## SISTEM PROTEKSI RELE FREKUENSI PADA GENERATOR PT. PUPUK SRIWIJAYA

## MARLIYUS SUNARHATI
Dosen Tetap Yayasan Perguruan Tinggi Palembang Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang e-mail : marliyussunarhati@ymail.com

## ABSTRAK
Pada  sistem  tenaga  listrik,  frekuensi  berfungsi  sebagai  indikator  dari  keseimbangan antara  daya  yang  dibangkitkan  dengan  total  beban.  Maka  dari  itu  dibutuhkan  rele  frekuensi untuk  mendeteksi  nominal  frekuensi  berada  dalam  batas  yang  diperbolehkan.Penelitian  ini bertujuan  mengetahui  sistem  kerja  rele  frekuensi,  perhitungan  penyetelan  rele  frekuensi, mengetahui  besar  perubahan  frekuensi  dan  kapan  rele  frekuensi  bekerja.Saat  operasi  normal, rele  frekuensi  dalam  kondisi standby .Apabila  saat  dimonitor  nilai  frekuensi  lebih  besar  atau lebih  kecil  dari  nilai setting maka  alarm  rele  akan  aktif  dan  mengaktifkan  lampu  tanda  pada switch gear dan syncbus . Dan nilai frekuensi gangguan akan di kirim ke breaker . Breaker akan melepaskan  beban.  Hasil  perhitungan  menunjukkan  penyetelan  rele  frekuensi  turun  47,5  Hz. Rele  frekuensi  naik  52,5  Hz  dengan  waktu  tunda  0,5  detik.  Perubahan  frekuensi  pada  nilai tertinggi  ialah  -7,67 ⁄ dengan  nilai  frekuensi  pelepasan  beban  sebesar  45,39  Hz  dibawah nilai setting . Perubahan frekuensi dengan nilai terendah ialah -4,12 ⁄ dengan nilai frekuensi pelepasan beban sebesar 47,52 Hz.  Rele Frekuensi akan bekerja mengamankan generator ketika selisih beban dan daya yang dibangkitkan minimal sebesar 21,6 MW.

## Kata kunci : Frekuensi, Rele Frekuensi dan Pelepasan Beban

## 1.PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Pada  system  tenaga  listrik,frekuensi  berfungsi  sebagai  indicator  dari  keseimbangan  antara daya yang dibangkitkan dengan total beban sistem.Frekuensi akan bergerak naik apabila terjadi kelebihan  pembangkitan,begitu  juga  sebaliknya  frekuensi  akan  turun  apabila  kekurangan  daya pembangkitan atau terjadi kelebihan beban.Penurunan frekuensi yang besar dapat mengakibatkan kegagalan  system  secara  keseluruhan.  Oleh  karena  itu,  nominal  frekuensi  harus  selalu  berada dalam batas yang diperbolehkan. (Kris Hydroseptian.2013)
Pada system tenaga listrik yang mengalami gangguan karena lepasnya (trip) unit generator yang besar dapat mengurangi aliran daya aktif yang mengalir kebeban,sehingga menyebabkan generator-generator  yang  lain  dipaksa  bekerja.Jika  hal  ini  berlangsung  terus  menerus  dapat menyebabkan  kerusakan.Untuk  itu  diperlukan  R e l e   F r e k u e n s i   yang  berfungsi  untuk mendeteksi  penurunan  frekeunsi  system  secara  tiba-tiba  akibat  adanya  unit  pembangkit  besar yang lepas dari sistem.(Kris Hydroseptian. 2013)
Telah  kita  ketahui  bahwa    PT.  Pupuk  Sriwijaya,  sebagai  industri  pupuk  terbesar  di nusantara, Maka dari itu untuk, menjaga kualitas energi listrik yang dihasilkan agar kegiatan di PT.Pupuk  Sriwijaya  tetap  berjalan  sebagaimana  mestinya    maka  penggunaan  rele  frekuensi sangatlah  berpengaruh  dalam  menjaga  dan  mempertinggi  keandalan  sistem  pembangkitan energi tersebut.(Nugraheni Ari. 2011)
Pada  penelitian  ini  akan  dibahas  mengenai  Nilai  Penyetelan  Rele  Frekuensi  dan  Sistem Kerja Rele Frekuensi di PT Pupuk Sriwijaya.

