## PEMASANGAN RELAI OVER LOAD SHEEDING (OLS)

## PADA TRANSFORMATOR DAYA 30 MVA
Daeny Septi Yansuri 1 , Dian Eka Putra 2 , M. Firdaus 3
daenyyansuri@gmail.com
Dosen Tetap Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang 1,2
Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang 3

## ABSTRAK
Transformator daya 1 30 MVA adalah salah satu dari 2 transformator daya yang ada di Gardu Induk  lahat  untuk  memenuhi  kebutuhan    energi  listrik  di  daerah  lahat  dan  sekitarnya.  Mengingat adanya  penambahan  beban  transformator  daya  1  30  mva  dikarenakan  kebutuhan  konsumen  akan energi listrik yang terus meningkat, maka perlu dilakukan pemasangan relai overload sheeding (OLS) pada transformator daya 1 30 MVA tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah : mengetahui cara kerja Relai  Over  Load  Shedding  (OLS)  pada  TD  1  #  30  MVA  di  GI  Lahat  dalam  mengatasi  terjadinya beban  lebih,  mengetahui  koordinasi  Relai  Over  Load  Shedding  (OLS)  dengan  Relai  Arus  Lebih (OCR),  menjaga  Keandalan  Peralatan  Sistem  Tenaga  Listrik.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan menggunakan metode Kualitatif dan juga Kuantitatif, dengan pengambilan data langsung ke lapangan dan  juga  melakukan  wawancara  ke  petugas  GI,  dan  juga  membaca  dari  literature  yang  berkenaan dengan penelitian tersebut. Pemasangan relai overload sheeding (OLS) pada transformator daya  1 30 MVA  diharapkan  dapat  menghindari  padam  transformator  1  30  mva  yang  diakibat  kan  oleh  beban berlebih pada transformator dan menjaga keandalan sistem tenaga listrik khususnya untuk daerah lahat dan  sekitarnya.  Relay  ini  bekerja  dengan  cara  membandingkan  arus  yang  terbaca  dengan  nilai setinganya, bila arus yang dibaca lebih besar dari pada nilai setingan maka relay akan menge-trip-kan Pemutus Tenaga (PMT) atau circuit breaker (CB) setelah waktu tertentu. Dari hasil perhitungan  rele arus lebih pada transformator daya 1 30 mva   sebelum  relai overload sheeding (OLS) didapat Iset = 1000  A,  tms  =  0,25  ,dan  waktu  kerja  t  =0.7  s.  Dan  setelah  relai  overload  sheeding  (OLS)  dipasang didapat Iset : 866 A, tms = 1 s.
Kata kunci: sistem proteksi, relai overload sheeding (OLS), setting relai.

## 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang [3],[4]
Seiring  berjalannya  waktu,  pembebanan  pada  Trafo  Daya  1  30  MVA  di  GI  Lahat  terus mengalami  kenaikan,  kemungkinan  Trafo  Daya  1  30  MVA  ini  akan  memiliki  beban  penuh  atau melebihi kapasitasnya. Beban penuh pada trafo daya dapat memperpendek umur trafo dan unjuk kerja trafo akan menurun. Untuk mengantisipasi hal tersebut salah satunya diperlukan proteksi beban lebih untuk trafo yaitu Relai Over Loadshedding (OLS).
Relai  Over  Loadshedding  (OLS)  merupakan  proteksi  yang  dipasang  pada  incoming  20  KV pada  Trafo  daya,  yang  bekerja  apabila  beban  trafo  sudah  mencapai  setting  maksimal  dengan memutuskan beban per penyulang yang dianggap kurang penting secara bertahap sebagai pencegahan dini sebelum trafo daya tersebut mati total akibat beban yang melebihi kapasitasnya. Oleh karena itu dengan pemasangan Over LoadShedding (OLS) pada Trafo Daya 1 30 MVA di GI Lahat diharapkan dapat menjaga keandalan peralatan sistem tenaga listrik.

