studi koordinasi rele arus lebih dan pengaruh kedip tegangan akibat

Presentasi Sidang Tugas Akhir
(Gasal 2013/2014)
Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS
STUDI KOORDINASI RELE ARUS LEBIH DAN
PENGARUH KEDIP TEGANGAN AKIBAT
PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN
DI PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA
Nama :
Muhammad Reza A ( 2206 100 184 )
Dosen Pembimbing
1. Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, MSc,. PhD.
2. Ir. Teguh Yuwono
DAFTAR ISI





PENDAHULUAN
LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN
TEORI PENUNJANG
PERHITUNGAN DAN ANALISA
KESIMPULAN
PENDAHULUAN (1)
LATAR BELAKANG
• Suatu industri membutuhkan suplai daya yang handal dan
kontinyu dalam menjaga kelangsungan proses produksi,
termasuk PT. ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA
• Kebutuhan industri dalam pengembangan proses
produksi, sehingga perlu dalam penambahan beban listrik.
• Upaya untuk menjaga sistem kelistrikan industri tersebut
dari gangguan-gangguan
PENDAHULUAN (2)
TUJUAN
Memberikan saran tentang setting koordinasi sistem proteksi
yang tepat dan rekomendasi untuk mengatasi gangguan
pada sistem kelistrikan PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya,
pada sisi proteksi arus lebih dan undervoltage, baik sebelum
adanya penambahan beban maupun setelah adanya
penambahan beban.
PENDAHULUAN (3)
Batasan Masalah
• 1. Analisis sistem tenaga listrik berupa analisis hubung
singkat dan analisis pengasutan pada motor.
• 2. Koordinasi rele pengaman berupa rele arus lebih dan
rele undervoltage
• 3. Simulasi menggunakan software ETAP 7.5
• 4. Studi kasus dilaksanakan di PT. Indofood Sukses
Makmur Bogasari Flour Mills Surabaya (selanjutya
disingkat PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya).
DAFTAR ISI





PENDAHULUAN
LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN
TEORI PENUNJANG
PERHITUNGAN DAN ANALISA
KESIMPULAN
LANGKAH PENELITIAN
DAFTAR ISI





PENDAHULUAN
LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN
TEORI PENUNJANG
PERHITUNGAN DAN ANALISA
KESIMPULAN
TEORI PENUNJANG
• Penyimpangan Nilai Tegangan
• Rele Arus Lebih
• Penyetelan Rele Arus Lebih
• Perhitungan Waktu Rele Arus Lebih
Penyimpangan Nilai Tegangan
Nilai suatu tegangan dapat berlebih, dan dapat juga
berkurang sehingga nilai tegangan tersebut tidak
konstan atau mengalami penyimpangan.
Jenis-jenis penyimpangan dalam nilai suatu
tegangan dibedakan menjadi dua:
1. Penyimpangan tegangan dalam waktu lama (Long
Duration Voltage Vanations).
2. Penyimpangan tegangan dalam waktu singkat (Short
Duration Voltage Vanations).
Penyimpangan Nilai Tegangan
Penyimpangan Nilai Tegangan
Penyimpangan Tegangan ini terjadi dalam waktu kurang dari satu menit.
Dan hal ini sering dijumpai pada saat beban dengan daya terbesar pertama kali dilakukan pengasutan. Ada 3
hal yang menyebabkan terjadinya penyimpangan tegangan dalam waktu yang singkat, yaitu:
a.
Interupsi (interuption) : Penurunan tegangan kurang dari 0.1 pu
b. Kedip Tegangan (voltage sags)
Gangguan ini merupakan gangguan dengan waktu singkat. Penurunan tegangan dari 0.1 sampai 0.9 pu
selama 0.5 cycle sampai 1 menit.
c.
Tegangan swell (Voltage swell)
Voltage swell peningkatan tegangan fundamental sebesar 2 – 3% dari total daya. Parameter
besaran voltage swell adalah antara 1.1 s/d 1.8 pu dalam tegangan rms atau arus rms dengan durasi 0.5
detik hingga satu menit. Voltage swell biasanya disebabkan oleh adanya pelepasan beban dari sistem.
RELE ARUS LEBIH
Rele arus lebih merupakan suatu jenis rele
yang bekerja berdasarkan besarnya arus
masukan, dan apabila besarnya arus
masukan melebihi suatu harga tertentu
yang dapat diatur maka rele arus lebih
bekerja.
Berdasarkan karakteristik waktunya rele
arus lebih dibedakan atas 3 jenis yaitu:
Instantaneous Rele
Definite Rele
Inverse Rele
PENYETELAN RELE ARUS LEBIH
•Menurut BS 142- 1983 batas penyetelan antara nominal 1.05 – 1.3 Iset. Mengacu pada standart tersebut,
pada tugas akhir ini lebih amannya menggunakan konstanta 1.05 x Isett. Jadi untuk settingnya dapat dilihat
sebagai berikut:
Iset = ≥ 1,05 x Inominal ................................................(4)
Iset
Is =
................................................(5)
rasio _ ct
dimana :
Is = arus setting
Pada penyetelan rele arus lebih juga harus memperhatikan batas maksimum setting , untuk alasan
keamanan dan back up hingga ke sisi muara (downstream). Sebagai batas maksimum digunakan Isc2,min
yaitu arus hubung singkat 2 phasa dengan pembangkitan minimum yang terjadi diujung saluran seksi
berikutnya. Besar arus ini diperoleh dari arus hubung singkat 3 phasa pada pembangkitan minimum
dikalikan 0,866. Mengacu pada konsep diatas persyaratan setelan arus dapat dirumuskan sebagai berikut :
1,05Inom <Is<
0,8Iscmin...…......………..(6)
PERHITUNGAN WAKTU RELE ARUS LEBIH
Pada setelan waktu dikenal adanya setting kelambatan waktu (Δt). Perbedaan waktu
kerja minimal antara rele utama dan rele cadangan adalah 0.2 – 0.4 sec.(IEEE 242).
tset = Δt + t ........................................................................ (7)
dimana : Δt adalah perbedaan waktu kerja 0,2 – 0,4 sec
t adalah setting arus lebih pada feeder.
Dengan dasar perhitungan standard diatas waktu kerja rele sampai CB OPEN dipilih
0.3s
1s
0,7 s
0,4 s
0,1 s
DAFTAR ISI