## 1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini ditulis dengan tujuan :
a. Untuk mengetahui Sistem Kerja Rele Frekuensi dalam mengamankan generator.
b. Untuk mengetahui besar nilai penyetelan pada rele frekuensi.
1.3 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
a. Dapat mengetahui Sistem Kerja Rele Frekuensi dalam mengamankan generator.
b. Dapatmenghindari  generator  bekerja  diatas  atau  dibawah  nilai setting Rele Frekuensi.
1.4 Ruang Lingkup Penelitian
Hanya membahas pada Sistem Proteksi Rele Frekuensi Sebagai Pengaman Pada Generator

## 2.TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Generator 5
Generator merupakan suatu mesin listrik yang mampu mengubah energi kinetik menjadi energi  listrik  dengan  menggunakan  prinsip  induksi  elektromagnet.  Generator  yang  umum digunakan  oleh  pembangkit  listrik  adalah  generator  sinkron.  Pemilihan  generator  sinkron sebagai  pembangkit  tenaga  listrik  disebabkan  oleh  karakteristik  mesinnya  yang  mampu menghasilkan tegangan relatif konstan. (5)

## 2.2 Prinsip Kerja Generator Sinkron 8
Prinsip  kerja  generator  sinkron  berdasarkan  induksi  elektromegnetik.  Setelah  rotor diputarkan  oleh  penggerak  mula  ( prime  over )  dengan  demikian  kutub-kutub  yang  ada  pada rotor akan berputar. Jika kumparan kutub disuplai oleh tegangan searah maka pada permukaan kutub akan timbul  medan magnit (garis-garis gaya  magnit) yang berputar kecepatannya sama dengan putaran kutub.
Berdasarkan  Hukum  Faraday  apabila  lilitan  penghantar  atau  konduktor  diputar memotong garis-garis gaya magnit yang diam atau lilitan yang diam dipotong oleh garis-garis gaya magnit yang  berputar  maka  pada penghantar tersebut  timbul  EMF ( Electro  Motive  Force )  atau  GGL ( Gaya Gerak Listrik ) atau tegangan induksi .(8)

## 2.3   Sistem Proteksi 7
Proteksi terhadap tenaga listrik ialah system pengamanan yang diIakukan terhadap peralatan- peralatan  listrik,yang  terpasang  pada  system  tenaga  listrik  tersebut.Misalnya  Generator, Transformator, Jaringan transmisi/distribusi dan lain-lain ternadap kondisi operasi abnormal dari system itu sendiri atau mengalami gangguan. Seperti yang telah dijalaskan ganguan-gangguan pada generator. (7)

## 2.4 Andal/reliabiIity
Keandalan  relay  dihitung  dengan  jumlah  relay  bekerja/mengamankan  cukup  baik  bila mempunyai  harga  :90%-  99%.  Misal,  dalam  satu  tahun  terjadi  gangguan  sebanyak  25  X  dan relay dapat bekerja dengan sempurna sebanyak 23 kali,maka:
Keandalan dapatdi bagi2 :
1) Dependability
: relayharusdapatdiandalkansetiap saat.
2) Security : tidakbolehsalahkerja/ tidakbolehbekerjayang
bukanseharusnya bekerja.
2.5. Rele Frekuensi dengan penyetelan frekuensi 4

## 2.5.1.Kelambatan waktu yang tetap
Rele  Frekuensi  Kurang  yang  bekerja  atas  dasar  frekuensi,  diset  pada  suatu  harga frekuensi dibawah normal tertentu dan akan memberikan perintah kepada bagian kendali yang biasanya berupa rele bantu ( auxiliary relay), segera apabila frekuensi sistem turun dan mencapai harga  settingnya.  Selanjutnya  rele  bantu  akan  menentukan  waktu  kapan  perintah  pelepasan pemutus  daya  dilaksanakan.  misalnya  rele  frekuensi  kurang  diset  pada  frekuensi  48,5  Hz. Pelepasan  pemutus  daya  baru  dilakukan  0,5  detik  kemudian,  dari  sejak  rele  utama  merasakan frekuensi  sistem  pada  harga  settingnya.  Pada  waktu  pelepasan  beban  terjadi  frekuensi  sistem telah turun dan mencapai harga di bawah 48,5 Hz jadi rele ini waktu kerjanya tidak dipengaruhi oleh  kecepatan  penurunan  frekuensi.  Pada  gambar  2.9  dapat  dilihat  suatu  contoh  karakteristik rele dengan kelambatan waktu tetap. (4)

## Waktu pelepasan setelah
setting rele dicapai 47 48 49 0,2 0,4 0,6 Frekuensi (Hz) (det) Gambar 2.9. Karakteristik rele kelambatan waktu tetap 4

