## Analisis Sistem Koordinasi Proteksi DGR

## ( Directional Ground Relay ) pada Penyulang
Parengan PLN UP3 Mojokerto untuk Mengatasi Gangguan Sympathetic
Guido Dias Kalandro 1 , Suprihadi Prasetyono 2 , dan Muhammad Afif 3
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Jember 1 guidokalandro89@unej.ac.id
Abstrak Analisis  Sistem  Koordinasi  DGR (Direction  Ground  Relay) pada penyulang  parengan  PLN  UP3  Mojokerto  untuk  mengatasi gangguan sympathetic pada  penyulang parengan sangat penting untuk  memenuhi  kebutuhan  masyarakat  karena  merupakan daerah  padat  penduduk  untuk  kestabilan,  oleh  karena  itu dibutuhkan  sistem  koordinasi  proteksi  yang  handal  agar kontinuitas  sistem  berjalan  dengan  baik.  Penyulang  parengan pada  gardu  induk  Sekarputih  merupakan  distribusi  tenaga listrik  20  kV  menggunakan  sistem  NGR  ( neutral  ground resistance )  dengan  tahanan  tinggi  sebesar  500  Ohm  untuk pertanahannya,  sehingga  arus  gangguan  1  fasa  ke  tanah maksimum  sebesar  23.09  A.  Penelitian  kali  ini  membahas tentang  koordinasi  proteksi  relai  OCR  ( overcurrent  relay )  dan GFR  ( ground  fault  relay )  dalam  mengatasi  gangguan  hubung singkat 1 fasa ke tanah. Namun pada kasusnya terdapat gangguan lain saat terjadi gangguan hubung singkat 1 fasa  ke tanah yaitu gangguan sympathetic trip. Gangguan  ini  merupakan  gangguan tripping oleh  CB (circuit  breaker )  pada  penyulang  terdekat  dari penyulang  yang  terjadi  gangguan  1  fasa  ke  tanah,  sehingga untuk  mengatasinya  diperlukan  proteksi  arah  yaitu  relai  DGR ( directional ground relay ). Metode yang digunakan adalah analisis kurva  sistem  koordinasi  proteksi  menggunakan software ETAP 16.0.0, dimana pada pengujiannya dilakukan analisis perbandingan  antara relai ketika tidak  diberi  proteksi arah  dan relai  saat  diberi  proteksi  arah  dengan  memberikan  3  titik gangguan  yang  berbeda.  Dari  hasil  penelittian  diketahui  bahwa proteksi  arah  relai  DGR  dapat  mengatasi  gangguan sympathetic trip dengan besar sudut 45° dan arah forward .
. Kata Kunci — Gangguan 1 fasa ke tanah, Relai arus lebih, Relai gangguan tanah, Relai tanah terarah, sympathetic trip.

## Abstract
The stability of the electric power system at  the parengan  feeder is very important to supply the needs of the community because it is a densely populated area, therefore a reliable protection coordination system  is needed  so  that  the  continuity  of  the  system  runs  well. The  parengan  feeder  at  the  Sekarputih  substation  is  a  20  kV electric  power  distribution  using  an  NGR  (neutral  ground resistance)  system  with  a  high  resistance  of  500  Ohms  for grounding,  so  that  the  1-phase  fault  current  to  ground  is  a
maximum of 23.09 A. This study discusses the coordination of OCR relay protection. (overcurrent relay) and GFR (ground fault relay) in overcoming single-phase short-circuit faults to ground. However, in  this  case,  there  are  other  fault  when  there  is  a  1- phase  short- circuit to ground, namely the sympathetic trip fault. This fault is a tripping fault by a  CB (circuit breaker) on the nearest feeder from the feeder where there is a 1-phase to ground fault, so to overcome it,  directional  protection  is  needed,  namely  the  DGR  relay (directional  ground  relay).  The  method  used  is  the  analysis  of  the curve  of  the  protection  coordination  system  using  ETAP  16.0.0 software,  which  in  the  test  a  comparative  analysis  is  carried  out between the relay when it is not given directional protection and the relay when it is given directional protection by providing 3 different fault  points.  From  the  result  of  the  research,  it  is  known  that  the protection  of  the  DGR  relay  direction  can  overcome  sympathetic trip interference with 45degree angle and forward direction
Keywords — Directional ground relay, Ground fault relay, Line to ground fault, overcurrent relay, sympathetic trip

