1

Efek Koordinasi Peralatan Proteksi Terhadap Karakteristik Voltage Sag Pada Jaringan Distribusi 20 kV Penyulang ITS

Andri Wahyudi, Ontoseno Penangsang, I Made Yulistiya Negara

Abstrak-- ATP-EMTP sebagai software simulasi transien pada sistem tenaga digunakan untuk menganalisa pengujian jaringan distribusi saat kondisi gangguan. Menggunakan empat metode kondisi proteksi, dianalisa dan dibandingkan untuk mendapatkan efek dari koordinasinya terhadap karakteristik voltage sag. Kurva hasil simulasi dievaluasi dengan kurva standar ITIC, CBEMA dan SEMI yang distandarkan untuk performa jaringan. Dari hasil simulasi didapat bahwa performa terbaik dapat dicapai dengan aplikasi pada metode keempat menggunakan fuse F3B dan recloser, dikarenakan durasi gangguan yang lebih kecil dari metode lainnya sebagai efek dari respon dan koordinasi proteksi. Titik fault F4 menyebabkan efek voltage sag terbesar terhadap beban paling ujung, hubung singkat 3 fasa ketanah menyebabkan voltage sag sebesar 16.05 % ditiap fasa, hubung singkat 1 fasa ketanah sebesar 17.52 % difasa A, 0.53 % difasa B, dan 2.28 % difasa C, hubung singkat antar fasa sebesar 25.56 % difasa A, 22.39 % difasa B, -7.66 % difasa C.

Kata Kunci--Jaringan distribusi, transien, proteksi, voltage sag.

1.PENDAHULUAN

eiring berkembangnya permintaan akan energi listrik dan teknologi dalam sistem tenaga listrik, maka kualitas daya

mengalami permasalahan dalam menjaga kualitas daya yang disalurkan ke konsumen. Permasalahan kualitas daya umumnya adalah dampak dari penyimpangan tegangan, arus atau frekuensi yang dapat menyebabkan kegagalan atau kesalahan operasi pada peralatan penyedia layanan maupun konsumen. Penyimpangan ini dapat disebabkan gangguan dijaringan, baik hubung singkat pada sistem, kenaikan arus dan beban secara mendadak, maupun kegagalan kerja peralatan. Salah satu gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik adalah voltage sag atau dip tegangan. Gangguan ini merupakan gangguan transien berupa penurunan tegangan sementara dalam waktu relatif singkat, seperti gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah. Gangguan ini merupakan gangguan transien berupa penurunan tegangan sementara dalam waktu relatif singkat, yang dapat disebabkan karena hubung singkat satu fasa ketanah yang sering terjadi dalam distribusi tenaga listrik.

Berdasarkan IEEE Standard 1159-1995, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, voltage sag atau dip tegangan adalah penurunan tegangan rms pada pergeseran 10% hingga 90% untuk nilai amplitudo selama 0.5 cycle hingga kurang dari 1 menit[1]. Voltage sag yang terjadi dijaringan tergantung pada besarnya gangguan, durasi

dan sensitifitas dari peralatan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini menggunakan program analisa transien ATP-EMTP. Karakteristik voltage sag pada beban disimulasikan sebagai efek dari titik dan jarak gangguan terhadap beban ditegangan rendah dan koordinasi peralatan proteksi dalam mengatasi gangguan dijaringan tegangan menengah. Sistem yang disimulasikan adalah jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV, khususnya pada penyulang ITS pada Gardu Induk Sukolilo, wilayah pelayanan jaringan Surabaya Selatan.

2. VOLTAGE SAG

Mengacu pada IEEE Standard 1159-1995, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, voltage sag.

Gambar 1 Definisi Peristiwa Tegangan Berdasarkan IEEE 1159-1995[1]

2.1 Sumber Voltage Sag

Voltage sag umumnya disebabkan oleh gangguan hubung singkat pada jaringan sistem, gangguan (fault) pada sistem tenaga dan proses switching, baik dari peralatan pengaman, maupun starting beban berdaya besar. Gangguan lain dapat disebabkan oleh hewan pada jaringan, kecelakaan mobil yang menabrak tiang listrik, atau petir yang menyambar kawat saluran. Fenomena yang lebih umum terjadi adalah gangguan pada salah satu penyulang dari gardu distribusi, gangguan pada penyulang paralel, atau gangguan disuatu titik pada jaringan transmisi. Pada kasus manapun, konsumen akan tetap mengalami voltage sag selama periode tersebut.