## 1.2. Tujuan Penelitian
Rele proteksi Catu Daya (batere) GEMINI Masukan Arus dan tegangan OCR OLS Rele proteksi LIBRA Rele proteksi VIRGO Catu Daya (batere) Catu Daya (batere) Ket : = Perintah buka INCOMING 20 KV
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui cara kerja Relai Over Load Shedding (OLS) pada TD 1 # 30 MVA di GI Lahat dalam mengatasi terjadinya beban lebih.
2. Mengetahui koordinasi Relai Over Load Shedding (OLS) dengan Relai Arus Lebih (OCR).
3. Menjaga Keandalan Peralatan Sistem Tenaga Listrik.

## 1.3. Manfaat Penelitian
1. Dapat mengetahui keandalan dari Over Load Shedding (OLS) yang telah terpasang
2. Dapat menjaga keandalan peralatan listrik dalam Gardu Induk.

## 1.4. Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian dilakukan dalam batasan-batasan yang berhubungan dengan hasil yang di inginkan yaitu hanya pada penyetelan setting relai OLS serta koordinasinya dengan relai OCR pada TD 1 # 30 MVA di GI Lahat.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1. Pelepasan Beban [1],[2],[5]
Pada proses pelepasan beban perlu direncanakan sebelumnya beban-beban yang akan dilepas, dengan urutan prioritas. Prioritas utama yaitu beban-beban yang  kurang penting karena beban-beban penting perlu mendapat pelayanan listrik secara kontinue. Dalam pelaksaannya pelepasan beban dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:
1. Pelepasan beban manual (Manual Load Shedding)
2. Pelepasan beban otomatis (Automatic Load Shedding)
3. Pelepasan Beban Lebih (Overload Shedding)

## 2.2. Rangkaian Tripping Over Load Shedding (OLS)

## Gambar 1.  Rangkaian tripping OLS
1. Relai  OLS  terletak  di  incoming  20  KV  bekerja  mentripkan  PMT  penyulang  virgo  apabila  relai tersebut mencapai setting beban lebih sebesar 822,7 A.
2. Bila  beban  trafo  mencapai  setting  overload  (beban  lebih)  ,    Relai  OLS  bekerja  dengan  cara mengirim  masukan  /  mengirim  tegangan  ke  tripping  koil  PMT  penyulang    virgo  (memeberi perintah  buka  PMT virgo), sesuai waktu kerja yang sudah ditentukan yaitu 1 detik,menggunakan waktu tunda (definite).
3. Sesudah PMT penyulang virgo trip, maka indikasi yang keluar yaitu OLS yang terdapat pada relai micom P141 pada incoming 20 KV.
4. Koordinasi waktu relai OLS dan OCR sangat dibutuhkan untuk selektifitas.

## 2.3. Data Peralatan Gardu Induk Lahat
A. Single Line Gardu Induk Lahat
Gambar 2. Single Line Gardu Induk Lahat
B. Data Transformator Gardu Induk Lahat
Tabel 2.1. : Data Transformator daya #1 30 MVA
Data TD # 1 30 MVA GI Lahat Kapasitas 30 MVA I sc HV = 2,5 KA , LV = 14,4 KA Tegangan 150/20 Tahun 1993 Impedansi 12,3 % Vector YNyn0 (d11) Nominal arus HV Nominal arus LV 247 A 866 A Type SDOR 30000/72,5 /ONAN

