STTANtrIAtrIPERUSAHAAN UMUM LISTRIK NEGARA

I TERPUSTAK AANt *t ErYEuBn,i tAsAL'qff {Etlsrilt(AF I

SPLN 88:1991

No. : 1 08. v'uno,o, o'ff ','jl; f; %tf**t3ffi5' i*T

D E P A R T E M E N P E R T A M B A N G A N D A N E N E R G I

PERUSAHAAN UMUM LISTRIK NEGARA

JATAN TRUNOJOYO NO. 135 - KEBAYORAN BARU - JAIGRTA 12160

PEMBUMIAN NETRAL SISTEM 20 KVDENGAN LEBIH DARI SATU SUMBER

H

SPLN 88:1991

PEMBUMIAN NETRAL SISTEM 20 I(VDENGAT.I LEBIH DARI SATU SUMBER

Disusun oleh:

1. Kelompok Pembakuan Bidang Distribusi denganSurat Keputusan Direksi Perusahaan Umum listrikNegara No. : 076lDlRl88 tanggal 21 September1988;

2. Kelompok Kerja Konstruksi Distribusi ListrikPedesaan dengan Surat Keputusan Kepala PusatPenyelidikan Masalah Kelistrikan No. : 0201LMW89 tanggal3 April 1989;

Diterbitkan oleh :DEPARTEMEN PERTAMBANGAN DAN ENERGI

PERUSAHAAI{ UN{UIT{ LISTRIK NEGARAJIn. Trunojoyo No. l35-Kebayoran Baru

JAKARTA 121601991

- l -

SPLN 88:1991

- l l -

SPLN E8:1991

Susunan Anggota Kelompok Pembakuan Bidang DistribusiBerdasarkan Surat Keputusan Direksi Perusahaan Umum Listrik Negara

No. : 076/DIRySE tanggal2l September lgEE

1. Kepala Dinas Pembakuan,(ex-officio) (*)

2. Masgunarto Budiman, MSc.

3. Ir. Agus Djumhana

4. Ir. Bambang Irawadi

5. Ir. Hasim Soerotaroeno6. Ir. Sambodho Srrmani7. Ir. Soemarto Soedirman8. Ir. Adiwardojo Warsito9. Ir. Alfian Helmy Hasyim10. Ir. HartoyoL1. Ir. Didik DjarwantoL2. lr.Soenyoto1-3. Ir. Samiudin14. Ir. J. Soekarto15. Ir. Rosid16. Ir. Soenarjo SastrosewojoLT. I r .Hoedojo18. Ir. Soetopo Sabar19. Ir. Rahardjo20. Ir. Pieter Mabikafola

Penyelidikan Masalah KelistrikanSebagai Ketua merangkapAnggota TetapSebagai Ketua Harian merangkapAnggota TetapSebagai Sekretaris merangkapAnggota TetapSebagai Wakil Sekretaris merangkapAnggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Arrggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota TetapSebagai Anggota Tetap

Pusat

() Dtt" -G -Th J{ r"-b;"r" ;, *

lll -

SPLN 88:1991

Susunan Anggota Kelompok Kerja Pentanahan NetralSistem 20 kV dengan lebih dari Satu Sumber Pembangkit

Surat Keputusan Kepala Pusat Penyelidikan Masalah KelistrikanNo. : 032|LMW89 tanggal 9 Agustus 1989

1. Ir. Soemarto Soedirman

2. Ir. Stephan Siregar

3. Ir. Sambodho Sumani4. Ir. Cicih Munarsih5. Ir. Bosar Tampubolon6. Ir. Imam Mintarno7. Ir. Benny Marbun8. Ir. Nonot Sukarvono9" Ir. Prayitno1"0. Ir. Dardjupri11. Ir. Karel Sampe Payung12. Ir. Mashud YusufL3. Adabudin BE.1,4. lr. Effendi Alam15. Ir. Johan Mass Inarav

Sebagai Ketuamerangkap AnggotaSebagai Sekretarismerangkap AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai AnggotaSebagai Anggota

l v -

SPLN 8E:1991

DAFTAR ISI

Pasal Satu : RUANG LINGKUP DAN TUJUAN

Ruang LingkupTujuan

Halaman

1.a4,.

3.