## I. PENDAHULUAN
Dengan  berkembangnya  zaman,  penyedian  energi listrik  semakin  dibutuhkan.  Pendistribusian  energi  listrik tegangan tinggi dan teganagan menengah sangat penting bagi konsumen. Energi listrik ini digunakan oleh masyarakat untuk kebutuhan sehari-hari. Oleh karena itu, pendistribusian energi listrik yang ada di  UP3  Mojok Gangguan  yang  sering  terjadi pada  saluran  tegangan  20  kV  adalah  gangguan sympathetic trip  pada  erto  daerah  padat  tentunya  perlu  mendapat perhatian  lebih.    Gangguan sympathetic trip  pada penyulang sehat  ketika  terjadi  gangguan  1  fasa  ke  tanah  pada penyulang  lain,  sehinga circuit  breaker penyulang  lain yang tidak terkena gangguan akan trip karena ikut merasakan gangguan  tersebut.  Interferensi  yang  dapat  menyebabkan seringnya  pemadaman  listrik  di  penyulang  yang  sehat  akibat kelebihan  beban.  Oleh  karena  itu  diperlukan  sistem kooodinasi proteksi  rele  penyulang  yang  handal  dan  sensitif, serta  koordinasi  proteksi  arah  rele  DGR  ( directional  ground relay )  yang  dilengkapi  sudut  dan  peka  terhadap  arus gangguan  kecil  [1].  Rele  DGR  adalah  relai  tanah  terarah
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 9, No. 3, Des 2023 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI 10.19184/jaei.v9i3.25790
dengan  sudut  (perlindungan  satu  arah).    Ketika  terjadi gangguan  1  fasa  ke  tanah,  gangguan  ini  juga  dapat menyebabkan  gangguan  lain yaitu gangguan sympathetic trip dengan tegangan dan arus yang tidak seimbang. Prinsip  kerja yaitu  ZCT  ( zero  current transformer )  akan  mendeteksi  arus urutan  nol  ( I 0 )  dan  GPT ( ground  potentional  transformer ) akan  mendeteksi  tegangan  urutan  nol  ( V 0 )  pada  sistem unbalance saat terjadi gangguan [2] . Penelitian ini membahas tentang  analisis  koordinasi  relai  DGR  pada  penyulang Parengan  yang  terjadi  gangguan sympathetic trip,  karena penyulang Gajahmada  mengalami ganggguan hubung singkat 1 fasa ke tanah di daerah distribusi UP3 Mojokerto. Gangguan tripping ini  sering  terjadi  pada penyulang  tegangan  20  kV, terlebih  dahulu  menentukan  besar  nilai  arus  gangguan maksimum  1  fasa  ke  tanah  untuk menentukan  nilai setting rele  DGR.  Sehingga  terciptanya sistem  koordinasi  proteksi relai  yang  baik  dan  handal,  demi  menjaga  kontinuitas penyaluran  daya  ke  penyulang  tetap terjaga.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Gangguan  ini  merupakan  gangguan  yang  terjadi  pada penyulang  sehat  karena  adanya  gangguan  lain  yang  berada disebelah  penyulang  tersebut.  Sehingga  ketika  terjadi gangguan  hubung  singkat  1  fasa  ke  tanah  pada  penyulang tertentu,  maka  dapat  menimbulkan  gangguan  lain  yaitu sympathetic trip karena penyulang yang seharusnya tidak trip juga merasakan gangguan tersebut. Hal ini juga dapat disebut dengan  sistem  koordinasi  proteksi  yang  tidak  terkoordinasi, oleh  karena  itu  dibutuhkannya  relai  proteksi  arah  agar  tiap penyulang  yang  berada  disebelah  dapat  membaca  gangguan dibawahnya  dan  tidak  membaca  gangguan  yang  berada diatasnya.
Gbr. 1 Single line gangguan sympathetic trip

## B. Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah
Gangguan  ini  merupakan  gangguan  hubung  singkat dimana  dua  titik  memiliki  beda  potensial  sehingga  terjadi ketidakseimbangan  antara  tegangan  urutan  nol  (V0)  dan arus  urutan  nol  (I0)  yang  mengalir  di  setiap  fasanya.  Dalam menentukan arus gangguan maksimum dibutuhkannya analisa hubung  singkat  1  fasa  ke  tanah  yang  nantinya  digunakan untuk menentukan  arus  kerja  relai  DGR  ( directional  ground relay ).  Berikut  adalah  rumus  perhitungan  untuk  menentukan besar nilai arus hubung singkat 1 fasa ke tanah [7]:
Ia 1 =  Ia 2 =  Ia 0 =  3E a /(Z 1 + Z 2 + Z 0 + 3Z n + 3Z f ) (1)

## C. DGR (Directional Ground Relay)
Relai  ini  merupakan  relai  proteksi  tanah  yang  dilengkapi dengan arah dan sudut, dimana akan bekerja berdasarkan arus urutan  nol  (I0)  dan  tegangan  urutan  nol  (V0).  Prinsip  kerja relai tanah terarah ini adalah apabila terjadi ketidakseimbangan  sistem  maka  ZCT  ( Zero  Current Transformer )  akan  mendeteksi  arus  urutan  nol  dan  GPT ( Ground Potentional Transformer ) akan mendeteksi tegangan urutan  nol,  hal  inilah  yang  menyebabkan  timbulnya  arus residu  (Ir)  yang  kembali  ke  sumber.  Dalam  menentukan tegangan  urutan  nol  dapat  menggunakan  rumus  sebagai berikut:
V 0 = 5% × nominal kV (2)
Sedangkan,  untuk  menentukan  arus  (I0)  relai  DGR sebagai berikut:
I set = 10% × I f maksimum
(3)