## C. Data Saluran Distribusi pada Penyulang
Tabel 2.2.  : Data Saluran Distribusi 20 KV pada TD#1 30 MVA
Penyulang Panjang jaringan (km) Arus maksimum (Ampere) SKTM 240 mm 2 AAAC 70 mm 2 AAAC 150 mm 2 Panjang total VIRGO 0,23 26,06 41 67,02 86 GEMINI 0,22 13,5 29,8 43,3 220 LIBRA 0,22 5 10,5 15,5 113
D. Data Relai Arus lebih (OCR)
Relai  Arus  lebih  terpasang  pada  kubikel  20  KV  yaitu  pada  incoming  feeder  dan  masing  – masing  outgoing  feeder.  Pada  incoming  feeder  TD#1  30  MVA  relai  arus lebih  yang  terpasang  yaitu Relay Micom P141 dan pada penyulang 20 KV terpasang Relay Micom P142 keduanya adalah relay overcurrent  dan  relay  proteksi  earth  fault.  Relay  ini  digunakan  untuk  mendeteksi  kemunculan  dari suatu  kondisi  abnormal  dari  arus  dan  kemudian  akan  mengirimkan  sinyal  ke  circuit  breaker  (PMT) untuk memutuskan gangguan. Relay ini multifungsi. Untuk Relay Micom P141 dapat juga digunakan untuk  trip  Overvoltage,  trip  circuit  supervision, REF, OLS, re-close  otomatis dan lainnya. Sebagai tambahan disediakan fitur record yang akan mencatat arus ketika gangguan. Untuk Relay Micom P142 pada penyulang mempunyai fitur overcurrent, proteksi earth fault dan autoreclose .

## 3. ANALISA DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Perhitungan Impedansi Saluran [6],[7]
Tabel 3.1 : Perhitungan nilai impedansi jaringan distribusi penyulang Virgo .
Tabel 3.2 : Perhitungan nilai impedansi jaringan distribusi penyulang Gemini.
Tabel 3.3 : Perhitungan nilai impedansi jaringan distribusi penyulang Libra.
3.2. Perhitungan Arus gangguan hubung singkat
a. Penyulang Virgo
 Gangguan Tiga Phasa ( 3  )
Gangguan pada 100% dari gardu induk (ujung jaringan) sebagai berikut :
F F Z Z 2 1  = 9,9343 + j 14,38 ohm
Z 1eq = (0 + j0,61) + (0 + j1,56) + (9,9343 + j 14,38) = 9,9343 + j16,5501ohm Z 2eq = Z 1eq = 9,9343 + j16,5501 ohm = 19,3048  59,02 0 ohm
I sc3 = 19,3048 3 20000/
= 598,2048 Ampere = 0,6 KA
 Gangguan Dua Phasa ( 2  )
I sc2 = 19,3048 x 2
20000
= 518,0605 Ampere = 0,52 KA
Pada  tabel  dibawah  ini  merupakan  hasil  perhitungan  arus  hubung  singkat  penyulang  Virgo berdasarkan letak gangguan.
Tabel 3.4 : Hasil perhitungan Arus hubung singkat pada penyulang Virgo
b. Penyulang Gemini
Tabel 3.5 : Hasil perhitungan Arus hubung singkat pada penyulang Gemini
c. Penyulang Libra
Tabel 3.6 : Hasil perhitungan arus hubung singkat pada penyulang Libra
d.
3.3. Setting Relai Arus Lebih (OCR)
 Setting penyulang
a. Setting Arus
Sebagai contoh kita akan menggunakan data dari penyulang virgo. Diketahui :
Ratio C.T = 300/5 A, I beban =  86 A dengan karakteristik standar inverse,
I set (primer) = 1,05 x I beban = 1,05 x 86 = 90,3 A Untuk nilai setelan ke relai arus lebih menggunakan persamaan 3.25.maka
I set (skunder) = 90,3 x 300 5 = 1,505 A
b. Setting Waktu Diketahui : I F = 598,2048 A, t = 0,3 detik , I set (primer) = 90,3 A. maka untuk menghitung nilai tmsnya menggunakan persamaan 3.26 sebagai berikut :
14 . 0 ) 1 ) 3 , 90 598,2048 (( 3 , 0 02 , 0 
 x Tms =   0,08 SI (satuan standar inverse)  Setting pada Incoming 20 KV
a. Setting Arus
Diketahui : In = 866 A, Dengan karakteristik standar inverse, I set (primer) = 1,05 x 866 = 1,05 x 866 = 909,3 A Untuk nilai setelan ke relai arus lebih menggunakan persamaan 3.25. maka
I set (skunder) = 909,3 x 1000 5 = 4,54 A