Pasal Dua : L,ATAR BELAKAIYG

Latar Belakang

PASaI Tiga: PERALATAN PEMBUMIAN DAN PENGAMAN

4. Resistans Pembumian5. Relai Pengaman Penyulang6. Relai Pengaman Saluran Penghubung (Tie Line)

P a s a l E m p a t : P E N E R A P A N

PembumianPembumian pada Satu Pusat Listrik Yattg Terdiri Dari BeberapaUnit Mesin PembangkitPembumian pada Sistem 20 kV Dengan Lebih Dari Satu SumberPengamananPengamanan PenyulangPengamanan Saluran Penghubung (Tie Line)Pengamanan BusbarPengamanan pada PLTD Listrik Pedesaan

Lampiran 1-Lampiran 2

223

3

3' 4

55556

7.7.7

7.28.8 .18.28.38.4

81.2

SPLN 88:1991

Gambar 1Gambar 2Garnbar 3

Gambar 4

Gambar 5

Gambar 6Gambar 7Gambar 8.aGambar 8.bGambar L.1-1Gambar L.L-l.aGambar L.L-2Gambar L.l.-3Ganrbar L.l-3.aGambar L.z-LGambar L.2-2Gambar L.2-3

DAFTAR GAMBAR

Unit resistans pembumianRelai tegangan urutan nolPembumian pada satu pusat listrik yang terdiri dari beberapaunit neesin pembangkitPembumian sistem 20 kV dengan lebih dari satu sumber(Dua sumber pada ujung-ujung sistem dibumikan)Pembumian sistem 20 kV dengan lebih dari satu sumber(Dua sumber yang besar ymgdibumikan)Pengamanan saluran penghubungPengamanan busbarDiagram garis tunggal PLTD dengan distribusi JTMDiagram garis tunggal PLTD dengan distribusi JTM dan JTRSistem Samarinda yang adaSistern Samarinda dengan pembumian yang telah disesuaikanSistem Banjarmasin yang adaSistcm 3P (Pinrang-Parepare-Pangsid) yang adaSistem 3P dr.rgan pembumian yangtelah disesuaikanJTR dengan pembumian pengaman (PP)JTR dengan pembumian netral pengaman (PhIP)Sistem 20 kV dengan satu sumber dan dibumikan denganresistans pembumian 80Q

Halaman

1J

3

4

45677899

1011t2L3

1.4

" $Y'l -

SPLN 88:1991

t .

2.

PEMBUMIAN NETRAL SISTEM 20 Itr DENGAN LEBIH DARI SATU SUMBER

PASAL SATURUANG LINGKUP DAN TUJUAN

Ruang Lingkup

Standar ini mencakup ketentuan pemhumian sistem 20 kV yffigdisuplai oleh lebih dari satu sumber.

Catatan : Yang dimak-sud dengan sumber adalah suatu pusat pembangkit yang dapat terdiri dari satu atau lebih dari satu unitmesin pembangkit atau suatu gardu induk.

Tujuan

Tujuannya ialah memberikan pegangan yang lebih terarah bagi penerapan pembumian pada sistem 20kV dengan lebih dari satu sumbcr yang belum dicakup dalam SPLN 2:1978 dan SPLN 26:1980.

PASAL DUALATAR BELAKANG

l,atar Belakang

Pada sistem ketenagalistrikan yang telah mapan, fungsi distribusi primer menggunakan jaringan dengantegangan 20 kV dan dioperasikan secara radial; yang selanjutnya pembumiannya diatur dalam SPLN2:I978,SPLN 12:1978 dan SPLN 26:1980. Namun pada daerah yang sedang berkembang dimana sistempembangkitnya masih dalam skala kecil atau menengah, serta sistem transmisi tegangan tinggi berikutgardu induknya belum diperlukan/dibangun, maka untuk sementara/masa transisi jaringan 20 kVberfungsi pula sebagai penyalur/penghubung utama (tie line) antara dua sumber (PLTD) atau lebih atauantara PLTD dan Gardu Induk (GI).Kondisitransisi demikian pada umumnya terdapat di daerah luarJawa dan pembumiannya menggunakan resistans rendah. Demikianlah SPLN ini disusun dan diber-lakukan bagi daerah tersebut di atas demi tercapainya penyaluran tenaga listrik yang andal dan aman.

Dalam kondisi seperti itu timbul persoalan mengenai bagaimana pembumian sistem dengan beberapasumber tersebut, karena memang belum ada ketentuan yang jelas yang mengaturnya. SPLN 2:1978 danSPLN 26:1980 telah mengatur pembumian sistem 20 kV melalui resistans dan SPLN 52-3:1983 mengaturpola pengamanannya, namun dapat disimpulkan bahwa sistem 20 kV yang dimaksud dalam standar-stander tersebut adalah sistem distribusi yang disuplai dari GI dan beroperasi radial (walaupun kon-figurasi jaringannya bisa loop atau spindel): jadi sistem 20 kV yang hanya memiliki satu sumber.

Menurut SPLN 2:1978, SPLN 12:7978 dan SPLN 26:1980 untuk jaringan 20 kV PLN dirnungkinkan tigamacam pembumian yang dapat dipilih yaitu :

1. Pembumian melalui resitans tinggr (500 Ohm) seperti yang berlaku di PLN Distribusi Jawa Timur.

3.

- t -

SPLN 88:1991

2. Fembumian langsung sepanjang jaringan (pembumian efektif) untuk sistem distribusi empat kawatseperti yang berlaku di PLN Distribusi Jawa Tensah.

