Makalah Sisitem Distribusi Tenaga Listrik

Makalah

                   SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

                      “Sistem Proteksi Pada Jaringan Distribusi”

OLEH

Kelompok 2

              ANDI MUHABBABA F.M                                 E1D114005                             

              ANDI ZULFIKAR                                              E1D114006                             

               ANJAS APRIANTO SAPUTRA                      E1D114008                              

               IAN SETIAWAN NURDIN                                 E1D114010                          

              IBNU SABIL SUNARYA                                   E1D114011                       

              JAFARUDDIN                                                      E1D114012                                          JOVI  JUS DICAPRIO                                       E1D114013

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2016

DAFTAR ISI

Kata pengantar

Daftar isi

BAB I PENDAHULUAN

        A. Latar Belakang
         B.Rumusan Masalah

        C.Batasan masalah

        D. Tujuan

         E. Manfaat

BAB II PEMBAHASAN

   A. Sistem proteksi distribusi

         B.Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi

   C.Komponen-Komponen Sistem Proteksi Gardu Induk

 BAB III PENUTUP

        A.Kesimpulan

        B. Saran

Daftar pustaka 
KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan limpahan rahmat-Nyalah sehingga makalah yang berjudul SISTEM PROTEKSI PADA JARINGAN DISTRIBUSI ini dapat selesai tepat pada waktunya dan sesuai dengan ketentuan-ketentuan yang telah ditetapkan.

. Penulis sangat mengharapkan agar makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Tak lupa penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada berbagai pihak yang ikut membantu dalam proses penyusunan makalah ini.

Penulis juga menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangundari berbagai pihak demi kesempurnaan penyusunan selanjutnya. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

                                                                                Kendari,

                                                                                           

TTD

          Penulis

BAB I
PENDAHULUAN

A.       Latar Belakang

Proteksi transmisi tenaga listrik sangat penting dalam proses penyaluran daya dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip dalam transmisi tenaga listrik yang baik salah satunya adalah aman selain andal dan ekonomis. Proteksi tenaga listrik merupakan bagian yang menjamin bahwa dalam transmisi tenaga lisrik dapat dikatakan aman. Dapat dikatakan aman karena dalam transmisi tenaga listrik akan diberikan suatu alat yang berfungsi untuk mengamankan transmisi dari gangguan bahkan mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh pemindahan daya listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain.

Proteksi transmisi tenaga listrik sangat diperlukan dalam transmisi tenaga listrik. Dengan proteksi yang bagus, maka transmisi tidak akan rusak ketika ada sebuah gangguan yang bersifat sementara. Jika proteksi transmisi tenaga listrik baik, maka nilai ekonomis dapat diperoleh karena jika dalam suatu transmisi terjadi gangguan, maka kerusakan peralatan tidak dapat menyebar keperalatan yang lain dikarenakan ada sebuah proteksi transmisi. Nilai ekonomis dan aman dapat dipadukan menjadi nilai andal. Andal yang dimaksud disini adalah tidak membahayakan manusia yang berada disekitar transmisi tenaga listrik sehingga manusia yang berada disekitar transmisi ini tidak mengalami gangguan kesehatan maupun gangguan material.

Pembuatan makalah ini berdasarkan tugas mata kuliah konsentrasi yaitu sistem proteksi. Selain untuk memenuhi tugas mata kuliah tersebut, para penyusun juga berharap mendapatkan ilmu yang lebih berdasarkan topic yang diusung oleh penyusun. Dengan demikian, penyusun tidak hanya memiliki nilai sebagai buah hasil pembuatan makalah ini tetai juga mendapatkan kompetensi yang lebih.

B.        Rumusan masalah

Dalam makalah ini kami akan membahas beberapa permasalasahan. Diantaranya adalah :

1.      Bagaimana proteksi transmisi tenaga listrik itu bekerja?

2.      Dimanakah proteksi transmisi tenaga listrik diterapkan?

C.          Batasan Masalah

Mengingat permasalahan dalam gangguan pada sistem tenaga listrik sangat luas maka penulisan makalah ini akan dibatasi pada pengertian proteksi transmisi tenaga listrik, bagaimana proteksi tersebut bekerja, dimana letak porteksi tersebut, dan apa saja alatnya.

D.    Tujuan

Tujuan dari proteksi transmisi tenaga listrik ini adalah agar proses penyaluran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga lustrik(Power Plant) hingga saluran distribusi listrik(sucstation distribution) dapat disalurkan sampai pada consumer pengguna listrik yang aman. Proteksi transmisi ini di terapkan agar jika terjadi gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidak mengalami kerusakan.

E.     Manfaat

Manfaat yang diperoleh setelah membaca makalah ini adalah pembaca mengetauhi proteksi transmis tenaga listrik yang digunakan pada umumnya, bagaimana proteksi tersebut bisa bekerja, penerapannya dibagian sebelah mana, dan macam alat pengaman transmisi tenaga listrik.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    SISTEM PROTEKSI DISTRIBUSI

           Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perencangan suatu sistem tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem, melalui analisa gangguan.Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri.Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain.