2.2 Pengaruh Voltage Sag

Voltage sag memiliki efek yang besar terhadap konsumen dengan beban terutama peralatan elektronik yang sensitif terhadap perubahan tegangan. Pengaruh voltage sag akibat gangguan hubung singkat adalah sebagai berikut[2] : Komputer dan jenis lain dari komputasi elektronik dapat

kehilangan memori dan restart membutuhkan waktu yang lama. Jika voltage sag mencapai kurang dari 50 %.

S

2

Pada industri, proses produksi akan berhenti untuk voltage sag sampai dengan 65 % dan penerangan akan berkedip.

Karakteristik operasi beberapa peralatan listrik terhadap variasi tegangan, sebagai berikut[3] : Rangkaian relay dan kontaktor akan trip pada tegangan

dibawah 70 % dari tegangan nominal. Lampu fluorescent dan lampu discharge intensitas tinggi

(HID) akan padam pada tegangan dibawah 80 % dalam waktu beberapa cycle, sedangkan waktu penyalaan kembali akan memerlukan waktu yang cukup lama terutama HID.

PLC akan trip pada tegangan kurang dari 90 % untuk waktu kurang dari 50 milidetik.

3. PEMODELAN DENGAN ATP-EMTP

3.1 Konfigurasi Simulasi Sistem dengan ATP-EMTP

Parameter yang digunakan pada simulasi[4]: a. Lokasi Gangguan Gangguan dapat terjadi dititik manapun pada jaring distribusi. Dengan panjang penghantar dan kondisi beban sepanjang jaringan maka lokasi gangguan berupa hubung singkat pada simulasi digunakan 5 titik yaitu F1, F2, F3, F4 dan F5 dijaringan 20 kV. b. Resistansi Gangguan Resistansi gangguan tergantung pada lokasi gangguan. Pada penelitian ini, resistansi gangguan dipilih dengan nilai normal resistansi jaringan distribusi sekitar 5 ohm dengan standar deviasi 1. c. Waktu Mulai Gangguan Pada penelitian ini dipilih dengan fungsi distribusi yang seragam dan penyesuaian dengan program ATP-EMTP yaitu antara 0.05 dan 0.07 detik. d. Durasi Gangguan Berdasarkan studi voltage sag pada jaringan distribusi normal, 3 durasi gangguan digunakan untuk simulasi, yaitu 200 ms, 600 ms, dan 1 s. e. Tipe Gangguan Tiga tipe gangguan yang digunakan untuk simulasi sistem : 1. Gangguan 1 Fasa ke Tanah

Gambar 2 Gangguan 1 Fasa ke Tanah 2. Gangguan 3 Fasa ke Tanah

Gambar 3 Gangguan 3 Fasa Ketanah 3. Gangguan Antar Fasa

atau

Gambar 4 Gangguan Antar Fasa

3.2 Pemodelan Parameter Sistem dengan ATP-EMTP

1. Sumber Tegangan Sumber tegangan AC yang akan dimodelkan adalah sumber

tegangan. 2. Transformator

Perhitungan parameter transformator untuk simulasi pada ATP-EMTP sebagai berikut : Transformator dengan kapasitas daya (kVA), tegangan primer 20 kV, tegangan sekunder 380 V, dengan data impedansi transformator distribusi PLN sebesar 4%, dan X/R = 10, dapat di peroleh nilai R dan L pada sisi sekunder transformator.

푍푏푎푠푒 =푉푠푆

푍 = 4%푥푍푏푎푠푒 휃 = tan 푋/푅 푅푠 = 푍 cos휃… … … … … … … … … … … … … … … . … . . pers. 1 푋푙 = 푍 sin 휃 Dengan menggunakan 50 퐻푧 sebagai nilai frekuensi yang digunakan sistem, maka dapat dicari nilai 퐿푠 dengan rumus :

퐿푠 =푋푙

2휋푓푙… … … … … … … … … … … … … . … … … … . . pers. 2

Dengan tegangan pada sisi primer adalah 20 kV, maka tegangan puncak sisi primer : 푉푟푝 = 20푥√2 = 28.284푘푉… … … … … … … … … … . . pers. 3 egangan sisi sekunder adalah 380 V line to line, maka tegangan puncak sisi sekunder :

푉푟푠 = 380 23 = 310.268푉… … … … … … … … … pers. 4

3. Kawat Saluran Penghantar atau kawat saluran distribusi yang digunakan

sepanjang penyulang ITS dijaringan 20 kV adalah kawat alumunium campuran AAAC (All Allumunium Alloy Conductors) 150 푚푚 .

