## Analisa Koordinasi Setting Relai Jarak Sistem Transmisi 150 KV Area Gardu Induk Otam – Gardu Induk Isimu
Jendry B. Sepang, Lily S. Patras, Fielman Lisi. Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115
Email:  Jendribrian@gmail.com, Lilypatras@yahoo.com, fielmanlisi@gmail.com
Abstract  -  The  150  KV  transmission  system  at  the  High Voltage Power Line  of Suluttenggo region, especially in the Otam substation area to the Isimu substation is part of the 150 KV transmission subsystem that is often disturbed and makes the distance relay always work.
Distance  relay  works  as  the main  protection on the transmission line and setting on distance relays affect the transmission line safety performance. Incorrect settings will  cause  slow  relays  or  fail  to  work.  Therefore  it  is necessary to have a good setting on the distance relay. The distance  relay  protection  zone  is  divided  into  3  protection zones.  In order  to  avoid overlap  between  protection  zones the relay distance setting needs to be coordinated.
In  this  final  project,  used  transmission  line connecting the Otam   - Lolak - Boroko - Isimu substation. Results of calculation of distance relay on Substation Otam -  Lolak  zone 1  = 7.86  81,4  °  (Ohm)  with  relay  working time  (T1)  =  0  seconds,  Substation  Lolak  -  Boroko  zone  1 =  29,91  81  ,  4  °  (Ohm)  with  relay  working  time  (T1) = 0 (sec), Substation Boroko - GI Isimu zone 1 = 23,63  81,4 ° (Ohm) with relay working time  (T1) = 0 (sec) . For zone  2  and  zone  3  is  set  as  backup  security.              In  the calculation of zone setting 1, zone 2 and zone 3 are not in accordance with field conditions, because the calculation of line impedance value in the field does not consider the value of line capacitance.
Keywords: Distance Relay, Setting, Substation, Transmission Line,  Zone Protection.
Abstrak  -  Saluran  udara  tegangan  tinggi  adalah  bagian dalam  sistem  tenaga  listrik  yang  sering  mengalami gangguan. Sistem transmisi 150 KV pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) wilayah Suluttenggo, khususnya  pada  gardu  area  induk  Otam  sampai  gardu induk Isimu adalah bagian dari subsistem transmisi 150 KV yang sering mengalami gangguan dan membuat relai jarak selalu bekerja.
Relai  jarak  bekerja  sebagai  proteksi  utama pada  saluran  transmisi  dan setting pada  relai  jarak berpengaruh  terhadap  kinerja  pengaman  saluran transmisi. Setting yang  tidak  tepat  akan  menyebabkan relai  jarak  lambat  atau  gagal  bekerja.  Oleh  karena  itu perlu  adanya  setting  yang  baik  pada  relai  jarak.  Zona proteksi relai jarak terbagi menjadi 3 zona proteksi. Agar tidak terjadi tumpang tindih antara zona proteksi maka setting relai jarak perlu dikoordinasikan.
Dalam  tugas  akhir  ini,  diambil  saluran transmisi    yang  menghubungkan  gardu  induk  otam  – Lolak – Boroko – Isimu. Hasil  perhitungan setting relai jarak  pada GI Otam – GI Lolak zona 1 =  7,86  81,4° (Ohm) dengan waktu kerja relai   (T1) = 0 detik, GI Lolak –  GI Boroko  zona  1  = 29,91  81,4°  (Ohm)  dan  waktu
kerja relai (T1) = 0 (detik), GI Boroko – GI Isimu zona 1 =  23,63  81,4°  (Ohm)  dan  waktu  kerja  relai  (T1)  =  0 (detik).  Untuk  zona  2  dan  zona  3  di setting sebagai pengaman  cadangan.  Pada  perhitungan  setting  zona  1, zona 2 dan zona 3 tidak sesuai dengan kondisi lapangan, karena  pada  perhitungan  nilai  impedansi  saluran  di lapangan  tidak  mempertimbangkan  nilai  kapasitansi saluran.
Kata  Kunci  :  Gardu  Induk,  Relai  Jarak,  Saluran Transmisi , Setting ,  Zona Proteksi.

## I. P ENDAHULUAN
Dalam  Perkembangan  teknologi  saat  ini, kecenderungan  masyarakat  untuk  memanfaatkan energi  listrik  dalam  kehidupan  sehari-hari  terus meningkat. Hal ini disebabkan karena semakin banyak aktivitas  manusia  yang  memerlukan    energi  listrik, misalnya  untuk  keperluan  industri,  rumah  tangga, telekomunikasi, dan lain sebagainya.
Kontinuitas  penyaluran  tenaga  listrik  yang baik  merupakan  dambaan  setiap  konsumen  listrik. Dalam  hal  ini  PT.  PLN  sebagai  perusahaan  nasional yang  bergerak  dalam  bidang  ketenagalistrikan berusaha  meningkatkan  sistem  tenaga  listrik  yang sudah  ada  dan  menghimpun  seluruh  potensi  yang dimiliki, sehingga sangat diharapkan mampu mengatasi  segala  kebutuhan  masyarakat  akan  energi listrik yang memadai, aman, handal, dan kontinu. Akan tetapi  pada  kenyataannya  penyaluran  tenaga  listrik yang  sampai  pada  konsumen  tidaklah  lancar  dan mudah,  selalu  terjadi  gangguan  yang  menyebabkan pemadaman  yang  sangat  tidak  diharapkan  oleh  para konsumen.
Agar  pemadaman  tidak  meluas,  maka diperlukan pengaman yang dapat memerintah pemutus tenaga  untuk  memisahkan  bagian  saluran  yang mengalami  gangguan.  Pengaman  yang  banyak digunakan  adalah  relai  jarak  (distance  relai),  dimana bila setting nya  dilaksanakan  secara  baik,  maka  akan dapat  melokalisir  gangguan,  sehingga  yang  bekerja hanya alat yang paling dekat dengan lokasi gangguan.
Sistem transmisi 150 KV pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) wilayah Suluttenggo adalah sistem  yang  banyak  mengalami  gangguan.  Secara
khusus  pada  gardu  induk  Otam  sampai  gardu  induk Isimu adalah bagian dari subsistem transmisi 150 KV yang  sering  mengalami  gangguan  dan  membuat  relai jarak  selalu  bekerja.  Relai  jarak  bekerja  sebagai proteksi utama pada saluran transmisi dan setting pada relai  jarak  berpengaruh  terhadap  kinerja  pengaman saluran  transmisi. Setting yang  tidak  tepat  akan menyebabkan relai jarak lambat atau gagal bekerja.
Dari permasalahan tersebut sehingga penulis mengangkat  judul  “Analisa  Koordinasi Setting Relai Jarak  Sistem  Transmisi  150  KV  Area  Gardu  Induk Otam – Gardu Induk Isimu.”