## D. Sistem Per Unit
Sistem  ini  digunakan  untuk  mempermudah  perhitungan dalam  sistem  jaringan  karena  pada  umumnya  transformator memiliki tingkatan yang berbeda – beda. Nilai per unit dapat ditentukan  dari  pembagian  nilai  asli  dengan  nilai  dasar sebagai berikut:
Nilai per unit = nilai asli/nilai dasar (4)
Untuk  menghitung  besar  nilai I dasar pada  sistem  sebagai berikut:
I dasar = KVA 3ϕ dasar/√3 × Tegangan kV L−L dasar (5)
Sedangkan untuk mencari nilai Z dasar pada sistem jaringan distribusi seperti perhitungan dibawah:
Z dasar = (Tegangan kV L−L dasar) 2 /MVA 3ϕ dasar (6)

## E. TMS (Time Multiple Setting)
TMS digunakan untuk  menentukan  waktu  kerja relai DGR bekerja  sesegera  mungkin  saat  terjadi  gangguan  hubung  singkat 1 fasa  ke  tanah.  Waktu  tersebut  dapat  dirumuskan  sebagai berikut:
TMS = (t × (I f /I set ) α − 1)/𝛽 (7)
t = (𝛽 × TMS)/(I f /I set ) 𝛼 – 1                                       (8)

## C. Alat dan Bahan Penelitian
Adapun alat dan bahan yang diperlukan pada penelitian kali  ini adalah:
1. Laptop/PC
2. Software ETAP
3. Data trafo 150/20 kV 60 MVA
4. Data beban tiap penyulang
5. Data setting relai OCR, GFR dan DGR

## D. Flowchart Penelitian
Dalam  penelitian  kali  ini  terdapat  kerangka  konsep yang  akan  dilakukan  untuk  menyelesaikan  penelitian  ini antara lain adalah sebagi beikut:
Gbr. 2 Flowchart penelitian
Gbr. 2 Single line diagram kelistrikan penyulang parengan

## C. Pemodelan Sistem
Pemodelan single  line diagram  kelistrikan  penyulang Parengan  dilakukan  dengan  cara  memodelkan  pada software ETAP  agar  dapat  memudahkan  dalam  menganalisis  sistem koordinasi proteksinya. Pemodelan sistem ini juga digunakan untuk  mempermudah setting relai  dan  mengetahui  tingkatan proteksi  koodinasinya,  sehingga  dapat  dilakukan  analisa kurva  koordinasi proteksi ketika terjadi gangguan. merupakan  gambaran single  line diagram  kelistrikan  pada penyulang Parengan PLN UP3 Mojokerto:

## F. Prosedur Pengujian
Penelitian  ini  memiliki  tahapan  pengujian  untuk mengetahui kehandalan  suatu  sistem  koordinasi  proteksinya dalam  menangani  gangguan  yang  ada,  serta  menganalisa besar  nilai  arus  gangguan  yang  terjadi  ketika  diberi  3  titik gangguan  yang  berbeda.  Berikut  merupakan  tahapan pengujian analisisnya:
1. Analisis load flow 2. Analisis short circuit
3. Analisis  sistem  koordinasi  proteksi  OCR,  GFR  dan DGR. Terdapat  3  macam  pengujian  yaitu  gangguan  hubung singkat  3  fasa,  gangguan  hubung  singkat  1  fasa ke  tanah dan grafik koordinasi proteksi
4. Besar  nilai  arus  gangguan  pada  3  titik  yang  berbeda. Terdapat  2  macam  pengujian  yaitu  gangguan  hubung singkat  3  fasa  dan  gangguan  hubung  singkat  1  fasa  ke tanah
5. Sebelum pemasangan  DGR.  Terdapat 2 macam pengujian yaitu gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah dan grafik koordinasi proteksi
6. Setelah  pemasangan  DGR  (proteksi  arah).  Terdapat  2 macam  pengujian  yaitu  gangguan  hubung  singkat  1  fasa  ke tanah dan grafik koordinasi proteksi.
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 9, No. 3, Des 2023 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI 10.19184/jaei.v9i3.25790