푅 =휌푙퐴 … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … pers. 5

퐿 = 0.2푥푙 ln2푙푟 − 1 … … … … … … … … … … … … pers. 6

4. Beban Permodelan yang digunakan pada beban menggunakan data

pengukuran PLN pada bulan Juli tahun 2010 dan asumsi untuk beberapa nilai beban yang ada pada konsumen. Dibutuhkan nilai resistansi dan induktansi yang dapat diketahui dengan mencari nilai P dan Q terlebih dahulu, sebagai berikut :

푃 = 푆푥 cos휃 푄 = 푃 tan(cos 휃) Dari nilai P dan Q perfasa dapat diketahui nilai resistansi dan induktansi beban dengan persamaan :

푋푙 =푉푄

퐿 =푋푙

2휋푓푙… … … … … … … … … … … … … … … . … … . . pers. 7

푅 =푉푃 … … … … … … … … … … … … … … … … … . … . . pers. 8

3

Penyulang ITS menggunakan sistem jaringan radial interkoneksi untuk keandalan suplai dayanya sehingga terhubung dengan beberapa penyulang dari gardu induk lain dengan switch normally open, selain terhubung juga dengan switch pada beberapa bus dipenyulang dari GI Sukolilo sendiri. Terdapat empat breaking switch dengan operasi manual dan otomatis disepanjang penyulang ITS, yaitu LBS Arif Rahman Hakim, LBS Catatan Sipil, AVS ITS, dan LBS Teknik Sipil. Jumlah transformator distribusi beserta kapasitas bebannya yang beroperasi disepanjang penyulang ITS sebanyak 45 buah.

Untuk meneliti karakteristik voltage sag dijaring saat kondisi gangguan digunakan 4 metode koordinasi peralatan proteksi untuk simulasi, yaitu : 1. Simulasi tanpa peralatan proteksi 2. Simulasi hanya dengan pemutus atau CB 3. Simulasi menggunakan fuse F3A dan recloser dengan

operasi tunggal 4. Simulasi menggunakan fuse F3B dan recloser dengan

operasi ganda Gambar 5 dibawah menunjukkan kurva karakteristik arus terhadap waktu dari peralatan proteksi yang digunakan pada simulasi.

Gambar 5 Kurva Karakteristik Arus-Waktu dari Peralatan Proteksi pada Simulasi[5]

4. SIMULASI DAN ANALISA

4.1 Simulasi Sistem Tanpa Gangguan Simulasi ini dilakukan dengan kondisi saluran tanpa voltage

sag pada jaringan tegangan menengah 20 kV.

Gambar 6 Gelombang Tegangan Sisi Primer Transformator

Gambar 7 Gelombang Tegangan Sisi Sekunder Transformator

Dengan memasang probe tegangan di 10 titik sepanjang penyulang ITS dan membandingkannya nilainya dengan titik sumber tegangan (sisi sekunder transformator), maka dapat diketahui dan dihitung nilai drop tegangan disisi 20 kV dari sumber atau titik pangkal jaringan hingga ujung beban.

Tabel 1 Drop Tegangan Jaringan 20 kV Penyulang ITS No.

Titik Tegangan Titik

(V) Drop Tegangan

(V) Drop

Tegangan (%) 2. 20000 0 0 3. 19973 27 0.135 4. 19977 23 0.115 5. 19967 33 0.165 6. 19945 55 0.275 7. 19937 63 0.315 8. 19941 59 0.295 9 19934 66 0.33 10. 19929 71 0.355 11. 19929 71 0.355

Pada jaringan tegangan rendah probe tegangan dipasang disisi sekunder trafo distribusi, untuk beberapa titik beban. Dipasang 10 probe tegangan di 10 titik beban dengan asumsi beban terdekat dari sumber, beban ditengah jaringan dan beban terjauh dari sumber.

