Upload
others
View
14
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR
ANALISA PENGARUH SURJA PETIR TERHADAP
LIGHTNING ARRESTER PADA GARDU TRAFO
DISTRIBUSI DI PT.PLN (PERSERO) ULP TANDES
Oleh :
Nama : Ahmad Teguh Andika Pratama
NBI : 1451502306
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2019
iii
ROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
NAMA : AHMAD TEGUH ANDIKA PRATAMA
NBI : 1451502306
PROGRAM STUDI : TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS : TEKNIK
JUDUL : ANALISA PENGARUH SURJA PETIR TERHADAP
LIGHTNING ARRESTER PADA GARDU TRAFO
DISTRIBUSI DI PT. PLN (PERSERO) ULP
TANDES
Mengetahui / Menyetujui
Dosen Pembimbing
Ir. Hadi Tasmono, MT
NPP. 20450160709
Dekan
Fakultas Teknik
Dr. Ir. Sajiyo, M.Kes.
NPP. 20420900197
Ketua Program Studi
Teknik Elektro
Dipl. Ing. Holy Lydia, M.T.
NPP. 20450950422
iv
vi
vii
ABSTRAK
Dalam sistem distribusi tenaga listrik 20 kV terdapat beberapa macam
gangguan eksternal yang dapat merusak peralatan seperti trafo diantaranya adalah
tegangan lebih yang diakibatkan karena surja petir. Maka dari itu diperlukan alat
yang mampu melindungi trafo dari surja petir yaitu lightning arrester. Cara kerja
arrester yaitu sebagai isolator pada saat tegangan normal dan menjadi konduktor
apabila timbul tegangan lebih dari surja.
Kinerja arrester juga dipengaruhi oleh nilai resistansi pentanahan, semakin
besar nilai resistansi pentanahan tersebut maka akan mengurangi kinerja arreseter.
Konstruksi arrester di atas CO dapat menyebabkan gangguan penyulang apabila
arrester gagal bekerja, maka dari itu konstruksi arrester di rekomendasikan dipasang
di bawah CO.
Dalam penuliasan Tugas Akhir ini penulis diharapkan bisa menurunkan
gangguan penyulang arrester akibat surja petir.
Kata Kunci : Arrester, Surja Petir
viii
ix
ABSTRACT
In a 20 kV power distribution system there are several types of external
interference that can damage equipment such as transformator including
overvoltagescaused by lightning surges. Therefore we need a tool that is able to
protect the transformator from lightning arrays, namely lightning arrester. The
way the arrester works is as an insulator when the voltags is normal and
becomes a conductor if more voltages arises from the surge. The performanced
of arrester is also influenced by the grounding resistance value, the greater the
grounding resistance value it will reduce the arrester performance.
Construction of arrester above CO (Cut Out) can cause interference when the
arrester fails to work, therefore the construction of arresters is recommended to
be installed under CO. In this final assignment, the writer is expected to reduce
the interference of arresters feeders due to lightning surge.
Keywords: Arresters, Lightning Surge
x
xi
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kami panjatkan pada kehadirat Allah SWT yang telah
memberi rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
skripsi ini dengan judul “ANALISA PENGARUH SURJA PETIR TERHADAP
LIGHTNING ARRESTER PADA GARDU TRAFO DISTRIBUSI DI PT.PLN
(PERSERO) ULP TANDES”. Shalawat serta salam semoga senantiasa terlimpah
curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarga, para sahabatnya, hingga
umatnya hingga akhir zaman, amin.
Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat bagi Mahasiswa
untuk dapat menyelesaikan studi dalan program sarjana S-I Teknik Elektro di
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya. Dengan penyusunan tugas akhir ini di
harapkan mahasiswa mampu mengaplikasikan semua pengalaman ilmu yang
diperoleh di bangku pendidikan untuk memecahkan suatu permasalahan dalam
bidang keahliannya secara sistematis, logis, kritis dan kreatif sehingga dapat
diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih
jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan dikarenakan oleh segala
keterbatasan dan kemampuan yang penulis miliki. Namun penulis berusaha untuk
mempersembahkan skripsi ini sebaik-baiknya agar dapat memiliki manfaat bagi
banyak pihak. Oleh karena itu, penulis akan menerima segala kritik dan saran yang
membangun dalam perbaikan skripsiini.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan,
dukungan, dan bantuan dari berbagai pihak, baik moril maupun materil, sehingga
skripsi ini akhirnya dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini dengan ketulusan hati
yang paling dalam, penulis mengucapkan terima kasih yang begitu besar kepada :
1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya dampai
saat ini.
2. Orang tua, Ibu Idayati yang selalu memberikan do’a, semangat, serta
kasih sayang yang tiada hentinya agar penulis dapat menyelesaikan
studi dan skripsi ini.