3. Pembumian melalui resistans rendah (,10 Ohm atau L2 Ohm) seperti yang berlaku di PLN DistribusiJawa Barat, PLN Distribusi Jakzuta Raya dan wilayah-wilayah PLN di luar Jawa.

Dalam standar ini yang ditinjau adalah suatu sistem 20 kV.v'''ang disuplai oleh lebih dari satu sumber yangbelum diatur oleh SPLN 2:1978 dan SPLN ?6:198A.Di beberapa wiiayah kerja PLN terdapat beberapa contoh sistem semacam itu dengan pembumian.vangbelum mengikuti standar ini (lihat Lampiran 1).

Disamping itu standar ini disusun untuk sistem saluran udara 20 kV dengan mempertimbangkan segikeamanan bagi konsurnen PLN, karena adanya kenyataan bahwa di bawah SUTM dengan penghantartelanjang pada tiang yang sama terdapat SUTR di mana tersambung instalasi konsumen. Dalam keadaankonstruksi sedemikian, sentuhan antara penghantar SUTM dengan penghantar netral SUTR tidak bisadiabaikan (lihat Lampiran 2).

PASAL TIGAPERAI"ATAN PEMBUMIAN DAN PEI{GAMAN

Resistans Pembumian

Unit resistans pembumian adalah dua buah resistans 80 Ohm (2x80 Ohm) yang disusun secara paraleldan masing-masing dilengkapi pemisah dengan rnaksud agar nilai resistans dengan cepat dapat diubahdari 40 Ohm ke 80 Ohm dan sebaliknya (lihat Gambar 1.a). Arus pengenal dari resistans 80 Ohm adalah150 A, 10 detik.

Relai Pengaman Penyulang

Relai pengaman penyulang untuk gangguan antar fase maupun gangguan ke tanah adalah sesuai SPLN52-3:L983.

Rel pengumpulneral dengan kotak

8 0 Q Unit tahananpembumiandengan kotak

Trafo arus dengan/tanpa kotak

Gambar I , Unit resisttztts pembwnian

4.

a

III

J

- 2 -

SPLN 88:1991

6. Relai Pengaman Saluran Penghubung (Tie Line)

6.1 Relai arus lebih pengaman terhadap gangguan hubung singkat antar fase berikut trafo arusnya.

6.2 Relai arus lebih pengaman terhadap gangguan tanah.Relai arus lebih pengaman terhadap gangguan tanah harus dapat disetel pada harga 10Vo dari oilaipengenal trafo arus (CT rating).

6.3 Relai tegangan urutan nol berikut transformator tegangan urutan nol yang terdiri dari tiga trafotegangan (potential transform erfPt) yang masing-masing memiliki keluaran tegangan lffil3 volt atauLL0l3 volt disesuaikan dengan relai tegangan urutan nol yang dipakai (lihat Gambar 2). Relaitegangan urutan nol harus dapat disetel minimum pada harga 20% darinilai pengenal trafo tegangan.

{ { {

3V"

Gambar 2 , Relai tegangan urutan nol

PASAL EMPATP E N E R A P A N

Pembumian

Pembumian Pada Satu Pusat ListikYang,Terdii dai Beberapa Unit Mesin Pembangkit

Bila pada suatu sumber (pusat listrik) terpasang lebih dari satu unit mesin pembangkit, maka padasumber tersebut harus disediakan resistans pembumian 2x80 Ohm (lihat Gambar 3).

1

'1 1

Vo Vo Vo

Gumbar 3

- ' ! -

SPLN 88:1991

7.2

C:tatan yang perlu diperhatikan untuk Saklar S :- Saklar S harus dari jenis air break switch atau load break switch;- Pada saat menghidupkan atau mematikan mesin saklar S tetap masuk (ON);- Pada saat ada pekerjaan pemeliharaan pada trafo atau mesin pembangkit atau sirkit yang berhubungan dengan saklar S, saklar

S harus dibuka (OFF).Hal ini untuk mengamankan pekerja.

Pembumian Pada Sistern 20 kV Dengan Lebih Dai Satu Sumber

a. Jika suatu sistem 20 kV merupakan interkoneksi antara dua sumber (pusat listrik) atau lebih makaagar sesuai dengan ketentuan pembumian pada SPLN 26:1980, sistem tersebut harus dibumikan didua sumber dari beberapa sumberyang ada, masing-masing dengan resistans 80 Ohm dengan maksudagar pengaman arus gangguan tanah masih bisa berfungsi dengan baik. Sedangkan hubungan ke tanahdi sumber-sumber lainnya harus dilepaskan (lihat Gambar 4).

b. Bila kapasitas sumber-sumber yang berinterkoneksi tersebut sepadarVsama, maka sumber-sumberyang dibumikan adalah yang terletak pada ujung-ujung sistem (lihat Gambar 4 - sumber A dan sumhrD).

