dengan

waktu pembukaan kontak.

e) Kekuatan dielektrik media isolasi

f) Iklim dan ketinggian lokasi penempatan CB. Untuk instalasi di atas 1000 m, faktor koreksi

ketinggian harus digunakan, sebagaimana yang terlihat pada gambar 31.


3/18

Faktor Koreksi Ketinggian

Nilai maksimum untuk tegangan dan BIL harus dikalikan dengan faktor koreksi ini. Detail

berkatitan dengan faktor koreksi ini dapat dibaca di ANSI/IEEE C37.04-1979.

Kemampuan arus pemutus daya dinyatakan dalam tiga besaran, yaitu:

a) Breaking/interrupting current, yaitu harga efektif arus hubung singkat simetri (tiga fasa)

tertinggi yang dapat diputuskan CB tanpa menimbulkan kerusakan pada kontak-kontak CB. Arus

hubung singkat simetri ini bisa diperoleh dari perhitungan atau langsung didapatkan dari PLN.

b) Making current, yaitu arus puncak tertinggi pada saat CB menutup. Penentuan making current

dapat dihitung dengan persamaan pendekatan sebagai berikut:

symscm IkI

Di mana:

k= faktor pengali yang besarnya ditentukan sebagai berikut:

R

X

ek

3

98.002.1

c) Arus kontinyu. Arus yang besarnya tergantung dari rating generator, trafo, atau beban

(tergantung pada lokasi di mana CB dipasang).

),(

.),(

3gentrafo

gentrafo

n

V

SI

Standar-standar bernkenaan dengan CB

IEEE C37.04

IEEE C37.06


4/18

IEEE C37.100.1

IEEE C37.010

IEEE C37.011

IEEE C37.012

IEEE C37.015

2. Pemisah (Disconnecting Switch)

Pemisah adalah suatu alat untuk memisahkan tegangan pada peralatan instalasi tegangan tinggi.

Ada dua macam fungsi PMS, yaitu :

Pemisah Tanah (Earth Switch), berfungsi untuk menghilangkan / mentanahkan tegangan

elektrostatis.

Pemisah Peralatan (disconnecting switch), berfungsi untuk mengisolasikan peralatan

listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan.

PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban.

Parameter PMS yang harus diperhatikan adalah

- Kemampuan mengalirkan arus ( Arus Nominal = Ampere )

Kemampuan mengalirkan arus ditentukan oleh besarnya penampang dua batang kontaktor.

Dengan demikian permukaan sentuh dari keduanya sangat menentukan. Apabila sebagian

permukaan kontak terdapat kotoran (berkarat) akan sangat mempengaruhi luasnya penampang

dan dalam batas tertentu kontaktor akan menjadi panas.

- Kemampuan tegangan ( Rating Tegangan = KV )

Tegangan operasi PMS dapat dilihat dari kekuatan isolasinya. Semakin tinggi tegangan akan

semakin panjang/tinggi isolator penyangga yang dipergunakan.

- Kemampuan menahan Arus Hubung Singkat, Breaking Capacity (KA : Kilo Ampere)

Apabila terjadi hubung singkat, dimana arus hubung-singkat berlipat kali arus nominalnya,

dalam waktu singkat (detik) PMS harus mampu menahan dalam batas yang diijinkan.

Besaran parameter tersebut dapat dibaca pada name plate yang terpasang pada PMS.

Disamping itu parameter yang berkaitan dengan mekanik penggerak adalah:

- Tekanan udara kompresor (bila menggunakan tenaga penggerak pneumatik)

- Tekanan minyak hydrolik (bila menggunakan tenaga penggerak hydrolik).


5/18

Klasifikasi PMS berdasar gerakan lengan

Menurut gerakan lengannya, pemisah dapat dibedakan menjadi

a. Pemisah Engsel

Dimana pemisah tersebut gerakannya seperti engsel

PMS ini biasa dipakai untuk tegangan menengah (20 KV, 6 KV)

Pemisah Engsel 1 Pole

Pemisah Engsel 3 Pole

b. Pemisah Putar


6/18

Dimana terdapat 2(dua) buah kontak diam dan 2(dua) buah kontak gerak yang

dapat berputar pada sumbunya.

Pemisah Putar

c. Pemisah Siku.

Pemisah ini tidak mempunyai kontak diam, hanya terdapat (dua) kontak gerak

yang gerakannya mempunyai sudut 90.

Pemisah Siku

d. Pemisah Luncur.

Dua kontak gerak

Mekanik penggerak

Tenaga penggerak

PMS PMS ini dapat

dari motor maupun

pneumatik (tekanan

udara ) dan dapat

dioperasikan dari

panel kontrol.