## II.H ASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisa setting relai OCR (Overcurrent Relay)
Pada  relai  OCR  terdapat  2  jenis  relai  proteksi  yaitu  relai 50  dan  relai  51,  dimana  kedua  relai  tersebut  bekerja  secara terkoordinasi  dengan  relai  50  merupakan  proteksi  instan sedangkan  relai  51  sebagai  backup. Prinsip kerja dari kedua relai  tersebut  adalah  ketika  terjadi  gangguan  maka  relai pertama  yang  melindungi  adalah  relai  50  sebagai  proteksi instannya  disusul  dengan  relai  51  sebagai  proteksi  backup ketika relai 50 tidak bekerja. Cara setting relai OCR dimulai dengan typical tingkatan  paling  bawah  yaitu  relai  penyulang kemudian  typical  atas  relai incoming. Berikut  merupakan perhitungan setting koordinasi relai OCR:
-Relai Penyulang Parengan
Diketahui  data  spesifikasi  relai  yang  digunakan sebagai berikut:
Jenis relai = Schneider Altsom Micom P127 Tipe Kurva  = Standard inverse Ratio CT = 400:5 Arah = Forward Sudut = 45° TMS = 0.2s TD = 0.3s Sebelum  menentukan arus pickup I 0 relai 51 dan arus instan relai 50 yaitu menghitung nilai FLA terlebih dahulu:
FLA = (Beban ⁄ √3)/20 kV
= (4620 ⁄ √3)/20
= 133.3679122 A
Setelah  nilai  FLA  didapatkan,  maka  dapat  menentukan  nilai arus  pickup  I_0  relai  51  dan  arus  instan  relai  50  sebagai berikut:
I 0 (pickup)     = 1.2 × FLA
= 1.2 × 133.3679122 = 160.0414946 A I instan = 6 × FLA = 6 × 133.3679122 = 800.2074732 A Relai Incoming Diketahui data spesifikasi relai yang digunakan sebagai berikut:
Jenis relai = Schneider Altsom Micom P127 Tipe Kurva = Standard inverse Ratio CT = 1740:5 Arah = Forward Sudut = 45° TMS = 0.35s TD = 0.5s
Sebelum menentukan arus pickup I_0 relai 51 dan arus instan relai 50 yaitu menghitung nilai FLA terlebih       dahulu:
FLA  = 1732 A
Tabel 1 D ATA HASIL SETTING RELAI OCR Relay Kurva CT FLA (A) 𝐈 𝟎 (𝐀) 𝐈 𝐢𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧 (𝐀) Incoming SI 1740/5 1732.0 2078.4 8660.0 Gajahmada SI 400/5 49.1 60.0 294.4 Parengan SI 400/5 133.4 160.0 800.2 Majapahit SI 400/5 533.8 640.5 3202.6 Meri SI 400/5 406.0 487.2 2436.1 Empunala SI 400/5 277.6 333.1 1665.4 Relay TMS (s) TD (s) Arah Sudut ( °) Incoming 0.35 0.5 Forward 45 Gajahmada 0.2 0.3 Forward 45 Parengan 0.2 0.3 Forward 45 Majapahit 0.2 0.3 Forward 45 Meri 0.2 0.3 Forward 45 Empunala 0.2 0.3 Forward 45
Dari  beberapa  perhitungan setting relai  yang  telah dilakukan,  maka  didapatkan  data setting relai.  Berikut merupakan  tabel  1  nilai  setting  relai  OCR  ( Overcurrent Relay ) pada masing- masing penyulang

