bismillah analisa
Embed Size (px)
DESCRIPTION
goodTRANSCRIPT
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
1/18
BAB III
ANALISA
Dari teori yang telah diuraikan pada bab sebelumnya, diperoleh analisa sebagai berikut
3.1 Gardu Induk
Pada analisa gardu induk pembangkit ini kami mengambil data dari gardu induk yang ada di Paiton.
Gardu Induk itu sendiri merupakan tempat dilakukannya transfer tenaga listrik dari saluran transmisi ke
beban. Di dalam. Gardu Induk terdapat peralatan untuk melakukan haltersebut, diantaranya adalah
transformator daya yangberfungsi memindahkan tenaga listrik dari sisi tegangantransmisi ke tegangan
distribusi yang selanjutnya tenagalistrik ini disalurkan ke konsumen melalui jaringandistribusi. Selain itu
terdapat Inter-bus Transformer (IBT) yang mentransfer daya dari tegangan ekstra tinggike tegangan
tinggi (500/150 KV) dan selanjutnyadisalurkan ke Gardu Induk (GI) 150 KV.
1. Sistem Pada busbar
Sistem busbar yang dipakai pada Gardu Induk Paiton saat ini menggunakan sistem busbar
1,5 breaker. Sistem busbar 1,5 breaker mempunyai kerugian antara lain :
- Sistem busbar 1,5 breaker memerlukan banyak Pemutus
Tenaga (Circuit Breaker), Pemisah (Disconnecting Switch) dan ruang. Sirkit kontrol dan
pengamanannya menjadi sangat kompleks.
Gardu Induk 500 KV Paiton menggunakan transformator daya 500/150/20 KV dengan
kapasitas 500 MVA.
Namun untuk "future extention" Gardu Induk 500 KV Paiton didesign untuk mampu
memikul beban dengan Inter-bus Transformer (IBT) dengan kapasitas 4 X 500 MVA,
Saat ini terdapat kecenderungan PLN untuk mendesign busbar Gardu Induk (GI) utama
untuk mampu dilewati arus sebesar 4000 A dengan pertimbangan jumlah trafo yang
dilayani, jumlah feeder yang masuk atau keluar serta "future extention" dari Gardu Induk
(GI) tersebut. Untuk memenuhi kemampuan arus sampai dengan 4000 A maka konduktor
yang digunakan untuk busbar tersebut adalah Aluminium Tube dan ukuran konduktor
Aluminium Tube dapat dilihat dengan menggunakan tabel pada lampiran. Dengan arus
busbar di atas 4000 A serta untuk meningkatkan keandalan.
3.2 Komponen pada gardu induk
Peralatan utama yang ada pada gardu induk :
- Pemutus tenaga
- Pemisah
- Surge / Lightning Arrester
- Trafo pengukuran
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
2/18
- Busbar
- Trafo tenaga
- Panel kontrol
- Panel pengaman / proteksi
- Battere
- Sarana komunikasi
- Kapasitor
- Reaktor
1. Pemutus Tenaga (Circuit Breaker/CB)
Setiap circuit breaker dirancang sesuai dengan tugas yang akan dipikulnya. Ada bebrapa hal yang perlu
dipertimbangkan dalam disain pemutus daya, yaitu:
a) Tegangan efektif tertinggi dan frekuensi daya di mana CB akan dipasang. Nilainya tergantung
pada jenis pentanahan netral sistem tenaga.
b) Arus maksimum kontinyu yang akan dialirkan melalui CB. Nilai arus ini tergantung pada arus
maksimum sumber daya atau arus nominal beban di mana CB tersebut terpasang
c) Arus hubung singkat maksimum yang akan diputuskan oleh CB
d) Lama maksimum arus hubung singkaat yang boleh berlangsung. Hal ini berhubungan dengan
waktu pembukaan kontak.
e) Kekuatan dielektrik media isolasi
f) Iklim dan ketinggian lokasi penempatan CB. Untuk instalasi di atas 1000 m, faktor koreksi
ketinggian harus digunakan, sebagaimana yang terlihat pada gambar 31.
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
3/18
Faktor Koreksi Ketinggian
Nilai maksimum untuk tegangan dan BIL harus dikalikan dengan faktor koreksi ini. Detail
berkatitan dengan faktor koreksi ini dapat dibaca di ANSI/IEEE C37.04-1979.