## 2.5.2.Keterlambatan waktu pada laju perubahan frekuensi 4
Rele frekuensi yang bekerja atas dasar frekuensi dan laju perubahan frekunsi disamping mengukur  frekuensi  juga  laju  penurunan  frekuensi.  Artinya  bagian  kontrol  mengatur kelambatan  waktu  pemutusan  sebagai  fungsi  dari  laju  perubahan  frekuensi.  Makin  cepat penurunan frekuensi, maka makin cepat waktu kerja rele. waktu kerja relenya dapat dilihat pada karakteristik  rele  tersebut.  Pada  gambar  2.10  diberikan  salah  satu  contoh  karakteristik  rele tersebut  yang  menunjukkan  hubungan  waktu  kerja  rele  dengan  laju  perubahan  frekuensi. Sedangkan  untuk  kelebihan  beban  yang  besar,  misalnya  50%  pada  48,5  Hz  memberi  laju penurunan  frekuensi  yang  tinggi.  Hal  ini  memberi  kelambatan  waktu  yanng  lebih  singkat, sehinggs  bagian  kendali  akan  memberi  perintah  pelepasan  beban  lebih  cepat.  Beberapa kekurangan dalam penggunaan rele jenis ini antara lain :
 Penetapan setting frekuensi yang lebih sukar
 Karena  adanya  tambahan  alat-alat  atau  rangkaian  khusus  untuk  mengatur    laju perubahan frekuensi maka harga relative lebih mahal. (4) 1 2 3 4 5 W ak tu T em pu h R el e (d et ik ) Hz/det
Gambar 2.10. Karakteristik rele perubahan frekuensi dengan waktu kerja 4
2.5.3.Rele Frekuensi dengan penyetelan 4
Rele    frekuensi  selain  dengan  penyetelan  frekuensi  ( )  ada  juga  yang  dapat  di settting dengan  laju  perubahan  frekuensi ( ) .  Dengan  adanya  penyetelan dalam  hal  kekurangan pembangkit yang cukup besar (laju penurunan frekuensi besar), maka diperoleh ketepatan dan kecepatan pelepasan beban yang tinggi. Pada gambar 2.11, ditunjukkan karakteristik kerja rele penyetelan sebagai fungsi dari ( ). Dibawah  ini ditunjukkan hubungan penyetelan dengan pada frekuensi sebagai berikut :
( )     ( )   ( ) .......................................................(2.2) Dengan frekuensi dasar = penyetelan frekuensi Untuk sistem dengan frekuensi dasar 50 Hz, maka : ( )     ( )   ( ) ................................................(2.3)
Waktu  tunda  time delay tergantung  pada  jenis  rele  frekuensi  yang  digunakan.  Ada  3 kriteria yang harus dipenuhi agar rele dengan penyetelan dapat bekerja, yaitu:
 Frekuensi harus berada dibawah penyetelan frekuensi.
 Harga harus lebih besar dari penyetelan
 Harga harus tetap lebih besar dari penyetelan untuk semua waktu yang diset.
df/dt 47 48 49 50 1 H z/s 2 H z/s 3 H z/s 4 H z/s 5 H z/s Shedding 1 2 3 4
5
Gambar 2.11. Karakteristik kerja rele penyetelan df/dt 4

## 2.5.4.Standar Frekuensi Kerja Generator Turbin Gas 1
Menurut  standar  IEEE.  std.c37.106.1987  mengatur  tentang  fluktuasi  frekuensi  dimana batas  rele  frekuensi  lebih  sebesar  +  0,8  %  dari  frekuensi  nominal,  sedangkan  untuk  batas  rele frekuensi  kurang  sebesar  –  0,8  %  dari  frekuensi  nominalnya.  Berikut  standar  IEEE. std.c37.106.1987 (1)
Tabel 2.1 Batas Durasi Rele Frekuensi Lebih dan Rele Frekuensi Lebih yang telah diubah dalam persen.
Batas Frekuensi Kurang Batasan Frekuensi Lebih Minimum time 50 - 49,6 Hz (100 - 99,2%) 50,0 - 50,4 Hz (100,0 - 100,8%) N/A (continuous operating range) 49,7 - 48,3 Hz (97,3 - 96,5%) 50,5 - 51,2 Hz (101,0 - 102,5%) 3 48,2 - 47,8 Hz (96,3 - 95,7%) 51,3 - 51,4 Hz (102,7 - 102,8%) 30 48,2 - 47,8 Hz (96,3 - 95,7%) 7,5 47,7 - 47,4 Hz (95,5 - 94,8%) 45 47,3 - 47,1 Hz (94,7 - 94,2%) 7,2 Less than 47,0 Hz Greater than 51,4 Hz Instantaneous trip 2.6  Pengaturan Rele Frekuensi Menurun 2
Pada pelepasan beban yang diakibatkan oleh penurunan frekuensi  dibutuhkan suatu Rele Frekuensi Menurun yang dapat mendeteksi ketidaknormalan  tersebut. Sinyal  ketidaknormalan tersebut  selanjutnya  disampaikan  ke  pemutus    tenaga  yang  terpasang  di  beban  yang  ingin dilepaskan.  Agar  memberikan  performa  maksimal  terhadap  sistem,  perlu  dilakukan  beberapa pengaturan  terhadap  rele  frekuensi  menurun.  Beberapa  parameter  yang  harus  diatur  terlebih dahulu antara lain:
a. Frekuensi kerja rele
b. Waktu operasi rele
c. Koordinasi dengan pemutus tenaga
Apabila terjadi pelepasan beban diharapkan tidak terjadi kelebihan beban yang dilepaskan karena  hal  ini  mengakibatkan  kerugian  bagi  pembangkit  maupun  pengguna.  Rele  frekuensi berfungsi  untuk  memberikan  sinyal  kepada  pemutus  tenaga  beban  untuk  membuka.  Ketika pemutus tenaga bekerja maka jaringan beban yang terhubung dengannya lepas dari sistem. Oleh karena  pemilihan  beban  yang  akan  dilepaskan  berdasarkan  prioritas  nilai  ekonomi  dan keandalan  sistem,  beban  yang  akan  dilepaskan    terletak    menyebar  di  seluruh  sistem.  Untuk mengatasi  hal  tersebut  tentu  perlu  pertimbangan  khusus  untuk  memilih  letak  pemasangan  rele frekuensi. (2)