## B. Analisa Setting Relai Tanah
Pada setting relai  tanah  dimulai  dengan typical paling bawah  yaitu  relai  penyulang  kemudian typical atas  relai incoming ,  relai  tanah  ini  dikoordinasikan  dengan  relai lainnya. Cara  mengkoordinasikannya  yaitu dengan  mengatur nilai TMS ( Time Multiple Setting ) dan TD ( Time Delay ) pada relai  proteksi  tanah  lebih  rendah  dengan  nilai time yang  ada pada relai OCR, sehingga ketika terjadi gangguan maka relai pertama  yang  akan  membaca  gangguan  tersebut  adalah  relai tanah dengan disusul oleh relai OCR sebagai backup. Berikut merupakan  perhitungan setting relai  tanah  untuk  mengatasi gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah:
I dasar = kVA 3∅ dasar /(Tegangan kV × √3)
= 60000/ (20 × √3 ) = 1732.050808 A Z dasar
= (Tegangan dasar kV) 2 /MVA 3∅ = (20) 2 /60 = 6.666667 Ω Z 𝑛(𝑝𝑢) = 500/6.666667 , Z n = 500Ω
= 74.99999625 ≈ 75 𝑝𝑢
Sehingga, 3Z n
= 3 × 75 = 225 pu
Setelah menghitung impedansi NGR, kemudian menentukan  arus I 0 yang  nantinya  digunakan  untuk menetukan  arus  gangguan  maksimum  pada  sistem  sebagai berikut:
I 0 = 3 × 𝐸 fasa /(𝑍 1 + 𝑍 2 + 𝑍 0 + 3𝑍 𝑛 + 𝑍 𝑓 )
= 3 × 1/((0.0027398 + 𝑗0.02752335) + (0.0026593 + 𝑗0.0274693) + 225 + 0 +(0.01040469 + 𝑗0.0378033))
= 3/ 225.01580388 + 𝑗0.09279581
= 3/ 225.0158208 ˂ 0.02084893545°
= 0.01333239587 pu
Sehingga nilai arus gangguan maksimum dapat ditentukan, dengan nilai I 0set dan nilai kV 0 sebagai berukit: I 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠 = I 0(𝑝𝑢) × I 𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 = 0.01333239587×1732.050808
= 23.09238704 A I 0𝑠𝑒𝑡 = 10% × 𝐼 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0.1×23.09401077 = 2.309401077 A kV 0 = 5%×nominal kV= 0.5×20 kV = 1 kV 0
Diketahui data spesifikasi relai yang digunakan sebagai berikut:
Jenis relai = Schneider Altsom Micom P127 Tipe Kurva  = Standard inverse Ratio CT = 400:5 Arah = Forward Sudut = 45° TMS = 0.025s TD = 0.05s
Setelah  menentukan  arus  gangguan  maksimum  adalah menentukan  arus  pickup  I 0 relai  51  dan  arus  instan  relai  50 seperti pada perhitungan dibawah:
I0(pickup) (50)  = 10%×I 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠
= 0.1×23.09401077 = 2.309 A Iinstan (51) = 30%×I 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0.3×23.09401077 = 6.927 A
Sehingga  didapatkan  waktu  kerja relai  trip  dari nilai TMS sebesar:
t = ( 𝛽 × TMS)/(I 𝑓 /I 𝑠𝑒𝑡 ) 𝛼 − 1
= (0.14 × 0.025)/(23.09/ 2.309) 0.02 − 1 = 0.0035/(1.047128548-1) = 0.0742649656 ≈ 0.07 s -  Relai Incoming Diketahui data spesifikasi relai yang digunakan
sebagai berikut:
Jenis relai = Schneider Altsom Micom P127 Tipe Kurva  = Standard inverse Ratio CT = 1740:5 Arah = Forward Sudut = 45° TMS = 0.225s TD = 0.25s
Setelah  menentukan  arus  gangguan  maksimum  adalah menentukan  arus  pickup  I 0 relai  51  dan  arus  instan  relai  50 seperti pada perhitungan dibawah:
I0(pickup) (50)  = 15%×I 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0.15×23.09401077
= 3.4635 A Iinstan (51)  = 35%×I 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0.35×23.09401077 = 8.0815 A Sehingga  didapatkan  waktu  kerja relai  trip  dari nilai  TMS sebesar:
t= ( 𝛽 × TMS)/(I 𝑓 /I = (0.14 × 0.225)/I 𝑠𝑒𝑡 ) 𝛼 − 1 (23.09/  2.309) 0.02 − 1 = 0.00315/(1.047128548-1) = 0.6683846904 ≈ 0.7 s
Dari  beberapa  perhitungan  setting  relai  yang  telah dilakukan,  maka  didapatkan  data  setting  relai.  Berikut merupakan tabel nilai setting relai tanah pada masing-masing penyulang:
TABEL III D ATA HASIL SETTING RELAI TANAH Relay Kurva Ratio CT 𝐈 𝒇 (𝐀) 𝐈 𝟎 (𝐀) 𝐈 𝒊𝒏𝒔 (A) Incoming SI 1740/5 23.094 3.464 8.082 Gajahmada SI 400/5 23.094 2.309 6.927 Parengan SI 400/5 23.094 2.309 6.927 Majapahit SI 400/5 23.094 2.309 6.927 Meri SI 400/5 23.094 2.309 6.927 Empunala SI 400/5 23.094 2.309 6.927
Relay TMS (s) TD (s) Arah Sudut ( °) t (s) Incoming 0.23 0.25 Forward 45 0.7 Gajahmada 0.03 0.05 Forward 45 0.07 Parengan 0.03 0.05 Forward 45 0.07 Majapahit 0.03 0.05 Forward 45 0.07 Meri 0.03 0.05 Forward 45 0.07 Empunala 0.03 0.05 Forward 45 0.07
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 9, No. 3, Des 2023 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI 10.19184/jaei.v9i3.25790

