View
250
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
Page 1
KOORDINASI PROTEKSI TEGANGAN KEDIP DAN ARUS LEBIH PADA SISTEM
KELISTRIKAN PT. WILMAR NABATI, GRESIK – JAWA TIMUR
Nanda Dicky Wijayanto2210 105 071
Dosen Pembimbing
Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D.
Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT.
Page 2
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR NABATI
ANALISA DAN SIMULASI
PENUTUP
Page 3
PENDAHULUAN
PT. Wilmar Nabati merupakan perusahaan yang
bergerak di bidang industri minyak nabati, oleo chemical
& bio energy yang berlokasi di Gresik – Jawa Timur
Dalam sistem kelistrikan industri dibutuhkan sistem
pengaman yang handal untuk mencegah atau
membatasi kerusakan jaringan beserta peralatannya
ketika terjadi ganguan dan juga mencegah putusnya
suplai daya listrik pada daerah yang tidak ada
gangguan.
Latar Belakang
Page 4
TUJUAN
• Memodelkan, menyimulasikan, dan
menganalisis sistem kelistrikan PT. Wilmar
Nabati Gresik.
• Mengevaluasi unjuk kerja sistem
berdasarkan permasalahan yang dihadapi
Page 5
BATASAN MASALAH
• Koordinasi dilakukan pada rele pengaman
arus lebih dan rele Under voltage.
• Studi kasus dilaksanakan di PT. Wilmar
Nabati Gresik.
Page 6
METODOLOGISTART
Pengumpulan Data dan Literatur
Pemodelan Single Line Diagram Sistem pada Software ETAP
Analisis Loadflow
Simulasi dan Analisis Hubung Singkat
Simulasi Setting Koordinasi Sistem Proteksi
Arus Lebih
Setting Koordinasi Aman?
Resetting Rele
Pembuatan Laporan
STOP
Tidak
Ya
Setting Koordinasi Tegangan Kedip
Setting Arus Lebih Sudah Aman?Tidak
Ya
Resetting Rele
Page 7
TEORI PENUNJANG
Tegangan Kedip (Voltage Sag)
IEEE Standard 1159-1995 mendefinisikan voltage sag sebagai variasi tegangan
rms dengan besar antara 10% sampai 90% dari tegangan nominal dan berlangsung
selama 0,5 siklus sampai satu menit.
Page 8
Rele Arus Lebih
Jika If > Ip rele bekerja (trip)
Jika If < Ip tidak bekerja (block)
Dimana : If = arus gangguan
Ip= arus pickup
Page 9
Setting Rele Arus Lebih
Seting Lowset (Inverse)
Mengacu pada Standart British BS 142- 1983
batas penyetelan antara nominal 1,05 – 1,3
Inominal. Pada tugas akhir ini digunakan
konstanta1,05 arus nominal.
Iset ≥ 1,05 x Inominal
Page 10
Adapun karakteristik inverse rele berdasarkan Standart British BS
142- 1983 , adalah sebagai berikut
Di mana :T = WaktuOperasi (Detik)TDM = Time DialMultiplierI = NilaiArusGangguan (Ampere)Iset = aruspickup (Ampere)K = Konstanta Invers 1 (Tabel 1)E = Konstanta Invers 2 (Tabel 1)
Konstanta invers time dial berdasarkan
standart IEC 255-4 dan British standard
BS142
Kurva IEC (BS)Konstanta
K E
IEC Curve A 0,14 0,02
IEC Curve B 13,50 1,00
IEC Curve C 80,00 2,00
IEC Short inverse 0,05 0,04
Page 11
Setting Rele Arus LebihSetting Kelembaman Waktu
Berdasarkan Standard IEEE 242 waktu yang dibutuhkan untuk kerja
rele sampai CB membuka adalah 0,2-0,4s.