PENDAHULUAN
LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN
TEORI PENUNJANG
PERHITUNGAN DAN ANALISA
KESIMPULAN
SINGLE LINE DIAGRAM
PT ISM BOGASARI FLOUR MILLS SURABAYA
PENGHITUNGAN
RELE ARUS LEBIH
TIPIKAL 1
PENGHITUNGAN
RELE ARUS LEBIH
TIPIKAL 1
Setting Rele Arus Lebih Tipikal 1
Rele ini digunakan untuk mengamankan
trafo T1 Merk Unindo 3,3kV / 380V 2,5 MVA di jalur composite area Mill C
terhadap kemungkinan terjadinya arus
hubung singkat di bus 1. Untuk setting
lowsetnya menggunakan FLA dari trafo
tersebut dan untuk setting highsetnya
menggunakan arus hubung singkat
minimum pada bus 1 menggunakan
kurva standard inverse dengan grading
waktu 0.1 s. untuk menghindari arus
inrush trafo maka pada setting highset
dipilih 15 In
Dengan penghitungan yang sama maka
pada tipikal 1 didapatkan setting untuk
masing-masing rele sebagai berikut:
Plot Diagram
PENGHITUNGAN RELE ARUS LEBIH
TIPIKAL 1 setelah penambahan beban
•
Trafo Overload sehingga perlu suplai dari genset
dengan mengambil daya dari Bus Main yang
disuplai oleh Genset melalui Tie Bus
•
Hasil Running
Etap Arus
Hubung Singkat
Dari simulasi load flow, Trafo daya mengalami Overload sehingga perlu suplai dari
genset dengan mengambil daya dari Bus Main yang disuplai oleh Genset
melalui Tie Bus
Setting Rele Arus Lebih Tipikal 1
Setelah Penambahan beban
Tinjauan Kedip Tegangan pada dua Bus (Bus Main 4
dan Bus Jetty) saat Start Motor Terbesar
TIPIKAL 1 : Pada Mesin Jetty 400 kW
Tinjauan Kedip Tegangan pada dua Bus (Bus Main 4
dan Bus Jetty) saat Start Motor Terbesar
TIPIKAL 1 : Pada Mesin Jetty 400 kW
Dilakukan simulasi pengasutan / start motor terbesar pada sistem
kelistrikan PT ISM Bogasari Flour Mills Surabaya guna mendapatkan respon
tegangan terhadap waktu. Data respon tegangan diambil dari dua bus
utama yang berada di jalur beban motor tersebut.
102
100
98
96
94
92
90
88
86
84
82
Bus Main 4 | Voltage (%)
Bus Jetty | Voltage (%)
Grafik penurunan tegangan terhadap waktu
0
2
4
6
Bus Jetty | Waktu (s)
8
10
102
100
98
96
94
92
90
88
86
84
82
0
2
4
6
Bus Main 4 | Waktu (s)
8
10
SETTING RELE UNDERVOLTAGE
Dari dua kondisi ini maka didapat setting rele
undervoltage untuk tipikal 1 adalah
DAFTAR ISI





PENDAHULUAN
LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN
TEORI PENUNJANG
PERHITUNGAN DAN ANALISA
KESIMPULAN
KESIMPULAN
• 1. Diperlukan setting ulang pada rele karena adanya
penambahan beban baru yang berpengaruh pada koordinasi
rele arus lebih di area beban baru tersebut dan area beban
yang lain, karena adanya kenaikan nilai arus hubung singkat
maksimum dan minimum akibat perubahan suplai daya.
• 2. Saat start motor jetty terjadi penurunan tegangan
hingga 15,35% pada bus jetty dan 13,06% pada bus main 4
dalam durasi 0,98 detik. Keadaan ini berpengaruh terhadap
setting rele undervoltage agar saat motor starting, circuit
breaker tidak trip..
SARAN
Perlu adanya pengaturan rele yang tepat
berdasarkan analisis dan penghitungan sehingga
dihasilkan koordinasi yang memenuhi syarat
kecepatan bereaksi, sensitivitas, selektivitas,
handal dan ekonomis.
Perlu adanya pemasangan rele undervoltage pada
area beban jetty untuk mengamankan kedip
tegangan yang terjadi saat pengasutan motor Jetty
SEKIAN
TERIMAKASIH