3. Bapak Hadi Tasmono, Ir. MT., Ibu Niken Adriaty B, S.T. M.T,
selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan waktu,
tenaga, dan pikirannya untuk memberikan petunjuk, pengetahuan,
bimbingan dan pengarahan selama penyusunan skripsiini.
4. Bapak Gatut Budiono, Ir. M.Sc., bapak Aris Heri Andriawan,
xii
S.T.,M.T.,dan bapak Puji Slamet, S.T., M.T., dan Ibu Ayusta Lukita
Wardani, S.ST,MT, selaku dosen penguji dalam Sidang Tugas Akhir,
terima kasih banyak atas masukan dan penjelasan demi kesempurnaan
penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Terima kasih kepada bapak Dipl. Ing. Holy Lydia Wiharto. MT.
Selaku kepala program studi Teknik Elektro Universitas 17 Agustus
1945 Surabaya.
6. Bapak Bagio dan Pak Paat selaku TU elektro yang telah banyak
membantu dalam mengurus segala hal tentang perkuliahan sampai
dengan saat ini.
7. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmu yang tidak
terbatas selama kuliah di Universitas17 Agustus 1945 Surabaya.
8. Seluruh Staf Perpustakaan dan Staf Karyawan Universitas 17 Agustus
1945 Surabaya yang telah melayani serta membantu dalam kelancaran
proses penyusunan skripsiini.
9. Seluruh Karyawan serta Pimpinan PT.PLN (PERSERO) ULP Tandes
Kota Surabaya atas kesempatan yang telah diberikan sehingga dapat
menyelesaikan skripsi ini.
10. Kepada Reno Akbar Saputra yang telah membimbing untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Tim Inspektor ULP Tandes, Dek Anto, Dek Isti, Dek Yafi yang selalu
memberikan semangat, dukungan, motivasi dan membantu dalam
proses pembuatan Tugas Akhir ini .
12. Sahabat-sahabat yang telah memberikan motivasi serta doa.
13. Pendamping hidup Intan, Bapak Senamin & Ibu Lasini yang telah
memberikan motivasi dan doa untuk mengerjakan tugas akhir ini.
14. Teman-teman seperjuangan Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya
terima kasih atas jalinan persahabatan serta kontribusi yang
kalianberikan.
15. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu,
namun telah memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak
langsung.
xiii
Akhir kata, dengan segala kerendahan hati penulis ucapkan terima kasih
yang tidak terhingga pada semua pihak yang terlibat, dengan harapan semoga
penelitian ini bermanfaat bagi semua pihak.
Surabaya, Juli 2019
Ahmad Teguh Andika Pratama
xiv
xv
DAFTAR ISI
Halaman Judul ........................................................................................................... .i
Lembar Pengesahan ................................................................................................. iii
Lembar Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ................................................................ v
Abstrak .................................................................................................................... vii
Kata Pengantar ......................................................................................................... xi
Daftar Isi.................................................................................................................. xv
Daftar Gambar ....................................................................................................... xvii
Daftar Tabel ......................................................................................................... xviii
Lembar Publikasi ................................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 1
1.3 Batasan Masalah .................................................................................................. 1
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 2
1.5 KontribusiPenelitian ............................................................................................ 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum .................................................................................................................. 3
2.2 Surja Petir ............................................................................................................ 3
2.2.1 Tahapan Sambaran Petir Ke Tanah ............................................................ 5
2.2.2 Pengaruh Polaritas Awan ........................................................................... 5
2.3 Mekanisme Sambaran Petir ................................................................................. 6
2.3.1 Sambaran Perintis (Initial Leader) ............................................................. 7
2.3.2 Sambaran Balik .......................................................................................... 8
2.3.3 Multiple Stroke ........................................................................................... 8
2.4 Arus Petir ............................................................................................................ 9
2.4.1 Bentuk Arus Petir ..................................................................................... 10
2.5 Efek Sambaran Petir .......................................................................................... 11
2.5.1 Efek Sambaran Petir Pada Jaringan Dan Instalasi Listrik ........................ 11
2.5.2 Efek Sambaran Petir Pada peralatan Elektronik Dan Listrik ................... 11
2.6 Sambaran Induksi .............................................................................................. 12
2.7 Sela Batang ........................................................................................................ 13
2.8 Arrester .............................................................................................................. 15
2.8.1 Explusion Type Lightning Arrester .......................................................... 15
2.8.2 Non Lineaar Type Lightning Arrester ...................................................... 16
xvi
2.9 Pemasangan Arrester Pada Jaringan Distribusi ................................................. 17
2.9.1 Pemasangan Arrester Pada Kabel Keluar Dari Gardu Induk .................. 18
2.9.2 Pmasangan Arrester Pada Gardu Cantol Dan Gardu Portal ................... 19
2.9.3 Lokasi Arrester Pada SKTM .................................................................. 20
2.9.4 Lokasi Arrester Pada Pemutus ................................................................ 21
2.9.5 Lokasi Arrester Pada Kubikel ................................................................. 22
2.10 Pemasangan Kawat Penghubung Arrester ....................................................... 22
2.10.1 Kawat Penghubung Arrester (Lead Wire) ............................................ 22
2.10.2 Kawat Penghubung Disconnector ........................................................ 24
2.11 Gardu Distribusi .............................................................................................. 24