Tabel 2 Drop Tegangan Jaringan 380 V Penyulang ITS

Beban Tegangan (V)

Drop Tegangan (V)

Drop Tegangan (%)

Load 1 379.37 0.63 0.166 Load 6 379.02 0.98 0.258 Load 11 378.98 1.02 0.268 Load 13 378.93 1.07 0.282 Load 23 378.61 1.39 0.366 Load 31 378.31 1.69 0.445 Load 34 378.33 1.67 0.439 Load 38 378.26 1.74 0.458 Load 44 378 2 0.526 Load 45 378.18 1.82 0.479

4

4.2 Simulasi Sistem Dengan Gangguan

4.2.1 Metode Pertama Simulasi Tanpa Peralatan Proteksi

Metode pertama bertujuan untuk menunjukkan prilaku sistem tenaga dan respon peralatan sensitif terhadap voltage sag ketika tidak ada peralatan proteksi yang terpasang. Pada metode ini dapat dilihat bentuk gelombang dan nilai tegangan hasil simulasi pada 5 titik gangguan dijaringan.

Simulasi Hubung Singkat 3 Fasa ke Tanah Pada titik ini nilai penurunan tegangan pada tiap fasa yaitu fasa A, fasa B dan fasa C sama. Tabel 3 Variasi Voltage Sag di Load 44 Gangguan 3 Fasa Ketanah

Titik Gangguan Voltage Sag (V) Voltage Sag (%)

Fault 1 373.29 1.77

Fault 2 353.37 7.01

Fault 3 330.5 13.03

Fault 4 319.15 16.05

Fault 5 345.51 9.08

Simulasi Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Tipe hubung singkat ini merupakan tipe hubung singkat

tidak simetri dimana besar tegangan dan arus akibat hubung singkat pada satu fasa menyebabkan perubahan nilai tegangan pada fasa lainnya. Tabel 4 Variasi Voltage Sag di Load 44 Gangguan 1 Fasa Ketanah

Tipe Fault Voltage Sag (V) Voltage Sag (%)

Fasa A

Fasa B

Fasa C

Fasa A

Fasa B

Fasa C

Fault 1 371.17 378 379.86 2.32 0.53 0.04

Fault 2 352.71 378 375.07 7.18 0.53 1.30

Fault 3 325.21 378 373.57 14.42 0.53 1.69

Fault 4 313.43 378 371.35 17.52 0.53 2.28

Fault 5 347.7 378 372.27 8.50 0.53 2.03

Simulasi Hubung Singkat Antar Fasa Dari simulasi dapat dilihat bahwa gangguan hubung singkat antara fasa A dan B menyebabkan turun tegangan atau voltage sag dijaringan, sedangkan pada fasa C menyebabkan kenaikan nilai tegangan atau voltage swell. Tabel 5 Variasi Voltage Sag di Load 44 Gangguan Antar Fasa

Tipe Fault Voltage Sag (V) Voltage Sag (%)

Fasa A

Fasa B

Fasa C

Fasa A

Fasa B

Fasa C

Fault 1 371.62 367.72 384.91 2.21 3.23 -1.29

Fault 2 338.3 341.53 393.46 10.97 10.12 -3.54

Fault 3 300.38 306.42 406.92 20.95 19.36 -7.08

Fault 4 282.88 294.92 409.1 25.56 22.39 -7.66

Fault 5 324.6 338.42 390.42 14.58 10.94 -2.74

4.2.2 Metode Kedua Simulasi Hanya dengan Pemutus atau CB

Pada metode ini digunakan CB sebagai satu-satunya peralatan proteksi dijaringan yang dipasang setelah Bus 20 kV Meidensha. Setting arus dan waktu CB trip saat ada gangguan dititik jaringan pada simulasi menggunakan kurva karakterisitik arus-waktu B2 pada Gambar 5. Dari simulasi dengan metode kedua didapat kesimpulan bahwa CB bekerja dengan durasi gangguan 600 ms dan 1 s. Pada durasi 200 ms voltage sag dirasakan seluruh beban, dengan voltage sag terbesar dirasakan oleh Load 44 karena letak gangguan yang dekat dengan titik beban dan ditambah rugi-rugi di konduktor karena posisi Load 44 di ujung penyulang serta gangguan tidak direspon oleh CB. Akibat dari respon CB untuk gangguan 600 ms dan 1 s beban terputus dan kontinuitas pelayanan daya terhenti, sehingga mempengaruhi keandalan penyulang. Untuk metode ini sistem distribusi radial dilengkapi dengan interkoneksi dengan penyulang lain untuk memperbaiki keandalan sistem jika ada gangguan dijaringan.

