Abstrak—PT  PJB  Unit  Pembangkitan  Cirata  merupakan perusahaan  yang  bergerak  dibidang  Pembangkit  Listrik Tenaga Air. Seiring dengan penambahan dan perubahan pada peralatan listrik, setting pengamanan pada rele proteksi perlu dilakukan  evaluasi  secara  komprehensif  demi  menjaga keandalan  sistem  proteksi.  Berdasarkan  kasus  di  lapangan setiap terjadi gangguan pada sistem kelistrikan bagian bawah (sisi beban) maka sistem akan terjadi blackout. Kasus ini diduga karena  urutan  pembukaan  circuit  breaker  (CB)  yang  tidak sesuai  oleh  rele  menyebabkan  CB  pada  sisi  beban  tidak  trip sehingga  CB  pada  sisi  atas  akan  membuka  lebih  cepat  yang memungkinkan terjadinya blackout. Sehingga perlu dilakukan proses  evaluasi  untuk  mendapatkan setting  rele  proteksi yang tepat.  Pada  tugas  akhir  ini,  dilakukan  analisis  kinerja  sistem proteksi koordinasi existing rele arus lebih gangguan fasa, rele arus lebih gangguan tanah dan rele diferensial yang selanjutnya dilakukan  evaluasi  untuk  menentukan  urutan  tripping  rele proteksi yang tepat agar tidak terjadi blackout dan setting rele diferensial  yang  selektif  ketika  terjadi  berbagai  macam  tipe gangguan.  Hasil  evaluasi  setting  dan  koordinasi  proteksi  arus lebih gangguan fasa, rele arus lebih gangguan tanah, dan rele diferensial ini dapat menjadi rekomendasi bagi perusahaan ini dalam melindungi sistem kelistrikan dengan tepat dan handal.
Kata  Kunci—Blackout,  Keandalan,  Koordinasi  Proteksi,  Rele Proteksi.

## I. PENDAHULUAN
ALAM  melakukan  proses  produksi,  suatu  industri memerlukan  konsistensi  kualitas  produk  yang  baik sebagai  salah  satu  parameter  yang  harus  dipenuhi.  Untuk memenuhi parameter tersebut suatu industri harus didukung dengan  sistem  kelistrikan  yang  baik  dan  handal  dalam menunjang  pasokan  energi  listrik  ke  sektor-sektor  penting. Apabila  pasokan  energi  listrik  mengalami  gangguan,  maka akan menimbulkan ketidakseimbangan sistem yang berakibat pada  kerugian  [1].  Gangguan  yang  terjadi  pada  sistem kelistrikan  tidak  bisa  diperkirakan  kapan  dan  waktu terjadinya  sehingga  perlu  diimplemetasikan  suatu  sistem koordinasi  proteksi  dengan  tujuan  meminimalisir  risiko terjadinya gangguan pada sistem kelistrikan.
Sebagai  salah  satu  perusahaan  yang  bergerak  dibidang Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air  (PLTA).  PT  Pembangkitan Jawa-Bali  (PJB)  Unit  Pembangkitan  Cirata  memiliki berbagai  macam  rele  proteksi  sebagai  pengaman  ketika terjadi  gangguan  pada  sistem  kelistrikan.  Namun,  seiring dengan  penambahan  dan  perubahan  pada  peralatan,  rele proteksi tersebut perlu dilakukan evaluasi secara komprehensif  demi  menjaga  keandalan  dan  selektivitas sistem proteksi tenaga listrik. Tanpa adanya proses evaluasi ini,  dikhawatirkan  rele  proteksi  tidak  akan  bekerja sebagaimana mestinya sehingga menyebabkan kerusakan dan penurunan lifetime peralatan pada sistem.
Berdasarkan  kejadian  di  lapangan,  kinerja  dari  sistem proteksi  PT  PJB  Unit  Pembangkitan  Cirata  belum  dapat dikatakan  sebagai  sistem  yang  handal.  Hal  ini  dikarenakan setiap terjadi gangguan pada sistem kelistrikan bagian bawah (sisi beban) maka akan terjadi black out. Kejadian ini diduga karena  urutan  pembukaan  CB  yang  tidak  sesuai  oleh  rele yang menyebabkan CB pada bagian bawah (sisi beban) tidak membuka/ trip sehingga  CB  yang  bekerja  pada  bagian  atas akan  membuka  lebih  cepat  yang  menyebabkan black  out. Faktor menyebabkan kesalahan dalam urutan pembukaan CB adalah penyetingan rele yang kurang sesuai di setiap sistem kelistrikannya sehingga perlu dilakukan evaluasi.
Oleh  karena  itu,  pada  Tugas  Akhir  ini  akan  dilakukan evaluasi koordinasi proteksi yang berfokusan pada rele arus lebih  dan  anaslsis  pada  rele  diferensial  pada  PT.  PJB  Unit Pembangkitan Cirata. Hasil evaluasi koordinasi tersebut akan digunakan  sebagai  solusi  untuk  menentukan  sistem koordinasi  rele  proteksi  yang  tepat  dan  handal.  Sehingga diharapkan ketika terjadi gangguan pada bagian bawah rele bekerja  sebagaimana  mestinya  dan  dapat  mengamankan peralatan pada sistem kelistrikan.