## A. Saluran Transmisi
Pusat-pusat  listrik,  biasa  juga  disebut  sentral- sentral  listrik  ( Electric  Power  Station ),  pusat  listrik biasanya  jauh  letaknya  dari  tempat-tempat  dimana tenaga listrik digunakan. Karena itu energi listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui saluran-saluran transmisi. Pemakaian saluran transmisi didasarkan atas besarnya daya  yang  harus disalurkan dari pusat-pusat pembangkit  listrik  ke  pusat  beban.  Sistem  transmisi menyalurkan  daya  dengan  tegangan  tinggi  yang digunakan  untuk  mengurangi  adanya  rugi-rugi transmisi akibat jatuh tegangan.

## B.   Saluran Transmisi Pendek
Pada  saluran  transmisi  pendek,  nilai  kapasitansi penghantar  dapat  diabaikan  sehingga  penghantar dimodelkan  dengan  impedansi    (R  dan  XL),  maka rangkaian ekivalen saluran transmisi pendek dimodelkan pada gambar 1.
Oleh karena pengaruh kapasitansi dan konduktansi bocor dapat diabaikan pada saluran transmisi pendek, maka  saluran  tersebut  dapat  dianggap  sebagai rangkaian  impedansi  yang  terdiri    daari  tahanan  dan induktansi.
Gambar 1. Rangkaian Ekivalen Saluran  Transmisi Pendek
Gambar 2. Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Menengah Rangkaian T

## C. Saluran Transmsisi Menengah
Saluran  transmisi  jarak  menengah  dapat  dianggap sebagai  rangkaian  T  atau  rangkaian  π,  pada  saluram transmisi menengah, nilai kapasitansi penghantar tidak dapat  diabaikan  sehingga  penghantar  dimodelkan dengan  impedansi  penghantar  (R  dan  XL)  dan kapasitansi  yang  dapat  dimodelkan  dalam  bentuk rangkaian  ekivalen  saluran  transmisi  menengah rangkaian  T  pada  gambar  2  dan  rangkaian  ekivalen saluran transmisi menengah rangkaian π terdapat pada gambar 3.

## D.  Impedansi Saluran
Pada  perhitungan  setting  relai  jarak,  impedansi merupakan  parameter  pokok  yang  digunakan  dalam perhitungan. Untuk menghitung impedansi (Z) saluran transmisi,  terlebih  dahulu  kita  menghitung  resistansi saluran  (R)  dan  Reaktansi  saluran  (X),  dimana  nuilai dari reaktansi bisa didapat dari 2 parameter yaitu nilai kapasitansi dan induktansi. Oleh karena itu, impedansi dapat  dijabarkan  sebagai  mana  persamaan  (1),  (2) dan (3) :
Z = R + jX (1) Z = R + jX +  jX (2) Z = R + j (X +   X ) (3) Dimana : Z = Impedansi (Ohm) R = Resistansi (Ohm) X = Reaktansi Induktif  (Ohm) X
= Reaktansi Kapasitif (Ohm)

## E. Komponen – Komponen  Proteksi
Setiap  system  proteksi    minimum  terdiri  dari transformator  instrumen,  relai  dan  pemutus  tenaga ( Circuit  Breaker ).  Komponen  sistem  Proteksi  pada transmisi  tegangan  tinggi  menggunakan  relay    jarak ditampilkan dalam gambar 4.
Gambar 3. Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Menengah Rangkaian π
Gambar 4. Komponen Sistem Proteksi

## F.  Relai Jarak
Relai  jarak  (distance  relay)  merupakan  protkesi yang paling utama pada saluran transmisi. Relai jarak menggunakan  pengukuran  tegangan  dan  arus  untuk mendapatkan impedansi saluran yang harus diamankan. Jika impedansi yang terukur di dalam batas settingnya, maka  rele akan bekerja. Disebut relai jarak, karena  impedansi  pada  saluran  besarnya  akan sebanding  dengan  panjang    saluran.  Oleh  karena itu,rele  jarak  tidak  tergantung  oleh  besarnya  arus gangguan  yang  terjadi,  tetapi  tergantung    pada  jarak gangguan  yang  terjadi  terhada  prele  proteksi. Impedansi  yang diukur dapat berupa  Z, R saja ataupun X saja, tergantung jenis rele yang dipakai.
Prinsip  kerja  relai  jarak  berdasarkan  pada impedansi saluran transmisi, yang besarnya sebanding dengan panjang dari saluran transmisi tersebut. Prinsip pengukuran  jaraknya  dengan  membandingkan  arus gangguan yang dirasakan oleh relai terhadap tegangan di  titik  atau  lokasi  dimana  relai  terpasang.  Dengan membandingkan kedua besaran itu, impedansi saluran transmisi  dari  lokasi  relai  sampai  titik  atau  lokasi gangguan  dapat  diukur.  Perhitungan  impedansi  dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
= (4)
Dimana :
Z = Impedansi gangguan (Ohm)
I = Arus gangguan (A)
V = Tegangan (V)

