## ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT UNTUK SETTING DISTANCE RELAY PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT)70 kV ANTARA GARDU INDUK SIDERA – GARDU INDUK TALISE
Barthin Tandililing 1) , Aprilius Petingko 2) , Muhammad Sarjan 3) , Yulius Salu Pirade 4)
1) Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Tadulako, 2) Dosen Teknik Elektro Universitas Tadulako Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tadulako Jl. Soekarno-Hatta KM9, Palu, Sulawesi Tengah Email : barthintandililing93@gmail.com 1) , petingkoaprilius@gmail.com 2) , muhammad_sarjan@yahoo.co.id 3 ) , ys67.pirade@gmail.com 3 )

## ABSTRACT
A  short  circuit  is  one  of  the  most common  types  of  disturbances  in  a  power system,  either  short-circuit  between  wire  to ground and short circuit between different phase wires. When the disturbance occurs, the current flowing  in  the  transmission  line  leading  to  the center of the disturbance is very large, so it will affect the stability of the entire system, To avoid damage  and  large  losses,  the  distance  relay  is used  as  the  main  protection  in  securing  the transmission line.
This  study  discusses  the  short-circuit currents of one ground phenomenon that occurs in  the  main  substation  of  talise  heads,  and simulates  short  circuit  one  phase  to  ground using  ETAP  (Electric  Transient  and  Analysis Program) 12.6.0 software.
From the calculation of this research, the  largest  short  circuit  current  flows  occur  in the  type  of  short-circuit  current  disturbance  of the  ground  phases  with  the  disturbance distances  at  25%  distance  of  827,84  A, disturbance distances at 50% distance of 792,97 A,  disturbance  distances  at  75%  distance  of 760,29 A and short circuit current of one ground phases  with  distances  distances  at  100% distance  of  729,71  A  and  the  result  of  distance relay setting value for zone 1 of Z Setting-1 value is 2,672 Ω and Z Setting-0 value is 5,148 Ω, for zone 2 the value of Z Setting-1 is 4,809 Ω and Z Setting-0 value is 9,226 Ω , and for Zone 3 the Z Setting-1 value  is 8.91 Ω Z Setting - 0 value is 10.117 Ω.
Keywords    :  Short  Circuit  disturbances  One Phase  of  Ground,  Distance  Relay,  Protection, Transmission Line.

## I. PENDAHULUAN
Sistem  transmisi  adalah  suatu  sistem penyaluran  energi  listrik  dari  satu  tempat  ke tempat  lain,  seperti  dari  stasiun  pembangkit  ke gardu  induk.  Pemakaian  sistem  transmisi didasarkan  atas  besarnya  daya  yang  harus disalurkan dari pusat-pusat pembangkit ke pusat beban  dan  jarak  penyaluran  yang  cukup  jauh antara  pusat  pembangkit  dengan  pusat  beban tersebut.  Sistem  transmisi  menyalurkan  daya dengan  tegangan  tinggi  yang  digunakan  untuk mengurangi  adanya  rugi-rugi  akibat  jatuh tegangan.  Akan  tetapi  saluran  udara  merupakan salah  satu  komponen  dalam  sistem  yang  sering mengalami  gangguan.  Gangguan  yang  biasa terjadi berupa hubung singkat, beban lebih, surja petir,  topan,  cuaca  buruk  dan    lain-lain. Gangguan tersebut dapat menyebabkan terganggunya kelangsungan operasi dan kerusakan peralatan pada sistem tenaga listrik.
Sistem  proteksi  tenaga  listrik  merupakan sistem  pengamanan  pada  peralatan-peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator,  busbar,  transformator,  saluran  udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain  sebagainya  terhadap  kondisi  abnormal operasi sistem tenaga listrik tersebut.