## II. TEORI PENUNJANG

## A. Gangguan Sistem Tenaga Listrik
Gangguan  pada  sistem  tenaga  listrik  merupakan  sebuah keadaan  yang  tidak  normal  dari  suatu  sistem  tenaga  listrik yang menyebabkan ketidakseimbangan sistem sehingga tidak bekerja  sebagaimana  mestinya.  Dalam  dunia  sistem  tenaga listrik, gangguan dapat dibedakan menjadi dua jenis menurut waktunya.  Gangguan  tersebut  adalah  gangguan  permanen dan gangguan temporer [2].

## 1) Gangguan Hubung Singkat (Short Circuit)
Gangguan  Hubung  Singkat  merupakan  salah  satu gangguan  yang  sering  terjadi  pada  sistem  tenaga  listrik. Gangguan hubung singkat terjadi ketika nilai arus yang lebih besar  dibandingkan  dengan  kondisi  normal  arus  yang mengalir ke dalam sistem hal ini dapat disebabkan ketika satu penghantar  terhubung  dengan  penghantar  yang  lain  atau dengan ground  [3]. Hubung singkat dibedakan menjadi dua yakni  hubung  singkat  simetri  dan  asimetri.  Hubung  singkat simetri memiliki besar arus hubung singkat yang sama hanya berbeda pada fasanya sebesar 120 derajat [4]. Hubung singkat asimetri  merupakan  sebuah  gangguan  yang  terjadi  pada sistem  tenaga  listrik  dimana  nilai  hubung  singkat  antar fasanya tidak sama [4].

## 2) Perhitungan Arus Hubung Singkat
Perhitungan  arus  hubung  singkat  dilakukan  untuk mendapatkan  parameter-parameter  yang  diperlukan  dalam

## Evaluasi Koordinasi Proteksi Arus Lebih Akibat Gangguan yang Menyebabkan Blackout pada PT PJB Unit Pembangkitan Cirata
Dhenie Prakash Prasetyo, Margo Pujiantara, dan Sjamsjul Anam Departemen Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : margo@ee.its.ac.id
D
setting koordinasi  proteksi,  Adapun  persamaan  untuk mendapatkan parameter tersebut adalah [3]:
1. Hubung singkat tiga fasa ini terjadi ketika ketiga fasanya saling  terhubung.  Adapun  persamaannya  sebagai berikut:
𝐼𝑠𝑐 3𝑝ℎ = 𝑉 𝐿𝑁
𝑋 1 (1)
2. Hubung singkat dua fasa atau biasa disebut fasa ke fasa merupakan hubung singkat yang terjadi pada sistem tiga fasa  dengan  dua  fasanya  yang  terhubung  satu  sama lain.Adapun persamaannya sebagai berikut:
𝐼𝑠𝑐 2𝑝ℎ = 𝑉 𝐿𝐿 𝑋 1 +𝑋 2 (2)
3. Hubung  singkat  satu  fasa  ke  tanah  merupakan  hubung singkat  yang  terjadi  pada  sistem  tiga  fasa  yang menghubungkan  salah  satu  fasanya  dengan  tanah (ground) . Adapun persamaannya sebagai berikut:
𝐼𝑠𝑐 1𝑝ℎ = 3𝑉 𝐿𝑁 𝑋 1 +𝑋 2 +𝑋 0 +3𝑍 𝐺 (3)