7/18

PMS ini gerakan kontaknya keatas-kebawah ( vertikal) atau kesamping (mendatar).

Banyak dioperasikan pada instalasi 20 KV.

Pada PMT 20 KV type draw-off setelah posisi Off dan dilepas/dikeluarkan dari

Cubicle maka pisau kontaktor penghubung dengan Busbar adalah berfungsi

sebagai PMS.

PMT dengan pemisah luncur

Untuk keperluan pemeliharaan, PMT ini dapat dikeluarkan dari kubikel/sel 20

KV dengan cara menarik keluar secara manual (draw-off). Selesai pemeliharaan,

PMT dapat dimasukkan kembali (draw-in) dan pada posisi tertentu kontaktor

(berfungsi PMS) akan berhubungan langsung dengan Busbar 20 KV. Namun

harus dipastikan terlebih dulu sebelumnya bahwa PMT dalam posisi off.

e. Pemisah Pantograph.

PMS ini mempunyai kontak diam yang terletak pada rel dan kontak gerak yangterletak pada ujung lengan pantograph. Jenis ini banyak dioperasikan pada

sistem tegangan 500 KV.

Kontaktor berfungsi sebagai

PMS


8/18

PMS 500 KV posisi masuk (On) PMS 500 KV posisi lepas (Off)

Pemisah Pantograph

Tenaga penggerak PMS.

Jenis tenaga penggerak PMS dapat dibedakan :

a. Secara Manual

Pengoperasian PMS ini (mengeluarkan / memasukkan) secara manual dengan

memutar/menggerakkan lengan yang sudah terpasang permanen.

Mekanik penggerak secara

Lengan


9/18

PMS posisi masuk

b. Tenaga penggerak dengan motor

Motor penggerak ini terpasang pada box mekanik dimana box harus dalam

keadaan bersih. Secara periodik dilakukan pemeliharaan kebersihan pada

terminal kabel wiring, kontaktor-kontaktor dan dilakukan pelu-masan pada

poros/roda gigi. Pintu box harus tertutup rapat agar semut atau binatang kecil

lainnya tidak bisa masuk kedalamnya.

Mekanik PMS dengan penggerak motor

c. Tenaga penggerak pneumatik (tekanan udara)

Tekan udara dapat diperoleh dari kompresor udara sentral yang terpasang dalam

rumah kompresor.

Motor penggerak

mekanik


10/18

Mekanik PMS tekanan udara

Indikasi Unjuk Kerja.

Dalam pengoperasian PMS terutama pada saat memasukkan, yang harus

diperhatikan adalah posisi melekatnya kontak gerak dengan kontak diam. Ada

kalanya terjadi bahwa bila PMS tersebut dioperasikan secara remote dari panel

kontrol, lampu indikator sudah menyatakan masuk (lampu menyala merah) namon

kondisi diluar kedua kontaktor belum melekat dengan normal. Untuk itu diperlukan

pemeriksaan secara visual (pandangan mata) yang menyatakan kepastian bahwa

kedua kontaktor sudah melekat sempurna.

Untuk mempertahankan unjuk kerjanya yang optimal, PMS secara periodik tahunan

dilakukan pemeliharaan bersamaan dengan pemeliharaan peralatan yang terpasang

dalam satu bay.

Dalam pemeliharaan dilaksanakan pembersihan pada kontaktor dari kotoran-kotoran

(karat) dan setelah itu diberikan pelumasan (grease). Pelumasan juga diberikan padaperalatan mekanik PMS yang terdapat roda-gigi, tuas dsb.

3. Relay Proteksi

Relai proteksi gardu induk seperti yang terlihat pada gambar terdiri dari :

Relai proteksi Trafo Tenaga

Relai proteksi busbar atau kopel

Relai proteksi PMT

Relai proteksi kapasitor dan reactor

Silinder udara penggerak

mekanik


11/18

Proteksi Trafo Tenaga

Peralatan proteksi trafo tenaga terdiri dari Relai Proteksi, Trafo Arus (CT), Trafo Tegangan (PT/CVT),

PMT, Catu daya AC/DC yang terintegrasi dalam suatu rangkaian, sehingga satu sama lainnya

saling keterkaitan. Fungsi peralatan proteksi adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan

memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih sehat serta

sekaligus mengamankan bagian yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar


12/18

Gangguan pada Trafo Tenaga

o Gangguan internal

Gangguan yang terjadi di daerah proteksi trafo, baik di dalam trafo maupun diluar trafo sebatas lokasi

