## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN: 2086 ‐ 9479

## Analisa Koordinasi Proteksi Instalasi Listrik Pada Terminal Loading Area (TLA), Lapangan Minyak Dan Gas Bumi Senipah

## Radita Arindya
Jurusan Teknik Elektro, Universitas Satyagama raditatech@yahoo.com
Abstrak— Koordinasi  proteksi  adalah  pemilihan  alat pelindung  dan  penentuan  setelan  waktu  guna  menentukan daerah perlindungannya terhadap gangguan sementara dan mengkoordinasikan alat-alat perlindungan. Manfaat koordinasi  alat  perlindungan  adalah  meminimumkan daerah atau bagian yang terganggu dan menentukan tempat terjadinya  gangguan.  Hasil  akhir  dari  analisa  koordinasi proteksi  adalah  gambaran  tentang  bagaimana  koordinasi antara  circuit  breaker  pada  jaringan  sisi  atas  (upstream) dengan  circuit  breaker  pada  jaringan  sisi  bawahnya (downstream). Setiap motor bekerja pasti memerlukan suatu peralatan  pengaman  untuk  mencegah  terjadinya  gangguan pada  sistem.  Circuit  breaker  adalah  alat  proteksi  yang bekerja  untuk  memutuskan  sirkuit  saat  terjadi  gangguan. Ada  beberapa  circuit  breaker  yang  terpasang  pada  instalasi motor  yang  saling  berkoordinasi  membentuk  diskriminasi, agar pada saat terjadi gangguan hanya pada circuit breaker yang  mengalami  gangguan  saja  yang  trip  sedangkan  yang lainnya  tetap  beroperasi.  Program  ecodial  merupakan program  yang  digunakan  untuk  mengetahui  apakah  terjadi diskriminasi  atau  tidak.  Hasil  yang  didapat  dari  program ecodial  adalah  circuit  breaker  pada  bagian  sumber  dan circuit  breaker  pada  bagian  MDP  terjadi  diskriminasi  total. circuit  breaker  pada  SDP  dengan  circuit  breaker  pada bagian  motor  juga  mengalami  diskriminasi  total,  hanya pada circuit breaker PP 5, 10, dan 11 dengan SDP 5, 10, dan 11 tidak mengalami diskriminasi.
Kata Kunci— Koordinasi, Proteksi, Ecodial

## I. P ENDAHULUAN
Kebutuhan tenaga listrik demikian pesatnya seiring dengan begitu  cepatnya  perkembangan  di  industri  minyak  dan  gas bumi PT.Total E&P Indonesie merupakan bagian dari industri minyak dan gas bumi yang membutuhkan tenaga listrik cukup besar  untuk  memperlancar  produksi  .  Sistem  tenaga  listrik yang  handal  merupakan  faktor  utama  untuk  mengalirkan minyak  dan  gas  bumi  Bilamana  terjadi  suatu  gangguan  pada mesin  listrik,  turbin  atau  transformator  maka  proses  produksi di  PT.  Total  E&P  Indonesie  akan  terhenti,  sehingga menyebabkan  perusaahaan  mengalami  kerugian  yang  besar.
Perusahaan  harus  memperbaiki  peralatan  yang  rusak  dan perusahaan  juga  tidak  dapat  menjual  hasil  produksinya.  Hal tersebut bisa dihindari dengan pemasangan alat proteksi  yang bertujuan  melindungi  peralatan  atau  mesin-mesin  yang digunakan untuk produksi.
Persoalan  yang  dihadapi  adalah  apakah  saat  terjadi gangguan koordinasi proteksi antara peralatan proteksi ( circuit breaker )  yang  terpasang  pada  instalasi  motor  telah  berjalan dengan baik atau belum, oleh karena itu perlu dilakukan  uji  atau  simulasi  untuk  mengetahui  kinerja (koordinasi  proteksi)  peralatan  proteksi  yang  dipasang  pada saat terjadi gangguan.
Proteksi  motor  listrik  terhadap  pembebanan  lebih  maupun hubung  singkat  dapat  menggunakan  relai  arus  lebih  dengan karakteristik invers .  Motor  yang  kecil,  di  bawah  10  HP menggunakan  relai  arus  lebih  dengan  elemen thermal untuk proteksi  arus  lebih  yang  dikombinasi  dengan  sekring  lebur untuk proteksi hubung singkat. Pada arus  yang besar, sekring lebur  bekerja  lebih  cepat  daripada  relai  arus  lebih  dengan elemen thermal ( Marsudi. D, 2005).
Instalasi  listrik  dan  panel  listrik  yang  baik  akan memberikan  suplai  daya  listrik  kepada  beban  listrik  sesuai kebutuhan,  sekaligus  mengamankan  beban  listrik  tersebut, peralatan  instalasi,  dan  manusia  sebagai  operator  dari kemungkinan bahaya yang terjadi seperti arus hubung singkat dan  arus  beban  lebih.  Perencanaan  instalasi  listrik  dan  panel listrik ini  menggunakan program ecodial untuk  menggantikan perencanaan  instalasi  listrik  dan  panel  listrik  secara  manual (Gregorius  Mosed  K.M).  Dijelaskan  juga  tentang  bagaimana kinerja  rele Restricted  Earth  Fault (REF)  pada  proteksi  trafo 150/20  KV  60  MVA  di  GI  Jajar.  Dimana  rele  akan  bekerja apabila  terjadi  gangguan  yang  dapat  mengakibatkan  kinerja trafo menurun ataupun merusak trafo (Suryadi, 2012).