## B. Rele Pengaman
Rele  pengaman  merupakan  peralatan  dari  sistem  tenaga listrik  yang  berfungsi  untuk  mengirimkan  sinyal  kepada circuit  breaker (CB)  untuk  memutuskan  jalur  energi  listrik suatu sistem kelistrikan. Secara umum rele pengaman terdiri dari tiga komponen dasar yakni elemen sensing, comparison, dan control [3].
1) Rele Arus Lebih (Over-current Relay)
Rele  arus  lebih  umumnya  digunakan  untuk  melindungi setiap  elemen  di  sistem  kelistrikan  seperti  sistem distribusi, sistem sub-transmisi, proteksi feeder , transformer, generator, dan  motor.  Secara  umum  rele  ini  mengisolasi  gangguan seperti overload, short circuit, dan Gangguan ke tanah [5]. Dalam  setting  mengatur  rele  dibutuhkan  beberapa parameter yang harus ditentukan:
1. Arus pickup ,  merupakan  arus  acuan  rele  ketika  mulai beroperasi  ketika  terjadi  suatu  gangguan.  Berdasarkan standar British  BS  142 arus pickup berada  pada  range persamaan:
1,05 𝐹𝐿𝐴 ≤ 𝐼 𝑠𝑒𝑡 ≤ 1,4 𝐹𝐿𝐴 (4)
2. Time Dial Setting (TDS), menunjukkan waktu kerja yang diperlukan  rele  dalam  sistem  pengamanan.  Nilai  dari TDS dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
𝑡 𝑜𝑝 = 𝑇𝐷𝑆 × 𝑘 (( 𝐼 𝐼𝑝 ) 𝛼 −1)×𝛽 (5)

## 2) Rele Waktu Definite
Rele waktu Definite merupakan rele yang langsung bekerja sesuai  dengan  waktu  yang  ditenttukan  dengan  nilai  arus tertentu,  jika setting melebihi  batas  pengaturan  maka  rele akan bekerja pada waktu yang sama. Adapun parameter yang harus  diatur  dalam  rele  ini  berdasarkan  standar British  142 adalah [1]:
1. Arus pickup ,  merupakan  arus  yang  menyatakan  arus ketika rele akan bekerja dengan range:
1,6 𝐹𝐿𝐴 ≤ 𝐼 𝑠𝑒𝑡 ≤ 0,8 𝐼 𝑠𝑐 𝑚𝑖𝑛
(6)
2. Waktu delay, waktu  preposisi  koordinasi rele yang satu
dengan rele backup. Ketika terjadi gangguan sensing rele tidak mendeteksi pada waktu bersamaan.

## 3) Rele Gangguan ke Tanah (Ground Fault Relay)
Dilihat dari presentase kejadian di lapangan, gangguan satu fasa ke tanah memiliki presentase yang paling tinggi dengan presentase  kejadian  70%-80%  dari  total  kejadian  hubung singkat. Dalam melakukan setting rele proteksi gangguan ke tanah,  digunakan  kurva  definit  dengan  pertimbangan  arus gangguan  disesuakan  dengan  arus  NGR  dan  diperhatikan time  grading koordinasi  antar  rele  [1]:  Arus pickup ,  dapat ditentukan dengan persamaan:
10% 𝐼 𝑠𝑐 𝐿𝐺 ≤   𝐼 𝑠𝑒𝑡 ≤ 50% 𝐼 𝑠𝑐 𝐿𝐺 (7)
Jika  pada  sistem  terdapat  NGR  maka  arus pickup dapat ditentukan dengan cara:
10% 𝐼 𝑁𝐺𝑅 ≤   𝐼 𝑠𝑒𝑡 ≤ 50% 𝐼 𝑁𝐺𝑅 (8)

## 4) Rele Diferensial
Rele  diferensial  bekerja  dengan  prinsip  keseimbangan dengan  membandingkan  dua  besaran  arus  pada  sisi  primer dan  sekunder  pada Current  Transformer (CT).  Untuk menentukan besarnya nilai arus restrain (penahan), slope dan arus setting pada  rele  diferensial  menggunakan  persamaan berikut ini [6]:
I d = I 1 − I 2 (9)
I r = |I 1 |+|I 2 | 2 (10)
Slope = I d I r × 100% (11)
I setting = %Slope × I r (12)
Pada Gambar 1, garis hijau kurva menunjukaan setting rele diferensial yang ditentukan sebelumnya. Operate Region atau daerah  bagian  atas  merupakan  daerah  ketika  rele  bekerja, yakni  rele  mendeteksi  adanya  gangguan  pada  internal peralatan [7].