Fnn

Gambar 4

Bila kapasitas sumber-sumber yang berinterkoneksi tersebut bervariasi, maka harus dipilih dua (2)sumber yang akan dibumikan dan sebagai petunjuk dalam menentukan urutan prioritas sumber yangdibumikan, ditentukan demikian (lihat Gambar 5) :

sumber dengan kapasitas terpasang yang besar, bekerja kontinyu dan memiliki banyakpenyulang;

sumber yang tidak memiliki penyulang namun bekerja kontinyu:

sumber yangbekerjanya tidak kontinyu atau sifatnya hanya sebagai cadangan atauhanyamembantu pada saat tertentu.

Gambar 5

rt7-1+ (T

\:/

BA DC

IIl r _* {*' *;1--r- -

I

A * '(-l

Y so l fsoaI T+

("', )

A

RA

':-

( {T

4 -

8.

8.1

SPLN 88:1991

d. Jika pada suatu ketika terjadi gangguan l-fase ke tanah permanen pada saluran penghubung (tie-line)yang mengakibatkan terisolasinya suatu sumber dengan netral mengambang maka operator padasumber yang tak dibumikan harus dilengkapi dengan SOP (Standing Operation Procedure) sebagaiber ikut :

1. PMT pada saluran penghubung (tie-line) harus segera dibuka setelah dipastikan bahwagangguan tersebut terjadi pada saluran penghubung;

2. Titik netral trafo sisi 20 kV dibumikan melalui resistans 40 Ohm atau maksimum 80 Ohm.

Pengamanan

Pengamanan Penyulang

Pengamanan penyulang adalah relai arus lebih untuk gangguan antar fase, relai arus lebih untukgangguan tanah dan relai penutup balik (sesuai dengan SPLN 52- 3:1983).

Pengamanan Soluran Penghubung (Tie Line)

Pengamanan saluran penghubung adalah sebagai berikut :

a. Pengamanan terhadap gangguan hubung singkat antar fase adalah relai arus lebih tipe waktu tertentudengan tunda waktu dan relai arah dengan peralatan pelengkapnya (lihat Gambar 6).

b. Pengamanan terhadap gangguan tanah adalah relai arus lebih tanah tipe waktu tertentu dengan tundawaktu dan relai arah atau relai arah gangguan tanah tipe waktu tertentu.

c. Bila terdapat relai penutup balik (recloser), relai tersebut harus dinonaktifkan (diblokir).

67 = relai arus lebih berarah67 G = relai arus lebih tanah berarah

Gambar 6, Pengaman saluran penghubung

8.2

8..t Pengamanon Busltar

Pengamanan busbar adalah sebagai berikut :Bila pada sirkit/rangkaian resistans pembumiantersebut harus disetel dengan tunda waktu yanggaman saluran penghubung (lihat Clambar 7).

trafo terdapat alat pengaman, maka alat pengamanlebih besar daripada pengaman penvulang dan pen-

SPLN 88:1991

8.4

51 51-c

( ( Keterangan:

g0A i i gOQ 51 = re la ia rus leb ih

I I 51 G = relai arus lebih tanalr-f-

i----r1 sf -C 67 = relai arus lebih berarah

1.---\J -^ - 67 G = relai arus lebih tanah berarahI'=

Gombar 7, Pengamanan Busbar

Pengamanan pada PLTD Listrik Pedesaan

Khusus untuk perlistrikan desa di mana satuan pembangkit diesel (SPD) pada PLTD desa adalah kecil(100 dan 2U kW) dan masih terisolasi (isolated), diperlukan pengamanan yang seekonomis mungkin.Untuk mencapai maksud tersebut terdapat dua kemungkinan pembumian titik netral sebagai berikut :

a. Pada PLTD desa dengan SPD 100 kW atau yang lebih kecil umumnya dipakai saluran distribusi yanglangsung menggunakan JTR. Disini titik netral pada terminal generator dibumikan langsung (lihatGambar 8.a).

b. Pada PLTD desa dengan SPD lebih besar dari 100 kW, umumnya menggunakan saluran distribusidengan JTM melalui transformator penaik tegangan (step up transformer). Pada sistem ini titik netraltrafo sisi TM dibumikan langsung (lihat Gambar 8.b).

Selain untuk tujuan ekonomis cara pembumian tersebut dimaksudkan pula agar peralatan pengamanyang berupa fused cutout atau fused switch pada penyulang dapat diharapkan bekerja membebaskangangguan l-fase ke tanah.

Catatan: 1. Dalam hal terdapat PLTD desa di mana tit ik netralnya tidak dibumikan (mengambang) karena menggunakantrafo distribusi sebagai step-up, maka sebagai alternatif pengamanan terhadap gangguan 1-fase ke tanah dapatdipergunakan tiga buah trafo tegangan yang dihubungkan Y-delta terbuka dan sebuah relai tegangan lebih-yangmemberikan alarm atau indikator adanya gangguan ke tanah. Hal ini diterapkan bila peralatan pengaman padapenyulang-penyulang hanya sederhana (dapat berupa fused cutout, pemisah, pelebur). Disamping itu operatorPLTD harus dilengkapi dengan SOP, yaitu bila alarm pada suatu penyulang bekerja, maka sakelar penyulang(dapat berupa PMT, pelebur, pemisah, fused cutout) harus dibuka dan mengikuti cara melokalisir gangguan1-fase ke tanah sesuai SPLN 52-3:1983 (hmpiran F, butir 4).