## 2.6.1 Frekuensi Kerja Rele 3

## 2.6.1.1.Penentuan Frekuensi Tahap Pertama
Pemilihan tingkat frekuensi pertama kali bekerja mutlak ditentukan oleh pengguna. Tentu saja  pemilihan  frekuensi  tertinggi  ini  melalui  pertimbangan-pertimbangan  khusus  seperti misalnya  keamanan  sistem  yang  diberikan,  kapasitas generator serta  kemampuan  sistem  untuk bertahan pada frekuensi tersebut.
Menurut  beberapa  survey  yang  dilakukan  oleh  Power  System  Relaying  Committee (PSRC), salah satu dari 18 komite teknis IEEE Power Engineering Sociaty (PES) yang bekerja untuk memberikan bimbingan atau penyuluhan berkaitan dengan teknologi proteksi pada sistem tenaga  listrik,  didapatkan  beberapa  nilai  frekuensi  tertinggi  untuk  acuan  bagi  rele  trip  yang dipilih oleh beberapa perusahaan seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.2 (3)
Tabel 2.2 Rentang Tingkat Frekuensi Tertinggi Untuk Bekerja
Frekuensi (Hz) Jumlah Perusahaan  Menurut Kapasitas Generator (MW) Total 0 – 1000 1001 – 3000 3001 - 4000 59,6 – 60 2 2 0 4 59,1 - 59,5 28 13 9 50 58,6 - 59.0 9 11 5 24 58,1 - 58,5 5 2 0 7 57,0 - 58,0 1 1 0 2
Dari  tabel  2.2  didapatkan  rentang  frekuensi  terendah  yang  diatur  pada  rele  paling  banyak digunakan  adalah  rentang  frekuensi  59,1  –  59,5  Hz.  Dengan  melihat  data  tersebut,  terlihat bahwa beberapa perusahaan yang menggunakan  rele frekuensi menurun sangat memperhatikan tingkat  kestabilan  sistem.  Pemilihan  rentang  frekuensi  ini  mengacu  kepada  standar  frekuensi IEEE.  Dimana  pada  frekuensi  tersebut,  generator  masih  diijinkan  bekerja  pada  durasi  waktu yang cukup lama. Menurut Blackburn 3 , batas frekuensi kerja secara terus-menerus turbin 60 Hz bertekanan rendah dengan panjang sudu-sudu 18-25 Inc adalah 58,8-61,5 Hz. Sedangkan pada
frekuensi 56–58,8 Hz mesin hanya boleh bekerja maksimum selama 10 menit untuk sepanjang umur  turbin  tersebut.  Untuk  turbin  dengan  panjang  sudu-sudu  25-44  Inc  range  frekuensi  kerja adalah  59,5–60,5  Hz  secara  terus-menerus,  sedangkan  waktu  kumulatif  sepanjang  umur  mesin yang  diizinkan  untuk  bekerja  pada  batas-batas  frekuensi  58,5  -  59,5  hanya  60  menit.  Waktu kumulatif  bekerja pada frekuensi 56 – 58,5 Hz hanya boleh selama 10 menit. Untuk mengatasi masalah ini unit generator selalu dilengkapi dengan rele under frekuensi yang diset tiga tahap, yaitu : (Bonar Panjaitan. 2012)
1. Trip instantaneous pada frekuensi 56 Hz
2. Trip dengan waktu terlambat maksimum selama 2 menit pada frekuensi 58,4 Hz ,
3.  Selama 6 menit pada frekuensi 59,4 Hz.

## 2.6.1.2. Penentuan Frekuensi Tahap Kedua dan Seterusnya
Penentuan frekuensi acuan tahap kedua dan seterusnya bergantung pada besarnya perkiraan laju penurunan frekuensi yang terjadi dan waktu operasi rele  pada  tahap  sebelumnya.  Laju  penurunan  frekuensi  berdasarkan  kelebihan  beban  yang terjadi.  Langkah  pertama  untuk  menentukan  frekuensi  acuan  adalah  menghitung  besar  laju penurunan  frekuensi.  Laju  penurunan  ini  bergantung  pada  besarnya  kelebihan  beban  yang terjadi,  frekuensi  nominal,  rating  MVA  generator  dalam  keadaan  ideal  dan  besar  konstanta inersia. (2)
( ) ........................................................................................(2.4)
Dimana : = Selisih permintaan beban dan daya yang disuplai generator G  = Rating MVA generator H = Konstanta Inersia
= Frekuensi nominal