## A. Analisis Sistem Koordinasi Proteksi Overcurrent Relay
Pengujjian  koordinasi  relai  ini  yaitu  menggunakan gangguan  hubung  singkat  3  fasa,  dimana  relai incoming berfungsi untuk memproteksi trafo 7 150/20 kV 60 MVA dan relai  pada  tiap  penyulang  difungsikan  sebagai  proteksi  oleh beban – beban dan equipment yang berada dibawahnya ketika terjadi  gangguan.  Berikut  merupakan  hasil  kurva  koordinasi relai incoming :
Kurva diatas merupakan kurva hasil koordinasi proteksi relai incoming untuk  melindungi  trafo  7  150/20  kV  60  MVA. Terlihat bahwa kurva tidak bersinggungan dengan inrush trafo dan  kurva  proteksi  tidak  berada  di  area damage  region trafo, kurva seperti inilah yang sudah terkoordinasi dengan baik
Gbr. 3 Kurva koordinasi proteksi relai incoming
Gbr. 5 Hasil running koordinasi proteksi relai OCR pada penyulang parenga
Terlihat  pada  kurva  hasil  koordinasi  diatas  bahwa  kurva tidak  saling  bersinggungan  antara  kurva  relai  penyulang parengan  dan  kurva  relai incoming dengan standart  time different 0.2 s. Kurva relai penyulang berada di sisi kiri kurva relai incoming dengan FLA beban berada di sisi kiri kurva relai penyulang,  sehingga  ketika  terjadi  gangguan  maka  yang pertama  memproteksi  gangguan  tersebut  adalah  relai penyulang disusul dengan relai incoming .
Terlihat  pada  hasil  simulasi  diatas  ketika  diberi  gangguan pada  titik  penyulang  parengan  relai  pertama  yang  membaca gangguan  adalah  relai11  50  OCR  proteksi  fasa  pada penyulang  parengan  dengan  besar  arus  gangguan  19.297  kA pada waktu 300 ms, sehingga CB penyulang parengan trip di waktu  365  ms.  Kemudian  terbaca  oleh  relai11  51  OCR proteksi  fasa  dengan  besar  arus  gangguan  19.297  kA  pada waktu  453  ms,  selanjutnya  relai3  50  OCR  proteksi  fasa membaca  gangguan  pada  waktu  500  ms  dengan  besar  arus gangguan  12.23  kA.  CB  pada  penyulang  gajahmada  (51)  trip di  waktu  518  ms  disusul  dengan  CB  pada  relai  incoming  di waktu  565  ms.  Dari  pengujian  yang  telah  dilakukan  diatas diketahui  bahwa besar  nilai  arus  gangguan  dipengaruhi  oleh letak titik gangguan dan besar beban tiap penyulang

## TABEL V. Data Arus Gangguan Tiap Penyulang
Uji Gajahmada Parengan Majapahit Empunala I f 20.226 kA 19.297 kA 17.455 kA 18.919 kA
Semakin jauh titik gangguan tersebut dengan penyulang maka nilai  arus  gangguan  juga semakin  kecil,  sedangkan  semakin dekat  titik  gangguannya  dengan  penyulang  maka  semakin besar nilai arus gangguan tersebut.

## D. Analisa Sistem Koordinasi Proteksi GFR dan DGR
Pada  sistem  koordinasi  proteksi  relai  tanah  ini  nilai  TMS dan  TD  pada setting relai  tanah  lebih  rendah  dibandingkan dengan  nilai  TMS  dan  TD  relai  arus  lebih,  sehingga  ketika terjadi gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah yang pertama kali membaca gangguan yaitu relai tanah dengan disusul oleh relai  arus  lebih  sebagai  backup.  Oleh  karena  itu  relai  tanah lebih peka terhadap gangguan yang terjadi, berikut merupakan hasil  kurva  koordinasi  proteksi  relai  tanah  pada  penyulang parengan
Terlihat  pada  kurva  hasil  koordinasi  diatas  bahwa  kurva tidak  saling  bersinggungan  antara  kurva  relai  penyulang parengan  dan  kurva  relai incoming dengan standart  time different 0.2  s,  sehingga  ketika  terjadi  gangguan  maka  yang pertama  memproteksi  gangguan  tersebut  adalah  relai penyulang disusul dengan relai incoming .
Gbr. 6 Kurva hasil koordinasi proteksi relai tanah pada penyulang parengan
Gbr.7 Hasil running koordinasi proteksi relai tanah  penyulang  parengan
Terlihat  pada  hasil  simulasi  diatas  ketika  diberi  gangguan pada  titik  penyulang  parengan  relai  pertama  yang  membaca gangguan  adalah  relai13  (50)  proteksi  tanah  pada  penyulang parengan  pada  waktu  50  ms  disusul  dengan  relai13  (51)  pada waktu  56.7  dengan  besar  arus  gangguan  17.397  kA,  sehingga CB (50) penyulang parengan trip di waktu 115 ms dan CB (51) penyulang parengan trip di waktu 122 ms.
Kemudian  terbaca  oleh  relai3  (50)  proteksi  tanah  dengan besar  arus  gangguan 17.397 kA pada waktu 250 ms, sehingga CB incoming (50)  trip di  waktu  315  ms.  Dari  pengujian  yang telah dilakukan diatas diketahui bahwa besar nilai arus gangguan dipengaruhi  oleh  letak  titik  gangguan.  Semakin  jauh  titik gangguan tersebut dengan penyulang maka nilai arus gangguan juga semakin kecil, sedangkan semakin dekat titik gangguannya dengan  penyulang  maka  semakin  besar  nilai  arus  gangguan tersebut.
TABEL IV Data Arus Gangguan Tiap Penyulang Uji Gajahmada Parengan Majapahit Empunala I f 17.386 kA 17.397 kA 17.876 kA 17.876 kA

## E. Analisa Pengujian Koordinasi Proteksi Arah
Dalam  kasusnya  terdapat  gangguan  lain  ketika  terjadi ganggguan hubung singkat 1 fasa ke tanah yaitu sympathetic trip,  oleh  sebab  itu  dibutuhkan  proteksi  arah  dan  sudut  pada relai tanah. Berikut merupakan tabel perbandingan trippingketika  diberi  proteksi  arah  dan  tidak  ada  proteksi arah:
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 9, No. 3, Des 2023 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI 10.19184/jaei.v9i3.25790
TABEL VI

