## ANALISA SETTING GROUND FAULT RELAY (GFR) TERHADAP SISTEM PENTANAHAN NETRAL PENYULANG PANDEANLAMPER 06 JTM 20 KV SEMARANG
Muhammad Iqbal,  Moh Toni Prasetyo, Luqman Assaffat 1)
1) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah no 10 -12 Semarang – Indonesia e-mail : Iqbalkharisma30@gmail.com

## ABSTRACT
The operation of the distribution system has major problems in overcoming interference. In its development, electric power systems increasingly large currents cause electrical interference that may occur  the  greater.  Therefore,  they  invented  a  system  called  neutral  grounding.There  is  no  ideal grounding  neutral  earthing  throughout  the  distribution  network  Semarang  cause  neutral  grounding resistance  value.  Neutral  resistance  values  may  cause  a  decrease  in  current  flowing  to  ground disturbance that affects the sensitivity GFR (Ground Foult Relay) installed. Because of that, necessary to analyze the GFR setting the main feeder neutral earthing systems JTM 20 kV feeders Semarang by taking  samples  Pandealamper  06  to  determine  the  condition  of  setting  GFR  installed  in  accordance with the neutral earthing systems.Results of the calculation of the noise current by entering the value of resistance neutral earthing exiting GFR values obtained ideal setting on the feeder Pandeanlamper 06  is  not  much  different  from  the  existing  GFR  setting  value.  Values  of  0.27  Ω  neutral  earthing (existing)  did  not  significantly  influence  the  sensitivity  GFR  of  the  feeder  PDL  06.GFR    remained detect interference and work in accordance with the characteristic curve GFR.Based on the analysis, GFR mounted setting was appropriate and able to provide security in Pandeanlamper feeder 06..
Keywords: Neutral Grounding, GFR, Main Feeder
1.  P ENDAHULUAN
Pengoperasian sistem distribusi mempunyai masalah utama dalam
mengatasi gangguan. Dalam perkembangannya,sistem    tenaga  listrik yang  semakin  besar  menyebabkan  arus gangguan  listrik  yang  mungkin  terjadi semakin  besar.  Oleh  sebab  itu  dibuatlah suatu  sistem  yang  disebut  pentanahan netral.  Adanya  Ketidakidealan  pentanahan netral sepanjang jaringan distribusi Semarang    menyebabkan    nilai  tahanan pentanahan    netral.  Nilai  tahanan  netral
tersebut  dapat  menyebabkan  penurunan arus  gangguan  ke  tanah  yang  mengalir sehingga  berdampak  pada  sensitivitas  GFR yang  dipasang  Marsudi,  (Djiteng,  2006). Oleh karena itu  perlu dilakukan peninjauan pentanahan  netral  sistem  distribusi  wilayah Semarang dengan memasukkan nilai tahanan pentanahan netral yang sesungguhnya  guna  memastikan  setting GFR  penyulang  utama  yang  dipasang mampu  mengatasi  semua  gangguan  yang mungkin terjadi di sistem tanpa membahayakan keselamatan makhluk
hidup  yang  ada  di  sekitar  dan  tanpa merusak peralatan yang terpasang di sistem (Tobing  B,  2003).  Adapun  penyulang PDL06  dipilih  untuk  mewakili  penyulang lain di wilayah distribusi Semarang 2. R UMUSAN M ASALAH
Dengan adanya Ketidakidealan pentanahan netral sepanjang jaringan distribusi Semarang yang dapat mempengaruhi  sensitivitas Ground  Foult Relay (GFR) yang terpasang pada penyulang  utama  PDL06  maka  diperlukan analisa terhadap setting GFR yang terpasang  sesuai  dengan  sistem  pentanahan netral dan mampu memberikan pengamanan pada penyulang PDL06 (Suhadi, dkk. 2008).