Page 12
Setting Rele Under Voltage
Ketika menggunakan proteksi rele under voltage , seting
waktu penundaan atau delay disesuaikan dengan rele
pengaman arus lebih sehingga saat terjadi hubung singkat
rele under voltage tidak bekerja terlebih dahulu sebelum
rele arus lebih mendeteksi gangguan namun jika rele arus
lebih gagal bekerja maka rele under voltage akan bekerja
Page 13
SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR NABATI
Sistem Pembangkitan• Sumber dari penyulang PLN melalui gardu induk (GI) Segara Madu 150
kV.
• Sumber dari steam turbine generator (STG) 2 x 15 MW dengan tegangan
nominal 10,5 kV.
• Sumber dari diesel engine generator (DEG) 2 x 1,6 MW dengan tegangan
nominal 0,4 kV.
Sistem Pembebanan• Total beban maksimum yang terpasang besarnya sekitar 33 MW, dengan
demand factor sebesar 60%, maka total daya yang dikonsumsi beban
sekitar 18 MW.
Page 14
Pemilihan Tipikal Koordinasi
Page 15
ANALISA DAN SIMULASI
Nilai Arus Hubung Singkat
Hubung Singkat Minimum 30 Cycle
No Bus TeganganArus Hubung
Singkat Minimum
1 SP-BUS-11000 10,5 kV 10,343kA
2 SP-BUS-41000 10,5 kV 10,047kA
3 SP-BUS-52002 10,5 kV 9,207kA
4 SP-BUS-52001 10,5 kV 9,380kA
5 BD-01 0,4 kV 31,191kA
6 ME-FRACT 0,4kV 31,118kA
No Bus TeganganArus Hubung
Singkat Minimum
1 SP-BUS-11000 10,5 kV 10,925 kA
2 SP-BUS-41000 10,5 kV 10,621 kA
3 SP-BUS-52002 10,5 kV 9,684 kA
4 SP-BUS-52001 10,5 kV 9,876 kA
5 BD-01 0,4 kV 31,391 kA
6 ME-FRACT 0,4kV 31,318 kA
• Kondisi Sebelum Ditambah
Emergency Generator
• Kondisi Setelah Ditambah
Emergency Generator
Page 16
Nilai Arus Hubung SingkatHubung Singkat Maksimum ½ Cycle
No Bus TeganganArus Hubung Singkat
Minimum
1 SP-BUS-11000 10,5 kV 20,183 kA
2 SP-BUS-41000 10,5 kV 19,427 kA
3 SP-BUS-52002 10,5 kV 16,854 kA
4 SP-BUS-52001 10,5 kV 17,387 kA
5 BD-01 0,4 kV 43,893 kA
6 ME-FRACT 0,4kV 44,253 kA
No Bus TeganganArus Hubung Singkat
Minimum
1 SP-BUS-11000 10,5 kV 20,989 kA
2 SP-BUS-41000 10,5 kV 20,165 kA
3 SP-BUS-52002 10,5 kV 17,398 kA
4 SP-BUS-52001 10,5 kV 17,968 kA
5 BD-01 0,4 kV 43,996 kA
6 ME-FRACT 0,4kV 44,357 kA
• Kondisi Sebelum Ditambah
Emergency Generator
• Kondisi Setelah Ditambah
Emergency Generator
Page 17
Koordinasi Tipikal 1Tipikal koordinasi 1 yang terdiri dari 2 rele arus lebih yang memiliki rating teganganberbeda yaitu, rele SP-SWG-41005 memiliki tegangan 10,5 KV, dan rele SP-SWG-52007 memiliki tegangan rendah 0,4 KV.