## Hasil Uji Perbandingan Proteksi Arah Dan Tanpa Proteksi
Arah Penyulang Parengan Proteksi Urutan Tripping Incoming Parengan Majapahit Arah 2 1 - Non- Arah - 1 2
Terlihat  pada  tabel diatas  ketika  tanpa  proteksi  arah  masih terjadi sympathetic pada penyulang yang berada disebelahnya yaitu  penyulang  majapahit  trip  urutan  ke-2.  Namun  ketika diberi  proteksi  arah  tidak  terjadi  lagi sympathetic trip  pada penyulang majapahit, trip kedua disusul dengan relai incoming yang merupakan typical tingkatan diatasnya.
Gambar  8  merupakan  perbandingan  hasil  running koordinasi proteksi relai tanah tanpa proteksi arah dan dengan proteksi  arah.  Pada  gambar  (a)  terlihat  bahwa  saat  terjadi gangguan  tanpa  proteksi  arah  maka  terjadi  sympathetic  trip pada  penyulang  majapahit  yang  berada  disebelahnya,  namun pada  gambar  (b)  terlihat  ketika  terjadi  gangguan  dengan pemberian  proteksi  arah  pada  penyulang  parengan  tidak  lagi terjadi  gangguan  sympathetic  di  penyulang  mapajahit  yang berada  disebelahnya.  Hal  ini  membuktikan  bahwa  proteksi arah  dapat  mengatasi  gangguan  sympathetic  trip  yang diakibatkan oleh gangguan yang ada.
Gbr.  8  (a)  Hasil running koordinasi  proteksi  relai  tanah  pada  penyulang parengan tanpa proteksi arah (b) Hasil running koordinasi proteksi relai tanah pada penyulang parengan dengan proteksi arah
F. Analisis Perbandingan Koordinasi Proteksi Data Konvensional dan Data Resetting.
Analisis  ini  membandingkan  tentang  nilai  setting  PLN dengan  nilai  setting  perhitungan  dan  membandingkan  hasil kurva  koordinasi  proteksi  dengan  mensimulasikan  pada software  ETAP  untuk  pemberian  gangguan  agar  diketahui kondisi relai proteksi pada tiap penyulang. Berikut merupakan tabel  perbandingan  nilai  setting  konvensional  dan  nilai  resetting Setelah membandingkan data setting konvensional dan data resetting  dilakukan  analisis  perbandingan  hasil running koordinasi relai, dimana hasil running koordinasi yang diambil dari penyulang parengan sebagai berikut:

## TABEL VI
Tabel Perbandingan Nilai Setting Relai Incoming, Penyulang    Gajahmada dan Penyulang Parengan
TABEL VII Tabel Perbandingan Nilai Setting Relai Majapahit, Penyulang Meri  dan Penyulang Empunala
(a)
26
(b)
Gbr.  9  (a)  Hasil running koordinasi  proteksi  relai  tanah  dengan  data konvensional pada penyulang parengan tanpa proteksi arah (b) Hasil running koordinasi  proteksi  relai  tanah  dengan  data resetting pada  penyulang parengan dengan proteksi arah
Telihat  pada  gambar  (a)  dengan  data  konvensional hasil running menunjukkan  bahwa  masih  terjadi sympathetic pada  penyulang  majapahit,  namun  pada  gambar  (b)  dengan data resetting yang telah dilakukan hasil running menunjukan bahwa tidak terjadi sympathetic . Hal ini  membuktikan bahwa data resetting lebih  baik  dan  lebih  peka  terhadap  gangguan kecil,  tetapi  bukan  menjamin  tidak  dapat  terjadi sympathetic sehingga  masih  membutuhkan  relai  proteksi  arah  agar memastikan tidak terjadinya gangguan sympathetic .