Kegunaan  sistem  proteksi  tenaga  listrik,  antara lain untuk:
1. Mencegah  kerusakan  peralatan-peralatan pada  sistem  tenaga  listrik  akibat  terjadinya gangguan  atau  kondisi  operasi  sistem  yang tidak normal;
2. Mengurangi  kerusakan  peralatan-peralatan pada  sistem  tenaga  listrik  akibat  terjadinya
gangguan  atau  kondisi  operasi  sistem  yang tidak normal;
3. Mempersempit  daerah  yang  terganggu sehingga  gangguan  tidak  melebar  pada sistem yang lebih luas;
4. Memberikan pelayanan tenaga listrik dengan keandalan dan mutu tinggi kepada konsumen;
5. Mengamankan  manusia  dari  bahaya  yang ditimbulkan oleh tenaga listrik;
Rele  jarak (distance  relay) merupakan salah  satu  jenis  rele  proteksi  yang  digunakan sebagai pengaman pada saluran transmisi karena kemampuannya dalam menghilangkan gangguan (fault clearing) dengan cepat dan penyetelannya yang relative mudah.  Pada prinsipnya  rele  jarak (distance  relay) adalah  mengukur  nilai  arus  dan nilai  tegangan  pada  suatu  titik  tertentu  sehingga diperoleh nilai impedansinya, kemudian membandingkannya dengan nilai setting impedansi  tertentu  dari  rele  jarak (distance relay) tersebut  untuk  menentukan  apakah  rele bekerja atau tidak. Pada SUTT terganggu, maka rele jarak (distance relay) akan melihat turunnya impedansi  dari  SUTT,  kemudian  rele  jarak (distance relay) pun akan bekerja.
Rele jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan setting impedansi pada rele jarak, dengan ketentuan :
 Jika  nilai  impedansi  gangguan  lebih  kecil dari  pada setting impedansi distance  relay , maka distance relay akan bekerja.
 Jika  nilai  impedansi  gangguan  lebih  besar atau sama dengan setting impedansi distance relay , maka distance relay tidak bekerja.
Hubung  singkat  adalah  terjadinya  hubungan penghantar  bertegangan  atau  penghantar  tidak bertegangan  secara  langsung  tidak  melalui media (resistor/beban) yang semestinya sehingga  terjadi  aliran  arus  yang  tidak  normal (sangat besar). Hubung singkat  merupakan jenis gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik, terutama pada saluran udara 3 fasa. Arus hubung  singkat  yang  begitu  besar  sangat membahayakan peralatan, sehingga untuk mengamankan  perlatan  dari  kerusakan  akibat arus  hubung  singkat  maka  hubungan  kelistrikan pada  daerah    yang  terganggu  perlu  diputuskan
dengan  peralatan  pemutus  tenaga  atau Circuit Breaker (CB).
Telah disebutkan bahwa rele jarak dapat digunakan  sebagai  proteksi  utama  maupun sebagai proteksi cadangan jauh (remote back-up protection) untuk  saluran  transmisi  yang berdekatan. Daerah kerja rele jarak pada umunya dibagi  menjadi  tiga  zona    yaitu  zona  1,  zona  2 zona  3,  yang  di  koordinasikan  dengan  zona proteksi  saluran  transmisi  daerah  berikutnya agar  tidak  terjadi  kondisi overlapping. Dasar pemilihan  zona  pengaman  rele  jarak  yang diaplikasikan adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Setelan Zona Proteksi Rele Jarak (Sumber : PT. PLN P3B, 2006) [1]

## II. DASAR TEORI
Rele jarak mengukur tegangan pada titik rele  dan  arus  gangguan  yang  terlihat  dari  rele, dengan  membagi  besaran  tegangan  dan  arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan  dapat  di  tentukan.  Perhitungan impedansi  dapat  dihitung  menggunakan  rumus sebagai berikut :
Zf  =  Vf  / If ..................................... [2]
Keterangan :  Zf  = Impedansi (Ω) Vf  = Tegangan ( Volt ) If   = Arus gangguan ( Ampere )
Distance  Relay merupakan  salah  satu  jenis rele  proteksi  yang  digunakan  sebagai  pengaman utama  sekaligus  pengaman  cadangan  untuk saluran  transmisi  yang  berdekatan.  Hal  ini didasarkan  bahwa  impedansi  saluran  transmisi berbanding  lurus  dengan  jaraknya  sehingga memungkinkan dilakukan pengukuran impedansi berdasarkan panjang salurannya.
