PENINGKATAN KEANDALAN SISTEM PROTEKSI JARINGAN DISTRIBUSI
TEGANGAN MENENGAH 20 KV DENGAN PENGGANTIAN PERALATAN ANALOG KE
DIGITAL DI GARDU INDUK SOLOBARU
Proposal Tugas Akhir Program Studi Diploma III Teknik
Elektro
oleh:Friski Dwi SaputraNIM 21060110083020
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG2013
Proposal Tugas Akhir
PENINGKATAN KEANDALAN SISTEM PROTEKSI JARINGAN DISTRIBUSI
TEGANGAN MENENGAH 20KV DENGAN PENGGANTIAN PERALATAN ANALOG KE
DIGITAL DI GARDU INDUK SOLOBARU
oleh:Friski Dwi SaputraNIM 21060110083020
telah disetujui pada tanggal :
Ketua Program Kerjasama DIII UNDIP-PLNFakultas Teknik UNDIP
Ir. Bambang WinardiNIP. 196106161993031002Dosen Pembimbing
Drs. SubaliNIP 195612051985031001
PROPOSAL TUGAS AKHIR
I. JUDULJudul tugas akhir yang diajukan adalah:
PENINGKATAN KEANDALAN SISTEM PROTEKSI JARINGAN DISTRIBUSI
TEGANGAN MENENGAH 20KV DENGAN PENGGANTIAN PERALATAN ANALOG KE
DIGITAL DI GARDU INDUK SOLOBARU
II. BIDANG KEAHLIANSistem Proteksi Distribusi Tegangan Menengah
20Kv
III. LATAR BELAKANGDi dalam sistem tenaga listrik PT. PLN
(Persero) berusaha untuk terus meningkatkan keandalan sistem dan
kontinuitas penyaluran tenaga listrik hingga ke konsumen. Salah
satunya adalah dengan memasang relai proteksi Over Current (OCR)
dan Ground Faulth (GFR) pada sistem distribusi jaringan tegangan
menengah, yang masing-masing memiliki tipe analog dan digital. Demi
keamanan peralatan dan kestabilan sistem proteksi maka dibutuhkan
respon yang lebih cepat serta dengan menggunakan nilai setting
relai proteksi yang sesuai, yaitu penggunaan setting delay, high
set dan instant. Agar peralatan proteksi dapat bekerja dengan
semestinya harus ada komunikasi antara peralatan dengan operator
yaitu dengan dilakukannya monitoring dan controlling. Seperti yang
telah dijelaskan diatas bahwa relai proteksi jenis digital lebih
mendukung dan lebih memiliki fungsi-fungsi yang dibutuhkan demi
peningkatan keandalan sistem proteksi jika dibandingkan dengan
relai proteksi jenis analog. Akan tetapi peranan relai proteksi
tipe analog masih banyak digunakan khususnya pada kubikel-kubikel
cadangan pada gardu induk 20 kV, mengingat kubikel tersebut hanya
digunakan sebagai cadangan dan sifatnya tidak mendesak.Sehubungan
dengan hal tersebut, penulis melakukan analisa mengenai analisa
perbandingan sistem relai proteksi tipe analog dengan digital pada
sistem distribusi jaringan tegangan menengah 20 kV di Gardu Induk
Solobaru, dengan tujuan ingin menunjukan parameter-parameter relai
proteksi yang digunakan sebagai proses peningkatan keandalan sistem
tenaga listrik.
IV. TUJUAN1. Memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan program Studi Diploma III Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro.2. Mengetahui relai proteksi jenis analog
dan digital3. Mengetahui jenis-jenis dan spesifikasi dari relai
proteksi jenis analog dan digital4. Mengetahui kelebihan dan
kekurangan dari peralatan relai proteksi jenis analog dan digital5.
Memberikan usulan rekomendasi terkait peralatan relai proteksi yang
digunakan guna meningkatkan keandalan sistem tenaga listrik.