## III. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisa  dan  pembahasan  yang  telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan:
1. Dalam  menangani  gangguan  1  fasa  ke  tanah  relai dikoordinasikan  dengan  cara  relai  proteksi  tanah  disetel lebih  peka  terhadap  gangguan  dengan  nilai  TMS  dan  TD lebih rendah sebesar 0.025 s dan 0.05 s dibandingkan nilai TMS  dan  TD  relai  arus  lebih  sebesar  0.2  s  dan  0.3  s. Sehingga  ketika  terjadi  gangguan  relai  yang  membaca terlebih dahulu yaitu relai proteksi tanah kemudian disusul dengan relai arus lebih sebagai backup.
2. Gangguan sympathetic trip  dapat  diatasi  dengan  relai proteksi arah, dengan diberi proteksi arah forward dan sudut 45  derajat  tidak  terjadi sympathetic trip  pada  penyulang yang berada disebelahnya ketika terjadi gangguan hubung singkat 1 fasa ke tanah.
3. Besar  nilai  arus  gangguan  berbeda  –  beda  tiap  penyulang
ketika terjadi gangguan hubung singkat 3 fasa dengan nilai terbesar  terjadi  pada  penyulang  Gajahmada  dengan  nilai
R EFERENSI
[1] Arka, I. G. P, Sangka, I. G. N, Purbhawa, I. M. 2015. Analisa Pengaruh Pemasangan  Directional  Ground  Relay  (DGR)  sebagai  Pengaman Gangguan  Fasa  Tanah  Penyulang  20  kV.  Bali:  Jurnal  Logic,  Vol.15, No.1.
[2] Setiadji,  J.  S,  Machmudsyah,  Tabrani,  Kongdoro,  Rusli.  2006.  Analisa Gangguan  Satu  Fasa  ke  Tanah  yang  Mengakibatkan  Sympathetic  Trip pada  Penyulang  yang  tidak  Terganggu  di  PLN  APJ  Surabaya  Selatan. Jurnal Teknik Elektro volume. 6, nomor. 2.
[3] Upanayana,  I.  N,  Arjana,  I.  G.  D,  Wijaya,  I.  W.  A.  2017.  Pemasangan DGR  (Directional  Ground  Relay)  untuk  Mengatasi  Gangguan Sympathetic  Trip  pada  GIS  Bandara  Penyulang  Ngurah  Rai  I  dan Ngurah Rai II. Bali. Jurnal Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02.
[4] Amira,  A.,  &  Effendi,  A.  (2014).  Studi  Analisa  Gangguan  Hubung Singkat 1 Fasa Ke Tanah pada SUTT 150 KV untuk Setting Relay OCR (Aplikasi GI PIP–PAUH LIMO. Jurnal Teknik Elektro, 3(2).
[5] Fadillah,  A.,  &  Julianto,  P.  (2018). Analisa  Gangguan  Hubung  Singkat Satu  Fasa  ke  Tanah  Pada  Jaringan  Distribusi  20  kV  PT.  PLN  Tarakan. Elektrika Borneo, 4(2), 6-10.
[6] Samin,  T.  (2019).  Analisa  Gangguan  Hubung  Singkat  Satu  Fasa  ke Tanah  pada  Jaringan  Distribusi  20  KV  PT.  PLN  (PERSERO)  Sebatik menggunakan Software ETAP Power Station 12.6. 0. Elektrika Borneo, 5(1), 19-24.
[7] Grainger,  J.  J.,  Stevenson,  W.  D.,  &  Stevenson,  W.  D.  (2003).  Power system analysis.
[8] Elmore,  W.  A.,  &  Blackburn,  J.  L.  (1962).  Negative-sequence directional  ground  relaying.  Transactions  of  the  American  Institute  of Electrical Engineers. Part III: Power Apparatus and Systems, 81(3), 913- 920.
[9] Arka,  I.  G.  P.,  &  Mudiana,  N.  (2017).  Studi  Pengaruh  Pemasangan Sistem  Proteksi  Rele  Terhadap  Kemungkinan  Gangguan  Sympathetic Tripping Pada Penyulang. Logic: Jurnal Rancang Bangun dan Teknologi, 13(3), 142.
[10] Siregar,  E.  M.,  &  Puriza,  M.  Y.  (2020,  November).  Optimizing  the protection  coordination  of  DGR  (Directional  Ground  Relay)  to overcome  sympathetic  disturbances  and  reduce  energy  not  supplied  on Toboali Substation. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 599, No. 1, p. 012010). IOP Publishing.
[11] Ady,  I.  K.  A.  A.,  Arjana,  I.  G.  D.,  &  Parta,  C.  G.  I.  (2016).  Studi Pengaruh  Setting  Rele  Pengaman  untuk  Meminimalkan  Gangguan Sympathetic  Trip  pada  Penyulang  BUNISARI-SUWUNG.  Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, 15(2), 53-58.
[12] Maisyarah,  L.  (2019).  Analisis  Hubung  Singkat  pada  Saluran  Udara Tegangan  Menengah  20  KV  (Studi  Kasus  pada  Penyulang  LG  02  PT PLN  (PERSERO)  Rayon  LHOKSEUMAWE)  Menggunakan  Software ETAP 12.6.0. Jurnal Energi Elektrik, 8(1), 25-31.
[13] Nasrul,  N.  (2017).  Setting  Relai  Gangguan  Tanah  (Gfr)  Outgoing  Gh Tanjung  Pati  Feeder  Taram  Pt.  Pln  (Persero)  Rayon  Lima  Puluh  Kota. Jurnal Teknik Elektro, 6(2), 180-188
[14] Amrullah,  K.  M.  A.,  Kurniawan,  R.,  &  Putra,  G.  B.  (2017).  Aplikasi pemetaan  prediksi  lokasi  gangguan  hubung  singkat  pada  saluran distribusi  20kV  berbasis  website  pada  penyulang  Apel.  In PROCEEDINGS  OF  NATIONAL  COLLOQUIUM  RESEARCH  AND COMMUNITY SERVICE (Vol. 1).