## C. Koordinasi Proteksi Arus Lebih
Fungsi  dari  koordinasi  proteksi  adalah  meminimalisir kerusakan  peralatan  serta  melokalisir  gangguan  sesegera mungkin.  Peralatan  yang  berperan  penting  dalam  sistem koordinasi  proteksi  adalah  rele,  rele  yang  beroperasi  pada suatu  sistem  kelistrik  harus  memenuhi  aspek selectivity, speed, sensitivity, reliability, dan Stability [8].
Gambar 1. Kurva karakteristik rele diferensial .
Berdasarkan  standar  IEEE  Std.  242-2001,  nilai  CTI minimum untuk setting koordinasi rele jenis elektromekanik adalah 0,3 detik dan statik 0,2 detik [9].

## III. METODOLOGI

## A. Diagram Alir Pengerjaan
Gambar 2 adalah diagram alir yang menjelaskan metode pelaksanaan pengerjaan Tugas Akhir.

## B. Sistem Kelistrikan di PT PJB Unit Pembangkitan Cirata
Kapasitas  pembangkitan  PT  PJB  Unit  Pembangkitan Cirata ini mencapai  1008 MW yang terdiri  dari  delapan (8) unit pembangkit dengan masing-masing kapasitas pembangkitan  126  MW.  Pola  operasi  di  PT  PJB  Unit Pembangkitan Cirata dibagi menjadi dua, yakni pembangkitan  sebagai  suplai  listrik  untuk  sistem  transmisi dari  pembangkit  16,5  kV  dinaikkan  menjadi  500  kV  oleh Main  Transformer (MTR)  yang  disalurkan  menuju  Gardu Induk  Saguling  kemudian  disalurkan  menuju  sistem interkoneksi  500  kV  JAMALI.  Gambar  3  adalah  gambaran single line diagram sistem kelistrikan secara keseluruhan.

## C. Sistem Proteksi di PT PJB Unit Pembangkitan Cirata
PT PJB Unit Pembangkitan Cirata terdapat bebearapa jenis rele  proteksi  yang  digunakan  dalam  melindungi  sistem kelistrikan. Sehingga terdapat perbedaan nilai konstanta, cara setting dan jenis kurva yang tersedia di setiap rele.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemilihan Tipikal Koordinasi
Untuk  mempermudah setting koordinasi  proteksi  arus lebih di PT PJB Unit Pembangkitan Cirata dilakukan dengan pemilihan  beberapa  tipikal  koordinasi  ketika  terjadi gangguan. Setting Tipikal  koordinasi  disini  merupakan perwakilan semua setting proteksi dengan feeder terpanjang
dan pertimbangan kasus terjadi yang menyebabkan black out pada  sistem  kelistrikan.  Gambar  4  merupakan  gambaran Tipikal 1 dan Tipikal 2.

## B. Arus Gangguan Hubung Singkat (Short Circuit)
Hubung  singkat  yang  diperlukan  dalam  perhitungan meliputi  data hubung singkat minimum dan maksimum: (1) Arus hubung singkat minimum (Isc min 30 Cycle ). Nilai ini dibutuhkan untuk menentukan setting nilai pickup dari kurva rele  arus  lebih  waktu  instan.  (2)  Arus  hubung  singkat maksimum  (Isc  max ½  Cycle ).  Nilai  ini  dibutuhkan  untuk menentukan  maksimum  arus  gangguan  yang  dapat diamankan oleh rele untuk mempertimbangkan kurva instan backup agar tidak miss koordinasi.

## C. Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 1
Untuk Tipikal 1 Koordinasi rele arus lebih gangguan fasa berada  di  sektor  1  dari  beban Bottom  Outlet yang  terdapat pada bus  bottom  outlet (0,4  kV) sampai  dengan  Bus  A  (20 kV). Proposed tipikal  1  diasumsikan  terdapat  penambahan peralaatan  dengan  maksud  penyempurnaan  koordinasi proteksi.  Adapun  daftar  rele  pada  tipikal  1  diberikan  pada Tabel 1.
Dari data rele pada Tabel 1 selanjutnya dilakukan plotting pada kurva TCC seperti pada Gambar 5.
Berdasarkan  hasil plotting kurva  TCC  pada  Gambar  5 dapat  dianalisis  bahwa,  ketika  terjadi  gangguan  pada  Bus Bottom Outlet dengan arus gangguan 3,33 kA (referensi 0,4 kV). Rele LVCB CB Beban Bottom Outlet bertindak sebagai proteksi  primer,  rele R  Bottom  Outlet bertindak  sebagai proteksi  sekunder  dengan  waktu  operasi  0,421  detik
Gambar 4. Diagram alir metode pengerjaan tugas akhir.
Gambar 2. Sistem k elistrikan PT PJB Unit Pembangkitan Cirata .
Gambar 3. Jalur koordinasi proteksi arus lebih tipikal 1 dan tipikal 2.
(CTI=0,361  detik),  dan  rele R  HTR  7.2 bertindak  sebagai proteksi  tersier  dengan  waktu  operasi  0,816  detik  (CTI  = 0,395 detik).