Dalam  perancangan  dan  analisa  sebuah sistem  tenaga  listrik,  sebuah software sangat dibutuhkan   untuk   merepresentasikan   kondisi real      sebelum      sebuah      sistem  direalisasikan. Software ETAP (Electric  Transient  and  Analysis Program) 12.6.0  merupakan  salah  satu software aplikasi  yang  digunakan  untuk  mensimulasikan sistem  tenaga  listrik. Software ETAP (Electric Transient  and  Analysis  Program) 12.6.0  mampu bekerja  dalam  keadaan offline untuk  simulasi tenaga  listrik,  dan  online  untuk  pengelolaan  data real-time atau  digunakan  untuk  mengendalikan sistem  secara real-  time .  Fitur  yang  terdapat  di dalamnya pun bermacam-macam antara lain fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkitan  tenaga  listrik,  sistem  transmisi maupun sistem distribusi tenaga listrik.
Analisa  sistem  tenaga  listrik  yang  dapat dilakukan Software ETAP (Electric  Transient and  Analysis  Program) 12.6.0.  antara  lain  : analisa  aliran  daya,  analisa  hubung  singkat, starting  motor,  koordinasi  rele  proteksi,  analisa kestabilan  transien,  dan  lain-lain.  Dalam menganalisa sistem tenaga listrik, suatu diagram saluran tunggal (single line diagram) merupakan notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem tenaga  listrik  tiga  phasa.  Sebagai  ganti  dari representasi  saluran  tiga  phasa  yang  terpisah, digunakanlah sebuah konduktor.

## III. METODE PENELITIAN
Adapun Diagram ( Flow Chart ) rencana penelitian yang akan dilakukan :
Gambar 2. Diagram ( Flowchart ) Rencana Penelitian
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Data Sumber (Generator)
Tabel 1. menunjukkan data sumber (generator)
Sumber : Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Jaya  Pustaka Palu

## Data Transformator
Tabel 2. Menunjukkan data transformator
*Nilai NGR (Neutral Grounding Resistance) adalah 40 Ω Sumber :  Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu.

## Data Saluran Transmisi
Tabel 3. Data saluran transmisi Gardu Induk Pamona – Gardu Induk  Poso
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu.
.
Tabel 4. Data saluran transmisi GI Poso –GI Sidera
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu.
Tabel 5. Data saluran transmisi GI Sidera – GI Tipo
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu.
Tabel 6. Data saluran transmisi GI Sidera - GI Talise
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu.
Tabel 7. Data saluran transmisi Gardu Induk Talise - PLTU Mpanau
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu.
Jenis Rele Yang Digunakan Tabel 8. Menunjukkan jenis rele jarak (distance relay) yang digunakan.
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu
Tabel 9. Menunjukkan jenis rele jarak (distance relay) yang digunakan.
Sumber : Transmisi dan Gardu Induk (Tragi) Palu
Tabel 10. Hasil Analisa Perhitungan Arus Gangguan Hubung Singkat Satu Phasa Ketanah.
Tabel 11. Hasil Analisa Perhitungan Impedansi Gangguan Hubung Singkat Satu Phasa Ketanah.
Tabel 12. Hasil Analisa Perhitungan Setting Rele Jarak (Distance Relay) Pada Gardu Induk Sidera  - Gardu Induk Talise
Untuk  menghitung  arus  gangguan  hubung singkat (short  circuit  fault) pada  saluran  udara tegangan  tinggi  (SUTT)  70  kV  Antara  Gardu Induk Sidera-Gardu Induk Talise, yaitu membuat single  line  diagram dari  pusat pembangkit  sampai  ke  gardu  induk  sidera  – gardu induk talise seperti dibawah ini :
Gambar 5. Single line diagram sistem sulteng pada Software ETAP (Electric  Transient  and  Analysis Program) 12.6.0.
Gambar 6. Hasil Simulasi Short circuit Study Case , GI Sidera – GI Talise Pada Software ETAP (Electric Transient and Analysis Program) 12.6.0.

## Analisa Gangguan Hubung Singkat
Gangguan  hubung  singkat  yang  dihitung adalah  gangguan  hubung  singkat  satu  phasa  ke tanah antara  Gardu Induk Sidera – Gardu Induk Talise  yang  terjadi  pada  titik  gangguan  25%, 50%75%  dan  100%  Saluran  Udara  Tegangan Tinggi  70  kV.  Perhitungan  dilakukan  dengan menggunakan  metode  perhitungan  manual  dan menggunakan software ETAP (Electric Transient and Analysis Program ) 12.6.0 sebagai pembanding hasil perhitungan manual.