Kemampuan arus pemutus daya dinyatakan dalam tiga besaran, yaitu:
a) Breaking/interrupting current, yaitu harga efektif arus hubung singkat simetri (tiga fasa)
tertinggi yang dapat diputuskan CB tanpa menimbulkan kerusakan pada kontak-kontak CB. Arus
hubung singkat simetri ini bisa diperoleh dari perhitungan atau langsung didapatkan dari PLN.
b) Making current, yaitu arus puncak tertinggi pada saat CB menutup. Penentuan making current
dapat dihitung dengan persamaan pendekatan sebagai berikut:
symscm IkI
Di mana:
k= faktor pengali yang besarnya ditentukan sebagai berikut:
R
X
ek
3
98.002.1
c) Arus kontinyu. Arus yang besarnya tergantung dari rating generator, trafo, atau beban
(tergantung pada lokasi di mana CB dipasang).
),(
.),(
3gentrafo
gentrafo
n
V
SI
Standar-standar bernkenaan dengan CB
IEEE C37.04
IEEE C37.06
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
4/18
IEEE C37.100.1
IEEE C37.010
IEEE C37.011
IEEE C37.012
IEEE C37.015
2. Pemisah (Disconnecting Switch)
Pemisah adalah suatu alat untuk memisahkan tegangan pada peralatan instalasi tegangan tinggi.
Ada dua macam fungsi PMS, yaitu :
Pemisah Tanah (Earth Switch), berfungsi untuk menghilangkan / mentanahkan tegangan
elektrostatis.
Pemisah Peralatan (disconnecting switch), berfungsi untuk mengisolasikan peralatan
listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan.
PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban.
Parameter PMS yang harus diperhatikan adalah
- Kemampuan mengalirkan arus ( Arus Nominal = Ampere )
Kemampuan mengalirkan arus ditentukan oleh besarnya penampang dua batang kontaktor.
Dengan demikian permukaan sentuh dari keduanya sangat menentukan. Apabila sebagian
permukaan kontak terdapat kotoran (berkarat) akan sangat mempengaruhi luasnya penampang
dan dalam batas tertentu kontaktor akan menjadi panas.
- Kemampuan tegangan ( Rating Tegangan = KV )
Tegangan operasi PMS dapat dilihat dari kekuatan isolasinya. Semakin tinggi tegangan akan
semakin panjang/tinggi isolator penyangga yang dipergunakan.
- Kemampuan menahan Arus Hubung Singkat, Breaking Capacity (KA : Kilo Ampere)
Apabila terjadi hubung singkat, dimana arus hubung-singkat berlipat kali arus nominalnya,
dalam waktu singkat (detik) PMS harus mampu menahan dalam batas yang diijinkan.
Besaran parameter tersebut dapat dibaca pada name plate yang terpasang pada PMS.
Disamping itu parameter yang berkaitan dengan mekanik penggerak adalah:
- Tekanan udara kompresor (bila menggunakan tenaga penggerak pneumatik)
- Tekanan minyak hydrolik (bila menggunakan tenaga penggerak hydrolik).
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
5/18
Klasifikasi PMS berdasar gerakan lengan
Menurut gerakan lengannya, pemisah dapat dibedakan menjadi
a. Pemisah Engsel
Dimana pemisah tersebut gerakannya seperti engsel
PMS ini biasa dipakai untuk tegangan menengah (20 KV, 6 KV)
Pemisah Engsel 1 Pole
Pemisah Engsel 3 Pole
b. Pemisah Putar
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
6/18
Dimana terdapat 2(dua) buah kontak diam dan 2(dua) buah kontak gerak yang
dapat berputar pada sumbunya.
Pemisah Putar
c. Pemisah Siku.
Pemisah ini tidak mempunyai kontak diam, hanya terdapat (dua) kontak gerak
yang gerakannya mempunyai sudut 90.
Pemisah Siku
d. Pemisah Luncur.
Dua kontak gerak
Mekanik penggerak
Tenaga penggerak
PMS PMS ini dapat
dari motor maupun
pneumatik (tekanan
udara ) dan dapat
dioperasikan dari
panel kontrol.
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
7/18
PMS ini gerakan kontaknya keatas-kebawah ( vertikal) atau kesamping (mendatar).
Banyak dioperasikan pada instalasi 20 KV.
Pada PMT 20 KV type draw-off setelah posisi Off dan dilepas/dikeluarkan dari
Cubicle maka pisau kontaktor penghubung dengan Busbar adalah berfungsi
sebagai PMS.