## D. Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Fasa Tipikal 2
Untuk Tipikal 2 Koordinasi rele mulai ari beban MCC 1-1 yang terdapat pada bus MCC HTR 1 (0,4 kV) sampai dengan Bus  16.5  MTR  1  (16,5  kV). Proposed tipikal  2  disini diasumsikan terdapat penambahan peralatan dengan maksud untuk  penyempurnaan  koordinasi  proteksi.  Tabel  2  adalah
daftar rele pada tipikal 2.
Dari data rele pada Tabel 2 selanjutnya dilakukan plotting pada kurva TCC yang diberikan pada Gambar 6.
Berdasarkan  hasil plotting kurva  TCC  pada  Gambar  6 dapat  dianalisis  bahwa,  ketika  terjadi  gangguan  pada  beban MCC 1-1 dengan arus gangguan 23,27 kA (ref 0,4 kV). Rele
Tabel 2.
Proposed re-setting rele arus lebih gangguan fasa tipikal 1
ID Rele Model Rasio CT Parameter CB Beban Bottom Outlet Merlin Gerin STR23SE 150/1 LT Pickup 1,0 LT Band
Fixed
ST Pickup 4 ST Band Fixed Instan Pickup Off R Bottom Outlet Schneider Electric 20/1 Kurva IEC EI Pickup 51 0,2 Time Dial 1,45 Pickup 50 3,75 Time Delay 0,1
R HTR 7.2
VA TECH HYDRO GmbH 30/1
Kurva NI Pickup 51 0,73 Time Dial 0,13 Pickup 50 180 Time Delay 0,3 R HTR 7.1 ALSTOM P122 30/1 Kurva IEC SI Pickup 51 0,73 Time Dial 0,22 Pickup 50 6 Time Delay 0,5 R HTR 7 ALSTOM P122
30/1 Kurva IEC VI Pickup 51 0,73 Time Dial 0,725 Pickup 50 17,87 Time Delay 0,1 R OCR H5-7 VA TECH HYDRO GmbH 30/1 Kurva VI Pickup 51 0,96 Time Dial 0,825 Pickup 50 20 Time Delay 0,3
Gambar 6. Kurva TCC proposed re-setting tipikal 1.
Tabel 1. Proposed re-setting rele arus lebih gangguan fasa tipikal 2 ID Rele Model Rasio CT Parameter CB MCC 1-1 Merlin Gerin STR23SE 400/1 LT Pickup 0,95 LT Band Fixed ST Pickup 7 ST Band Fixed
Instan Pickup Off R HTR 1.1 Merlin Gerin Micrologic 6.0 1000/1 Kurva 0,95 Pickup 51 1 Time Dial 8 Pickup 50 0.3 Time Delay Off R HTR 1 ALSTOM
P122 30/1
Kurva IEC VI Pickup 51 0,73 Time Dial 0,85 Pickup 50 18 Time Delay 0,1 R 20 kV STR 1 ALSTOM P122 100/1 Kurva IEC SI Pickup 51 0,6 Time Dial 0,3 Pickup 50 6,85 Time Delay 0,5 R 16.5 kV STR 1 VA TECH HYDRO GmbH 100/1 Kurva VI Pickup 51 0,74 Time Dial 1,55 Pickup 50 48 Time Delay 0,1 R MTR G1 ALSTOM P122 6000/1 Kurva IEC VI Pickup 51 1 Time Dial 0,33 Pickup 50 2,82 Time Delay 0,3 R MTR 1 ALSTOM P122 500/1 Kurva IEC VI Pickup 51 0,78 Time Dial 0,26 Pickup 50 6,72 Time Delay 0,1
Gambar 5. Kurva TCC proposed re-setting tipikal 2.
LVCB CB  MCC  1-1 bertindak  sebagai  proteksi  primer dengan  waktu  operasi fixed (0,06  detik),  rele R  HTR  1.1 bertindak  sebagai  proteksi  sekunder  dengan  waktu  operasi 0,3 detik (CTI = 0,2 detik), rele R HTR 1 bertindak sebagai proteksi  terseier  dengan  waktu  operasi  0,584  detik  (CTI  = 0,284  detik),  dan  rele R  20  kV  STR  1 bertindak  sebagai proteksi  terakhir  dengan  waktu  operasi  0,972  detik  (CTI  = 0,388 detik).

