## Optimasi Koordinasi Over Current Relay pada Trafo
60 MVA 150/20 kV dan Penyulang 20 kV Gumul Gardu Induk Banaran Berbasis Particle Swarm Optimization
Yulia Setyaningrum
yuliasetyaningrum25@gmail.com
Universitas Jember Suprihadi Prasetyono shabri_prasetyo@yahoo.com Universitas Jember Andi Setiawan

## andismt@gmail.com
Universitas Jember Abstrak
Pada  Gardu  Induk  Banaran  Trafo  60  MVA  150/20  kV permasalahan  yang  sering  terjadi  adalah  gangguan  hubung singkat.  Gangguan  hubung  singkat  terkadang  menyebabkan Penyulang  Gumul  20  kV  mengalami  pemadaman,  sehingga pengaman  incoming  trafo  60  MVA  juga  terkena  gangguan.  Hal tersebut  dikarenakan  koordinasi  rele  antara  OCR  penyulang Gumul 20 kV dengan OCR incoming trafo 60 MVA yang kurang selektif  dalam  mengisolasi  gangguan  yang  menyebabkan  antar rele  tidak  overlapping  (tidak  tumpang  tindih).  Oleh  karena  itu untuk  meningkatkan  kinerja  koordinasi  OCR  perlu  dilakukan setting  OCR  yang  optimal  dengan  menggunakan  metode  PSO. Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  nilai  setting  OCR  di  sisi penyulang  menggunakan  PSO  menghasilkan  TMS  sebesar 0.1197  s  dengan  waktu  operasi  rele  lebih  cepat  sebesar  0.2471  s daripada  hasil  konvensional  diperoleh  TMS  sebesar  0.1453  s dengan  waktu  operasi  rele  sebesar  0.300  s.  Sehingga  hasil  PSO tersebut  menghasilkan  CTI  yang  semakin  meningkat  sebesar 0.3529  s,  sedangkan  hasil  dari  metode  konvensional  diperoleh CTI  sebesar  0.300  s.  Berdasarkan  hasil  tersebut  dapat disimpulkan  bahwa  koordinasi  rele  antara  OCR  Penyulang Gumul  20  kV  dengan  OCR  incoming  trafo  60  MVA  dapat bekerja cukup selektif dengan mengisolasi gangguan secara tepat.

## Kata Kunci — Hubung Singkat, Koordinasi, OCR, PSO, TMS

## Abstract
At  Banaran  Transformer  Substation  60  MVA  150/20  kV,  the problem  that  often  occurs  is  a  short  circuit  fault.  Short  circuit fault sometimes causes the 20 kV Gumul Feeder to go out, so that the  incoming  safety  of  the 60 MVA  transformer  is also  affected. This  is  because  the  coordination  of  the  relay  between  the  20 kV Gumul feeder OCR and the 60 MVA incoming transformer OCR is  less  selective  in  isolating  the  disturbance  which  causes  the relays  not  to  overlap  (not  overlap).  Therefore,  to  improve  the performance of OCR coordination, it is necessary to set optimal OCR  using  the  PSO  method.  The  results  of  this  study  indicate the  value  of  the  OCR  setting  on  the  feeder  side  using  PSO produces a TMS of 0.1197 s with  a  relay  operating  time  of  0.2471  s  faster  than  the conventional results obtained by a TMS of 0.1453 s with a relay operating time of 0.300 s. So that the results of the PSO resulted in  an  increasing  CTI  of  0.3529  s,  while  the  results  from  the conventional  method  obtained  a  CTI  of  0.300  s.  Based  on  these
results  it  can  be  concluded  that  the  coordination  of  the  relay between  the  20  kV  Gumul  Feeder  OCR  and  the  60  MVA incoming  transformer  OCR  can  work  quite  selectively  by isolating the disturbance appropriately.
Keywords — Coordination, Short Circuit, OCR, PSO, TMS