V. POKOK PEMBAHASANDalam pembuatan tugas akhir ini penulis
memberikan pokok pembahasan mengenai proses peningkatan keandalan
sistem tenaga listrik dengan melakukan analisa terhadap peralatan
relai proteksi jenis analog dan digital pada jaringan distribusi
JTM 20 kV di Gardu Induk Solobaru.
VI. METODE PENULISANDalam perencanaan dan pembuatan tugas akhir
ini, penulis menggunakan metode sebagai berikut:1. Studi
PustakaDalam metode ini, penulis mencari literatur, artikel, maupun
sumber lainnya untuk memperoleh data dan informasi yang berkaitan
dengan perancangan tugas akhir ini.2. Kajian PeralatanMetode ini
merupakan tahap pengkajian peralatan proteksi yang mencakup prinsip
kerja alat, kekurangan dan kelebihan dari masing-masing relai
proteksi guna memperoleh usulan dalam proses peningkatan keandalan
sistem tenaga listrik.3. Metode BimbinganMetode ini untuk
mendapatkan pengarahan dan petunjuk pembuatan Tugas Akhir sehingga
proses pembuatan Tugas Akhir dapat berjalan dengan lancar.4.
Pengujian PeralatanPeralatan relai proteksi tipe analog dan digital
dilakukan pengujian sesuai dengan parameter dan karakteristik yang
telah ditentukan.5. Penyusunan LaporanSetelah dilakukan analisa
pada peralatan proteksi tipe analog dan tipe digital, hasil analisa
peralatan disusun dalam sebuah laporan.
VII. NAMA PEMBUATNama: Friski Dwi SaputraNIM: 21060110083020
VIII. DOSEN PEMBIMBINGNama: Drs. SubaliNIP:
195612051985031001
IX. SISTEMATIKA PENULISANSistematika penulisan Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut:HALAMAN JUDULHALAMAN PENGESAHANMOTTO DAN
PERSEMBAHANKATA PENGANTARABSTRAKDAFTAR ISIDAFTAR GAMBARDAFTAR
TABELBAB IPENDAHULUAN1.1 Latar Belakang1.2 Tujuan1.3 Pokok
Pembahasan1.4 Metodologi1.5 Sistematika Penulisan
BAB IILANDASAN TEORI2.1Gardu Induk2.1.1Transformator 150/20
kV2.1.2Kubikel 20 kV2.2Daerah Pengamanan Sistem Tenaga
Listrik2.3Syarat Peralatan Proteksi2.4Karakteristik Waktu Peralatan
Proteksi2.4.1DelayA.Standar InversB.Very InversC.Extremly
InversD.Long Time Invers2.4.2Instant2.5Koordinasi Proteksi
Distribusi Jaringan Tegangan Menengah2.6Relai Proteksi Jaringan
Tegangan Menengah 20 Kv2.2.1Over Current Relay (OCR)2.2.2Ground
Faulth Relay (GFR)2.7Jenis Peralatan Proteksi2.4.1Tipe
Analog2.4.2Tipe Digital2.8Aplikasi Perhitungan Arus Hubung Singkat
dan Setelan RelaiBAB IIIJENIS-JENIS DAN SPESIFIKASI PERALATAN5.1
Jenis-Jenis dan Spesifikasi Relai5.1.1 Jenis dan Spesifikasi Relai
Analog MCGGA. Type 22B. Type 42C. Type 52D. Type 62E. Type 82F.
Type 53G. Type 835.1.2 Jenis dan Spesifikasi Relai Digital MICOMA.