## 2.6.2 Waktu Operasi Rele 2
Keterlambatan waktu yang direncanakan untuk setiap tingakt pelepasan beban tidak boleh mengizinkan  frekuensi  sistem  melampaui  batas  minimum  frekuensi  yang  ditetapkan.  Waktu kerja setiap tingkat pelepasan beban dapat ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut :
...............................................................................................(2.5) Dimana : = waktu total
= waktu rele
= waktu pemutus tenaga
Waktu  rele  ( ) ,  ditentukan  berdasarkan  jenis  rele  yang  digunakan  untuk  rele  yang bekerja  atas  dasar  frekuensi  biasanya  ditentukan  minimal  0,3  detik.  Ini  berkaitan  dengan kemungkinan  adanya  penurunan  frekuensi  sistem  secara  tiba-tiba  karena  beban  lebih,  yang biasanya  tidak  lebih  lama  dari  waktu  tersebut.  Sedang  waktu  pemutus  tenaga  ( )  biasanya diperhitungkan sebesar 0,1 detik. Sehingga untuk rele yang bekerja atas dasar frekuensi, maka waktu keseluruhan dari gangguan mulai dirasakan sampai beban dilepas adalah 0,4 detik.
Untuk  rele  yang  bekerja  atas  dasar  frekuensi  dan  laju  penurunan  frekuensi,  waktu pickup ( ) dipengaruhi langsung oleh kecepatan penurunan frekuensi. Harga dari
ini  dapat  diperoleh  dari  karakteristrik  rele,  dengan  terlebih  dahulu  mengetahui  besar  laju perubahan frekuensi. Untuk rele frekuensi kurang setting
Penghitungan  waktu  ini  digunakan  untuk  menentukan  perkiraan  frekuensi  akhir  dimana  saat pelepasan beban dilakukan setelah frekuensi tertinggi untuk trip terdeteksi.
............................................................................................(2.6) ................................................................(2.7)
Dengan adalah frekuensi acuan pelepasan beban. Setelah laju penurunan frekuensi dan  waktu  trip    tahap  sebelumnya  didapatkan,  nilai  frekuensi  ketika  terjadi  pelepasan  beban adalah :
* ( )+ ...............................................................(2.8)
Kemudian  untuk  frekuensi  trip  tahap  berikutnya  harus  bernilai  sedikit  lebih  kecil  daripada frekuensi saat pelepasan beban dari frekuensi trip tahap sebelumnya.

## 2.6.3   Koordinasi dengan Pemutus Tenaga 2
Dalam proses pelepasan beban akibat penurunan frekuensi dibutuhkan suatu rele frekuensi menurun.  Rele  tersebut  berfungsi  untuk  mengirimkan  sinyal  penurunan  frekuensi  ke  pemutus tenaga  yang  terletak  pada  sisi  beban.  Untuk  melakukan  suatu  pelepasan  beban  bergantung kepada  tingkat  prioritas  beban  yang  ingin  dilepaskan  apabila  terjadi  gangguan.  Rele  frekuensi ketika  bekerja  hanya  akan  mengirimkan  sinyal  penurunan  frekuensi  kepada  pemutus  tenaga yang  menghubungkan  beban  paling  rendah  tingkat  prioritasnya  baik  dipandang  dari  segi ekonomi, keandalan sistem maupun daya yang dibutuhkan. (2)

## 3.METODELOGI PENELITIAN
Pada penelitian ini penulis melakukan pengumpulann data dan dibutuhkan beberapa metode untuk memenuhinya. Adapun metode yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Metode  interview  yaitu  penulis  mengadakan  tanyajawab  langsung  kepada  parakaryawan yang dianggap memiliki pengetahuan serta wawasan terhadap permasalahan yang dibahas. Dari  metode  interview  maka  di  dapat  prinsip  kerja  rele  frekuensi  dalam  pengamanan generator.
2.    Metode  studi  pustaka  yaitu  penulis  mengumpulkan  sumber-sumber  berupa  bacaan  atau literature baik dari buku maupun dari internet,
3.    Metode  pengambilan  data  dilakukan  mengetahui  prinsip  kerja  rele  frekuensi  dalam pengaman pada generator, nilai penyetelan rele frekuensi, untuk mengetahui nilai penurunan frekuensi  dan  saat  kapan  rele  frekuensi  bekerja  berdasarkan  pemahaman  yang  didapatkan dari metode literatur

## 4.PEMBAHASAN

## 4.1.1.Data Kondisi Rele Frekuensi di PT PUPUK SRIWIJAYA
Adapun setting Rele Frekuensi yang direkomendasikan oleh PT PUSRI terdapat pada lampiran adalah :
Tabel 4.1 Rekomendasi Setting Rele Frekuensi PANEL/ FEEDER TEGANGAN DATA PERALATAN PEROTEKSI SETTING PERALATAN KODE MERK TIPE BKR-G2 13.8KV RELAY 81 O/U GE SR 489 Under Frequency: 47.5Hz (95%) Over Frequency: 52.5 Hz (105%) Tabel 4.2 Data Pembangkit di PT. PUSRI No. Nama Generator Nama Beban Faktor Daya MVA Rating Daya Mampu (MW) Beban Saat Ini (MW) Konstanta Inersia H ( ) 1. GTG P-2 (2006 - J) Pabrik P-2 0,85 21,588 13 12,5 5,5 2. GTG P-3 (3006 - J) Pabrik P-3 0,85 21,588 13 12,5 5,5