           Adanya gangguan pada sistem distribusi dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan penting pada  penyalur tenaga listrik, yaitu :  trafo, penghantar, isolasi dan peralatan-hubung . Adanya kerusakan berarti mengganggu kontinyuitas atau dengan kata lain keandalan sistem kurang baik. Untuk menghindari  kerusakan tersebut, maka dipasanglah peralatan proteksi. Selain itu, seperti diketahui bahwa potensi bahaya listrik terhadap  manusia sebagai akibat sengatan aliran listrik dan kerusakan lingkungan sebagai akibat panas yang berlanjut menjadi kebakaran., maka  dengan sistem proteksi yang benar semua itu dapat dihindarkan.Tetapi bila sistem proteksi dilakukan secara berlebihan, yaitu terlalu mudah untuk mengamankan padahal seharusnya ada pertimbangan tertentu sebelum  memutuskan bekerjanya  sistem pengaman, maka keandalan sistem menjadi kurang baik oleh akibat hal yang tidak perlu.

           Untuk  mendapatkan sistem proteksi yang baik dan keandalan yang tinggi, maka dibutuhkan sistem proteksi dengan kemampuan :

Ø  Melakukan koordinasi dengan sistim pengaman yang lain pada sisi hulu dan sisi hilirnya.

Ø  Mengamankan peralatan dari kerusakan yang lebih luas  akibat gangguan.

Ø  Membatasi kemungkinan terjadinya kecelakaan .

Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk:

1.      Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan     (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.

2.       Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.

3.       Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik.

4.       Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit-circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual.

Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan proteksi. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relay.

Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang berhubungan, mempunyai dua fungsi pokok:

1.      Mengisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa.

2.      Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating), pengaruh gaya-gaya mekanik dst.

"Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam  mengamati dan memutuskan gangguan disebut sebagai sistem proteksi".

           Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kwadrat dari arus:

H = I² R t

Dimana;     H = panas yang dihasilkan (Joule)

I = arus listrik (ampere)

R = tahanan konduktor (ohm)

t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)

Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering atau Circuit Breaker.

Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas arus hubung singkat “breaking capacity” atau Repturing Capacity.

 Disamping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1.      Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal secara terus menerus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).

2.      Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan peralatan bekerja.

3.      Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi cukup lama, sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar.

4.      Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi.

5.      Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap beroperasi.

           Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif lebih lama dan mempunyai fungsi inverse terhadap kwadrat dari arus.

           Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan jika action dari sekering atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat mencapai harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan mekanik.

B.        Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi

Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu:

a.       Selektivitas dan Diskriminasi

Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.

b.      Stabilitas

Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona yang melindungi (gangguan luar).

c.        Kecepatan Operasi

Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi dengan sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem tegangan tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms sehingga memerlukan relay dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying).

d.       Sensitivitas (kepekaan)

 Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo arus).

e.       Pertimbangan ekonomis

Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan peralatan sistem adalah vital.

Biasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up).

f.       Realiabilitas (keandalan)

 Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).

g.      Proteksi Pendukung

Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zo na -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up (yang dinamakan, remote back up) akan memberikan perlindungan karena berlapis dengan zona-zona utama.

          Pada sistem distribusi aplikasi back up digunakan tidak seluas dalam sistem tansmisi,cukup jika hanya mencakup titik-titik strategis saja. Remote back up akan bereaksi lambat dan biasanya memutus lebih banyak dari yang diperlukan untuk mengeluarkan bagian yang terganggu.

C.    Komponen-Komponen Sistem Proteksi Gardu Induk

     Secara umum, komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari:

1.      Relay Proteksi : Sebagai elemen perasa yang mendeteksi adanya  gangguan atau keadaan abnormal lainnya ( fault detection )

2.       Pemutus tegangan ( PMT ) : Sebagai pemutus arus gangguan didalam sistem tenaga untuk melepaskan bagian sistem yang terganggu. Dengan kata lain “Membebaskan sistem dari gangguan” ( fault Clearing ). PMT menerima perintah ( sinyal trip ) dari relay proteksi untuk membuka.

3.       Trafo Arus ( CT ) & Trafo Tegangan ( PT ) : Untuk meneruskan arus dan tegangan dengan perbandingan tertentu dari sisi primer ke sisi sekunder.

4.       Sumber DC ( Battery ) : Sebagai sumber tenaga untuk mengetrip PMT dan sebagai catu daya relay proteksi dan relay bantu ( auxiliary contact )

5.       Auxelliary Contact : Peralatan kontak bantu relay untuk menjaga dari kerusakan kontak relay utama akibat arus gangguan yang besar.

BAB III
PENUTUP

A.       KESIMPULAN

Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam transmisi sangat tergantung sekali dengan proteksi transmisi tenaga listrik. Oleh sebab itu dalam perencangan jalur transmisi tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem melalui analisa gangguan seperti gangguan petir, gangguan hubung singkatakibatalam.
Pada dasarnya gangguan dapat terjadi karena kegagalan operasi peralatan dalam sistem, kesalahan manusia dan karena alam. Gangguan yang disebabkan oleh alam, manusia tidak bias mengelak lagi. Tetapi manusia bisa memperkecil kerusakan transmisis yang diesbabkan oleh gangguan alam yakni dengan memasang kawat tanah.

B.        SARAN

Bagi para pembaca, silahkan untuk melengkapi materi yang berada didalam makalah ini. Karena materi yang berada didalam makalah ini sangatlah sedikit. Dikarenakan waktu yang digunakan untuk membuat makalah ini sangat terbatas.

DAFTAR PUSTAKA