View
55
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
PROTEKSI SISTEM DISTRIBUSI
Sistem Distribusi
Secara garis besar pengusahaan Sistem Tenaga
Listrik dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu
Sistem Pembangkitan, Sistem Penyaluran
(Transmisi & Gardu Induk), dan Sistem Distribusi.
Dengan demikian Sistem Distribusi merupakan
bagian akhir dari rangkaian komponen pada sistem
tenaga listrik (Gambar 2-1).
Gambar 2-1 : Sistem Tenaga Listrik
Sistem Distribusi merupakan rangkaian komponen
listrik mulai dari sisi sekunder trafo gardu induk (sisi
tegangan Menengah) hingga sisi tegangan rendah
di pelanggan/ konsumen (gambar 2-2).
Sistem
Pembangkitan
Sistem
Penyaluran
Sistem
Distribusi
Gambar 2-1 : Sistem Tenaga Listrik
Jaringan Tegangan Menengah (JTM)
Gar
du I
nduk
Sekering T.M.
Trafo Distribusi
Rel T.R.
Sekering T.R.Jaringan Tegangan Rendah (JTR)
Sambungan Rumah
Gardu Distribusi Tiang
Pelanggan
Gambar 2-2 : Sistem Distribusi
Sesuai dengan gambar 2-2 maka bagian-bagian utama sistem
distribusi adalah :
Jaringan Tegangan Menengah (JTM 20 KV)
Gardu Hubung
Gardu Distribusi (Trafo)
Jaringan Tegangan Rendah (JTR 220/380 V)
Selanjutnya berdasarkan konfigurasinya, jaringan distribusi tegangan
menengah dibedakan dalam tiga macam, yaitu:
Gambar 2-3 : Jaringan Distribusi Radial
GI
Gambar 2-3 : Jaringan Distribusi Radial
1. Sistem Radial.
2. Sistem Loop
GI
Gambar 2-4: Jaringan Distribusi Loop
3. Sistem Spindle.
Saluran cadangan
Gard
u h
ub
un
g
Gard
u i
nd
uk
Gardu distribusi
Gambar 2-5 : Jaringan Distribusi Spindle
2.2. Pengaman sistem distribusi
2.2.1. Pentanahan Sistem Distribusi
Ada empat pola pengaman sistem distribusi yang telah diterapkan di lingkungan PLN. Perbedaan pola-pola tersebut didasarkan atas jenis pentanahan sistem (pentanahan titik netral trafonya). Pada dasarnya ada 4 macam macam pentanahan titik netral trafo yang dapat dijelaskan sebagai berikut :
Pentanahan dengan Tahanan Tinggi (High Resistance), mengutamakan keselamatan umum, sehingga meskipun dengan saluran udara masih layak memasuki daerah perkotaan.
Pentanahan Langsung (Solid Grounding) yaitu sistem distribusi dengan pentanahan secara langsung, mengutamakan faktor ekonomi, sehingga dengan saluran udara elektrifikasi dapat dilaksanakan di luar kota sampai ke daerah yang terpencil.
Pentanahan dengan Tahanan Rendah (Low Resistance),
dimaksudkan untuk memperoleh hasil optimum dari kombinasi
antara faktor ekonomi dan keselamatan umum, dan jaringan
dapat mempergunakan saluran udara bagi daerah luar kota
maupun kabel bagi daerah padat dalam kota.
Pentanahan Mengambang / tidak ditanahkan /Floating, untuk saat
ini sudah tidak digunakan di PLN karena ketika terjadi gangguan
tanah arus gangguan terlalu kecil sehingga tidak terdeteksi oleh
relai proteksi.
Pola Pengaman Sistem Distribusi
Pola I , untuk sistem distribusi dengan pentanahan
tahanan tinggi :
Sistem distribusi 20 KV fasa tiga , 3 kawat dengan pentanahan Netral melalui tahanan tinggi 500 ohm.
Karena tahanannya tinggi, maka arus gangguannya rendah.