Hasil  perhitungan  gangguan  hubung singkat  satu  phasa  ke  tanah  antara  Gardu  Induk Sidera –  Gardu  Induk  Talise  dengan menggunakan  skenario  simulasi  gangguan  pada jarak  25%,  50%,  75%,  dan  100%  dari  panjang saluran transmisi dapat dilihat pada tabel 4.7 dan 4.10.    Pada  Gardu  Induk  Sidera-Talise  arus hubung  singkat  terbesar  terjadi  pada  jarak   25% dari panjang saluran transmisi sebesar  827,84 A dan  arus  hubung  singkat  terkecil  terjadi  pada jarak  gangguan  100%  dari  panjang  saluran transmisi  sebesar  729,71  A.  Ini  menunjukkan bahwa  semakin  dekat  jarak  gangguan  dengan
rele  maka  arus  yang  terjadi  semakin  besar  dan semakin jauh jarak gangguan dengan rele makan arus  yang  terjadi  semakin  kecil.  Berikut  grafik perbandingan  antara  arus  gangguan  terhadap titik lokasi gangguan.
Gambar 7. Grafik Perbandingan Jarak gangguan terhadap Arus gangguan Satu Phasa ke tanah,
GI Sidera – GI Talise
Tabel  13. Hasil  perbandingan  Z Setting dengan Z gangguan Pada GI Sidera – GI Talise
Dari  tabel  13,  gangguan  terjadi  di sepanjang  saluran  transmisi  antara  GI  Sidera  – GI  Talise.  Rele  yang  berada  pada  GI  Sidera mendeteksi  adanya  gangguan  yang  terjadi  di wilayah  kerja  zona  1  dan  zona  2.  Gangguan yang  terjadi  pada  zona  1 -A dengan  impedansi gangguan hubung singkat (Z f ) satu phasa sebesar 84,55  Ω,  88,27  Ω,  92,07  Ω,   dan  95,92  Ω  yang masing  masing  ganggunan  berada  pada  wilayah kerja  Zona-1 A dan  zona  2- A  . karena  nilai impedansi  gangguan  lebih  kecil  dari  nilai impedansi  setting  rele    (Z gangguan <  Z setting )  maka rele  akan  bekerja  dengan  waktu instant yaitu seketika  (0  sekon)  dan  memerintahan  PMT untuk trip .
Perbandingan  Hasil Perhitungan Setting Distance Relay Dengan Data Dilapangan
Tabel 14. Perbandingan Hasil Perhitungan Setting Distance Relay dengan Data Lapangan
Perbandingan Hasil Perhitungan Setting Rele Jarak (Distance Relay) Dengan Data
Lapangan  dan  Simulasi  ETAP (Electric Transient and Analysis Program) 12.6.0.
Tabel 15. Perbandingan nilai arus gangguan hubung singkat  satu  phasa  ke  tanah  dengan  data  PT.  PLN (Persero)  Wilayah  Suluttenggo  AP2B  Sistem Minahasa  dan Software ETAP (Electric  Transient and Analysis Program) 12.6.0.