## G.  Prinsip Pengukuran Jarak
Sebagaimana  telah dijelaskan bahwa prinsip kerja relai jarak adalah membandingkan arus dan  tegangan di  tempat  yang  sama.  Prinsip  pengukuran    relai  jarak digambarkan pada gambar 5.
Relai jarak pada dasarnya akan bekerja dengan cara membandingkan  impedansi  gangguan  yang  terukur dengan impedansi setting relai dengan ketentuan :
1) Bila  harga  impedansi  gangguan  lebih  kecil  dari pada  impedansi setting relai  maka    relai  akan  trip (Zset>Zf).
2) Bila  harga  impedansi  gangguan  lebih  besar  dari pada impedansi seting  relai maka relai tidak akan trip.

## H. Pengaturan Zona Proteksi Relai Jarak
Dalam  membuat setting ,  pertama-tama  ditetapkan dahulu  nilai  impedansi  disistem  tenaga  (primer). Impedansi sekunder dihitung dengan persamaan :
=
(5)
Dimana : Z = Impedansi Sekunder
Z           = Impedansi Primer
CT =  Rasio Transformator arus

## PT =  Rasio Transformator tegangan
Daerah kerja relai jarak umumnya dibagi menjadi 3 zona  yang  dikoordinasikan  dengan  seksi  berikutnya agar tidak terjadi overlapping . Dan zona proteksi  relai jarak  digambarkan pada gambar  6.
Gambar 5. Zona Proteksi relai jarak
Gambar 6. Prinsip Pengukuran Jarak
Dasar pemilihan zona pengamanan relai jarak yang diaplikasikan adalah sebagai berikut :
Penyetelan    Zone  I.  Daerah  ini  harus  mencakup daerah  sejauh  mungkin  dari  saluran  yang  diamankan, tetapi  tidak  boleh  melampaui  saluran  didepannya. Dengan mempertimbangkan  adanya kesalahan– kesalahan  dari  data  saluran,  CT,  PT  dan  peralatan lainnya  sebesar  20%,  zone  I  mulai  di  set  80  %    dari panjang saluran  yang diamankan.
Z = 0,8 Z
(6)
Waktu  kerja  relai  adalah  seketika,  sehingga dilakukan  penyetelan  waktu  dengan  T1  =  0  detik. Penyetelan    Zone  II.  Dasar  pemilihan  zone  II berdasarkan    pertimbangan  –  Pertimbangan  sebagai berikut :
1) Daerah  ini  harus  pasti  dapat  menjangkau  sisa saluran  yang  tidak  diamankan  zone  I,  tetapi  tidak boleh  overlap  dengan  zone  II  seksi  berikutnya. Dengan  mengasumsikan    kesalahan  –  kesalahan seperti pada penyetelan zone I sekitar 20   %, maka didapat penyetelan minimum dan maksimum untuk zone II sebagai berikut :
Z = 1,2 Z (7) Z = 0,8 (Z + 0,8 Z ) (8)
Dimana : Z = Impedansi saluran transmisi yang diamankan (dalam Ω)
Z = Impedansi  saluran  transmisi  berikutnya yang terpendek  (dalam Ω)
2) Jika  pada  saluran  seksi  berikutnya  terdapat beberapa  cabang,  untuk  mendapatkan  selektifitas yang baik, maka setting Z 2mak diambil  dengan nilai impedansi penghantar ( ohm ) yang terkecil. seperti pada Setting zona II (Z2 maks dengan T2 = 0,4 – 0,5  detik)  dan    Setting  zona  II  (  Z2  maks  dengan T2 = 0,4 detik).
Jika  saluran  yang  diamankan  jauh  lebih  panjang dari  saluran  seksi  berikutnya,  maka  akan  terjadi Z2mak  <  Z2min.  Pada  keadaan  demikian,  untuk mendapatkan selektifitas yang baik, maka zone II dapat diambil  =  Z2min  dengan setting waktunya  dinaikkan satu tingkat.
Penyetelan  Zone  III.    Dasar  pemilihan    zone  III adalah  berdasarkan  pertimbangan  –  pertimbangan, daerah  ini  diusahakan  dapat  meliputi  seluruh  saluran seksi  berikutnya,  (  harus  mencapai “far dan bus ” terpanjang) sehingga di dapat penyetelan zone III :
Z = 1,2 (Z + Z ) (9)
Z = 0,8 (Z + 0,8 (Z +  0,8
)) (10)
Seperti  halnya  pada  penyetelan  zone  II,  maka  pada penyetelan zone III, jika Z3min > Z3mak dan zone III harus  menjadi  pengaman  cadangan  seksi  berikutnya secara  keseluruhan,  maka  T3    dinaikkan  satu  tingkat lebih lama dari pada T3 dalam keadaan normal.