4.2.3 Metode Ketiga Simulasi dengan Fuse F3A dan Recloser dengan Operasi Tunggal

Pada metode ini fuse dan recloser digunakan sebagai peralatan proteksi untuk mengurangi dampak akibat gangguan atau voltage sag yang terjadi dijaringan dan menjaga keadalan dari sistem. Fuse dan recloser dipasang pada empat titik, sesuai posisi LBS dijaringan. Fuse bekerja merespon arus gangguan sesuai dengan kurva karakteristik arus-waktu F3A pada Gambar 5, dengan waktu melebur dioperasikan mendekati instan (0.05 SI) mengikuti kurva F3A untuk gangguan diatas 1000 A. Sedangkan setting recloser mengikuti Standar PLN untuk interval close kembali setelah fuse bekerja yaitu 0.5 s interval pertama. Lokasi titik gangguan yang disimulasikan di jaringan menentukan peralatan proteksi mana di jaringan yang akan merespon akibat dari gangguan hubung singkat. Peralatan proteksi yang terdekat dengan gangguan disetting agar dengan cepat merespon dan mengisolir area agar gangguan tidak meluas.

Pada simulasi pada metode ketiga didapat kesimpulan bahwa koordinasi antara fuse dan recloser dijaringan mempengaruhi efek voltage sag pada beban sebagai akibat hubung singkat. Dibandingkan dengan metode kedua dengan CB maka metode ketiga lebih meningkatkan keandalan sistem untuk durasi gangguan yang relatif singkat , dikarenakan operasi recloser yang menutup kembali saluran aliran daya. Secara ekonomis kekurangan dari metode ketiga adalah pada pemeliharaan fuse yang harus diganti setelah bekerja mengatasi gangguan.

4.2.4 Metode Keempat Simulasi dengan Fuse F3B dan Recloser Operasi Ganda

Pada metode ini fuse digunakan sama dengan simulasi metode ketiga, hanya saja pada metode ini recloser dioperasikan lebih cepat dari fuse dan beroperasi ganda, artinya menggunakan dua interval waktu yaitu 0.5 s untuk interval pertama dan 1 s untuk interval kedua. Kurva karakteristik arus-

5

waktu untuk peralatan proteksi yaitu fuse menggunakan kurva F3B pada Gambar 5.

Simulasi Hubung Singkat 3 Fasa ke Tanah Dengan mengambil contoh simulasi dititik Fault F3 dijaringan dapat dilihat efek dari respon dan koordinasi peralatan proteksi terhadap tegangan dan suplai daya yang dirasakan Load 44 dan beban yang lain disepanjang jaringan penyulang.

Gambar 4.8 Gelombang Voltage Sag di Fault F3 durasi 200 ms Hubung Singkat 3 Fasa ke Tanah

Pada metode dengan durasi 200 ms menunjukkan efek yang sama terhadap sisi beban dengan metode ketiga, perbedaan terletak pada respon peralatan proteksi. Pada metode ini gangguan direspon oleh recloser yang dioperasikan lebih cepat dari fuse. Durasi 200 ms diatasi recloser dengan kerja interval pertama dan gangguan telah hilang.

Gambar 4.9 Gelombang Voltage Sag di Fault F3 durasi 600 ms Hubung Singkat 3 Fasa ke Tanah

Gambar 4.10 Gelombang Voltage Sag di Fault F3 durasi 1 s Hubung Singkat 3 Fasa ke Tanah

Pada durasi 600 ms recloser bekerja dengan interval pertama dan masih merasakan sisa durasi gangguan, tetapi dengan durasi sisa gangguan yang kecil diasumsikan bahwa recloser tetap close setelah interval pertama dan beban tetap dapat disuplai. Pada gangguan durasi 1 s recloser merespon gangguan dengan dua interval, yaitu setelah interval pertama selama 0.5 s dan masih merasakan gangguan, kemudian open selama interval kedua 1 s, kemudian close lagi dan gangguan

telah hilang serta beban terus disuplai. Unjuk kerja ini dikarenakan recloser dioperasikan tunggal untuk meresapon gangguan akibat hubung singkat dengan durasi yang cukup lama.