2. Untuk PLTD-PLTD kecil agar setiap kali ada penambahan satuan pembangkit diesel (SPD) atau instalasi barumaka peralatan di instalasi lama perlu disesuaikan/ disempurnakan, apalagi j ika instalasL/PLTD lama tersebutakan diinterkoneksikan dengan suatu sistem.

3. Sehubungan dengan gangguan l-fase ke tanah perlu diperhitungkan besarnya arus kapasitif yang berasal danjumlah seluruh panjang penyulangyang disuplainya. Untuk SUTM 20 kV denganiumlah panjang 100 km besarnvaarus kapasitif adalah 5,M A (lihat hmpiran 2).

SPLN 88:1991

Fuse swirch gl1

Pembumian

Gambar 8a. Diagrant garis rungal PLTD dengan distibusi ITR

, o nnn

400. v .50H2 20 kv . 50 .H2

trntrtrM@

STEP UP,,100 V/20 KV

Gantbar 8b. Diagant gais tttngal PLTD dengan distribusi ITM dan t'fR

/.r-nsros

FS

- #r

fIIII

IIIII

II-{

yulang

- 7 -

SPLN E8:1991

LAMPIRAN 1

CONTOH KASUS.KASUS SISTEM 20 KV DENGAN LEBIH DARISATU SUMBER YANG ADA DI PLN WIT,AYAH

Kasus-kasus dari masalah ini telah banyak terdapat di beberapa wilayah PLN misalnya :

1. Sistem Samarinda (PLN Wilayah YI)

PLTD lama (6x4 MW) dengan pembumian langsung pada sisi 20 kV diinterkoneksikan dengan suatuPLTD Baru dari proyek Akselerasi (2r5 MW) dengan pembumian melalui resistans 2x80 Ohm pada sisi20 kV (lihat Gambar L.1-1). Pada PLTD Baru yang dibangun pada tahap berikutnya masing-masing unitdilengkapi dengan resistans 2d0 Ohm. Pengamanan terhadap gangguan tanah (51-G) selain terdapatpada penyulang juga terdapat pada sirkit resistans pembumian.

6/20kv6 x 4 M W

a ).'i'-"2x5 MW

PLTD BARU

51 sr-c/r--r'- ,-=.)-. -

1J- sl-cUH

A ' (

-_rr_rc

5 1 - G 5 1

r PLTD LAMA[

. u L v u ^ \ t L f . A

I

It

Keterangan :51 = relai arus lebih51 G = relai arus lebih tanah

Garnbar L. l-l

/ - . . F - tr ^ , L - J t l ) - - - - i Iv - / \ _ w -

f _ ) _ _ J

a ]"^:_ r2 x 5 MW +. ,

', Dalam tahaP

sr-ccjr i_- konstruksi

? t \ . / _ F \ -

t ^ r L - J r l u - - {\ - ' \ . 1 2 - /

|

n Y - tr l

so fifi- ao e.-l-

rc sl-GI-:-

- 8

---_{tii--'--..'1,\->r' \-/'

t*^

SPLN 88:1991

Sistem Samarinda yang pembumiannya telah disesuaikan nrenurut standar ini menjadi sebagai berikut:

6x4 MW

2X5MW A F i . .

A Y _

( 6 7 6 7 - c

-r\Pt t f - t r -c

-'v' Al , -

i (I l s o Q'r

PLTD L{IVL{

PLTD BARU 80 QrII

2x5 MW A l " i

80Q

- - l

II

II

l r- t ;

I - - > - - )

i

/ U R V

\ . v - ' 3

A Y -

Keterangan:51 = relai arus lebih51 G = relai arus lebih tanah67 : relai anrs lebih berarah67 G : relai arus lebih tanah berarah

Gambar L.1-1.a

Sistem Banjarmasir/Trisakti (PLN Wilayah VI)

Di GI Trisakti terdapat sebuah PLTD (2x8 MW) yuog memiliki step up trafo di mana pada sisi 20 kVnya dibumikan melalui resistans 2x80 Ohm. PLTD tersebut pada lokasi GI yang sama bekerja paraleldengan dua buah trafo ?nn} kV (2x10 MVA) yang pada sisi 2J kV nya juga dibumikan melalui resistans2x80 Ohm (lihat Gambar L.L-z).

20 kv 70 kv

r . Dalam tahaPl _ _ l >' l(onstruxslI

5 1 - G

I

I- l

I

l / 1 r L -

t l la r ^ \

r r l L . + - - l\ - \ ' / - / |

I

2.