Diperlukan rele yang sensitif untuk dapat mendeteksi arus gangguan yang kecil.
Pola ini diterapkan di Jawa Timur.
Proteksi terpasang:
PMT dipasang di pangkal penyulang (feeder) dilengkapi dengan :
- OCR untuk membebaskan gangguan antar fasa.
- Directional Ground Fault Relay (DGFR) untuk
membebaskan gangguan fasa-tanah.
PBO dikoordinasikan dengan SSO dan Pengaman Lebur (PL)
jenis Fuse Cut Out (FCO).
SSO
SSOPMT
OCR
GFR
PBO
PL PL
Gambar 2-6 : Pengaman Sistem Distribusi Pola I
Pola II , untuk sistem distribusi dengan Pentanahan Langsung :
Sistem distribusi 20 KV fasa tiga , 4 kawat dengan pentanahan Netral secara langsung.
Kawat Netral ditanahkan di setiap tiang sepanjang JTM dan JTR, dipergunakan sebagai netral bersama TM & TR (Common Neutral).
Karena tahanannya sangat kecil, maka arus gangguannya besar, sehingga diperlukan rele yang dapat bekerja dengan cepat.
Pola ini diterapkan di Jawa Tengah dan DIY.
R
S
T
N
Gambar 2-7 : Pentanahan Langsung pada Sistem Distribusi
Proteksi terpasang :
PMT dipasang di pangkal penyulang (feeder) dilengkapi dengan :
OCR untuk membebaskan gangguan antar fasa.
GFR untuk membebaskan gangguan fasa-tanah.
PBO dikoordinasikan dengan SSO dan Pengaman Lebur (PL)
jenis FCO
SSO
SSOPMT
OCR
GFR
PBO
PL PLY
Solid Grounding
Gambar 2-8 : Pengaman Sistem Distribusi Pola II
Pola III, untuk sistem distribusi dengan
Pentanahan Tahanan Rendah
Sistem distribusi 20 KV fasa tiga , 3 kawat dengan
pentanahan Netral melalui tahanan rendah 40 ohm
untuk SUTM atau 12 Ohm untuk SKTM.
Pola ini diterapkan di Jawa Barat, DKI dan Luar
Jawa.
Karena tahanannya relatif rendah, maka arus
gangguannya relatif tinggi, sehingga diperlukan rele
yang dapat bekerja dengan cepat.
Proteksi terpasang:
PMT dipasang di pangkal penyulang (feeder)
dilengkapi dengan :
OCR untuk membebaskan gangguan antar fasa.
GFR untuk membebaskan gangguan fasa-tanah.
PBO dikoordinasikan dengan SSO dan Pengaman
Lebur (PL) jenis Fuse Cut Out (FCO).
Pada sistem Spindle dengan saluran kabel,
pengamannya dengan rele arus lebih tanpa penutup
balik (atau di blok) dan atau pelebur.
SSO
SSOPMT
OCR
GFR
PBO
PL PLNGR
40 Ohm
Y
Gambar 2-9 : Pengaman Sistem Distribusi Pola III
Pola IV , untuk sistem distribusi dengan
Pentanahan Mengambang
Sistem distribusi 6 KV fasa tiga , 3 kawat dengan
pentanahan mengambang atau netral tidak
ditanahkan (Floating).
Pola ini pernah ada dan terakhir diterapkan di
Sulawesi dan Sumatera Selatan/ Jambi. Karena
sistem 6 KV telah diganti menjadi 20 KV, maka pola
IV ini sudah tidak dikembangkan lagi.
Fuse / pengaman lebur.
Fuse atau Pengaman Lebur (PL) berfungsi sebagai pengaman pada sistem distribusi terhadap arus gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi atau trafo distribusi.
Letak pemasangan Fuse / Pengaman Lebur :
Percabangan JTM / Branch Line
Sisi primer trafo pada Gardu Distribusi Tiang / Tembok.