Relay ID&
Model
CT Ratio Setting
Rele 55
0,4 kV
Model :
Merlin Gerin
Sepam 20
600/5
Curve Type EIT
Pickup Range × CT Sec. 0,1 - 2,4
Pickup 0,1
Time Dial 0,01
Instantaneous Pickup 0,1
Delay 0,05
Rele 35 10,5kV
Model :
Merlin Gerin
Sepam 20
600/5
Curve Type EIT
Pickup Range × CT Sec. 0,1 - 2,4
Pickup 0,1
Time Dial 0,01
Instantaneous Pickup 0,1
Delay 0,05
Data setelan rele existing pada Tipikal Koordinasi 1
Page 18
Hasil plot setelan existing rele 35 dan rele 55
Pickup rele yang masih
menyentuh kurva start motor
dan masih di bawah full load
ampere (FLA) trafo
koordinasi waktu yang belum
tepat
Page 19
Koordinasi dan Penyetelan Ulang Rele Pengaman Pada Tipikal 1
Page 20
Page 21
Hasil Plot Setelan Rele 55, dan Rele 35 SetelahDilakukan Perhitungan Ulang.
Setelan pickup rele yang tidak
lagi menyentuh kurva start motor
dan sudah berada disebelah
kanan full load ampere (FLA)
trafo
koordinasi waktu yang sudah
tepat
Page 22
Hasil plot setelan rele 55, dan rele 35 setelah dilakukan
perhitungan ulang dengan menambahkan emergency generator.
Page 23
Koordinasi Tipikal 2
Relay ID&
Model
CT
Rati
o
Setting
Rele 95
0,4 kV
Model :
Merlin Gerin
Sepam 20
600/
5
Curve Type EIT
Pickup Range ×CT Sec.
0,1 -2,4
Pickup 0,1
Time Dial 0,1
Instantaneous Pickup
0,1
Delay 0,05
Rele 35
10,5kV
Model :
Merlin Gerin
Sepam 20
600/
5
Curve Type EIT
Pickup Range ×CT Sec.
0,1 -2,4
Pickup 0,1
Time Dial 0,1
Instantaneous Pickup
0,1
Delay 0,05
Relay ID
&
Model
CT
Rati
o
Setting
Rele 32
10,5kV
Model :
Merlin Gerin
Sepam 40
600/
5
Curve Type EIT
Pickup Range × CT Sec.
0,1 -2,4
Pickup 0,5416
Time Dial 2,00
Instantaneous Pickup
4,5
Delay 0,22
R.AP3.01
Model :
Merlin Gerin
Sepam 1000+
1500
/5
Curve Type EI
Pickup Range × CT Sec.
0,3 -2,4
Pickup 0,65
Time Dial 2,00
Instantaneous Pickup
7,00
Delay 0,46
Data setelan rele existing pada Tipikal Koordinasi 2
Page 24
• Hasil plot setelan existing rele
R.AP3.01-1 sebagai pelindung
generator STG 01.
• Hasil plot setelan existing rele
95, rele 35, dan rele 32
12
4
3
Page 25
Hasil plot rele R.AP3.01 Setelah
dilakukan perhitungan
Hasil plot rele 95, rele 35 dan rele 32
setelah Dilakukan perhitungan
1
3 4
1
Page 26
0.7s
0.4s
0.1s
1s
Page 27
Hasil plot setelan rele R.AP3.01
setelah dilakukan perhitungan ulang
dengan menambahkan emergency
generator
Hasil plot setelan rele 95, dan rele 35,
dan rele 32 setelah dilakukan
perhitungan ulang dengan
menambahkan emergency generator.