## I. Perlambatan Waktu Kerja ( ∆ )
Penentuan besarnya perlambatan waktu kerja ( ∆ ) untuk  zona  II  dan  III  sebagai  pengaman  cadangan umumnya diambil 0,4 sampai dengan 0,5 detik, dengan perincian  hal  yang  mempengaruhi  pengambilan  nilai tersebut adalah :
1) Kesalahan  relai  waktu  dari  kedua  ujung  =  0,1 + 0,1  = 0,2 detik
2) Waktu pembukaan efektif  PMT = 0,05 detik
3) Waktu reset PMT = 0,05 detik
4) Toleransi waktu = 0,1 s/d 0,2 detik

## II. M ETODOLOGI PENELITIAN
Gambar  7  adalah  gambaran    alur  penelitian  yang dilakukan untuk  melakukan analisa setting relai jarak sistem  transmisi  150  KV  area  Gardu  Induk  Otam  – Gardu Induk Isimu.
Gambar 8.  Diagram segaris sub transmisi untuk zona proteksi relai jarak GI Otam – GI Isimu
TABEL I. DATA PENDUKUNG IMPEDANSI TRANSIENT
Gambar  8  adalah  gambar single  line  diagram sistem yang masuk dalam koordinasi zona proteksi  GI Otam – GI Isimu

## III. H ASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini, penulis membahas hasil perhitungan impedansi  saluran  dan  perhitungan  setting  relai  pada relai jarak untuk saluran GI Otam – GI Isimu.

## A. Parameter Sistem
Dalam menentukan nilai setting relai jarak, maka diperlukan  beberapa    parameter  dari  sistem  yang ditinjau, dalam skripsi ini meliputi  GI Otam, GI Lolak, GI  Boroko  dan  GI  Isimu.  Parameter  tersebut  adalah impedansi saluran, panjang saluran, ratio transformator arus  (CT)  dan  transformator  tegangan  (PT)  serta impedansi  Trsansformator.  Dengan  demikian,  untuk menentukan  setting  relai  jarak  ini  diperlukan  analisa sistem  tenaga  listrik.  Untuk  itu  diperlukan  data-data
yang berhubungan dengan penentuan setting relai jarak dengan table yang ada pada tabel I.
Dalam menghitung Impedansi Saluran transmisi jarak menengah harus mempertimbangkan kapasitansi  konduktor.  Dan  untuk  menghitung kapasitansi konduktor, data dapat dilihat pada tabel  I. Dalam melakukan perhitungan digunakan persamaan 2.20.
Diketahui : R   = 0,1183 Ohm/km XL = 0,3877  Ohm/km B   = 2,533  S/km
Hubungan antara Suseptansi (B) dan Reaktansi Kapasitif (X c ), yaitu
B = 1 X
Jadi, nilai X c …? Penyelesaian :
B = ;  dengan nilai B = 2,533 S/km
2,533 S/km = 1
X
X = 1
2,533 S/km
X =  0,395 Ohm/km
Jadi,  nilai  dari  reaktansi  kapasitif  (X c )  konduktor adalah 0,395 Ohm/km.
NAME PENAMPANG (mm 2 ) ARUS (A) URUTAN POSITIF (Ohm/km) SUSEPTANSI (B) S/km R XL ACSR 85 312 0,4215  0,4456 3,4737 ACSR 120 382 0,2924  0,4572 2,7946 ACSR 240 600 0,1183  0,3877 2,533

## TABEL II. DATA PENDUKUNG IMPEDANSI  TRANSIENT
(DENGAN NILAI Xc  DAN C)
Dalam  melakukan  perhitungan  Kapasitansi konduktor  digunakan  persamaan  2.12.  Hubungan antara  Reaktansi  kapasitif    (X c )  dan  kapasitansi  (C), yaitu (lihat tabel II) :
X = 1 2πfC
Jadi, nilai C…? Penyelesaian : X = 1 2πfC 0,395  = 1
2 x 3,14 x 50 x C 0,395  =
1 314 x C C = 1
314 x 0,395 C = , ; C =  0,008 F/km
Jadi nilai kapasitansi konduktor (C) adalah 0,008 F/km

## B. Impedansi Saluran
Untuk  menghitung  impedansi  saluran  (Z) menggunakan  persamaan  2.9.  Pada  perhitungan  ini, Impedansi penghantar akan dikalikan dengan panjang saluran untuk mendapatkan Impedansi primer saluran (lihat tabel III).
Diketahui :
R   = 0,1183 Ohm/km X = 0,3877 Ohm/km X = 0,395 Ohm/km
Ditanya :  Impedansi Saluran (Z)…?
Penyelesaian : Z = R + j ( X +   X ) Z = 0,1183 + j (0,3877 + 0,395) Z = 0,1183 + j 0,7827 Ohm/km
Untuk  setiap  perubahan  temperatur  resistansi dari  suatu  penghantar  juga  berubah.  Dan  perubahan ini  mendekati  linier  untuk  daerah  temperatur  yang luas.  Reistansi  dari  penghantar  saluran  transmisi adalah penyebab  yang terpenting dari  rugi-rugi daya pada  saluran  transmisi  yang  dimaksud  dengan resistansi disini adalaah resistansi efektif

## TABEL III. DATA IMPEDANSI  SUTT 150 KV

## C. Perhitungan Nilai Setting Relai Jarak pada GI Otam – GI Isimu
Perhitungan  nilai setting relai  jarak  pada  GI Otam  –  GI  Isimu,  meliputi  saluran  transmisi    GI Otam - GI Lolak - GI Boroko – GI Isimu. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan perhitungan manual berdasarkan data-data yang ada pada Bab III.
Ratio  CT/PT  didapatkan  dengan  membagi  nilai ratio CT dengan nilai ratio PT,  perhitungan dihitung dengan menggunakan persamaan 2.47.
CT =
( A) ; PT = (V) CT = ( ) ( ) = 0,33 (Ohm)
CT = ( A) ; PT = (V) CT = ( ) ( ) = 0,533 (Ohm)

## D. Menghitung Impedansi Sekunder Saluran
Untuk  data  Impedansi  primer  diperoleh  dari perhitungan  impedansi  total  primer.  Ratio  CT/PT diperoleh dari perhitungan diatas dan nilainya berlaku sama untuk semua saluran yang diamankan.