Type P120B. Type P121C. Type P122D. Type P1235.2 Sistem Wiring5.2.1
Sistem Wiring Relai Analog5.2.2 Sistem Wiring Relai Digital5.3
Nilai setting Relai5.3.1 Nilai Setting dan Parameter Yang
DigunakanBAB IVPENINGKATAN KEANDALAN SISTEM PROTEKSI JARINGAN
DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20KV DENGAN PENGGANTIAN PERALATAN
ANALOG KE DIGITAL4.1Prinsip Kerja Relai4.1.1Prinsip Kerja Relai
Analog4.1.2Prinsip Kerja Relai Digital4.2Cara Menghitung Nilai
Setting Relai4.3Cara Setting dan Pengoprasian Relai4.3.1Cara
Setting dan Pengoperasian Relai Analog4.3.2Cara Setting dan
Pengoperasian Relai Digital4.4Sistem Komunikasi Relai
Proteksi4.4.1Sistem Komunikasi Relai Analog4.4.2Sistem Komunikasi
Relai Digital4.5Cara Pengujian Relai Proteksi4.5.1Pengujian
Karakteristik Waktu4.5.2Pengujian Waktu Kerja Instant4.5.3Pengujian
Clearing Time4.6Hasil Pengujian
BAB VPENUTUP5.1 Kesimpulan5.2 Saran
DAFTRA PUSTAKADAFTAR TABELDAFTAR GAMBARLAMPIRAN
X. BLOK DIAGRAMSecara garis besar bagian dari relay proteksi
terdiri dari tiga bagian utama, seperti pada blok diagram di bawah
ini:
I( + )Elemen PengindraElemen PembandingElemen PenentuKe
rangkaianPemutus/sinyal
Masing-masing elemen/bagian mempunyai fungsi sebagai berikut :a)
Elemen pengindera.Elemen ini berfungsi untuk merasakan
besaran-besaran listrik, seperti arus, tegangan, frekuensi, dan
sebagainya tergantung relay yang dipergunakan.Pada bagian ini
besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya, apakah keadaan yang
diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan normal,
untuk selanjutnya besaran tersebut dikirimkan ke elemen
pembanding.b) Elemen pembanding.Elemen ini berfungsi menerima
besaran setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh elemen
oleh elemen pengindera untuk membandingkan besaran listrik pada
saat keadaan normal dengan besaran arus kerja relay.c) Elemen
pengukur/penentu.Elemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan
secara cepet pada besaran ukurnya dan akan segera memberikan
isyarat untuk membuka PMT atau memberikan sinyal.
XIWIRING PERALATANa) Relai Analog
b) Relai Digital
XIIPRINSIP KERJA PERALATANa) Relai Analog Tipe Hinged
ArmaturRelai tipe ini memiliki plat dasar sebagai armatur yang
salah satu sisinya diikat oleh engsel pada suatu titik yang tetap,
sedang sisi yang lain dapat bergerak ke kutub kumparan akibat gaya
tarik elektromagnetik. Pada armatur terdapat kontaktor gerak yang
juga akan mengenai kontaktor tetap apabila armatur pick up.
Tipe Induction DiskSebagaian dari kutub elektromagnetik dihubung
singkat dengan menggunakan cincin tembaga atau kumparan, yang
mengakibatkan terjadinya selisih sudut fasa antara fluksi yang
melalui cincin dengan fluksi yang tidak melalui cincin.
b) Relai DigitalPrinsip kerja relai tipe digital telah
menggunakan Microcontroller yang merupakan peralatan digital yang
dikembangkan dari sistem digital. Penggunaan microcontroller dengan
beberapa rangkaian pendukung, meminimalkan sistem proteksi digital
yang ada saat ini dan bekerja lebih baik dari relay tipe
elektromagnetik maupun tipe statik. Dengan adanya beberapa
keunggulan dari penggunaan microcontroller sebagai relai proteksi,
maka dicoba mengaplikasikan microcontroller sebagai relai
proteksi.Blok diagram relai arus lebih, seperti yang terlihat dalam
Gambar sebelumnya, merupakan proses yang dilakukan secara analog.
Sedangkan, pada relai proteksi digital beberapa tahapan secara
analog tersebut dilakukan oleh microcontroller, dengan mengubah
besaran analog menjadi besaran digital yang kemudian memproses
nilai tersebut secara logika