Prinsip Kerja Pengaman Lebur
Jika arus yang melewati Pengaman Lebur melebihi nilai arus rating nominal dari Pengaman Lebur maka elemen lebur akan panas dan terus meningkat jika telah mencapai titik leburnya maka elemen akan melebur.
Konstruksi Pengaman Lebur
Pengaman Lebur yang banyak digunakan pada jaringan distribusi adalah jenis letupan dengan konstruksi type Fuse Cut Out (FCO), seperti gambar 2-10.
Fuse tersebut tidak dilengkapi dengan alat peredam busur api, sehingga bila digunakan untuk daya yang besar maka fuse tidak mampu meredam busur api yang timbul pada saat terjadi gangguan akibatnya timbul ledakan. Karena itu fuse ini dikategorikan sebagai pengaman jenis letupan.
Karakteristik Fuse / Pengaman Lebur
Ada dua tipe Karakteristik fuse yang banyak
digunakan yaitu :
Fuse Link tipe pemutusan cepat ( K )
Fuse Link tipe pemutusan lambat ( T ).
Perbedaan antara kedua tipe ini terletak pada
kecepatan pemutusannya. Gambar 2-11.a
dan 2-11.b menunjukkan contoh karakteristik
fuse.
Gambar 2-10 : Konstruksi Fuse Cut Out
Gambar 2-11 a : Karakteristik Fuse Link Tipe K.
Gambar 2-11 b : Karakteristik Fuse Link Tipe T.
TERIMA KASIH
SELAMAT BEKERJA
PBO dan SSO
Penutup balik otomatis (PBO)
PBO (Recloser) adalah PMT yang dilengkapi dengan peralatan kontrol dan relai penutup balik. Relai penutup balik adalah relai yang dapat mendeteksi arus gangguan dan memerintahkan PMT membuka (trip) dan menutup kembali. PBO dipasang pada SUTM yang sering mengalami gangguan hubung singkat fasa ke tanah yang bersifat temporer. Fungsi PBO adalah :
Menormalkan kembali SUTM yang trip akibat gangguan temporer.
Pengaman seksi pada SUTM agar dapat melokalisir daerah yang terganggu.
Jenis-jenis Reclosing relay.
Berdasarkan tipe perintahnya, reclosing relay
dibedakan dalam dua jenis, yaitu :
1. Single-shot Reclosing Relay
Relai hanya dapat memberikan perintah reclosing
ke PMT satu kali dan baru dapat melakukan
reclosing setelah blocking time terakhir.
Bila terjadi gangguan pada periode blocking time,
PMT trip dan tidak bisa reclose lagi (lock – out
).CloseTripDead TimeBloking TimeWaktu Relai
Lock Out
Close
Trip
Dead Time
Bloking Time
Waktu Relai
Look Out
Gambar 2-15 : Single shot reclosing relay
Multi Shot Reclosing Relay.
Relai ini dapat memberikan perintah reclosing ke
PMT lebih dari satu kali. Dead time antar reclosing
dapat diatur sama atau berbeda..
Bila terjadi gangguan , relai OCR/GFR memberikan
perintah trip ke PMT. Pada saat yang sama juga
mengerjakan (mengenergizing) Reclosing relay.
Setelah dead time t 1 yang sangat pendek ( kurang
dari 0,6 detik), relai memberi perintah reclose ke
PMT .
Jika gangguan masih ada , PMT akan trip kembali
dan reclosing relai akan melakukan reclose yang
kedua setelah dead time t 2 yang cukup lama
(antara 15- 60 detik).
Jika gangguan masih ada, maka PMT akan trip
kembali dan reclosing relai akan melakukan reclose
yang ke tiga setelah dead time t 3 .
Bila gangguannya juga masih ada dalam periode
blocking tR, maka PMT akan trip dan lock out.
Penggunaan multi shot reclosing harus disesuaikan
dengan siklus kerja (duty cycle) dari PMT.