## 3. M ETODE P ENELITIAN
DIAGRAM ALIR PENELITIAN

## Gambar 1 Diagram alir proses penelitian

## 4. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Pentanahan  netral  sistem  distribusi penyulang  PDL06  menggunakan  metode pentanahan  langsung  sepanjang  jaringan, dimana  nilai  pentanahan  netral  tidak  murni nol  melainkan  sebesar  0,27  Ω.  Pada penyulang utama JTM 20 kV Pandeanlamper  06  terdapat  dua  relai  GFR yaitu  relai  GFR  PMT  (Pemutus  Tenaga) dan  GFR  PBO  (Penutup  Balik  Otomatis). Koordinasi  antara  rele  gangguan  tanah PMT  dan  PBO  dilakukan  secara  time  and current grading. Masing-masing rele dilengkapi  dengan  fasilitas  penyetelan waktu kerja (Time Multiplier Setting/ TMS) dan  penyetelan  arus  kerja  minimum. Adapun  setting  karakteristik  kurva  waktu yang  diterapkan  pada  GFR  PMT  dan  PBO penyulang PDL06 adalah Standard Inverse. I. Perhitungan  Setting  GFR  PMT  dan PBO pada Penyulang PDL06

## a. Setting GFR PMT
Setting  arus  GFR  (Is  GFR)  PMT pada  penyulang  PDL06  sebesar  180A. Setting  waktu  tunda  GFR  PMT  penyulang
PDL06 menggunakan karakteristik Standard Inverse dan TMS 0,24
( Ravindranath,  B;  Chander,  M.  1983).
Mulai Identifikasi Studi pustaka dan pengumpulan data:
1. Konfigurasi jaringan
2.  Pentanahan  netral  sistem
distribusi 3. Setting GFR PMT dan PBO Perhitungan Setting GFR pada sistem distribusi
Analisa pengaruh pentanahan netral sistem terhadap Setting GFR PMT&PBO
Kesimpulan
Selesai Kesesuaian pentanahan netral sistem terhadap GFR Rekomendasi Ya
Tidak
Rumus  waktu  tunda  GFR  PMT  penyulang PDL06 sebagai berikut:
Time to trip (td) = 0,14
[ Ihs Iset ] 0,02 −1 × 0,24
Gambar  2. Kurva  koordinasi  karakteristik kerja GFR dari PMT
Selain disetting untuk bekerja
dengan tunda waktu Standard Inverse, GFR
PMT penyulang PDL06 juga dikombinasikan untuk bekerja seketika atau tanpa  tunda  waktu.  Adapun  setting  arus instantaneous  (Iins)  GFR  PMT  penyulang PDL06 sebesar  7 x Iset GFR  = 1260A.

## b. Setting GFR PBO
Setting  arus  GFR  (Is  GFR)  PBO pada  penyulang  PDL06  sebesar  110A. Setting  waktu  tunda  GFR  PBO  penyulang PDL06 menggunakan karakteristik Standard  Inverse  dan  TMS  0,1.  dapat diketahui  rumus  waktu  tunda  GFR  PBO penyulang PDL06 sebagai berikut:
Time to trip (td) =
0,14
[ I hs I set ] 0,02 − 1 × 0,1
Gambar  3. Kurva    koordinasi  karakteristik kerja GFR dari PBO
Selain disetting untuk bekerja dengan tunda waktu Standard Inverse, GFR
PBO penyulang PDL06 juga dikombinasikan untuk bekerja seketika atau tanpa  tunda  waktu.  Adapun  setting  arus instantaneous  (Iins)  GFR  PBO  penyulang PDL06 sebesar 8 x Iset GFR  = 880 A.
II. Kurva Koordinasi Karakteristik

## Kerja GFR PMT dan PBO
GFR  PBO  berfungsi  sebagai  rele utama  yang  mengamankan  bagian  hilir penyulang  utama  dari  gangguan  tanah. Sedangkan  GFR  PMT  berfungsi  sebagai rele utama yang mengamankan bagian hulu penyulang  utama  sekaligus  sebagai  rele back-up bagian hilir penyulang utama. Dari
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3 6 0 54 0 7 2 0 9 0 0 1 0 8 0 12 60 1 4 4 0 1 6 2 0 1 8 0 0 19 80 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Gambar  3  terlihat  bahwa  terjadi  koordinasi antara  kerja  GFR  PMT  dan  PBO  melalui setting arus dan setting waktu kerja (TMS). Setting  TMS  GFR  PMT  yang  lebih  tinggi dari  GFR  PBO  menyebabkan  GFR  PMT tidak  trip  bersama-sama  dengan  GFR  PBO apabila  terjadi  gangguan  di  bagian  hilir dimana  nilai  arus  gangguan  tidak  terlalu besar.  Sistem  pengaman  gangguan  tanah pun  menjadi  selektif  dan  dapat  membatasi luas  daerah  yang  padam  akibat  gangguan. Selain itu GFR juga disetting untuk bekerja seketika untuk mengatasi arus gangguan ke tanah yang bernilai sangat besar penghantar maupun  peralatan  tidak  rusak  ketika gangguan terjadi.
Gambar 4. Kurva  koordinasi karakteristik kerja GFR dari PMT dan PBO