## E. Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Tanah Tipikal 1
Jalur  koordinasi  sama  dengan  rele  arus  lebih  gangguan fasa. Zona 1 (Zona dengan NGR Trafo Trf Bottom Outlet = 300  A) Zona  2  (Zona  dengan  NGR Trafo  STR  1 =  500  A). Adapun tabulasi setting rele diberikan pada Tabel 3.
Dari data rele pada Tabel 3 didapatkan plotting pada kurva TCC yang diberikan pada Gambar 7.
Berdasarkan  hasil plotting kurva  TCC  pada  Gambar  7 dapat dianalisis bahwa, ketika terjadi gangguan pada zona 1 Rele R  Bottom  Outlet bertindak  sebagai  proteksi  primer dengan  waktu  operasi  0,1  detik,  rele R  HTR  7.2 bertindak sebagai  proteksi  sekunder  dengan  waktu  operasi  0,3  detik (CTI = 0,2 detik), rele R HTR 7.1 bertindak sebagai proteksi
tersier dengan waktu operasi 0,5 detik (CTI= 0,2 detik).
Ketika  terjadi  gangguan  pada  zona  2.  Rele R  HTR  7 bertindak sebagai proteksi primer dengan waktu operasi 0,1 detik,  rele R  H5-7 bertindak  sebagai  proteksi  sekunder dengan waktu operasi 0,3 detik (CTI = 0,2 detik).

## F. Koordinasi Rele Arus Lebih Gangguan Tanah Tipikal 2
Jalur  koordinasi  sama  dengan  rele  arus  lebih  gangguan fasa. Zona 1 (Zona dengan NGR Trafo STR 1 = 500 A): Zona 2  (Zona  dengan  NGR  Generator  Unit  1  &  Unit  2 =  400  A. Adapun tabulasi setting rele diberikan pada Tabel 4.
Dari data rele pada Tabel 4 didapatkan plotting pada kurva TCC yang diberikan pada Gambar 8.
Berdasarkan  hasil plotting kurva  TCC  pada  Gambar  8 dapat dianalisis bahwa ketika terjadi gangguan pada zona 1. Rele R  HTR  1 bertindak  sebagai  proteksi  primer  dengan waktu  operasi  0,1  detik,  dan  rele R  20  kV  STR  1 bertindak sebagai  proteksi  sekunder  dengan  waktu  operasi  0,5  detik (CTI = 0,2 detik).
Ketika terjadi gangguan pada zona 2. Rele R 16.5 kV STR 1 bertindak sebagai proteksi primer dengan waktu operasi 0,1 detik,  rele R  MTR  G1 bertindak  sebagai  proteksi  sekunder
Tabel 4. Proposed re-setting rele arus lebih gangguan tanah tipikal 1
ID Rele Model Rasio CT Parameter R Bottom Outlet Schneider Electric 20/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 1,5 Time Delay 0,1 R HTR 7.2 VA TECH HYDRO GmbH 30/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 1 Time Delay 0,3 R HTR 7.1 ALSTOM P122 30/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 1 Time Delay 0,5
R HTR 7 ALSTOM P122 30/1
Kurva
Definite Curve Pickup 50 8,3 Time Delay 0,1 R OCR H5-7 VA TECH HYDRO GmbH 30/1 Kurva Definite Curve
Pickup 50 8,3 Time Delay 0,3
Gambar 8. Kurva TCC rele arus lebih gangguan tanah tipikal 1.
Tabel 3. Proposed re-setting rele arus lebih gangguan tanah tipikal 1 ID Rele Model Rasio CT Parameter R Bottom Outlet Schneider Electric 20/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 1,5 Time Delay 0,1 R HTR 7.2 VA TECH HYDRO GmbH 30/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 1 Time Delay 0,3 R HTR 7.1 ALSTOM P122 30/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 1 Time Delay 0,5 R HTR 7 ALSTOM P122 30/1
Kurva
Definite Curve Pickup 50 8,3 Time Delay 0,1 R OCR H5-7 VA TECH HYDRO GmbH 30/1 Kurva Definite Curve Pickup 50 8,3
Time Delay 0,3
Gambar 7. Kurva TCC rele arus lebih gangguan tanah tipikal 2.
dengan waktu operasi 0,3 detik (CTI = 0,2 detik).
G. Rele Diferensial Diff STR 1
Dilakukan komparasi antara data eksisting yang dianalisis untuk  menentukan  apakah  rele  ini  sudah  sesuai  dalam  hal proteksi  trafo.  Adapun  data  komparasi  rele  diferensial  ( Diff STR  1 )  untuk  mengamankan  trafo  STR  1  diberikan  pada Tabel 5.
Dari  data  pada  Tabel  5  didapatkan  plotting  kurva karakteristik yang diberikan pada Gambar 9.
Dilihat  dari  Gambar  9  gangguan  eksternal  fasa  ke  tanah sudah  berada  di  bawah  kurva  karakteristik  rele  diferensial Diff STR 1. Sehingga ketika terjadi gangguan di area tersebut rele tidak akan bekerja. Secara keseluruhan setting rele sudah selektif ketika terjadi tipe-tipe gangguan yang berbeda.