## b. Setting Waktu
Diketahui : I F atau arus gangguan sebagai titik koordinasi diambil arus gangguan 3 fasa di titik 1 % dari ketiga penyulang TD#1 30 MVA  = 15155,9489 A = 15 KA , untuk waktu kerja incoming yaitu t set  penyulang < t set  inc , maka t set  inc = 0,4 + t set  penyulang = 0,4 + 0,3= 0,7 detik , hal ini dimaksudkan jangan sampai incoming dan outgoing trip serempak, I set (primer) = 909,3 A, maka
14 . 0 ) 1 ) 3 , 909 15155,9489 (( 7 , 0 02 , 0   x Tms =   0,29 SI (satuan standar inverse)
Dengan memasukkan hasil perhitungan penyulang Virgo, Gemini, dan Libra dan Incoming 20 kv tadi kedalam tabel  maka didapatkan hasil waktu kerja PMT seperti dibawah ini.
Tabel 4.7 Hasil perhitungan waktu kerja rele pada penyulang Virgo
Tabel 4.8 Hasil perhitungan waktu kerja rele pada penyulang Gemini
Tabel 4.9 Hasil perhitungan waktu kerja rele pada penyulang Libra
Tabel 4.10 Hasil perhitungan waktu kerja dari rele incoming 20 KV

## 3.4. Setting Over Load Shedding (OLS)

## a. Setting Arus
Untuk  setelan  OLS  di  Incoming  Feeder  arus  setting  diusahakan  mendekati  arus  nominal trafonya  yaitu  sebesar  866  ampere,  tetapi  diset  tidak  melebihi  nilai  tersebut.  Dengan  menggunakan safety factor sebesar 0,95 didapat arus setting sebagai berikut :
I set (primer) = 0,95 x 866 A  = 822,7 ampere
I set (sekunder) = 822,7 x 1000 5 = 4,11  Ampere

## b. Setting Waktu
Karakteristik  waktu  yang  dipakai  relai  OLS  yaitu  definite  dan  arus  gangguan  diambil  pada saat semua beban pada penyulang dalam keadaan maksimum.
Diketahui:
arus  beban  maksimum  sekarang  atau  I beban =  I virgo +  I gemini +  I libra =  420  A,  akan  tetapi  kita asumsikan  beban  trafo  daya  1  kedepannya  ,ditambah  ada  beban  1  penyulang  yang  belum  operasi (spare)  yang  dapat  menyebabkan  terjadinya  overload  pada  trafo  (seluruh  penyulang  operasi).  Kita asumsikan 900 A untuk beban overload yang akan datang atau melewati setting primer sebesar 822,7 A . Maka setting waktu kerja standar definite yang dipakai yaitu 1 detik melepas penyulang pertama (virgo),  OLS  juga  dapat  disetting  dengan  melepas  satu  per  satu  penyulang  sesuai  kebutuhan  hingga beban trafo aman dari gangguan beban lebih.

## 3.5. Analisa
Untuk OCR incoming 20 KV didapat:
- Perbedaan Setting primer rele, pada perhitungan I set (primer) =  909,3 A sedangkan setting PLN I set
(primer) =  1000 A.
- Perbedaan nilai tms, tms pada hitungan = 0,29 sedangkan tms set pln = 0,25
sebaiknya arus setting perhitungan yang dipakai sebesar 909,3 A, karena beban maksimum trafo hanya mampu 866A.
Untuk Incoming 20 KV , waktu kerja rele pada gangguan terbesar 15 KA  yaitu t set  incoming = 0,7 detik, tms  yang  digunakan  setting  perhitungan  sebesar  0,29  dengan  menggunakan  nilai  tms  tersebut,  maka akan mendapatkan waktu kerja pada saat gangguan maksimum sebesar 0,7 detik.
Koordinasi Setting OLS dengan OCR pada incoming 20 KV.
 Setting arusnya OLS < In dengan factor keamanan 0.95 x In
 Setting waktu OLS definite 1 detik mentripkan penyulang virgo, waktu OCR pada incoming 20 kv terhadap gangguan hubung singkat tercepat berada pada arus gangguan 15 KA = 0,7014 detik. dan terkecil sampai 1000 A = 21.3301 detik.
Penentuan  Waktu  OLS  diambil  1  detik  ,  apabila  terjadi  hubung  singkat  pada  penyulang maupun  Incoming  20  KV, OCR  Penyulang  dahulu  yang  bekerja  dari  OLS  dan  apabila terjadi  beban lebih pada incoming 20 KV yang mencapai nilai setting OLS yaitu 822 Ampere, maka OLS bekerja dahulu dari relai OCR.
Ketika relai arus lebih tidak memakai OLS, yang mentripkan arus gangguan minimum/ ketika mencapai I n  Trafo (1000 A), relai OCR mentripkan seluruh penyulang dengan waktu 21,3301 s dengan karakteristik standar inverse. ketika relai arus lebih memakai OLS, ketika mencapai 0.95 x I n (822,7 A) waktu kerja mentripkan satu penyulang virgo yaitu 1 detik, dengan karakteristik definite.