Gambar 2-16 : Diagram waktu kerja Multi Shot Reclosing Relai
Keterangan gambar : t1 = dead time dari reclosing pertama
t2 = dead time dari reclosing kedua
t3 = dead time dari reclosing ketiga
tR 1 = blocking time dari reclosing pertama
tR 2 = blocking time dari reclosing kedua
tR 3 = blocking time dari reclosing ketiga
Sifat-sifat PBO
PBO mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
Operasi cepat (fast tripping): untuk antisipasi
gangguan temporer.
Operasi lambat (delayed tripping) : untuk koordinasi
dengan pengaman di hilir.
Bila gangguan telah hilang pada operasi cepat
maka PBO akan reset kembali ke status awal. Bila
muncul gangguan setelah waktu reset, PBO mulai
menghitung dari awal.
Repetitive : reset otomatis setelah recloser success.
Non repetitive : memerlukan reset manual
(bila terjadi gangguan permanen dan bila
gangguan sudah dibebaskan).
PBO atau Recloser adalah relai arus lebih
sehingga karakteristik PBO dan OCR adalah
sama (lihat karakteristik OCR).
Saklar seksi otomatis (SSO)
Pengertian dan Fungsi SSO
SSO atau Auto Seksionalizer adalah saklar yang dilengkapi dengan kontrol elektronik/ mekanik yang digunakan sebagai pengaman seksi Jaringan Tegangan Menengah.
SSO sebagai alat pemutus rangkaian/beban untuk memisah-misahkan saluran utama dalam beberapa seksi, agar pada keadaan gangguan permanen, luas daerah (jaringan) yang harus dibebaskan di sekitar lokasi gangguan sekecil mungkin.
Bila tidak ada PBO atau relai recloser di sisi sumber maka SSO tidak berfungsi otomatis (sebagai saklar biasa).
Klasifikasi SSO
Penginderaan : berdasarkan tegangan (AVS)
atau berdasarkan Arus (Sectionalizer).
Media Pemutus : Minyak, Vacum, Gas SF6.
Kontrol : Hidraulik atau Elektronik
Phase : Fasa tunggal atau Fasa tiga
Prinsip Kerja SSO
SSO bekerjanya dokoordinasikan dengan pengaman di sisi sumber (relai recloser atau PBO) untuk mengisolir secara otomatis seksi SUTM yang terganggu.
SSO pada pola ini membuka pada saat rangkaian tidak ada tegangan tetapi dalam keadaan bertegangan harus mampu menutup rangkaian dalam keadaan hubung singkat.
SSO ini dapat juga dipakai untuk membuka dan menutup rangkaian berbeban. Saklar ini bekerja atas dasar penginderaan tegangan.
SSO dilengkapi dengan alat pengatur dan trafo tegangan sebagai sumber tenaga penggerak dan pengindera.
Prinsip kerja SSO dengan sensor tegangan dijelaskan pada AVS di bawah.
Prinsip Kerja AVS
Gambar 2-17 di bawah sebagai ilustrasi
Sistem Distribusi yang terbagi dalam 3 seksi
dengan pengaman penyulang sebuah PMT
dan dua buah AVS.
Gambar 2-17: Sistem Pengaman JTM dengan PMT dan AVS
Prinsip operasi AVS :
Dalam hal terjadi gangguan pada seksi III maka PMT penyulang trip,
tegangan hilang. Setelah t3, semua AVS trip.
PMT masuk kembali (reclose pertama), seksi I bertegangan.
Setelah t1 menerima tegangan, AVS1 masuk, seksi II bertegangan.
Setelah t2 menerima tegangan, AVS2 masuk, seksi III bertegangan.
Apabila gangguan masih ada maka PMT trip kembali, AVS1 dan AVS2
lepas setelah t3.
PMT reclose yang kedua. AVS1 masuk setelah t1 sedangkan AVS2
sudah lock-out (karena pada saat masuk pertama AVS2 hanya
merasakan tegangan sebentar atau lebih kecil dari t2, sehingga
menyimpulkan gangguan ada pada seksi berikutnya atau seksi III).
TERIMA KASIH SELAMAT
BEKERJA
Recommended