## 4.1.2.Penyetelan Rele Frekuensi
Rele frekuensi berfungsi Mendeteksi besaran frekuensi rendah/lebih di luar nilai  yang diizinkan.Adapun setting rele frekuensi di PUSRI IV adalah sebagai berikut : Keterlambatan waktu yang tetap Ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu 0,5 detik. Diketahui bahwa = 50 Hz, dan
. Berdasarkan gambar 3.1 dan 3.2 maka nilai waktu seketika adalah :
Untuk Rele Frekuensi Kurang Voltage level cutoff =
=
690 volt
Maka Voltage level cutoff =
Untuk mengetahui frekuensi pada saat tegangan level terendah adalah :
Dari,
Maka setting rele frekuensi kurang pada frekuensi 47,5 Hz.
Tabel 4.3 Perhitungan setting rele frekuensi kurang
No. Frekuensi (Hz) Waktu (s) 1. 47,5 0,5 2. 47 0,5 3. 46,5 0,5 4. 46 0,5 3. GTG P-4 (4006 - J) Pabrik P-4 0,85 21,588 13 12,5 5,5 4. GTG P-1B (5006 - J) Pabrik P-1B 0,85 25,650 17 16,1 6,9 Total 22,603 56 53,6 5,85
Gambar 4.2 Karakteristik Rele Frekuensi Kurang Kelambatan waktu tetap
Untuk Rele Frekuensi Lebih Voltage level cutoff =
= 690 volt
Maka Voltage level cutoff = Untuk mengetahui frekuensi pada saat tegangan level tertinggi adalah :
Dari,
Maka setting rele frekuensi lebih pada frekuensi 52,5 Hz.
Tabel 4.4 Perhitungan setting rele frekuensi lebih
No. Frekuensi (Hz) Waktu (s) 1. 52,5 0,5 2. 53 0,5 3. 53,5 0,5 4.
54 0,5
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 50 49.5 49 48.5 48 47.5 47 46.5 46 wak tu ( d e tik) Karakteristik Rele Frekuensi Kurang Rele Frekuensi Kurang ( Hz )
Gambar 4.3 Karakteristik Rele Frekuensi Lebih Kelambatan Waktu tetap

## 4.1.3.   Nilai Frekuensi danPenurunan Frekuensi saat Pelepasan Beban
Pelepasan beban yang terjadi adanya penurunan frekuensi karena beban lebih. Terjadinya beban lebih dalam pelepasan beban disebabkan oleh adanya generator yang lepas dari sistem. Penyebab dari lepasnya generator tidak dibahas secara detil. Untuk dapat memperkirakan besarnya frekuensi acuan pelepasan beban maka dihitung dari kombinasi generator trip.
Untuk dapat memperkirakan nilai frekuensiketika terjadi penurunan frekuensi pada sistem tenaga listrik, beberapa hal yang dilakukan antara lain : Memperkirakan variasi penurunan frekuensi per detik dari beberapa gangguan skenario kombinasi pelepasan yang telah ditentukan sebelumnya dengan menggunakan persamaan 2.4.
Pada saat trinya PUSRI IV. Diketahui bahwa (             ) Maka dapat dihitung nilai penurunan frekuensi sebesar :
( )
( )

## ⁄
Untuk dapat menentukan pada frekuensi berapa pemutus tenaga benar-benar bekerja dibutukan perkiraan waktu rele trip maka menggunakan persamaan 2.5.
Tetapi telah kita ketahui dari tabel 3.2 bahwa waktu operasi rele pada 0,5detik. Maka didapatkan :
Maka perkiraan nilai frekuensi saat pemutus tenaga bekerja ketika terjadi penurunan frekuensi bergantung pada kedua hal yang dibahas sebelumnya yaitu penurunan frekuensi per detik dan waktu trip rele. Maka menggunakan persamaan 2.7 didapatkan :