## 4. K ESIMPULAN
1. Pentanahan  netral  sistem  distribusi penyulang  PDL06  menggunakan metode pentanahan langsung sepanjang  jaringan,  dimana  nilai pentanahan  netral  tidak  murni  nol melainkan sebesar 0,27 Ω.
2. Nilai pentanahan netral sebesar 0,27
Ω (kondisi existing) tidak
berpengaruh signifikan terhadap sensitivitas  GFR  pada  penyulang PDL  06.  GFR  tetap  mendeteksi gangguan dan bekerja sesuai dengan kurva karakteristik kerja GFR . 3. Setting GFR yang dipasang
(existing) sudah  tepat  dan  mampu memberikan pengamanan pada penyulang utama PDL06.

## 5. D AFTAR P USTAKA
Aslimeri,  dkk.  2008,  Teknik  Transmisi Tenaga  Listrik  Jilid  2  untuk  SMK.
Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen 0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 100 1000 10000 100000 W ak tu k erj a (d et ik ) Arus gangguan  (A) Kurva koordinasi GFR PMT dan PBO Rele gangguan tanah PMT Rele gangguan tanah PBO
Pendidikan  Dasar  dan  Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. Marsudi,  Djiteng.  2006,  Operasi  Sistem Tenaga  Listrik.  Semarang:  Penerbit Graha Ilmu.
Perdana,  W.  C.  2008, Evaluasi  Koordinasi Pengaman Feeder 20 kV Pandeanlamper 01 GI
Pandeanlamper  PT.  PLN  (Persero) APJ  Semarang . Skripsi  S1,  Jurusan Teknik  Elektro  dan  Teknologi Informasi  FT  UNIMUS.  Tidak Dipublikasikan.
Ravindranath, B; Chander, M. 1983, Power Sistem  Protection  and  Switchgear. New Delhi: Wiley Eastern Limited. Sulasno,  Ir.  2001,  Analisis  Sistem  Tenaga Listrik. Semarang  :  Badan  Penerbit Universitas Diponegoro.
Suhadi,  dkk.  2008,  Teknik  Distribusi Tenaga  Listrik  Jilid  1  untuk  SMK.
Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen
Pendidikan  Dasar  dan  Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. Suhadi,  dkk.  2008,  Teknik  Distribusi Tenaga  Listrik  Jilid  3  untuk  SMK.
Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen
Pendidikan  Dasar  dan  Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. PT.PLN  (Persero)  P3B  dan  PT  PLN UDIKLAT  SEMARANG,  2010, Buku  Teori  Pelatihan  O&M  Relai Proteksi  Gardu  Induk,  Jakarta:PT PLN Persero.
Tobing,  Bonggas  L  (2003),  Peralatan Tegangan  Tinggi. Jakarta  :  PT. Gramedia Pustaka Utama.
Wahyudi,  dkk.  2008.  Workshop  Operasi dan Pemeliharaan Distribusi. Jakarta: PT. PLN Pusdiklat. --------- (2008), Laporan Pekerjaan
Pemeliharaan  1  Tahunan  Trafo  dan Bay  Trafo  III  –  60  MVA  di  Gardu Induk  Pandeanlamper  tanggal  22 Juli  2011.  Semarang  :  PT.  PLN (Persero) UPT Semarang.
---------  SPLN  64  :  1985,  Petunjuk
Pemilihan  dan  Penggunaan  Pelebur pada  Sistem  Distribusi  Tegangan Menengah.  Jakarta  :  PT.  PLN (Persero)
---------  SPLN  12  :  1978,  Pedoman
Penerapan  Sistem  Distribusi  20  kV, Fasa-Tiga,  4-Kawat.  Jakarta  :  PT. PLN (Persero)
---------  SPLN  2  :  1978,  Pentanahan  Netral Sistem Transmisi, Sub-transmisi dan Distribusi  beserta  Pengamanannya. Jakarta : PT. PLN (Persero)