Gambar  9. Grafik Perbandingan perhitungan manual, data PLN (Persero) dan simulasi ETAP (Electric Transient and Analysis Program) 12.6.0
Pada tabel 4.15 menunjukkan perbandingan hasil  perhitungan  manual  nilai  arus  gangguan hubung  singkat  satu  phasa  ketanah  dengan  data
PT.  PLN  (Persero ) Wilayah  Suluttenggo  AP2B Sistem  Minahasa  dan  hasil  simulasi Software
ETAP (Electric Transient and Analysis Program) 12.6.0, Jika dilihat dari hasil perhitungan  manual  nilai arus gangguan hubung singkat satu phasa ketanah dengan data PT. PLN (Persero ) Wilayah  Suluttenggo  AP2B  Sistem
Minahasa  dan  hasil  simulasi Software ETAP (Electric Transient and Analysis Program) 12.6.0, perhitungan manual lebih besar dari  pada  data  yang  dimiliki  oleh  PT.  PLN (Persero ) Wilayah  Suluttenggo  AP2B  Sistem Minahasa dan hasil simulasi Software
ETAP (ElectricTransientandAnalysisProgram) 1 2.6.0,  karena  kami  mengabaikan  nilai  rugi-rugi saluran  transmisi  dimana  nilai  yang  dimiliki rugi-rugi PT. PLN (Persero ) Wilayah
Suluttenggo  AP2B  Sistem  Minahasa  yaitu  2%  - 3%.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  analisa  data  yang dilakukan, maka diperoleh beberapa kesimpulan, diantaranya sebagai berikut :
Arus  gangguan  hubung  singkat  untuk Gardu  Induk  Sidera  –  Gardu  Induk  Talise terbesar  terjadi  pada  jenis  gangguan  hubung singkat  satu  phasa  ketanah  dengan  jarak  lokasi gangguan 25% sebesar 827,84 A, arus gangguan yang  terjadi  pada  jarak  lokasi  50%  sebesar 792,97,  arus  gangguan  yang  terjadi  pada  jarak lokasi  75%  sebesar  760,29  dan  arus  gangguan hubung  singkat  terkecil  terjadi  pada  jenis gangguan  hubung  singkat  satu  phasa  ketanah dengan  jarak  lokasi  gangguan  100%  sebesar 729,71  A.  Hal  ini  sesuai  dengan  teori  yang  ada, bahwa  jarak  berpengaruh  terhadap  gangguan hubung  singkat,  baik  gangguan  satu  phasa ketanah.  Semakin  jauh  lokasi  jarak  terjadinya gangguan,  maka  semakin  kecil  nilai  arus gangguannya,  sebaliknya  semakin  dekat  lokasi jarak  terjadinya  gangguan,  maka  semakin  besar nilai arus gangguannya.
Hasil  perhitungan  manual  setting  rele jarak yang terpasang antara Gardu Induk  Sidera –  Gardu  Induk  Talise,  maka  diperoleh  nilai untuk  zona  1  nilai  Z Setting-1 sebesar  2,672  Ω  dan nilai Z Setting-0 sebesar  5,148 Ω, sedangkan untuk zona  2  nilai  Z Setting-1 sebesar    4,809  Ω  dan  nilai
Z Setting-0 sebesar  9,266  Ω  dan  untuk  zona  3 Z Setting-1 sebesar 8,91 Ω dan nilai Z Setting-0 sebesar 10,117  Ω.  Terbukti  dari  hasil  perbandingan impedansi  gangguan  dengan  impedansi  setting rele  jarak (distance  relay) tersebut,  impedansi gangguan lebih kecil dari pada impedansi setting rele tersebut (Z gangguan <Z setting ).

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pelatihan O & M relai Proteksi jaringan. P3B: PT. PLN (Persero),2006.
[2]  Stevenson,  William  D.,  1996, “Analisis Sistem Tenaga Listrik”, Edisi 4, Terjemahan Kamal Idris, Jakarta : Erlangga.
[2]    S.K,.    Supriana,  Arjana,  D.,    A.A.N., Amrita.,  2014,    “ Studi  Pengaruh  Uprating Saluran Transmisi Tegangan Tinggi 150 Kv Terhadap  Setting  Rele  Jarak  Antara  Gi
Kapal  –  Gi  Padang  Sambian  –  Gi Pesanggaran”, Media  Elektrik,  Teknik
Elektro, Universitas Udayana, Vol.1, No.
[3]  Mardeansyah,
A., 2008, “ Studi
Perencanaan  Rele  Proteksi  Pada  Saluran
Udara Tegangan Tinggi ”
[4]  Pamungkas,. A.C.,  2014  “ Scanning Setting
Rele Jarak (Distance Relay) Saluran Udara
Tegangan Tinggi (Sutt) 150 kV  Gardu Induk Drajat-Garut-Tasiktasik Baru ”,
Media Elektrik, Teknik Elektro, Universitas Diponegoro.
[5]  Subito, J.A., 2015, “ Analisis  gangguan
Hubung  Singkat Untuk  Setting Distance
Relay  pada SUTT 150 kV antara GI
Pamona - GI  Sidera ”. Teknik Elektro, Universitas Tadulako.
[6]  Pirade S.D., Pamula M., 2017” Analisis Gangguan Hubung singkat Untuk setting
Rele Jarak (Distance Relay) Pada Saluran
Udara Tegangantinggi (SUTT) 70 kV Antara Gardu Induk Sidera – Gardu Induk Tipo ”. Teknik Elektro, Universitas Tadulako.