CT. Penyebab gangguan internal biasanya akibat ;

- Kegagalan isolasi pada belitan, lempengan inti atau baut pengikat inti atau Penurunan nilai isolasi

minyak yang dapat disebabkan oleh kualitas minyak buruk, tercemar uap air dan adanya

dekomposisi karena overheating, oksidasi akibat sambungan listrik yang buruk

Kebocoran minyak Ketidaktahanan terhadap arus gangguan (electrical dan mechanical stresses)

Gangguan pada tap changer

Gangguan pada sistem pendingin

Gangguan pada bushing

Gangguan internal dapat dikelompokan menjadi incipient fault dan active fault

Incipient fault : gangguan terbentuk lambat, dan akan berkembang menjadi gangguan besar jika

tidak terdeteksi dan tidak diatasi. Seprti Overheating, overfluxsing, dan over pressure

Penyebab Overheating

ngan baik elektrik maupun magnetik


13/18

m pendingin

Penyebab overfluxing

Terjadi saat overvoltage dan under frekuensi, dapat menyebabkan bertambahnya rugi-rugi besi

sehingga terjadi pemanasan yang dapat menyebabkan kerusakan isolasi lempengani inti dan bahkan

isolasi belitan

Penyebab Overpressure

-belitan sefasa

Active fault : disebabkan oleh kegagalan isolasi atau komponen lainnya yang terjadi secara cepat dan

biasanya dapat menyebabkan kerusakan yang parah

Penyebab gangguan Active fault yaitu sbb ;

-fasa atau fasa dengan ground

kat antar lilitan sefasa (intern turn)

o Gangguan eksternal

Gangguan yang terjadi diluar daerah proteksi trafo. Umumnya gangguan ini terjadi pada

jaringan yang akan dirasakan dan berdampak terhadap ketahanan kumparan primer maupun

sekunder/tersier Trafo. Fenomena gangguan ekternal seperti :

Hubungsingkat pada jaringan sekunder atau tersier (penyulang) yang menimbulkan through fault

current. Frekuensi dan besaran arus gangguan diprediksi akan mengurangi umur operasi trafo.

Pembebanan lebih (Overload )

Overvoltage akibat surja hubung atau surja petir

Under atau over frequency akibat gangguan sistem

External system short circuit


14/18

b). Fungsi Proteksi Trafo tenaga terhadap gangguan Untuk memperoleh efektifitas dan efisen dalam

menentukan sistem proteksi trafo tenaga, maka setiap peralatan proteksi yang dipasang harus

disesuaikan dengan kebutuhan dan prediksi gangguan yang akan terjadi yang mengancam

ketahanan trafo itu sendiri. Jenis relai proteksi yang dibutuhkan seperti tabel-1

c) Pola Proteksi Trafo tenaga berdasarkan SPLN 52-1

Kebutuhan peralatan proteksi trafo berdasarkan kapasitas trafo sesuai SPLN adalah seperti pada tabel2.


15/18

d) Proteksi utama Trafo Tenaga

Proteksi utama adalah suatu sistem proteksi yang diharapkan sebagai prioritas untuk mengamankan

gangguan atau menghilangkan kondisi tidak normal pada trafo tenaga. Proteksi tersebut

biasanya dimaksudkan untuk memprakarsainya saat terjadinya gangguan dalam kawasan yang

harus dilindungi. (lEC 15-05-025).

Ciri-ciri pengaman utama :

waktu kerjanya sangat cepat seketika (instanteneoues)

tidak bisa dikoordinasikan dengan relai proteksi lainnya

Tidak tergantung dari proteksi lainnya

Daerah pengamanannya dibatasi oleh pasangan trafo arus, dimana relai differensial dipasang


16/18

Differential relay ( 87T )

Relai diferensial arus berdasarkan H. Kirchof, dimana arus yang masuk pada suatu titik, sama dengan

arus yang keluar dari titik tersebut Relai diferensial arus membandingkan arus yang melalui daerah

pengamanan

Fungsi relai diferensial pada trafo tenaga adalah Mengamankan transformator dari gangguan

hubung singkat yang terjadi di dalam transformator, antara lain hubung singkat antara kumparan


17/18

dengan kumparan atau antara kumparan dengan tangki. Relai ini harus bekerja kalau terjadi

gangguan di daerah pengamanan, dan tidak boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan di

luar daerah pengamanan.Relai ini merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas mutlak.

Karakteristi diffrensial relay

Kelanjutan relay proteksi convert dari pdf ke word aja


18/18

3.3 Pengembangan Gardu Induk

Documents

Bismillah Analisa