2.11.1 Gardu Trafo Tiang ................................................................................ 25
2.11.2 Gaedu Cantol ........................................................................................ 26
2.11.3 Gardu Beton .......................................................................................... 27
2.11.4 Gardu Kios ............................................................................................ 27
2.11.5 Gardu Pelanggan Umum ...................................................................... 28
2.11.6 Gardu Pelanggan Khusus ...................................................................... 28
2.11.7 Gardu Hubung ...................................................................................... 29
2.12 Sistem Pentanahan (Grounding) ...................................................................... 30
2.12.1 Elektroda Rod/Batang ........................................................................... 30
2.12.2 Pembuatan Sistem Pentanahan ............................................................. 30
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................................................... 31
3.2 Analisis Kebutuhan ........................................................................................... 32
3.3 Prosedur Penelitian ............................................................................................ 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Penyulang PT. PLN (Persero) ULP Tandes .............................................. 39
4.2 Pemilihan Arrester ............................................................................................. 40
4.3 Tegangan Dasar/Tegangan Pengenal Arrester................................................... 44
4.4 Tegangan Pelepasan Arrester ............................................................................ 45
4.5 Arus Pelepasan Nominal ................................................................................... 46
4.7 Pemilihan Tingkat Isolasi Dasar/BIL ................................................................ 46
4.7 Margin Perlindungan ......................................................................................... 47
4.8 Jarak Rambat Isolator Fasa Ke Bumi ................................................................ 47
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 49
5.2 Saran .................................................................................................................. 49
xvii
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 51
LAMPIRAN ........................................................................................................... 53
DAFTAR GAMBAR
2.1 Tipe-Tipe Arus Sambaran ................................................................................. 6
2.2 Awan CB Saat Akan Terjadi Sambaran Petir ................................................... 7
2.3 Gejala Terjadinya Petir...................................................................................... 9
2.4 Gelombang Surja Arus Dan Tegangan ............................................................ 10
2.5 Samabaran Petir Tak Langsung ....................................................................... 12
2.6 Proteksi Isolator Dengan Tanduk Api ............................................................. 14
2.7 Tabung Pelindung Dengan Hantaran Udara .................................................... 15
2.8 Arrester Dengan Jenis MOV ........................................................................... 17
2.9 Pemasangan Arrester Untuk Trafo Tenaga ..................................................... 18
2.10 Pemasanagn Arrester Untuk Trafo Distribusi ................................................. 19
2.11 Penempatan Arrester Dengan FCO ................................................................. 20
2.12 Penempatan Arrester Tanpa FCO ................................................................... 21
2.13 Penempatan ArresterPada Sectionalizer .......................................................... 21
2.14 Penempatan Arrester Di Dalam Kubikel ......................................................... 22
2.15 Sambungan Kawat Penghubung Pembumian.................................................. 23
2.16 Penempatan Disconnector Pada Arrester ........................................................ 24
2.17 Gardu Trafo Tiang ........................................................................................... 26
2.18 Gardu Cantol ................................................................................................... 26
2.19 Gardu Beton .................................................................................................... 27
2.20 Gardu Kios ...................................................................................................... 28
2.21 Gardu Pelanggan Umum ................................................................................. 28
2.22 Gardu Pelanggan Khusus ................................................................................ 29
2.23 Gardu Hubung ................................................................................................. 29
3.1 Diagram Alir ................................................................................................... 31
3.2 Clamp On Earth Tester .................................................................................... 33
3.3 Earth Tester ..................................................................................................... 33
3.4 ASIIKMAX ..................................................................................................... 34
3.5 Data Gangguann Tahun 2017 .......................................................................... 35
3.6 Datra Gangguan Tahun 2018 .......................................................................... 35
xviii
DAFTAR TABEL
2.1 Parameter Arus Petir Berdasarkan IEC ............................................................. 10
3.1 Data Gangguan Tahun 2017 ............................................................................. 36
3.2 Data Gangguan Tahun 2018 ............................................................................. 36
3.3 Pengukuran Arus Bocor Dan Pentanahan ......................................................... 36
4.1 Data Penyulang ULP Tandes ............................................................................. 39
4.2 Penetapan Spesifikasi Arrester Pada Sistem Distribusi 20 kV .......................... 41
4.3 Hasil Perhitungan .............................................................................................. 47
xx