PMT dengan pemisah luncur
Untuk keperluan pemeliharaan, PMT ini dapat dikeluarkan dari kubikel/sel 20
KV dengan cara menarik keluar secara manual (draw-off). Selesai pemeliharaan,
PMT dapat dimasukkan kembali (draw-in) dan pada posisi tertentu kontaktor
(berfungsi PMS) akan berhubungan langsung dengan Busbar 20 KV. Namun
harus dipastikan terlebih dulu sebelumnya bahwa PMT dalam posisi off.
e. Pemisah Pantograph.
PMS ini mempunyai kontak diam yang terletak pada rel dan kontak gerak yangterletak pada ujung lengan pantograph. Jenis ini banyak dioperasikan pada
sistem tegangan 500 KV.
Kontaktor berfungsi sebagai
PMS
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
8/18
PMS 500 KV posisi masuk (On) PMS 500 KV posisi lepas (Off)
Pemisah Pantograph
Tenaga penggerak PMS.
Jenis tenaga penggerak PMS dapat dibedakan :
a. Secara Manual
Pengoperasian PMS ini (mengeluarkan / memasukkan) secara manual dengan
memutar/menggerakkan lengan yang sudah terpasang permanen.
Mekanik penggerak secara
Lengan
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
9/18
PMS posisi masuk
b. Tenaga penggerak dengan motor
Motor penggerak ini terpasang pada box mekanik dimana box harus dalam
keadaan bersih. Secara periodik dilakukan pemeliharaan kebersihan pada
terminal kabel wiring, kontaktor-kontaktor dan dilakukan pelu-masan pada
poros/roda gigi. Pintu box harus tertutup rapat agar semut atau binatang kecil
lainnya tidak bisa masuk kedalamnya.
Mekanik PMS dengan penggerak motor
c. Tenaga penggerak pneumatik (tekanan udara)
Tekan udara dapat diperoleh dari kompresor udara sentral yang terpasang dalam
rumah kompresor.
Motor penggerak
mekanik
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
10/18
Mekanik PMS tekanan udara
Indikasi Unjuk Kerja.
Dalam pengoperasian PMS terutama pada saat memasukkan, yang harus
diperhatikan adalah posisi melekatnya kontak gerak dengan kontak diam. Ada
kalanya terjadi bahwa bila PMS tersebut dioperasikan secara remote dari panel
kontrol, lampu indikator sudah menyatakan masuk (lampu menyala merah) namon
kondisi diluar kedua kontaktor belum melekat dengan normal. Untuk itu diperlukan
pemeriksaan secara visual (pandangan mata) yang menyatakan kepastian bahwa
kedua kontaktor sudah melekat sempurna.
Untuk mempertahankan unjuk kerjanya yang optimal, PMS secara periodik tahunan
dilakukan pemeliharaan bersamaan dengan pemeliharaan peralatan yang terpasang
dalam satu bay.
Dalam pemeliharaan dilaksanakan pembersihan pada kontaktor dari kotoran-kotoran
(karat) dan setelah itu diberikan pelumasan (grease). Pelumasan juga diberikan padaperalatan mekanik PMS yang terdapat roda-gigi, tuas dsb.