## E. Menghitung Nilai Setting zona I GI Otam
Nilai  setting  zona  satu  dihitung  berdasarkan persamaan  2.48.  Data  yang  digunakan  dalam perhitungan adalah :
ZAB = 1,47 + j 9,71 (Ohm) Ditanya Zona 1? Penyelesaian : Zona 1  = 0.8 x (1,47 + j 9,71)
(Ohm)
= 1,176 + j 7,77 = 7,86  81,39° (Ohm)

## F. Menghitung Nilai Setting Zona 2 GI Otam
Pada zona ini terdapat persamaan yang digunakan yaitu  persamaan  2.49  untuk  menghitung  Zona  2 minimum.  Data  yang  diperlukan  dalam  perhitungan adalah sebagai berikut :
Z AB = 1,47 + j 9,71 (Ohm)
NAME PENAM PANG (mm 2 ) I NOMI NAL (A) URUTAN POSITIF (Ohm/km) KAPASITANSI (C) F/km R XL XC ACSR 240 600 0,11 83 0,38 77 0,39 5 0,008 SUTT 150 KV Panjang (Km) Impedansi Saluran (Ohm/Km) GI Otam - GI Lolak 37,59 0,1183 + 0,7827 GI Lolak - GI Boroko 88,6 0,1183 + 0,782 GI Boroko - GI Isimu 70 0,1183 + 0,7827
Ditanya:
Zona 2 ? Penyelesaian : Zona 2  = 1.2 x  (1,47 + j 9,71) (Ohm) = 1,76 + j 11,65  = 11,78   ° (Ohm)

## G. Menghitung Nilai Setting Zona 3 GI Otam
Pada zona ini terdapat persamaan yang digunakan yaitu  persamaan  2.51,  untuk  menghitung  Zona  3 minimum.  Data  yang  diperlukan  dalam  perhitungan adalah sebagai berikut :
Z AB = 1,47 + j 9,71 (Ohm) Z BC
= 5,59 + j 36,96  (Ohm) Ditanya:
Zona 3 ?
Penyelesaian :
Zona 3  = 1.2 x  (1,47 + j 9,71 +5,59 + j 36,96)   (Ohm) = 1,2 (7,06 + j 46,67) (Ohm)
= 8,47 + j 56,004 = 56,64  ° (Ohm)

## H. Menghitung Nilai Setting Zona 2 GI Lolak
Pada zona ini terdapat persamaan yang digunakan yaitu  persamaan  2.49,  untuk  menghitung  Zona  2 minimum.  Data  yang  diperlukan  dalam  perhitungan adalah sebagai berikut :
Z BC = 5,59 + j 36,96  (Ohm) Ditanya: Zona 2 ? Penyelesaian : Zona 2  = 1.2 x (5,59 + j 36,96)    (Ohm) = 6,708 + j 44,35  =  44,85  ° (Ohm)

## I. Menghitung Nilai Setting Zona 3 GI Lolak
Pada zona ini terdapat persamaan yang digunakan yaitu  persamaan  2.51,  untuk  menghitung  Zona  3 minimum.  Data  yang  diperlukan  dalam  perhitungan adalah sebagai berikut :
Z BC = 5,59 + j 36,96  (Ohm)
Z CD
= 4,414 + j 29,2  (Ohm) Ditanya: Zona 3 ? Penyelesaian : Zona 3  = 1.2 x (5,59 + j 36,96 +4,414 + j 29,2)  (Ohm) = 1,2 (10,004 + j 66,16) (Ohm)
= 12,005 + j 79,39 = 80,29  ° (Ohm)
J. Menghitung Nilai Setting Zona 1 GI Boroko
Nilai  setting  zona  satu  dihitung  berdasarkan persamaan  2.48.  Data  yang  digunakan  dalam perhitungan adalah :
Z CD = 4,414 + j 29,2  (Ohm) Ditanya: Zona 1?
Penyelesaian : Zona 1  = 0.8 x (4,414 + j 29,2) (Ohm)
= 3,53 + j 23,36 = 23,63  81,4° (Ohm)

## K. Menghitung Nilai Setting Zona 2 GI Boroko
Pada  zona  ini  terdapat  persamaan  yang digunakann  yaitu  persamaan  2.49,  untuk  menghitung Zona  2  minimum.  Data  yang  diperlukan  dalam perhitungan adalah sebagai berikut :
Z CD
= 4,414 + j 29,2  (Ohm)
Ditanya:
Zona 2 ?
Penyelesaian : Zona 2  = 1.2 x (4,414 + j 29,2) (Ohm)
= 5,297 + j 35,04  = 35,44  ° (Ohm)

