FAULT TYPES AND CALCULATION OLEH : SUNARTO, ST., M.Eng. Penyebab gangguan Penyebab gangguan tersebut tersebut dapat diakibatkan oleh gangguan sistem dan non sistem. Gangguan Sistem Gangguan sistem adalah gangguan yang terjadi di sistem tenaga listrik seperti pada generator, trafo, SUTT, SKTT dan lain sebagainya. Gangguan sistem dapat dikelompokkan sebagai gangguan permanen dan gangguan temporer. Gangguan temporer adalah gangguan yang hilang dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya sambaran petir yang menyebabkan flash over pada isolator SUTT. Pada keadaan ini PMT dapat segera dimasukan kembali, secara manual atau otomatis dengan AutoRecloser. Gangguan permanen adalah gangguan yang tidak hilang dengan sendirinya, sedangkan untuk pemulihan diperlukan perbaikan, misalnya kawat SUTT putus. Gangguan Non Sistem PMT terbuka tidak selalu disebabkan oleh terjadinya gangguan pada sistem, dapat saja PMT terbuka oleh karena relai yang bekerja sendiri atau kabel kontrol yang terluka atau oleh sebab interferensi dan lain sebagainya. Gangguan seperti ini disebut gangguan bukan pada sistem, selanjutnya disebut gangguan non–sistem. Jenis gangguan non-sistem antara lain : • - kerusakan komponen relai ; • - kabel kontrol terhubung singkat ; • - interferensi / induksi pada kabel kontrol. Asal gangguan Gangguan dari dalam sistem : Gangguan tegangan lebih Gangguan jatuh tegangan Gangguan surja hubung, dll Gangguan dari luar sistem Ganggaun surja petir Gangguan Hubung singkat, dll GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Sebagian besar gangguan yang etrjadi pada sistem tenaga listrik adalah gangguan hubung singkat. Gangguan hubung singkat ini terjadi sebagai akibat dari tembusnya enis gangguan utama dalam saluran distribusi tenaga listrik adalah gangguan hubung bahan isolasi, kesalahan teknis, polusi debu, dan pengaruh alam di sekitar saluran transmisi dan distribusi tenaga listrik, sehingga ada arus yang mengalir dari fasa ke tanah atau antar fasa. Bila ditinjau dari segi lamanya waktu gangguan, maka gangguan pada saluran sistem tenaga listrik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : • Gangguan sementara ( gangguan temporer ). • Gangguan permanen ( gangguan stationer ). GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Untuk gangguan temporer ditandai dengan normalnya kerja dari PMT setelah dimasukkan kembali. Sedangkan gangguan permanen ditandai dengan jatuhnya PMT setelah dimasukkan kembali, dan biasanya dilakukan sampai tiga kali. Pada gangguan permanen, PMT bisa bekerja normal kembali setelah gangguan tersebut bisa diatasi. Sedangkan gangguan yang bersifat temporer, penyebab gangguan akan hilang dengan sendirinya setelah PMT jatuh. Gangguan yang bersifat permanen bisa disebabkan karena adanya kerusakan pada peralatan sistem tenaga listrik, sehingga gangguan ini baru bisa diatasi setelah kerusakan pada peralatan tersebut sudah diperbaiki. Gangguan temporer yang terjadi berulang-ulang dapat menyebabkan timbulnya kerusakan pada peralatan sistem tenaga listrik dan hal ini dapat pula menimbulkan gangguan yang bersifat permanen sebagai akibat adanya kerusakan peralatan tersebut. GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Ditinjau dari macam gangguannya, maka gangguan hubung singkat dapat dibedakan menjadi : Gangguan hubung singkat tiga fasa (gangguan simetris) Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah. Gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah. Gangguan hubung singkat antar fasa ( dua fasa ). Dari empat jenis gangguan tersebut dapat dibedakan menjadi dua kelompok gangguan, yaitu : Gangguan hubung singkat simetris. Gangguan hubung singkat tidak simetris. GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Yang termasuk dalam gangguan hubung singkat simetris adalah gangguan hubung singkat tiga fasa, sedangkan gangguan yang lainnya termasuk gangguan hubung singkat tidak simetris. Gangguan hubung singkat akan mengakibatkan arus lebih pada fasa yang teganggu, dimana arus gangguan tersebut mempunyai harga yang jauh lebih besar dari rating arus maksimum yang diijinkan pada peralatan. Arus hubung singkat ini dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan sistem tenaga listrik jika pengaman tidak segera bekerja. Gangguan-gangguan yang lain jika terjadi berulang-ulang bisa mengakibatkan terjadinya kerusakan isolasi maupun peralatan pada sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik dan hal ini akhirnya dapat mengakibatkan terjadinya hubung singkat. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik antara lain : Surja Petir. Mengingat saluran transmisi dan distribusi tersebar luas dan panjang membentang serta beroperasi pada kondisi tempat yang cuacanya berbeda-beda, maka kemungkinan terjadinya gangguan yang disebabkan oleh petir besar sekali, terutama pada musim hujan. Gangguan yang disebabkan oleh petir ini sangat berbahaya karena dapat merusak isolasi peralatan. Surja Hubung. Ynag dimaksud dengan surja hubung adalah kenaikan tegangan pada saat dilangsungkan pemutusan arus oleh PMT. Kenaikan tegangan yang disebabkan oleh adanya gangguan surja hubung ini dapat merusak isolasi peralatan. Polusi Debu. Debu-debu yang menempel pada isolator, bila udara lembab maka debu tersebut merupakan konduktor yang dapat menyebabkan terjadinya loncatan bunga api yang pada akhirnya dapat menyebabkan gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Adanya pohon-pohon yang tidak terawat. Pohon-pohon yang dekat dengan saluran transmisi dan distribusi bila tidak terawat dan rantingnya masuk ke daerah bebas saluran transmisi dan distribusi, hal ini dapat mengakibatkan terjadinya gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Isolator yang rusak. Isolator yang rusak karena sambaran petir atau karena usia yang sudah tua bisa menyebabkan terjadinya gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan hubung singkata dari fasa ke tanah. Daun-daun/sampah yang menempel pada Isolator. Daun-daun/sampah yang terbang terbawa angin dan kemudian menempel pada isolator akan mengakibatkan jarak bebas berkurang sehingga dapat mengakibatkan terjadinya loncatan bunga api. Hal ini bisa mengakibatkan terjadinya gangguan hubung singkat antar fasa atau gangguan hubung singkat dari fasa ke tanah. Perhitungan gangguan hubung singkat A. GANGGUAN TIGA FASA (GANGGUAN SIMETRIS) Z1 I1 Z0 I0 Z2 I2 Ea Io = I2 = 0 I a 1 1 1 I o 1 I 1 a 2 a I 1 1 b I c 1 a a 2 I 2 1 1 a2 a 1 0 a I 1 a 2 0 Ia = 0 + I1 + 0 = I1 pu Ib = 0 + a2 . I1 + 0 = 1＜240o . I1 pu Ic = 0 + a x I1 + 0 = 1＜ 120o . I1 pu Tegangan Pada gangguan tiga fasa simetris : Vo = V1 = V2 = 0 pu Va 1 1 1 2 Vb 1 a a Vc 1 a a 2 Vo 1 1 1 2 V1 1 a a V2 1 a a 2 0 0 0 Va = Vb = Vc = 0 pu B. GANGGUAN SATU FASA KE TANAH I0 Z0 Ib = 0, Ic = 0, Va = 0 I0 I 1 I 2 1 Ia 1 1 1 1 a a 2 0 3 1 a 2 a 0 V0 V 1 V2 I0 = I1 = I 2 = I1 Z1 E Ea 0 Ea 0 Z 0 0 0 0 Z 0 1 0 0 Z 2 I1 I 1 I1 V0 + V1 + V2 = - Z0.I1 + Ea.I1 – Z2.I1 Va = V0 + V1 + V2 = 0 I2 Maka : I1 Z2 Ea Z 0 Z1 Z 2 Jadi : I 0 I1 I 2 Ea Z 0 Z1 Z 2 1 Ia 3 C. GANGGUAN DUA FASA KE TANAH I 0 Vb = 0, Z0 I1 V0 V 1 V2 Vc = 0, 1 1 1 3 1 a a2 1 a2 a Va 0 0 Maka : V0 V1 V2 Z1 I1 Ea I2 Z2 1 Ia = 0 Va 3 Ea Z .Z Z1 2 0 Z2 Z0 Z2 V0 Io I1 . Z0 Z2 Zo I 1 1 1 I a o 2 I 1 a a I b 1 2 I 1 a a I 2 c I2 Z0 V2 I1 . Z2 Z2 Zo D. GANGGUAN ANTAR FASA I0 Vb = Vc, V1 = V2 Ia = 0, Ib = - Ic Z0 I1 I1 Z1 Ea I2 Z2 Ea Z1 Z 2 I2 = - I1 I 1 1 1 0 a 2 I 1 a a I b 1 I 1 a a 2 I 2 c dan I0 = 0 SISTEM PER UNIT UNTUK RANGKAIAN SATU FASA VAdasar = Vdasar x Idasar I dasar VA dasar V dasar 2 2 V ( V ) ( KV ) V dasr Z dasar dasar dasr dasar MVAdasr I dasar VAdasr VAdasar Vdasr Nilai actual NilaiPerUn it Nilaidasar Z actual MVAdasar Z actual Jadi : Z ( pu ) Z actual 2 2 ( KV ) ( KVdasr ) dasar z dasar MVAdasar SISTEM PER UNIT UNTUK RANGKAIAN TIGA FASA VAdasar 3.Vdasar . I dasar I dasar VAdasar 3 .Vdasar Z dasar Z ( pu ) Z actual Z dasar 2 ( KV ) V dasar dasar MVAdasr 3 . I dasar Rumus2 Hubung Singkat MVA( HS ) 3 .Vdasar.10 6 MVA( HS ) MVAdasar 3.Vdasar . I ( HS ) .10 6 Z pu ( hs ) I ( HS ) Vdasar Vdasar V 3 Vdasar Z ( HS ) dasar X MVA( HS ) 3.I ( HS ) 3 I hs 3. 3.Vdasar.10 6 3.Vdasar.106 MVA( HS ) Z ( HS ) (V dasar ) 2 .106 MVA ( HS ) Z pu ( HS ) Z Z ( KVdasar ) 2 MVA( HS ) ( KVdasar ) 2 MVA( HS ) MVAdasar I dasar 2 ( KVdasar ) MVA( HS ) I ( HS ) dasar MVAdasr ( HS )