\-. U/,u | | \-\/-,/ |. \ v , I I r L l { I

2x8MW'^* l l 1 : : - . - - r " - i i Ii l - , ' - . ' , . ^ l | | |

rl,_,'ii) L*J,y*s'",,"i11 l#:-D--]\ - ' W - - ' i l L r l r . i l ' : " 4 |o( - r I - i r i .c I i -

- ' Y l

ke arah PLTA

PM Noor

Keterangan :51 = relai arus lebih51 G = relaiarus lebih tanah

PLTA PM Noor

-t-soo+ . *8oo aoQf _ i soo

ke arah PI-TDi I 3 x l o M Wr li_l_+]D<.;ri lf* | -voI i f z zoo+

i

I

II

Gambar L.1-2

- 9 -

o-6 7 6 7 - G

<_nA_I

a\--Jl,-J5 t - c - 5 t -

GI f'risakti

3.

SPLN 88:1991

Sistem 3P = Pinrang-Pare Pare-Pangsid (PLN Wilayah VIID

Sistem ini semula memiliki pembumian sistem 20 kV mengambang yaitu di Pinrang dan Pare-pare.Kemudian masuklah PLTD Akselerasi di pangsid (2x1200 kW) dengan pembumian melalui resistans2x80 Ohm yang diikuti dengan PLTD ex OECF juga di Pangsid (2$0m kW) dengan masing-masingtrafo pada sisi 20 kV ditanahkan melalui resistans 2x80 Ohm (lihat Gambar L.1- 3).

PINRANG Keterangan:gV = relai tegangan urutan nol51 : relai arus lebih51 G = relai arus lebih tanah67 = relai arus lebih berarah67 G = relai arus lebih tanah berarah

PLTM 3x500kW

Y-t^ lr-trt l

l* |*r-

r'J

f r t '=

h64V

/ Y 1-l 64V Dalam oPerasi

normal terbuka+30 km

A

64Vt64V

Y1AF 5U

5 1 G

5 U5 1 G

sv5 1 - C

F6kv

PLTD LAWA 6 MW

PARE PARE

l - t"J-,( (ieo faoAL t , . J

€s t ' ct

2 x 1200 kVAKSELERASI

Gambar L.I-3

2 X 3000 Kwex - OECF

PANGSID

1 0 -

SPLN E8:1991

Sistem 3p yang pembumiannya telah disesuaikan menurut standar ini menjadi sebagai berikut :

PINRANG Keterangan:&V = relai tegangan urutan nol

51 = relai arus lebih51 C = relai arus lebih tanah

67 = relai arus lebih berarah

67 Ct

PLTM 3x500kW

Dalam opcrasinormal terbuka

t30 km

t30 km

67t67-G 61167-G-|

80Q

(

15 kv

( () " 1:r=1 G

r a I

]5 U 5

A

YJ

i r r 1A ]'r 671

67-Gsll51-G

PLTD LAWA 6 MW

a:

PARE PARE L

2 x 1200 kVAKSELERASI

Gambar L.1-3.a

2 X 3000 Kwex - OECF

PANGSID

i

:

11 -

1.

1.1

SPLN E8:1991

LAMPIRAN 2

PENGARUH PEMBUMIAN NETR,AL SISTEM 20 KV3-KAWATTERHADAP PROTEKSI GAI{GGUAN TANAH DAN BAHAYA SENTUHAN

ANTARA SU"TM DAN SUTR YANG ADA DI BAWAHNYA

Dalam standar pembumian netral sistem 20 kV dengan lebih dari satu sumber disebutkan bahwa jika sistem 20kV dibumikan di dua sumber, maka tahanan pembumian masing-masing sumber adalah 80Q. Lagipula jikakarena sesuatu hal kedua sumber tersebut terpisah dan untuk sementara bekerja sendiri-sendiri, pembumianmasing-masing dibolehkan tetap 80O .

Uraian di bawah ini mencoba menerangkan mengapa dalam hal pembumian di dua sumber resistans masing-masing adalah 80Q (bukan 4OO ) dan bahwa dalam hal pembumian di satu sumber dengan resistanspembumian 80CJ , relai pengaman gangguan tanah masih dapat berfungsi dengan baik.

Jika suatu JTR berada di bawah JTM pada tiang yang sama, maka kemungkinan terjadinya hubungsingkat antara keduanya tidak bisa diabaikan. Jika hubung singkat sedemikian itu terjadi maka akantimbul kenaikan tegangan pada JTR nya.

ITR dengan Pembumian Pengaman (PP)

Gambar L.2-1

Pada sistem Pembumian Pengaman (PP) badan peralatan konsumen melalui hantaran pengamandihubungkan ke rel/terminal pe.ngaman di PHB konsumen dan selanjutnya rel pengaman inidihubungkan ke elektroda pembumian melalui hantaran pembumian. Sedangkan JTR nya ditanahkanpada titik netral trafo distribusi. Sistem PP inilah yang sampai sekarang di wilayah-wilayah PLN masihbanyak digunakan kecuali di PLN Distribusi Jawa Tengah.