## 4. PENUTUP
Dari hasil analisa dan perhitungan diperoleh sebagai berikut :
1. Penyetelan Relai arus lebih (OCR) pada penyulang 20 KV
- Penyulang Virgo. I set (primer) = 90.3 A, tms = 0,08 SI, t min = 0,2906 s
- Penyulang Gemini. I set (primer) = 231 A, tms = 0,04 SI, t min = 0,3219 s
- Penyulang Libra. I set (primer) = 118,65 A, tms = 0,1 SI, t min = 0,2837 s
- Incoming 20 KV. I set (primer) = 909,3 A, tms = 0,29 SI, t min = 2,0159 s
2. Koordinasi OLS dan OCR Pada Incoming 20 KV
a. Pada saat OLS tidak aktif atau hanya OCR
- Set OCR incoming 20 kv . Iset primer =  909,3 A, tms 0,29 SI , (t) rele = 21,3301 s, trip PMT 20 KV Incoming.
b. Pada saat OLS aktif dan OCR aktif
- Set  OLS  .  Iset  =  822  A  ,Waktu  kerja  OLS  =  1  s,  dengan  trip  penyulang  Virgo Karakteristik definite.
- Set OCR incoming 20 kv . Iset primer =  909,3 A, tms 0,29 SI , (t) rele = 21,3301 s, trip PMT 20 KV Incoming.
3. apabila terjadi hubung singkat pada penyulang maupun Incoming 20 KV, OCR Penyulang dahulu yang bekerja dari OLS dan apabila terjadi beban lebih pada incoming 20 KV yang mencapai nilai setting OLS yaitu 822 Ampere, maka OLS bekerja dahulu dari relai OCR.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Sarimun  N  Wahyudi, Proteksi  sistem  distribusi  tenaga  listrik ,  Depok:  Garamond,edisi pertama,April 2006.
[2]. Pandjaitan  Bonar, Praktik  –  praktik  proteksi  sistem  tenaga  listrik, Yogyakarta:Penerbit
Andi,2012.
[3]. Stevenson,jr William D, Analisis sistem tenaga listrik, Jakarta:Erlangga,1983.
[4]. Samaulah,M  Hazairin, Dasar  –  dasar  sistem  proteksi  tenaga  listrik, Palembang:Unsri,edisi pertama, 2000.
[5]. Agung  Sutra  Satria, Makalah  Seminar  Kerja  Praktek  Analisa  Setting  Relai  Arus  Lebih Penyulang Scorpio Pada TD#2 30 MVA GI Lahat UPT Bengkulu, Fakultas Teknik Elektro Universitas Tridinanti, Palembang, 2016. [6]. PT.PLN  (persero), Materi  Diklat  Proteksi  Dan  Kontrol  Transformator ,  Jasa  pendidikan  dan Pelatihan.
[7]. PT.PLN  (persero), Materi  Diklat  Pengenalan  Sistem  Proteksi  Gardu  Induk ,  Jasa  pendidikan dan Pelatihan.