Simulasi Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Efek dari respon recloser terhadap daya yang disuplai ke beban tipikal dengan tipe gangguan hubung singkat 3 fasa ke tanah diatas. Perbedaan terletak pada magnitudo tegangan di tiap fasa dan durasi respon fuse terhadap magnitudo arus gangguan. Titik gangguan pada Fault F3 dan direspon oleh fuse diposisi LBS ITS. Pada durasi 200 ms diatasi recloser dengan kerja interval pertama dan gangguan telah hilang. Durasi 600 ms dan 1 s menunjukkan karakteristik kerja yang sama dengan tipe gangguan sebelumnya. Jika terjadi gangguan dengan durasi lebih dari 1 s maka kerja recloser akan mencapai operasi lockout, karena setelah bekerja sebanyak dua interval maka operasi ganda recloser berakhir dan beban terputus.

Simulasi Hubung Singkat Antar Fasa Pada tipe gangguan ini arus akibat hubung singkat antar fasa A dan fasa B cukup besar dari dua tipe gangguan hubung singkat lainnya, sehingga respon recloser lebih cepat dari metode sebelumnya untuk mengatasi gangguan.

Gambar 4.11 Gelombang Voltage Sag di Fault F3 durasi 200 ms Hubung Singkat Antar Fasa

Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa gangguan tegangan yang dirasakan berdurasi lebih pendek.

Gambar 4.12 Gelombang Voltage Sag di Fault F3 durasi 600 ms & 1 s Hubung Singkat Antar Fasa

Dari gambar diatas didapat bahwa durasi 600 ms dan 1 s dengan arus gangguan yang cukup besar menyebabkan recloser beroperasi ganda dengan dua interval. Tetapi setelah interval kedua, pelayanan daya dilanjutkan karena gangguan telah hilang. Dari simulasi metode keempat ini dapat diambil kesimpulan bahwa respon kerja dari recloser dipertimbangkan untuk mengatasi gangguan, karena pertimbangan keandalan sistem dan ekonomis untuk melindungi sekaligus menjadikan fuse sebagai pengaman cadangan untuk recloser yang

6

beroperasi ganda. Untuk ketiga durasi gangguan dari simulasi dilima titik hubung singkat di sepanjang jaringan, metode keempat menunjukkan keandalan yang lebih baik dan akibat operasi recloser gangguan berupa voltage sag dapat diminimalkan durasinya, sehingga efek terhadap beban yang sensitif dapat dihindari. Dibandingkan ketiga metode diatas, dari hasil simulasi maka metode keempat lebih dipertimbangkan untuk diterapkan di jaringan distribusi dengan sistem radial dipenyulang.

4.3 Koordinasi Peralatan Proteksi

Pemasangan peralatan proteksi ditiap metode mengikuti letak peralatan proteksi yang sebenarnya dijaringan.

Gambar 4.13 Pemasangan Peralatan Proteksi di JTM Sistem Distribusi Radial

4.4 Plot Karakteristik Voltage Sag pada Kurva CBEMA, ITIC dan SEMI

Hubung Singkat 3 Fasa ke Tanah

Gambar 4.14 Plot Kurva Metode 1 Durasi 200 ms, 600 ms dan 1 s Gambar 4.15 Plot Kurva Durasi 1 s Metode 2, Metode 3 dan Metode 4

Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah Gambar 4.16 Plot Kurva Metode 1 Durasi 200 ms, 600 ms dan 1 s Gambar 4.17 Plot Kurva Durasi 1 s Metode 2, Metode 3 dan Metode 4

Hubung Singkat Antar Fasa

Gambar 4.18 Plot Kurva Metode 1 Durasi 200 ms, 600 ms dan 1 s

Gambar 4.19 Plot Kurva Durasi 1 s Metode 2, Metode 3 dan Metode 4

CB Fuse 2 Fuse 3 Fuse 4

Saluran 20 kV

Rec Rec RecF5

F1 F2 F3 F4 BUS GI

7

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil yang didapatkan dari simulasi dan analisis pada tugas akhir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Koordinasi dan respon peralatan proteksi di jaringan

tegangan menengah 20 kV dari hasil simulasi dengan program ATP-EMTP menunjukkan efek perubahan terhadap karakteristik dan durasi voltage sag yang dirasakan beban di tegangan rendah 380 V.