## [ ( )]
[     (          )]
Berikut ini adalah hasil perhitungan nilai frekuensi serta penurunan frekuensi yang terjadi saat pelepasan beban dijalankan.
Tabel 4.5 Hasil perhitungan nilai frekuensi saat terjadi pelepasan beban  dan penurunan frekuensi
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 54 53.5 53 52.5 52 51.5 51 50.5 50 wak tu ( d e tik) Karakteristik Rele Frekuensi Lebih Rele Frekuensi Kurang ( Hz )
pada   setiap kasus di PT. PUSRI
Nomor kasus Kondisi Pembangkit (MW) ( ⁄ ) (Hz)
Awal
Trip 1. P-2/P-3/ P-4/ P-1B P-2 10,6 -2,00 48,8 2. P-3 10,6 -2,00 48,8 3. P-4 10,6 -2,00 48,8 4. P-1B 14,6 -2,76 48,34 5. P-2 & P-3 23,6 -4,46 47,32 6. P-2 & P-4 23,6 -4,46 47,32 7. P-3 & P-4 23,6 -4,46 47,32 8. P-2&P-1B 27,6 -5,21 46,86 9. P-3&P-1B 27,6 -5,21 46,86 10. P-4&P-1B 27,6 -5,21 46,86 11. P-2&P-3&P-4 36,6 -6,91 45,85 12. P-2 & P-4 & P-1B 40,6 -7,67 45,39 13. P-3 & P-4 & P-1B 40,6 -7,67 45,39 14. P-2&P-3 & P-1B 40,6 -7,67 45,39 15. P-2 Pisah P-3 20 -3,78 47,73 16. P-4 20 -3,78 47,73 17. P-1B 24 -4,53 47,28 18. P-3 & P-4 33 -6,23 46,26 19. P-3&P-1B 37 -6,99 45,80 20. P-4&P-1B 37 -6,99 45,80 21. P-3 Pisah P-2 16,875 -3,19 48,08 22. P-4 16,875 -3,19 48,08 23. P-1B 20,875 -3,94 47,63 24. P-2 & P-4 29,875 -5,64 46,61 25. P-2 & P-1B 33,875 -6,40 46,16 26. P-4 & P-1B 33,875 -6,40 46,16 27. P-2 17,8 -3,36 47,98
28. P-4 Pisah P-3 17,8 -3,36 47,98 29. P-1B 21,8 -4,12 47,52 30. P-2 & P-3 30,8 -5,82 46,60 31. P-2&P-1B 34,8 -6,57 46,05 32. P-3&P-1B 34,8 -6,57 46,05 33. P-1B Pisah P-2 16,825 -3,18 48,09 34. P-3 16,825 -3,18 48,09 35. P-4 16,825 -3,18 48,09 36. P-2 & P-3 29,825 -5,63 46,62 37. P-2 & P-4 29,825 -5,63 46,62 38. P-3&P-1B 29,825 -5,63 46,62 39. P-2 & P-3 Pisah P-4 26,275 -4,96 47,02 40. P-1B 30,275 -5,72 46,56 41. P-2 & P-4 Pisah P-3 28,1 -5,31 46,81 42. P-1B 32,1 -6,06 46,36 43. P-2 & P-1B Pisah P-3 28,05 -5,30 46,82 44. P-4 28,05 -5,30 46,82 45. P-3&P-4 Pisah P-2 29,625 -5,60 46,64 46. P-1B 33,625 -6,35 46,19 47. P-4 & P-1B Pisah P-2 28,675 -5,42 46,74 48. P-3 28,675 -5,42 46,74 49. P-3 & P-1B Pisah P-2 29,575 -5,59 46,64 50. P-4 29,575 -5,59 46,64 51 P-2&P-3&P-4 & P- 1B Normal - - - 49,92 (terukur)

## 4.2.Pembahasan
Berdasarkan    hasil  perhitungan  setting    pada  merk  rele  489 Management  Relay untuk rele  frekuensi  kurang    senilai  47,5  Hz.  dan  untuk  rele  frekuensi  lebih  senilai  52,5  Hz  dengan waktu tunda 0,5 detik.Dari Tabel 4.3 di ketahui bahwa ketika frekuensi mencapai 47,5 Hz ; 47 Hz ; 46,5 Hz ; 46 Hz  atau dibawah nilai setting rele frekuensi kurang.  Pelepasan pemutus daya baru  dilakukan  0,5  detik  kemudian  karena  Rele  489 ManagementRelay waktu  kerjanya  tidak dipengaruhi oleh kecepatan penurunan frekuensi.
Dari Tabel 4.4 di ketahui bahwa ketika frekuensi mencapai 52,5 Hz ; 53 Hz ; 53,5 Hz ; 54 Hz  atau diatas  nilai setting rele frekuensi lebih.  Pelepasan pemutus daya baru dilakukan 0,5  detik  kemudian  karena  Rele  489 ManagementRelay waktu  kerjanya  tidak  dipengaruhi  oleh kecepatan  penurunan  frekuensi.  Dari  Tabel  4.5terdapat  50  kasus  yang  akan  menyebabkan pelepasan  beban  terjadi.  Pelepasan  beban  yang  terjadi  adanya    penurunan  frekuensi  karena beban lebih.
Terjadinya beban lebih dalam pelepasan beban disebabkan oleh adanya generator yang lepas  dari  sistem  .Pelepasan  beban  di  PT.PUSRI  akan  dilakukan  oleh switchgear ,  dan syncbus . Tetapi  sinyal  yang  mengakibatkan  terbukanya breaker akan  dikirim  oleh  rele.  Sinyal  yang dikirim  seperti  frekuensi  kurang,  tegangan  kurang,  tegangan  lebih  dan  lainnya.  Dan  ada beberapa kondisi yang menyebabkan terbukanya breaker karena terjadinya penurunan frekuensi hingga  sama  dengan  atau  dibawah  nilai setting rele  frekuensi . Seperti  terlihat  pada  tabel  4.4 penurunan  frekuensi  terbesar  akan  terjadi  pada  kasus Tiga  Generator  yang  trip,seperti  P-2&P- 4&P-1B  ;  P-3&P-4&P-1B  ;  P-2&P-3&P-1B;  dimana  selisih  permintaan  beban  dengan  daya yang disupplai generator adalah 40,6 MW. Dan nilai penurunan frekuensi mencapai -7,67 ⁄ . Dengan  nilai  frekuensi  saat  pelepasan  sebesar    45,39  Hz    dibawah  nilai setting rele frekuensi. Dan penurunan frekuensi yang terendah berada  pada kasus pisahnya   P-4 dan P-1B trip,  dimana  selisih  permintaan  beban  dengan  daya  yang  disupplai  generator  adalah  21,8  MW .Dan  nilai  penurunan  frekuensi  mencapai  -4,12 ⁄ .  Dimana  nilai  frekuensi  saat  pelepasan beban  sebesar  47,52  Hz  sama  dengan  nilai setting rele  frekuensi.  Ketika  nilai  frekuensi  telah mencapai  nilai setting atau  lebih  kecil  dari  nilai setting seperti  beberapa  kasus  diatas,    rele frekuensi  akan  bekerja  mengamankan  generator.  Rele  Frekuensi  akan  bekerja  ketika  selisih beban dengan daya yang di bangkitkan generatoer minimal sebersar 21,6 MW.

