EVALUASI SISTEM PROTEKSI TRAFO DAYA 20 & 30 MVA 70/20 KV DENGAN MENGGUNAKAN RELE DIFFERENSIAL PADA GARDU INDUK BONTOALA ALAMSYAH KADIR D411 06 961 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK PROGRAM KELAS PARALEL UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2010 Latar Belakang Seiring dengan pertumbuhan penduduk dan peningkatan taraf hidup masyarakat yg kian maju, maka kebutuhan energi listrik yang diperlukan masyarakat dalam aktivitasnya pun ikut meningkat. Untuk memberikan pelayanan yg lebih baik kepada masyarakat maka PT.PLN (Persero) selaku BUMN pemerintah di antaranya berusaha untuk terus meningkatkan kontinuitas dan kualitas dalam penyaluran energi listrik ke masyarakat. Untuk mendapatkan penyaluran energi yang baik maka transformator harus dapat bekerja tanpa gangguan. Tetapi dalam kenyataan di lapangan transformator akan mengalami gangguan yang disebabkan oleh beberapa faktor. Transformator daya umumnya menggunakan rele proteksi untuk mendeteksi kondisi gangguan yang terjadi. Salah satu macam rele proteksi yang digunakan adalah rele differensial yang berfungsi untuk memproteksi transformator dari gangguan hubung singkat antar fasa. Hal ini yang menjadi dasar dalam pembuatan tugas akhir dengan judul : “EVALUASI SISTEM PROTEKSI TRAFO DAYA 20 & 30 MVA, 70/20 kV DENGAN MENGGUNAKAN RELE DIFFERENSIAL PADA GARDU INDUK BONTOALA” TUJUAN PEMBAHASAN Menghitung dan menganalisa nilai arus hubung singkat tiga fasa, dua fasa ke tanah dan satu fasa ke tanah Menghitung setting rele diffensial pada trafo daya 20 MVA dan 30 MVA sisi 70 kV dan 20 kV BATASAN MASALAH Penggunaan alat proteksi transformator daya dengan menggunakan rele differensial untuk menurunkan gangguan hubung singkat internal. Perhitungan nilai arus hubung singkat tiga fasa, dua fasa ke tanah,dan satu fasa ke tanah Perhitungan setting rele differensial pada transformator daya sisi 70 kV dan 20 kV. Umum Transformator adalah suatu alat listrik statis yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik arus bolak-balik (AC) dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektro-magnetik. Prinsip Induksi Hukum utama dalam transformator adalah hukum induksi faraday. Menurut hukum ini suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup, adalah berbanding lurus dengan perubahan persatuan waktu dari pada arus induksi atau fluks yang dilingkari oleh garis lengkung itu(Lihat gambar 2.1. dan 2.2). PERLENGKAPAN TRAFO Peralatan Proteksi Rele Proteksi adalah suatu alat pengaman untuk mendeteksi kondisi tidak normal atau gangguan yang terjadi dalam sistem tenaga listrik, dengan cara mengukur suatu besaran tertentu, lalu memberikan instruksi/perintah berupa besaran listrik atau mekanis sebagai tanggapan/respons atas besaran yang dideteksinya. Instruksi yang merupakan besaran listrik ditujukan pada “trip coil”, pemutus tenaga (PMT) atau alat-alat indikator seperti lampu atau bel. Kriteria yang harus dipenuhi oleh suatu rele proteksi adalah : • • • • • Keandalan : security dan dependability Kecepatan Selektif Ekonomis Kesederhanaan Rele Utama (Primary Relaying) Rele utama merupakan pengaman utama dari sistem, apabila terjadi gangguan pada sistem, rele akan membuka pemutus (PMT) secara langsung, sehingga gangguan dapat dilokalisir. Salah satu rele utama dari transformator daya tiga fasa adalah rele differensial. Rele Cadangan (Back-up Relaying) Jika rele utama gagal bekerja, maka yang akan bekerja adalah rele cadangan. Rele ini bertugas untuk melindungi daerah yang terkena gangguan dan melindungi daerah proteksi berikutnya. Selain itu rele cadangan sering digunakan untuk menggantikan rele utama saat dilakukan perawatan dan perbaikan. Rele arus lebih (OCR) dan rele gangguan tanah (GFR) merupakan rele cadangan untuk proteksi sistem secara menyeluruh Rele Differensial Rele differensial merupakan pengaman utama (main protection) yang digunakan untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi di dalam daerah kerja (internal), yang daerah kerjanya dibatasi oleh penempatan transformator arus (current transformer/CT) yang satu dengan transformator arus lainnya. Rele differensial ini mempunyai keunggulan dibandingkan rele proteksi lainnya yaitu : sangat selektif, sehingga tidak perlu dikoordinir dengan rele lainnya. sangat cepat dan tidak memerlukan waktu tunda (time delay). Studi Gangguan pada Transformator Daya • Komponen Simetris • Gangguan Dalam (Internal) – Gangguan Tahap Awal – Gangguan Hubung Singkat Internal • Gangguan Luar – Gangguan Hubung Singkat Eksternal – Pembebanan Lebih Gangguan Hubung Singkat di Sisi 70 KV Gangguan Hubung Singkat di Sisi 20KV Perhitungan setting Rele Differensial Kesimpulan Dari hasil perhitungan dan analisa, nilai arus hubung singkat tiga fasa, dua fasa,dan satu fasa ke tanah dapat disimpulkan bahwa : 1. Besar arus hubung singkat pada Gardu Induk Bontoala sebagai berikut : Untuk Trafo I, 20 MVA, gangguan hubung singkat tiga fasa, 70 kV:adalah 271 kA, 20 kV adalah 7.14 kA, gangguan hubung singkat dua fasa, 70 kV adalah 1.35 kA, 20 kV adalah 3.57 kA, gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, 70 kV adalah 0.90 kA, 20 kV adalah 2.38 kA, sedangkan untuk Trafo III, 30 MVA, gangguan hubung singkat tiga fasa, 70 kVadalah 3.39 A, 20 kV adalah 7.59 A, gangguan hubung singkat dua fasa, 70 kV adalah 1.69 kA, 20 kV adalah 3.79 kA, gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah,70 kV adalah 1.13 kA, 20 kV adalah 2.53 kA, 2. Hasilperhitungan setting rele differensial pada trafo 20 MVA sisi 70 kV dan 20 kV adalah CT 1 : 500/1, CT 2 : 600/1, Tipe DF Rele : Instantaneous, Setting Rele Differensial : 3.15 A, sedangkan pada Trafo III, 30 MVA sisi 70 kV dan 20 kV adalah CT 1 : 400/5, CT 2 : 1200/5, Tipe DF Rele : Instantaneous, Setting Rele differensial : 0.54 A Saran Setiap jenis rele differensial mempunyai kemampuan dan karakteristik yang berbeda. Oleh karena itu agar rele dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan setting yang dilakukan, maka perlu diadakan perawatan khusus dan pengujian rele secara berjangka, karena dengan sering terjadinya perubahan beban akan mempengaruhi keandalan dari rele differensial tersebut. Terima kasih