Page 28
Koordinai Rele Pengaman TerhadapTegangan Kedip
• Seting Rele Pengaman Terhadap Tegangan Kedip Saat Terjadi Starting Motor
Pada Tipikal 1
Hasil plot tegangan saat terjadi starting motor pada bus ME-FRACT
Page 29
Seting Rele Pengaman Terhadap Tegangan Kedip Saat
Terjadi Hubung Singkat Pada Tipikal 1
Menunjukkan hasil plot tegangan pada SP-BUS-52002 saat terjadi hubung
singkat pada bus ME-FRACT
Page 30
BUS
Besar Voltage
Sag/ Kedip
Tegangan (%)
Relay undervoltage
Seting
Tegangan (%)
Seting Waktu
(s)
bus 52001 12.81 10 0,3
bus 52002 12.6 10 0,3
bus 41000 11.5 10 0,6
BUS
Besar Voltage
Sag/ Kedip
Tegangan (%)
Relay undervoltage
Seting
Tegangan (%)
Seting Waktu
(s)
bus 52001 12.5 10 0,3
bus 52002 12.2 10 0,3
bus 41000 11.1 10 0,6
Besar Voltage Sag dan Seting Relay
Undervoltage untuk Koordinasi Tipikal
1 sesudah ditambahkan emergency
generator
Besar Voltage Sag dan Seting Relay
Undervoltage untuk Koordinasi Tipikal 1
sebelum ditambahkan emergency
generator
Page 31
Seting Rele Pengaman Terhadap Tegangan KedipSaat Terjadi Starting Motor Pada Tipikal 2
Hasil plot tegangan saat terjadi starting motor pada bus BD 01
Page 32
Seting Rele Pengaman Terhadap Tegangan Kedip Saat
Terjadi Hubung Singkat Pada Tipikal 2
Hasil plot tegangan pada SP-BUS-52001 saat terjadi hubung singkat
pada bus BD-01
Page 33
BUS
Besar Voltage
Sag/ Kedip
Tegangan (%)
Relay undervoltage
Seting
Tegangan (%)
Seting Waktu
(s)
bus 52001 12.5 10 0,3
bus 41000 11.6 10 0,6
bus 11000 11.1 10 0,9
Besar Voltage Sag dan Seting Relay
Undervoltage untuk Koordinasi Tipikal 2
sebelum ditambahkan emergency generator
BUS
Besar Voltage
Sag/ Kedip
Tegangan (%)
Relay undervoltage
Seting
Tegangan (%)
Seting Waktu
(s)
bus 52001 12.1 10 0,3
bus 41000 11.3 10 0,6
bus 11000 10.9 10 0,9
Besar Voltage Sag dan Seting Relay
Undervoltage untuk Koordinasi Tipikal 2
sesudah ditambahkan emergency generator
Page 34
PENUTUP Terdapat beberapa setelan rele yang belum tepat dan koordinasi yang kurang baik,
terutama pada setelan pickup dan grading time antar rele pengaman.
Perhitungan antara tipe koordinasi rele pengaman arus lebih sebelum dan sesudah
ditambahkan dengan emergency generator tidak mengalami perubahan yang
signifikan hal ini dikarenakan kapasitas dari kedua emergency generator tidak
terlalu besar.
Kesimpulan
Page 35
Karena terdapat beberapa setelan rele arus lebih yang kurang tepat serta
koordinasi yang kurang baik pada beberapa rele tersebut, maka
direkomendasikan untuk melakukan setelan ulang sesuai dari hasil analisis
yang telah dilakukan.
Dalam sistem kelistrikan di PT. Wilmar Nabati Gresik rele pengaman
untuk under voltage belum ada maka disarankan untuk menambahkan.
Karena hal ini bertujuan untuk mengamankan sistem saat terjadi tegangan
kedip.
SARAN
Page 36
TERIMA KASIH
Page 37
Setting rele 55 dan 35 saat kondisi exsisting dan sesudah dilakukan
perhitungan ulang
Page 38
0.1s
0.3s
Page 39
Pada saat starting motor, terjadi penurunan tegangan di bus BD 01 sebeser 9%
selama 0,08 sec. Hal ini dapat dipastikan bahwa kedua rele baik rele arus
lebih ataupun rele under voltage tidak bekerja karena setelah dilakukan setting
ulang pada rele arus lebih kenaikan arus pada saat terjadi starting ini tidak
melebihi dari setting arus pada rele. Untuk rele under voltage penurunan
tegangan sebesar 9% tidak akan dilihat sebagai ganggguan karena setting
penurunan tegangan pada rele adalah 10% dalam wacktu 0,3 s.
Recommended