## L. Menghitung Impedansi Saluran GI Otam – GI
Lolak - GI Boroko – GI Isimu
Impedansi Saluran  GI Otam – GI Lolak Diketahui :
ZL 1s = 1,47 + j 9,71 (Ohm) Ditanya : Impedansi Saluran GI Otam – GI Lolak (ZL 1 ) ? Penyelesaian :
ZL 1 = 1,47 + j 9,71 (Ohm)
= 9,82  81,4° (Ohm) Impedansi Saluran GI Lolak – GI Boroko Diketahui :
ZL 2s = 5,59 + j 36,96 (Ohm) Ditanya : Impedansi Saluran GI Lolak – GI Boroko (ZL 2 ) ? Penyelesaian :
ZL 2 = 5,59 + j 36,96 (Ohm) = 37,38  81,4° (Ohm) Impedansi Saluran GI Boroko – GI Isimu Diketahui :
ZL 3s =  4,414 + j 29,2 (Ohm)
Ditanya :
Impedansi Saluran GI Boroko – GI Isimu (ZL 3 ) ? Penyelesaian :
ZL 3 = 4,414 + j 29,2 (Ohm)
= 29,53  81,4° (Ohm)

## M. Penentuan Letak Gangguan
Dalam  skripsi  ini  ditentukan  letak  terjadinya gangguan,  tujuannya  untuk  menentukan  koordinasi relai  jarak  antara  Gardu  Induk.  Dalam  skripsi  ini ditentukan presentasi (%) letak gangguan pada saluran transmisi  dalam  bentuk  Impedansi  saluran  (Ohm), yaitu :
20 % ZL1 (9,82 Ohm) = 1,96 (Ohm) 50 % ZL1 (9,82 Ohm) = 4,91 (Ohm)
80 % ZL1 (9,82 Ohm) = 7,86 (Ohm) 20 % ZL2 (37,38  Ohm) = 7,48 (Ohm) 50 % ZL2 (37,38  Ohm) = 18,69 (Ohm) 80 % ZL2  (37,38  Ohm) = 29,904 (Ohm)
20 % ZL3 (29,53  Ohm) = 5,91 (Ohm)
50 % ZL3 (29,53  Ohm) = 14,77 (Ohm) 80 % ZL3  (29,53 Ohm) = 23,62 (Ohm)
Keterangan :
ZL1 = Impedansi saluran GI Otam – GI Lolak (Ohm) ZL2 = Impedansi saluran GI Lolak – GI Boroko (Ohm) ZL3 = Impedansi saluran GI Boroko – GI Isimu (Ohm)
A = GI Otam B = GI Lolak C = GI Boroko D = GI Isimu
Z1  =  Zona  1  ;  Z2  =  Zona  2  ;  Z3  =  Zona  3