## H. Rele Diferensial Diff MTR 1
Dilakukan komparasi antara data eksisting yang dianalisis untuk  menentukan  apakah  rele  ini  sudah  sesuai  dalam  hal proteksi trafo. Adapun data setting rele diferensial ( Diff MTR 1 ) untuk mengamankan trafo MTR 1 diberikan pada Tabel 6.
Dari  data  pada  Tabel  6  didapatkan  plotting  kurva karakteristik yang diberikan pada Gambar 10.
Terdapat  gangguan  yang  tidak  dapat  dideteksi  oleh  rele diferensial  yakni  gangguan  Internal  fasa  ke  tanah.  Hal  ini dikarenakan  konfigurasi  belitan  dari  sistem  yang  diproteksi adalah  Delta-Delta  sehingga  arus groundfault tidak  bisa dideteksi.  Untuk  mengatasi  hal  ini  sudah  dilakukan  setting pada  rele  ground  (50N)  yang  sudah  dibahas  pada  subbab sebelumnya.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari  hasil  evaluasi setting koordinasi  proteksi  yang dilakukan berdasarkan analisis dan perhitungan, maka dapat diambil  beberapa  kesimpulan  sebagai  berikut:  (1)  Secara kinerja  sistem  koordinasi  proteksi  rele  arus  lebih  gangguan fasa masih belum bisa dikatakan aman, dikarenakan terdapat
nilai setting LVCB downstream yang  masih  dibawah  arus starting  beban  dan  nilai setting  highest dari  rele  yang mengamankan upcoming feeder memiliki nilai yang relative lebih  kecil  daripada  arus  kontribusi.  Dari  sisi  koordinasi masih belum memenuhi standar CTI 0,2 – 0,4 detik sehingga perlu  dilakukan  evaluasi  untuk  menghindari  kemungkinan terjadinya blackout pada sistem ketika terjadi gangguan pada beban. (2) Urutan Tripping dari koordinasi proteksi arus lebih keadaan  eksisting  masih  belum  sesuai  dan  masih  terjadi kemungkinan  terjadi blackout. Setelah  dilakukan re-setting pada  rele  arus  lebih , didapatkan  perubahan  nilai parameter- parameter  yang  digunakan  seperti Overcurrent  pickup, Instantaneous  pickup,  time  dial,  time  delay, dan  pemilihan pada  kurva.  Penyesuaian  dilakukan  berdasarkan  standar dengan tujuan koordinasi proteksi rele berjalan dengan baik dengan  urutan tripping yang  sesuai.  (3) Setting koordinasi proteksi  arus  lebih  gangguan  fasa  dan  tanah  dibedakan menjadi tipikal 1 dan tipikal 2. Re-setting dilakukan dengan prinsip time  grading dan current  grading dengan  landasan pola  operasi  sistem  kelistrikan  yang  radial.  Sehingga didapatkan  sistem  yang  terkoordinasi  dengan  baik berdasarkan  standar  dengan  tujuan  utama  menyelesaikan masalah blackout ketika  terjadi  gangguan  pada  beban.  (4) Berdasarkan  kurva  karakteristik  eksisting  pada  rele diferensial Diff STR 1, terdapat tipe gangguan eksternal fasa ke  tanah  yang  masuk  kedalam  daerah  kerja  rele  diferensial yang akan menyebabkan false trip sehingga perlu dilakukan evaluasi.  