## A. Diskriminasi Tenaga Listrik
Diskriminasi diperlukan karena setiap level instalasi listrik membutuhkan  tingkat  keselamatan,  keamanan,  ketersediaan yang  khusus  dan  juga  merupakan  faktor  kunci  untuk continueitas  suplai,  gambar  diskriminasi  tenaga  listrik ditunjukkan pada gambar 1.

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN: 2086 ‐ 9479
Diskriminasi  merupakan  koordinasi  antara  karakteristik operasi  pemutus  sirkit  satu  dengan  pemutus  sirkit  lain  yang dipasang  secara  seri  sehingga  bila  terjadi  gangguan  pada  sisi bawah (D2) maka yang bekerja untuk memutus rangkaian atau trip  adalah  pemutus  sirkit  yang  terpasang  tepat  diatas gangguan atau bukan sisi atau daerah atas (D1).
Gambar 1. Diskriminasi Tenaga Listrik

## B. Circuit Breaker (CB)
Circuit  breaker  merupakan  peralatan  yang  berfungsi sebagai  pembatas  dan  pelindung  beban.  Sebuah  CB  harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:
a. Harus  dapat  menghantarkan  arus  beban  penuh  untuk waktu yang lama.
b. Harus  mampu  menahan  arus  hubung  singkat  dalam waktu  tertentu  sampai  gangguan  dapat  dibatasi  oleh  pemutus lain yang letaknya paling berdekatan dengan titik gangguan. c. Harus  mampu  menahan  efek  busur  api  pada  kontak- kontaknya dan kenaikan temperatur yang disebabkan oleh arus hubung singkat yang lewat.
d. Celah  diantara  kontak-kontaknya  pada  saat  terbuka harus mampu menahan tegangan system.
Gambar 2. Kurva karakteristik CB
Besarnya  arus  nominal  ditunjukkan  persamaan  (1) dan persamaan  (2)  digunakan  untuk  menentukan  kapasitas  CB yang akan dipakai.
Beban satu phasa (C.Sinkaran):
Beban tiga phasa (C.Sinkaran):
dengan : I nominal = Arus nominal (A) P = Daya (W) V =   Tegangan antar phasa (V) Cos ö = Faktor daya ç = effisiensi (100%)
Pemilihan  CB  selain  memperhatikan  kapasitas  arus nominal beban,  juga  harus  memperhatikan  arus  hubung singkat  yang  dapat  terjadi.  Besar  arus  hubung  singkat  sesuai dengan persamaan (3).
dengan : Isc  =   Arus hubung singkat (kA) Vo  = Tegangan antar phasa transformator pada kondisi tanpa beban (V) R total = Resistansi total (Ù) X total = Reaktansi total (Ù) II. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  menganalisis  koordinasi proteksi  CB  Q1  pada  MDP  (Main  Distribution  Panel) Transformator  T1  100  kVA  400v  50  Hz  dengan  Circuit Breaker  Q6  (Sup  Distribution  Panel)  untuk  beban  motor pompa suppressor 3 dan koordinasi proteksi  CB Q1 untuk Transformator  T1  100  kVA  400v  50  Hz  dengan  CB  Q11 untuk Feeder 220V dan CB Q18 untuk Heater BL#1.  Analisa proteksi  untuk  kedua  kasus  tersebut  menggunakan  program Ecodial.  Langkah  pertama  memodelkan  atau  menggambar