3. Relay Proteksi
Relai proteksi gardu induk seperti yang terlihat pada gambar terdiri dari :
Relai proteksi Trafo Tenaga
Relai proteksi busbar atau kopel
Relai proteksi PMT
Relai proteksi kapasitor dan reactor
Silinder udara penggerak
mekanik
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
11/18
Proteksi Trafo Tenaga
Peralatan proteksi trafo tenaga terdiri dari Relai Proteksi, Trafo Arus (CT), Trafo Tegangan (PT/CVT),
PMT, Catu daya AC/DC yang terintegrasi dalam suatu rangkaian, sehingga satu sama lainnya
saling keterkaitan. Fungsi peralatan proteksi adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan
memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih sehat serta
sekaligus mengamankan bagian yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
12/18
Gangguan pada Trafo Tenaga
o Gangguan internal
Gangguan yang terjadi di daerah proteksi trafo, baik di dalam trafo maupun diluar trafo sebatas lokasi
CT. Penyebab gangguan internal biasanya akibat ;
- Kegagalan isolasi pada belitan, lempengan inti atau baut pengikat inti atau Penurunan nilai isolasi
minyak yang dapat disebabkan oleh kualitas minyak buruk, tercemar uap air dan adanya
dekomposisi karena overheating, oksidasi akibat sambungan listrik yang buruk
Kebocoran minyak Ketidaktahanan terhadap arus gangguan (electrical dan mechanical stresses)
Gangguan pada tap changer
Gangguan pada sistem pendingin
Gangguan pada bushing
Gangguan internal dapat dikelompokan menjadi incipient fault dan active fault
Incipient fault : gangguan terbentuk lambat, dan akan berkembang menjadi gangguan besar jika
tidak terdeteksi dan tidak diatasi. Seprti Overheating, overfluxsing, dan over pressure
Penyebab Overheating
ngan baik elektrik maupun magnetik
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
13/18
m pendingin
Penyebab overfluxing
Terjadi saat overvoltage dan under frekuensi, dapat menyebabkan bertambahnya rugi-rugi besi
sehingga terjadi pemanasan yang dapat menyebabkan kerusakan isolasi lempengani inti dan bahkan
isolasi belitan
Penyebab Overpressure
-belitan sefasa
Active fault : disebabkan oleh kegagalan isolasi atau komponen lainnya yang terjadi secara cepat dan
biasanya dapat menyebabkan kerusakan yang parah
Penyebab gangguan Active fault yaitu sbb ;
-fasa atau fasa dengan ground
kat antar lilitan sefasa (intern turn)
o Gangguan eksternal
Gangguan yang terjadi diluar daerah proteksi trafo. Umumnya gangguan ini terjadi pada
jaringan yang akan dirasakan dan berdampak terhadap ketahanan kumparan primer maupun
sekunder/tersier Trafo. Fenomena gangguan ekternal seperti :
Hubungsingkat pada jaringan sekunder atau tersier (penyulang) yang menimbulkan through fault
current. Frekuensi dan besaran arus gangguan diprediksi akan mengurangi umur operasi trafo.
Pembebanan lebih (Overload )
Overvoltage akibat surja hubung atau surja petir
Under atau over frequency akibat gangguan sistem
External system short circuit
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
14/18
b). Fungsi Proteksi Trafo tenaga terhadap gangguan Untuk memperoleh efektifitas dan efisen dalam
menentukan sistem proteksi trafo tenaga, maka setiap peralatan proteksi yang dipasang harus
disesuaikan dengan kebutuhan dan prediksi gangguan yang akan terjadi yang mengancam
ketahanan trafo itu sendiri. Jenis relai proteksi yang dibutuhkan seperti tabel-1
c) Pola Proteksi Trafo tenaga berdasarkan SPLN 52-1
Kebutuhan peralatan proteksi trafo berdasarkan kapasitas trafo sesuai SPLN adalah seperti pada tabel2.
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
15/18
d) Proteksi utama Trafo Tenaga
Proteksi utama adalah suatu sistem proteksi yang diharapkan sebagai prioritas untuk mengamankan
gangguan atau menghilangkan kondisi tidak normal pada trafo tenaga. Proteksi tersebut
biasanya dimaksudkan untuk memprakarsainya saat terjadinya gangguan dalam kawasan yang
harus dilindungi. (lEC 15-05-025).
Ciri-ciri pengaman utama :
waktu kerjanya sangat cepat seketika (instanteneoues)
tidak bisa dikoordinasikan dengan relai proteksi lainnya
Tidak tergantung dari proteksi lainnya
Daerah pengamanannya dibatasi oleh pasangan trafo arus, dimana relai differensial dipasang
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
16/18
Differential relay ( 87T )
Relai diferensial arus berdasarkan H. Kirchof, dimana arus yang masuk pada suatu titik, sama dengan
arus yang keluar dari titik tersebut Relai diferensial arus membandingkan arus yang melalui daerah
pengamanan
Fungsi relai diferensial pada trafo tenaga adalah Mengamankan transformator dari gangguan
hubung singkat yang terjadi di dalam transformator, antara lain hubung singkat antara kumparan
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
17/18
dengan kumparan atau antara kumparan dengan tangki. Relai ini harus bekerja kalau terjadi
gangguan di daerah pengamanan, dan tidak boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan di
luar daerah pengamanan.Relai ini merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas mutlak.
Karakteristi diffrensial relay
Kelanjutan relay proteksi convert dari pdf ke word aja
-
5/24/2018 Bismillah Analisa
18/18
3.3 Pengembangan Gardu Induk