Untuk  rele Diff  MTR  1 ketika  terjadi  gangguan internal  fasa  ke  tanah  rele  ini  tidak  bisa  mendeteksi  karena berada di luar zona kerja rele. Untuk mengatasi hal ini maka digunakan  rele  arus  lebih  gangguan  tanah  untuk mengamankan ketika terjadi gangguan internal fasa ke tanah.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Al  Asyad,  M.  Pujiantara,  and  D.  A.  Asfani,  “Evaluasi  kegagalan koordinasi  proteksi  akibat  hubung  singkat  pada  kelistrikan  PT. Pertamina RU V Balikpapan,” J. Tek. ITS , vol. 9, no. 2, p. 14, 2020,
Tabel 6. Komparasi setting rele diferensial diff STR 1 Parameter Data Eksisting Data Resetting Rasio CT (16,5 kV) 100/1 500/1 Rasio CT (20 kV) 100/1 300/1 Star value 0,3 A 0.8 A Star value high set 3 A 3 A Slope 1 30%
30% Slope 2 60% 80%
Gambar 10. Kurva karakteristik re-setting rele diferensial diff STR 1.
Tabel 5. Setting Rele Diferensial Diff MTR 1
Parameter Data Eksisting Rasio CT (500 kV) 500/1 Rasio CT (16,5 kV) 6000/1 Star value 0.3 A Star value high set 3 A Slope 1 30%
Slope 2
60%
Gambar 9. Kurva karakteristik rele diferensial diff MTR 1.
doi: 10.12962/j23373539.v9i2.52576.
[2]  T. Gonen, Modern Power System Analysis. 2nd Edition . Boca Raton: CRC Press, 2013. ISBN: 9781466570818.
[3]  R.  A.  Gamboa,  C.  V.  Aravind,  and  C.  A.  Chin,  “System  Protection Coordination Study for Electrical Distribution System,” in 2018 IEEE Student  Conference  on  Research  and  Development  (SCOReD),
Selangor, Malaysia , 2018, pp. 1–6. doi: 10.1109/SCORED.2018.8710793.
[4]  F. Yalçın and Y. Yıldırım, “A study of symmetrical and unsymmetrical short circuit fault analyses in power,” Sak. Univ. J. Sci. , vol. 23, no. 5, pp. 879–895, 2019, doi: 10.16984/saufenbilder.540294.
[5]  T. P. Sari, A. Priyadi, M. Pujiantara, and M. H. Purnomo, “Enhancing the coordination of reverse power, overcurrent, under-frequency, and under-voltage  relays  using  transient  stability  analysis  in  real  plant applications,” Ain  Shams  Eng.  J. ,  vol.  11,  no.  1,  pp.  1–9,  2020,  doi: 10.1016/j.asej.2019.06.001.
[6]  E.  S.  Nasution,  F.  I.  Pasaribu,  Y.  Yusniati,  and  M.  Arfianda,  “Rele diferensial  sebagai  proteksi  pada  transformator  daya  pada  gardu induk,” Reg. Dev. Ind. Heal. Sci. Technol. Art Life , vol. 2, no. 1, pp. 179–186, 2019.
[7]  T.  R.  Firdausi,  M.  Pujiantara,  and  V.  Lystianingrum,  “Setting differential relay transformer (87T) dengan pertimbangan vector group pada PLTU Tenayan 2x110 MW,” J. Tek. ITS , vol. 9, no. 2, pp. 108– 114, 2020, doi: 10.12962/j23373539.v9i2.53479.
[8]  P. S. R. Murty, “Relaying and Protection,” in Electrical Power Systems ,
Boston: Butterworth-Heinemann, 2017, pp. 417–477. ISBN: 978-0-08- 101124-9.
[9]  V. R. Mahindhara and M. Pujiantara, “Optimasi time dial setting (TDS) relay arus lebih menggunakan adaptive modified firefly algorithm pada sistem kelistrikan PT. Pupuk Kalimantan Timur,” J. Tek. ITS , vol. 5, no. 2, pp. 53–57, 2016, doi: 10.12962/j23373539.v5i2.16019.