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN: 2086 ‐ 9479
diagram  sistem  instalasi  motor  pada  program  Ecodial. Selanjutnya  dilakukan  sebuah  simulasi  analisis  koordinasi proteksi  antar  CB  jaringan  sisi  atas  dengan  jaringan  sisi bawahnya.  Tahap  terakhir  setelah  diperoleh  hasilnya,  analisa bentuk  kurve  karakteristik  antar  CB  jaringan  sisi  atas  dengan CB  jaringan  sisi  bawah.  Alur  penelitian  ditunjukan  pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram alir simulasi koordinasi proteksi

## III. A NALISA K OORDINASI P ROTEKSI
Berdasarkan  skala  jaringan  komputer  dibagi  atas  4  jenis, antara lain : LAN ( Local Area Network ), MAN ( Metropolitan Area  Network ),  WAN  (Wide  Area  Network).  Dalam perancangan  desain,  jaringan  komputer  dibagi  berdasarkan topologi antara lain : Topologi Bus, Topologi Start, Topologi Tree, Topologi Ring, Topologi Mesh, Topologi Extended Star.
Fungsi  utama  peralatan  proteksi  atau  perlindungan  adalah melepaskan  atau  memisahkan  peralatan  yang  terganggu  dari sistem  keseluruhannya  guna  memperkecil  kerusakan  yang dapat  terjadi  dan  sebanyak  mungkin  mempertahankan kontinuitas  penyediaan  tenaga  listrik.  Peralatan  pengaman harus  melakukannya  dalam  waktu  yang  secepatnya  sehingga seluruhnya dilaksanakan secara otomatik dan selektif terhadap segala jenis gangguan yang mungkin terjadi. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka peralatan proteksi harus mempunyai koordinasi  yang  baik  sehingga  mutu  pelayanan  energi  listrik dapat terjaga.
A. Koordinasi proteksi antara CB Q1 pada bagian transformator dengan CB Q6 untuk Supressor 3
a. Mengalami  diskriminasi  total,  yaitu  pada  saat  terjadi arus  gangguan  di  bawah  3200  A,  maka  CB  NT-10-H2  yang akan  bekerja  sesuai  setting  waktunya.  Dapat  dilihat  pada Gambar 4
b. Arus  gangguan  sebesar  5000  A,  maka  sesuai  setting arusnya  maka  CB  NT-10-H2  bekerja  terlebih  dahulu,  namun jika ada kerusakan atau sebab lain maka CB NW-32-H1 akan bekerja sesuai waktu tundanya.
c. Arus gangguan di atas 10.000 A maka CB NT-10-H2 akan  bekerja  seketika  sesuai  settingannya.  Sedangkan  CB NW-32-H1 baru akan bekerja.
Gambar 4. Koordinasi antara CB Transformator dengan CB pada bagian panel MDP
B. Koordinasi antara CB Q1 pada bagian transformator dengan CB Q11 untuk Feeder 220V dan CB Q18 untuk Heater BL#1.
a. Mengalami  diskriminasi  total,  yaitu  pada  saat  terjadi arus  gangguan  di  bawah  1000  A,  maka  CB  NS-400-N  yang akan  bekerja  sesuai  setting  waktunya.  Dapat  dilihat  pada Gambar 5
b. Arus  gangguan  sebesar  1000  A,  maka  sesuai  setting arusnya  maka  CB  NS-400-N  bekerja  terlebih  dahulu,  namun jika  ada  kerusakan  atau  sebab  lain  maka  CB  NT-10-H2  akan bekerja sesuai waktu tundanya.
c. Arus gangguan di atas 5000 A maka CB NS-400-N akan bekerja  seketika  sesuai  settingannya.  Sedangkan  CB  NT-10- H2 baru akan bekerja

## Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN: 2086 ‐ 9479
Gambar 5. Koordinasi antara CB Transformator dengan CB pada bagian panel MDP

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  dari  hasil  analisa pengujian software ecodial terhadap kasus koordinasi  proteksi  pada  instalasi  motor pada  Proteksi  Instalasi  Listrik  pada  Terminal    Loading    Area (TLA),    Lapangan    Minyak  dan  Gas  Bumi  Senipah  dapat disimpulkan beberapa hal :
1. Koordinasi  proteksi  antara  CB  Q1  pada  bagian transformator  dengan  CB  Q6  untuk  Supressor  3  diskriminasi total, yaitu pada saat terjadi arus gangguan di bawah 3200 A.
2. Arus  gangguan sebesar 5000 A  maka  CB NT-10-H2 bekerja,  namun  jika  ada  kerusakan  atau  sebab  lain  maka  CB NW-32-H1 akan bekerja sesuai waktu tundanya.
3. Arus  gangguan  di  atas  10.000  A,  maka  CB  NT-10- H2 akan bekerja.
4. Koordinasi  antara  CB  Q1  pada  bagian  transformator dengan CB Q11 untuk Feeder 220V dan CB Q18 untuk Heater BL#1  mengalami  diskriminasi  total  pada  saat  terjadi  arus gangguan di bawah 1000 A.
5. Arus  gangguan  sebesar  1000 A  maka  CB  NS-400-N bekerja,  namun  jika  ada  kerusakan  atau  sebab  lain  maka  CB NT-10-H2 akan bekerja sesuai waktu tundanya.
6. Arus  gangguan  di  atas  5000  A  maka  CB  NS-400-N akan bekerja, sedangkan CB NT-10-H2 baru akan bekerja

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  tim  editorial Jurnal Teknologi Elektro atas dipublikasikannya penelitian ini.

## D AFTAR P USTAKA
[1] J  William  D.  Stevenson,  Jr.”Analisis  Sistem  Tenaga  Listrik”,Penerbit Erlangga, 1993.
[2] P.  Van  Harten,  Ir.Setiawan,  “Instalasi  Listrik Arus Kuat Jilid 1,2,3”, Penerbit Bina Cipta, 1992.
[3] A.N.  Afandi,  ‘EDSA  :  Software  Aplikasi  Tenaga  Listrik,Penerbit”, Graha Ilmu, 2010.
[4] Keith  Brown,  Herminio,  Farookh  Shokooh,  Gary  Donner  “Interactive Simulation  of  Power  Systems:  ETAP  applications  and  techniques”, Page(s): 1930-1941,IEEE ,1990.
[5] Arrillaga,  N.R.  Watson  “Computer  Modelling  of  Electrical  Power Systems”,  second  edition,  ISBN:  978-0-471-87249-8 ,  John  Wiley  and Sons, 2001.
[6] Glenn W. Stagg and Ahmed H. El-Abiad, “Computer Methods in Power System Analysis”, McGraw-Hill ,1968.
[7] M.A.Pai,  “Computer  Techniques  in  Power  System  Analysis”,  second edition, ISBN: 0-07-059363-9, Tata McGraw Hill,2005