## 5.PENUTUP
Berdasarkan hasil yang didapatkan dari perhitungan pada Laporan Akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1.  Sistem  kerja  rele  frekuensi  didalam  proses  pengamanan  dilengkapi  dengan  tripproteksi  dan alarm  proteksi  dan  dapat  dimonitor  nilai  frekuensi  secara  terus-menerus  pada  bagian  menu metering  yang  telah  tersedia.  Dengan  terminal  input  dari  kode  terminal  81.  Saat  operasi normal,  rele  frekuensi  dalam  kondisi standby .  Apabila  saat  dimonitor  nilai  frekuensi  lebih besar atau lebih kecil dari nilai setting maka alarm rele akan aktif dan mengaktifkan lampu tanda pada switch gear dan syncbus . Dan nilai frekuensi gangguan akan di kirim ke breaker . Breaker akan melepaskan beban.
2. Setting Rele  Frekuensi  tipe  489 ManagementRelay untuk  rele  frekuensi  kurang  senilai  47,5 Hz dan untuk rele frekuensi lebih senilai 52,5 Hz dengan waktu tunda 0,5 detik.
3. Penurunan frekuensi terbesar akan terjadi pada kasus Tiga Generator yang trip, dimana selisih permintaan  beban  dengan  daya  yang  disupplai  generator  adalah  40,6  MW.  Dan  nilai penurunan  frekuensi  mencapai  -7,67 ⁄ .Dengan  nilai  frekuensi  saat  pelepasan  sebesar 45,39 Hz. Dan penurunan frekuensi yang terendah berada  pada kasus pisahnya P-4 dan P-1B trip,  dimana  selisih  permintaan  beban  dengan  daya  yang  disupplai  generator  adalah  21,8 MW.  Dan  nilai  penurunan  frekuensi  mencapai  -4,12 ⁄ .  Dimana  nilai  frekuensi  saat pelepasan  beban  sebesar  47,52  Hz.  Rele  Frekuensi  akan  bekerja  mengamankan  generator jika kelebihan beban minimal sebesar 21,6 MW.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Addi  Permadani.  2013.  Skenario  Pelepasan  Beban  menggunakan  software  ETAP  6.0.0 sebagai pengaman GTG di PT.PUSRI Palembang. Palembang. Hal : 20
2. Muhammad Taqiyyuddin Alawiy. 2006. Sistem Proteksi Tenaga Listrik. Malang. Hal : 2
3. Bonar Panjaitan. 2012. Praktik-praktik Proteksi Sistem Tenaga Listrik. Yogyakarta .Hal : 386-387
4.  Gefito  Paulima  Aritonang.  2012.  Rele  Frekuensi  Turun  sebagai  perangkat  sistem pelepasan  beban  pada  jaringan    distribusi  daya  listrik  di  PT.  Pertamina  RU  III  Plaju. Palembang. Hal. 25-27/30-33
5.  Djiteng Marsudi, Ir. 2011. Pembangkit EnergiListrik Edisi Kedua. Jakarta. Hal. 50
7.   Ir.H.Hazairin  Samaulah.  M.Eng.,  Ph.D.  2004.  Dasar-dasar  Sistem  Proteksi  Teknik Listrik. Palembang. Hal : 65
8.  Juhari, Dipl.Eng, S.Pd. 2013. Generator. Jakarta. Hal : 5-10
9.  Kris  Hydroseptian.  2013.  Perhitungan  Penyetelan  Frekuensi  di  PLTD  Sungai  Juaro. Palembang. Hal: 14.