Dalam Gambar L.z-Idiperlihatkan suatu sistem 20kV 3- kawat yangdibumikan di satu sumber denganresistans pembumian 40Q dan di bawahnya terdapat JTR yang menggunakan sistem PembumianPengaman (PP) di mana badan peralatan konsumen diamankan dengan elektroda pembumian kon-sumen tersendiri. Misalkan terjadi hubung singkat antara fase-R (JTM) dengan kawat netral JTR, makaakan terjadi kenaikan potensial pada netral JTR nya sebagai berikut :

Rlr.Gn)

t2 -

Zxtdrrr) =Rxgv) + R5rngn)

Rxeffn)

SPLN 8E:1991

Jika RxeCtR) : 5fJ, RN(nrl) : 40Q dan

Vnase(rtr,t) : 20ffi0/6 volt, maka

vnn(rR) : 4 0 + ,try: 1283volt5

1.2

Dalam hal ini JTR dan pcralatan listrik konsumen akan menderita tegangan fase sebesar 1503 volt (dari

t2g3 + zz}v)selama tu detik, dimana tu adalah waktu pembebasan gangguan oleh pengaman JTM (yaitupMT dan reiai, yang biasanya 0,5 detik)" Seperti diketahui ketahanan peralatan konsumen tegangan

rendah adalah 2000 volt selama 1- menit ietiki dalam keadaan baru. Tegangan sebesar 1503 V tersebut

(75Vodari ketahanan peralatan) selama0,5 detik masih dapat dianggap tidak membahayakan peralatan

listrik konsumen.

Jika sistem 20 kV tersebut dibumikan di dua sumber dengan resistans pembumian masing-masing 4OC),

maka sistem tersebut seolah-olah ditanahkan dengan resistans pembumian ekivalen?nQ ; dengan cara

yang sama dapat dihitung bahwa kenaikan tegangan kawat netral adalah Vr.rryrnl : ?-309 volt. Tegangan

yarr;diderita oleh peralalan konsumen adalah z5zgvott.Tegangan sebesar ini mungkin akan menyebab-

kaole1r1busnya isolasi (breakdown) pada JTR maupun peralatan listrik konsumen.

ITR dengan Pembumian l'{etral Pengaman (PNP)

pada sistem pNp seperti yang dimaksud oleh PUIL ataupun SPLN 3:t978 hantaran netral JTR

dibumikan di sumbet lgutdu tiafo; dan di tiang-tiang tertentu sepanjang saluran dan juga di setiap

konsumen. Badan p"rul-ut- konsumen, melalui hantaran pengaman tersambung ke reVterminal pen-

gaman di pHB konsumen, sedangkan reVterminal pengaman ini selain tersambung ke elektroda pem-

bumian konsumen juga ke netral.

Gurnbar L.2-2

Dalam Gambar L.z-zdiperlihatkan suatu JTM di mana di bawahnya terdapat JTR yang menggunakan

sistem pNp di mana badan peralatan konsumen diamankan dengan elektroda pembumian konsumen

yang dihubungkan pula dengan penghantar netral JTR sehingga kenaikan tegangan pada kawat netral

JTR akan dirasakan juga oi"h kon*-.tt yang kebetulan menyentuh/memegang badan pera-latlnoya.

Untuk ini sudah ada ketentuan dalam SPLN l:lgl}mengenai besarnya nilai resistans pembumian kawat

netral TR nya yaitu Rruegn) : 0,2Q maksimum. Reiistans pembumian total tersebut didapat dari

pembumian di gardu trafo, di beberapa titik sepanjang JTR dan sumbangan dali pembumian semua

- L 3 -

SPLN 88:1991

konsumen yangtersambung padaJTR tersebut. Dengan resistans RpE$Rl : 0,2f) kenaikan teganganyang terjadi pada kawat netral termasuk badan peralatan konsumen kira-kira 60 volt (yaitu dari 300 Ax 0,2Q ). Sebenarnya dengan waktu 0,5 tletik tegangan sentuh yang masih dianggap ftrnsl adalah 90 volt,sehingga RNr4rny maksimtrm dengan waktu tb : 0,5 detik boleh sa-pd q3O. Untuk memperolehresistans A,292 atau 0,3Q ini mungkin akan sulit dicapai, apalagi bila jumtah konsumen yangtersambung pada JTR masih sedikit.

Jika sistem 20 kV tersebut dibumikan di dua supber dengan resistans pembumian masing-masing 4OQ,sehingga seolah- olah sistem dibumikan dengan resistans pembumian ekivale n?frd2 (atau arus gangguanl-fase ke tanahnya kira-kira 600 A) maka supaya tegangan sentuh pada kawat netral dan badan peralatankonsumen tidak lebih dari 60 atau 9Cl volt seperti tersebut di atas, maka Rn'e tersebut harus lebih kecillagi (0,1Q atau 0,1-5Q ) yaog berarti lebih sulit untuk dicapai.