## 1) Letak Gangguan di F1 (lihat gambar 9)
a. Jika terjadi gangguan di F1 ≤ 20 % ZL1, maka relai  A  akan  bekerja  di  zona  1  dengan gangguan  dihilangkan  secara  seketika  oleh relai A (T1 = 0 s). Relai A zona 2 dan zona 3 sebagai  pengaman  cadangan,  serta  bekerja dengan perlambatan waktu untuk zona 2  (T2 = 0,4 s) dan untuk zona 3 (T3 = 0,8).
b. Relai  A  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai B jika terjadi gangguan di F1 ≤ 20 % ZL1, maka  relai  B  akan  bekerja  di  zona  2  dengan perlambatan  waktu  (T2  =  0,4  s)  dan  relai  B zona 3 sebagai pengaman cadangan.
2) Letak Gangguan di F2 (lihat gambar 10)
a. Jika terjadi gangguan di F2 ± 50 % ZL1, maka relai A dan relai B akan bekerja di Zona 1 dan gangguan dihilangkan secara seketika (T1 = 0 s).  Relai  A  dan Relai  B zona 2 dan zona 3 sebagai pengaman cadangan, bekerja dengan perlambatan waktu untuk zona 2  (T2 = 0,4 s) dan untuk zona 3 (T3 = 0,8).
3) Letak Gangguan di F3 (lihat gambar 11)
a. Jika terjadi gangguan di F3 > 80 % ZL1, maka relai  B  akan  bekerja  di  zona  1dengan gangguan  dihilangkan  secara  seketika  oleh relai  B  (T1  =  0  s).  Relai  B  zona  2  sebagai pengaman  cadangan,  serta  bekerja  dengan perlambatan waktu untuk zona 2  (T2 = 0,4 s).
b. Relai  A  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  B  jika  terjadi  gangguan  di  F1  >  80  % ZL1,  maka  relai  A  akan  bekerja  di  zona  2 dengan  perlambatan  waktu  (T2  =  0,4  s)  dan relai A zona 3 sebagai pengaman cadangan (t3 = 0,8 s).
4) Letak Gangguan di F4 (lihat gambar 12)
a. Jika terjadi gangguan di F4 ≤ 20 % ZL2, maka relai  Bakan  bekerja  di  zona  1    dengan gangguan  dihilangkan  secara  seketika  oleh relai A (T1 = 0 s). Relai B zona 2 dan zona 3 sebagai  pengaman  cadangan,  serta  bekerja dengan perlambatan waktu untuk zona 2  (T2 = 0,4 s) dan untuk zona 3 (T3 = 0,8).
b. Relai  B  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  C    jika  terjadi  gangguan  di  F4  ≤  20  % ZL2,  maka  relai  C  akan  bekerja  di  zona  2. Dengan perlambatan waktu (T2 = 0,4 s).
c. Relai  B  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  A  jika  terjadi  gangguan  di  F4≤  20  % ZL2,  maka  relai  A  akan  bekerja  di  zona  2 dengan  perlambatan  waktu  (T2  =  0,4  s)  dan relai B zona 3 dengan perlambatan waktu (T3 = 0,8 s).
d. Dan juga Relai B melakukan koordinasi kerja dengan relai D jika terjadi gangguan di F4 ≤ 20 % ZL2, maka relai D akan bekerja di zona 3 dengan perlambatan waktu  (T3 = 0,8 s).
5) Letak Gangguan di F5 (lihat gambar 13)
a. Jika terjadi gangguan di F5 ± 50 % ZL2, maka relai  Bdan  Relai  C  akan  bekerja  di  zona  1 dengan gangguan dihilangkan secara seketika oleh  relai  A  (T1  =  0  s).  Relai  B  dan  relai  C zona  2  dan  zona  3  sebagai  pengaman cadangan,  serta  bekerja  dengan  perlambatan waktu untuk  zona 2  (T2 = 0,4 s) dan untuk zona 3 (T3 = 0,8).
b. Relai  B  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  A  dan  relai  D  jika  terjadi  gangguan  di F5± 50 % ZL2, maka relai A dan relai D akan bekerja di zona 3 dengan perlambatan waktu (T3 = 0,8 s)
6) Letak Gangguan di F6 (lihat gambar 14)
a. Jika terjadi gangguan di F6> 80 % ZL2, maka relai  C  akan  bekerja  di  zona  1    dengan gangguan  dihilangkan  secara  seketika  oleh relai C   (T1 = 0 s). Relai C zona 2 dan zona 3 sebagai  pengaman  cadangan,  serta  bekerja dengan perlambatan waktu untuk zona 2  (T2 = 0,4 s) danuntuk zona 3 (T3 = 0,8).
b. Relai  C  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  B  dan  relai  D,jika  terjadi  gangguan  di F6> 80 % ZL2, maka relai Bdan relai D akan bekerja di zona 2 dengan perlambatan waktu (T2 = 0,4 s) dan zona 3 dengan perlambatan waktu (T3 = 0,8 s).
c. Dan  Relai  C  melakukan  koordinasi  kerja dengan relai A, jika terjadi gangguan di F6> 80 % ZL2.  Maka relai A akan bekerja di zona 3 dengan perlambatan waktu (T3 = 0,8 s).
Gambar 9. Letak gangguan di F1 ≤ 20 % ZL1
Gambar 10. Letak gangguan di F2 ± 50 % ZL1
Gambar 11. Letak gangguan di F3 > 80 % ZL1
Gambar 12. Letak gangguan di F4 ≤ 20 % ZL2
Gambar 13. Letak gangguan di F5 ± 50 % ZL2
7) Letak Gangguan di F7 (lihat gambar 15)
a. ika terjadi gangguan di F7 ≤ 20 % ZL3, maka relai  C  akan  bekerja  di  zona  1    dengan gangguan  dihilangkan  secara  seketika  oleh relai C        (T1 = 0 s). Relai C zona 2 bekerja dengan perlambatan waktu untuk   zona 2  (T2 = 0,4 s).
b. Relai  C  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  D  jika  terjadi  gangguan  di  F7≤  20  % ZL3,  maka  relai  D  akan  bekerja  di  zona  2 dengan perlambatan waktu (T2 = 0,4 s).
c. Relai  C  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  A  jika  terjadi  gangguan  di  F7≤  20  % ZL3,  maka  relai  A  akan  bekerja  di  zona  3 dengan perlambatan waktu (T3 = 0,8 s).
Gambar 14. Letak gangguan di F6 > 80 % ZL2
Gambar 15. Letak gangguan di F7 ≤ 20 % ZL3
Gambar 16. Letak gangguan di F5 ± 50 % ZL3
Gambar 17. Letak gangguan di F6 > 80 % ZL3
8) Letak Gangguan di F8 (lihat gambar 16)
a. Jika terjadi gangguan di F8 ± 50 % ZL3, maka relai  C  dan  Relai  D  akan  bekerja  di  zona  1 dengan gangguan dihilangkan secara seketika oleh  relai  A  (T1  =  0  s).  Relai  C  dan  relai Dbekerja di zona 2 dengan perlambatan waktu (T2 = 0,4 s) dan  untuk relai D bekerja di zona 3 sebagai pengaman cadangan (T3 = 0,8).
b. Relai  C  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  B    jika  terjadi  gangguan  di  F8  ±  50  % ZL3,  maka  relai  B  akan  bekerja  di  zona  3 dengan perlambatan waktu  (T3 = 0,8 s)
9) Letak Gangguan di F9 (lihat gambar 17)
a. Jika terjadi gangguan di F9 > 80 % ZL3, maka relai  D  akan  bekerja  di  zona  1  dengan gangguan  dihilangkan  secara  seketika  oleh relai D  (T1 = 0 s). Relai D zona 2 dan zona 3 sebagai  pengaman  cadangan,  serta  bekerja
dengan perlambatan waktu untuk zona 2  (T2 = 0,4 s) dan untuk zona 3  (T3 = 0,8).
b. Relai  D  melakukan  koordinasi  kerja  dengan relai  C,  jika  terjadi  gangguan  di  F9  >  80  % ZL3,  maka  relai  C  akan  bekerja  di  zona  2 dengan perlambatan waktu (T2 = 0,4 s).
c. Dan  Relai  D  melakukan  koordinasi  kerja dengan relai B, jika terjadi gangguan di F9> 80 % ZL3.  Maka relai B akan bekerja di zona 3 dengan perlambatan waktu (T3 = 0,8 s).

## BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Dari  hasil  analisa  dan  pembahasan  dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1) Setting  relai  jarak  pada  area  GI  Otam  –  GI Isimu  dan  arah  sebaliknya  adalah  sebagai berikut:
a. Setting  Relai  Jarak  GI  Otam  –  Lolak  – Boroko  Zona  1  =  7,86  81,4°  (Ohm) dan waktu kerja relai (T1) = 0 detik
b. Setting Relai Jarak GI Lolak – Boroko – Isimu  Zona  1  =  29,91  81,4°  (Ohm) dan waktu kerja relai (T1) = 0 (detik)
c. Setting  Relai  Jarak  GI  Boroko  –  Isimu Zona  1  =  23,63  81,4°  (Ohm)  dan waktu kerja relai (T1) = 0 (detik)
d. Setting Relai Jarak GI Isimu – Boroko – Lolak  Zona  1  =  23,63  81,4°  (Ohm) dan waktu kerja relai (T1) = 0 (detik).
e. Setting Relai Jarak GI Boroko – Lolak – Otam  Zona  1  =  29,91  81,4°  (Ohm) dan waktu kerja relai (T1) = 0 (detik).
f. Setting  Relai  Jarak  GI  Lolak  –  Otam Zona 1 = 7,86  81,4° (Ohm) dan waktu kerja relai (T1) = 0 (detik)
2) Dengan mempertimbangkan
adanya pengaruh    kapasitansi  penghantar  pada sistem transmisi SUTT GI Otam – GI Isimu, maka  impedansi  Saluran  Udara  Tegangan Tinggi    (SUTT) GI   Otam – GI Isimu adalah sebagai berikut :
a. SUTT  GI  Otam  –  GI  Lolak  Impedansi saluran = 9,82  81,4° Ohm
b. SUTT GI Lolak – GI Boroko Impedansi saluran = 37,38  81,4° Ohm
c. SUTT GI Boroko – GI Isimu Impedansi saluran = 29,53  81,4° Ohm
3) Koordinasi  relai  jarak  pada  Saluran  Udara Tegangan Tinggi (SUTT) area GI Otam – GI Isimu adalah sebagai berikut:
a. Jika  terjadi  gangguan  antara  GI  Otam dan  GI  Lolak  maka  relai  yang merasakannya  yaitu  zona  1  relai  jarak GI  Otam  dan  GI  lolak  yang  bekerja sebagai  pengaman  utama  serta  zona  2 dan 3 sebagai pengaman cadangan.
b. ika  terjadi  gangguan  antara  GI  Lolak dan  GI  Boroko  maka  relai  yang merasakannya  yaitu  zona  1  relai  jarak GI  Lolak dan GI  Boroko  yang bekerja sebagai  pengaman  utama  serta  zona  2 dan 3 sebagai pengaman cadangan.
c. Jika terjadi gangguan antara GI Boroko dan  GI  Isimu  maka  relai  yang merasakannya  yaitu  zona  1  relai  jarak GI Boroko dan GI  Isimu  yang bekerja sebagai  pengaman  utama  serta  zona  2 dan 3 sebagai pengaman cadangan.

## B. Saran
Nilai impedansi saluran untuk proteksi menggunakan  relai  jarak  pada  sistem  transmisi  150 KV khususnya pada subsistem saluran GI Otam – GI Isimu    sangat  berpengaruh,  dimana  untuk  saluran transmisi  menengah  dipengaruhi  oleh  resistansi  (R), reaktansi  induktif  (XL)  dan  reaktansi  kapasitif  (XC) maka nilai parameter saluran harus dipertimbangkan.

## KUTIPAN
[1] A.  Kadir,.  Transmisi  Tenaga  Listrik  Edisi  Revisi.  Jakarta: Universitas Indonesia,1998.
[2] J.L.  Blackburn.  Protective  Relaying  Principles  and Aplications. New York : Taylor & Francis Group, 2006
[3] L.G. Hewitson, Mark Brown and Ramesh Balakrishnan. 2004. Practical Power System  Protection . ELSEVEIR.
[4] Pandjaitan,  Bonar.  2012.  Praktik-praktik  Proteksi  Sistem Tenaga Listrik. Jakarta: Andi.
[5] Semuel, Nopransi. 2012. Koordinasi Setting Relai Jarak pada Transmisi  150  KV  PLTU  2  SULUT  2  x  25  MW.  Manado: Universitas Sam Ratulangi.
[6] Stevenson,  D.  William  Jr.,  1990.  Analisis  Sistem  Tenaga Listrik Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
[7] Supriyadi,  Edy.,  1999.  Sistem  Pengaman  Tenaga  Listrik. Yogyakarta: Adicita Karya Nusa.
[8] Wright,  A.,  dan  Christopoulos,  C.  Electrical  Power  System Protection. London: Chapman & Hall.

## BIODATA PENULIS
Penulis  bernama  lengkap  Jendry  Brian
Sepang,   anak pertama dari dua bersaudara. Lahir  dari  pasangan  suami  –  istri,  Ayah  : Adri  Sepang  dan  Ibu  :  Jenny  Suling,  di Kotamobagu pada tanggal   9 Januari 1993. Penulis  telah  menempuh  pendidikan  secara berturut-turut di, SD Kristen X Kotamobagu (1999-2005),  SMP  Katolik  Theodorus Kotamobagu  (2005-2008),  SMA  Kristen Kotamobagu (2008-2011). Dan pada tahun 2011 penulis memulai pendidikan di Universitas Sam Ratulangi Manado Fakultas Teknik di  Jurusan  Teknik  Elektro,  dengan  mengambil  konsentrasi  minat Teknik Tenaga Listrik.