2. Tipe gangguan hubung singkat 3 fasa ketanah, hubung singkat 1 fasa ke tanah dan hubung singkat antar fasa dari simulasi menunjukan perbedaan perubahan nilai tegangan yang dirasakan beban, dikarenakan magnitudo arus hubung singkat yang berbeda pada tiap tipe gangguan hubung singkat.

3. Plot kurva karakteristik voltage sag pada kurva CBEMA, ITIC dan SEMI menunjukkan bahwa metode keempat menggunakan fuse F3B dan recloser dengan operasi ganda dapat dipertimbangkan sebagai salah satu metode peralatan proteksi dijaringan, karena mempunyai kelebihan membatasi durasi voltage sag yang dirasakan beban dan respon perbaikan kontinuitas pelayanan daya yang baik.

4. Drop tegangan terbesar ditegangan rendah pada beban yang terletak diujung penyulang sebesar 0.526 % atau sebesar 2 V dan pada tegangan menengah sebesar 0.355 % atau sebesar 71 V. Hal ini disebabkan rugi-rugi disepanjang konduktor dijaringan.

5. Dari simulasi Hubung singkat pada jaringan tegangan menengah, titik Fault F4 menyebabkan efek voltage sag terbesar terhadap beban paling ujung jaringan, hubung singkat 3 fasa ketanah menyebabkan voltage sag sebesar 16.05 % ditiap fasa, hubung singkat 1 fasa ketanah sebesar 17.52 % difasa A, 0.53 % di fasa B, dan 2.28 % difasa C, hubung singkat antar fasa sebesar 25.56 % difasa A, 22.39 % difasa B, -7.66 % difasa C. Hal ini dikarenakan lokasi gangguan hubung singkat terletak dekat dengan beban diujung jaringan.

DAFTAR PUSTAKA

1. IEEE 1159-1995, “Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality”, 1159-1995.

2. RC. Dugan , McGraw-Hill, “Electrical Power System Quality”, New York, 1996.

3. Dave M, Mark McGranaghan, “Effect of Voltage Sags in Process Industry Application”, Juni, 2005.

4. Sedighnejad H., Alireza J., “Effect Of Protection Device Coordination On Voltage Sag Characteristics Of Distribution Networks”, Tehran, May, 2009.

5. Ibid.,” ITI (CBEMA) Curve Application Note” Information Technology Industry Council (ITI), Washington DC, 2005.

6. Schneider Electric.,” SEMI F47 Voltage Sag Standart”, Technical Buletin, Vol.1, 2005.

7. Kye John, "Analysis and Design of Power Acceptability Curves Industrial Loads",Cornell University, 428 Phillips Hall, February, 2001.

8. Eddy, S.,Ngateno.,Sudirman.,"Single Line 150/20 kV GI Sukolilo UPT Surabaya", Surabaya, Januari, 2010.

9. Martinez J.A., Martin-Arnedo J, “Voltage Sag Analysis Using An Electromagnetic Transients Program”, IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, vol.2, p. 1135-40, 2002.

10. IEEE C37.112, “Standard Inverse-Time Characteristic Equations For Over-Current Relays”, 1996.

11. SPLN 41-8:1981,” Hantaran Alumunium Campuran AAAC”, Perpustakaan Pusat Penyelidikan Masalah Kelistrikan No.049/DIR/81, Mei, 1981.

12. Ibid., “Straight Wire Conductor” URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Inductor, April, 2011.

13. Makaliki R.,” Voltage Sag Source Location in Power Systems”, Sweden, December, 2006.

BIOGRAFI PENULIS

Andri Wahyudi lahir di Irat, Bangka, Kepulauan Bangka Belitung, 28 Oktober 1987. Menyelesaikan sekolah menengah atas pada tahun 2006 di Asrama Kelas Unggulan SMA 1 Pemali, Bangka. Pada tahun yang sama hingga 2009 telah menyelesaikan program diploma Elektronika dan Instrumentasi di Universitas Gadjah Mada dengan judul tugas akhir "Akses Kamera Handphone dengan Mobile Media Api pada

Java J2ME". Pada tahun 2009 penulis melanjutkan studi dan terdaftar sebagai mahasiswa Lintas Jalur, Jurusan Teknik Elektro ITS dengan nomor registrasi 2209105059, mengambil bidang studi Teknik Sistem Tenaga. Hobi penulis membaca, programming dan sepakbola. email : ndhrew@yahoo.co.id blog : http://www.prodjodiprodjo.blogspot.com