2. Jika suatu sistem 20 kV hanya mempunyai iatu sumber dan dibumikan deogan resistans pembumian80Q (lihat Gambar L.2-3), maka bila terjadi gangguan L-fase ke tanah pada salah satu penyulangnya(misalnya penyulang A) maka pada relai pengaman gangguan tanah Re akan mengalir arus 3Io yangterdiri dari arus resistif (Ip) dari resistans pembumian dan arus kapasitif (Irce) dari penyulang B dan Catau

3lo.a - In * Igce.g * Igce.c

Pada penyulang B hanya akan mengalir arus kapasitif Isce.s, demikian pula pada penyulang C hanyamengalir arus kapasitif lrce.c. Dalam hal ini hanya relai gangguan tanah Ra ya"g trip disebabkan karenaarus resistifnya saja sudah jauh lebih besar dari nilai settingnya (yaogbiasanya sebesar IAVo sagparn%dari CT rating), sedangkan relai-relai gangguan tanah Rs dan Rc tidak akan trip disebabkan aruskapasitif yang melewatinya jauh lebih kecil dari nilai settingnya. Hal tersebut dapat digambarkan sebagaiberikut:

Misalnya CT rating 300/5 A, setting relai gangguan tanah Ra, Re dan Rc masing-masing S A, panjangpenyulang C 100 km (yang terpanjang) dan Ce : 0,ffi5 pFlkn/fasa. Pada penyulang C terdapat 30 buahtrafo distribusi 3-fasa yang masing-masing memiliki kapasitanri 6,ffipFlfasa/unit.

IA + - I - * c

8 0 Q

B

Gambar L.2-3

lvlaka arus kapasitif yang mengalir melalui Rc adalah

, 20[n0I:c".c : ff x(2r3,14x50) x3 (1(nd),005+3od),004) x L0-6 : 6,74 A.

1

1 4 -

3.

SPLN 8E:1991

Dapat dilihat bahwa ltc".c tersebut masih jauh dari setting relainya, oleh karena itu relai gangguan tanah

Rc tidak akan trip.

pada relai gangguan tanah Re akan mengalir arus resistif dari resistans pembumian (yzrng besarnya

kira-kira 150 A, bila gangguan tanah tersEbut tidak melalui resistans). Karena besarnya arus resistif

tersebut jauh di ata. n-ilailitting relai gangguan tanah, maka relai Re akan trip.

Jadi pada sisrem 20 kV yilng dibumikan dengan resistans 80Q, jika terjadi gangguan l-fasa ke tanah

pada salah satu penyulangnya, maka proteksi gangguan tanahnya yang menggrrnakan relai non-direc-

tional masih dapat herfuigsi dengan baik.

Jika siste m ?A kV tersebut memiliki tiga (3) sumber yang dibumikan melalui resistans masing-masing

dengan gge (arau ekivalen deogao"80)n1, maka bila terjadi sentuhan penghantar fasa TM ke

penghantar nerral TR akan terjadi kenaikan tegangan pada penghantar netral TR sebesar :

a. Pada JTR dcngan sistem PP

VNETTR) : : 1823 volt.

pada kejadian ini isolasi peralatan listrik konsurnen akan nnenderita tegangan fasa sebesar 2043 volt.

Tegangan sebesar 20a3 volt tersebut masih dapat ditahan oieh peralatan TR dengan asumsi bahwa

relai gangguan tanah telah bekerja dalam waktu L detik.

b. Pada JTR dengan sistem PNP

Vuecn) : #*u- ry : 86,60 volt'

Disini terjadi kenaikan tegangan penghantar netral (demikian pula badan peralatan konsumen) sebesargT volt. Tlgangan sebesai8T uottietsibut selama 0,5 detik masih memenuhi batas tegangan sentuh yang

aman menurut IEC Publ 479-1974.

KESIMPULAN

1. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa dengan Rxecn) : 5 (untuk JTR dengan sistem PP) maka

resistans pembumiannetral siite- 20 kv tidak Soleh kuiang dari 40Q atau arus gangggan tanahnya

ticlak boleh lebih dari 300 A, sehingga jika dibumikan di dua sumber maka resistans pemluTan di setiap

sumber masing-masing tidak bolJ[ ko.*g dari 80Q. Jika karena suatu keadaan, pada sistem 20 kv

terdapat tiga Jurnb., yong dibumikan maka resistans pembumian netral pada masing-masing sumber

dipertolehkan sebesar 80e dengan syarat bahwa alat pengaman gangguan tanah pada penyulang harus

biia trip secara cepat (instantaneous) atau lebih cepat dari 0,5 detik.

Z. Resistans pembumian rotal dari penghantar netral JTR perlu diusahakan sekecil mungkin dengan batas

maksimum 5Q.

3. pada sistem 20 kV yang dibumikan dengan resistans 80Q, proteksi gangguan tanahnya yang

menggunakan relai non-directional masih dapat berfungsi dengan baik.

5 2m00804 + 5

*-vt-

1 5 -