## I. PENDAHULUAN
Sistem  transmisi  tenaga  listrik  adalah  bagian  terpenting dalam penyaluran tenaga listrik. Salah satu komponen penting pada  sistem  transmisi  tenaga  listrik  adalah  sistem  proteksi yang  berfungsi  untuk  melindungi  sistem  dari  gangguan. Gangguan yang sering terjadi  dalam penyaluran tenaga listrik adalah  gangguan  hubung  singkat.  Agar  gangguan  tidak menyebar  luas  pada  daerah  yang  masih  normal  maka diperlukan perlindungan berupa  rele proteksi.  Pada  rele  OCR ( Over  Current  Relay )  hanya  mendeteksi  gangguan  hubung singkat 2 fasa dan 3 fasa, sedangkan gangguan hubung singkat 1  fasa  dideteksi  oleh  rele  GFR  ( Ground  Fault Relay). Perangkat  proteksi  yang  diterapkan  ke  sistem  tenaga  listrik berupa  koordinasi  antara  rele  primer  dan  rele back  up. Pada dasarnya  rele  primer  diatur  untuk  beroperasi  lebih  cepat dengan  bekerja  terlebih  dahulu  jika  terjadi  gangguan.  Rele back up mengambil alih saat rele primer gagal beroperasi pada saat ada gangguan. Koordinasi rele sangat mempertimbangkan CTI  ( Coordination  Time  Interval) agar  rele  dapat trip secara tepat/selektif ketika ada gangguan hubung singkat.
Pada  Gardu  Induk  Banaran  Trafo  60  MVA  150/20  kV permasalahan  yang  sering  terjadi  adalah  gangguan  hubung singkat.  Gangguan  hubung  singkat  terkadang  menyebabkan Penyulang  Gumul  20  kV  mengalami  pemadaman,  sehingga pengaman incoming tarfo juga terkena gangguan. Hal tersebut dikarenakan  koordinasi over  current  relay yang  kurang selektif dalam mengisolasi gangguan yang menyebabkan antar rele tidak overlapping (tidak tumpang tindih). Padahal Gardu Induk  Banaran  trafo  60  MVA  150/20  kV  tersebut  memiliki peran  sangat  penting  dalam  penyaluran  energi  listrik  ke jaringan  distribusi  tegangan  menengah  20  kV  berguna  untuk memenuhi  kebutuhan    energi  listrik.  Oleh  karena  itu  perlu dilakukan setting OCR  yang  optimal  upaya  untuk
meningkatkan  kinerja  dari  koordinasi  OCR  dari  gangguan hubung singkat.
Ada beberapa penelitian menggunakan PSO sebagai teknik optimasi  diantaranya  “Simulasi  Optimasi  Daya  Reaktif  dan Tegangan pada  Sistem  Jamali  500  kV  Menggunakan  Metode Particle  Swarm Optimization”,  pada  penelitian  tersebut membuktikan bahwa hasil simulasi optimasi PSO daya reaktif dapat  mengurangi  rugi  daya  aktif  [1].  Kelebihan  utama algoritma  PSO  adalah  mempunyai  konsep  sederhana,  mudah diimplementasikan  dan  efisien  dalam  perhitungan.  Teknik optimasi cerdas seperti yang dimiliki PSO dapat menyesuaikan pengaturan rele.
Maka penelitian ini membahas tentang optimasi koordinasi over  current  relay pada  trafo  60  MVA  150/20  kV  dan penyulang  20  kV  Gumul  Gardu  Induk  Banaran  dengan menggunakan  metode particle  swarm  optimization (PSO). Diharapkan  dengan  menggunakan  metode  PSO  ini  dapat menghasilkan setting OCR yang optimal agar antar rele dapat terkoordinasi secara selektif.

## II. METODE PENELITIAN
Data  diperoleh  melalui  observasi  secara  langsung  untuk mendapatkan  data  yang  sesuai  dengan  permasalahan  pada penelitian  ini.  Digunakan  data  primer  berupa single  line diagram, spesifikasi trafo, spesifikasi rele dan data konduktor saluran (impedansi, panjang saluran). Pengumpulan data pada single  line diagram  transmisi,  spesifikasi  trafo  dan  rele diperoleh  langsung  di  Gardu  Induk  Banaran  ULTG  Kediri, sedangkan single  line diagram  penghantar,  data  penyulang gumul  berupa  jenis  kabel  A3C  dengan  luas  penampang  150 mm 2 dan  panjang  penyulang  41.537  km  diperoleh  di  UP3 Kediri.

## A. Diagram Alir Sistem
Dalam analisis data menggunakan simulasi software ETAP 12.6  untuk  mensimulasikan  gangguan  hubung  singkat  2  fasa dan  3  fasa  berdasarkan  titik  lokasi  gangguan  pada  0%,  25%, 50%,  75%  dan  100%  dari  panjang  penyulang  Gumul  yaitu 41.537  km.  Setelah  memperoleh  arus  gangguan  hubung singkat  2  fasa  dan  3  fasa,  kemudian  dilakukan  perhitungan untuk mencari setting OCR pada TMS PSM di penyulang dan di incoming trafo.  Setelah  memperoleh setting rele  dengan menggunakan  metode  konvensional,  kemudian  mencari  nilai setting rele pada TMS penyulang menggunakan metode PSO. PSO  menggunakan software MATLAB  R2013a.  Penjelasan lebih singkat mengenai diagram alir sistem dapat dilihat pada Gbr 1.
Pada tahap PSO memasukkan batasan parameter-parameter untuk  mencari  nilai  yang  paling  optimum  dari  semua  iterasi perhitungan.  Variabel  yang  akan  dioptimalkan  adalah  TMS penyulang  untuk  memperoleh  waktu  operasi  rele  yang minimum  di  sisi  penyulang.  Hasil  optimasi  dari  PSO  harus mempertimbangkan standar CTI over current relay berdasarkan  IEEE  242-2001  pada  umumnya  berkisar  antara 0.3-0.4  sekon  [2].  Kemudian  membandingkan  hasil  metode PSO dengan metode konvensional .

## B. Prosedur Setting Over Current Relay
OCR  ( Over  Current  Relay )  adalah  rele  arus  lebih  untuk mendeteksi  gangguan  hubung  singkat  fasa-fasa.  Prinsip  kerja OCR  adalah  rele  akan  bekerja  bila  arus  gangguan  yang mengalir melebihi nilai arus setting (Iset). Pada OCR terdapat dua parameter setting rele yaitu setting PSM dan setting waktu (TMS) . Sedangkan  arus setting (Iset) atau  arus pick  up (Ip) berfungsi  sebagai  arus  maksimum  untuk  membatasi  arus beban  maksimum  (IFLA)  yang  ada  di  peralatan. Menurut standar British BS 142 - 1983 batas penyetelannya untuk arus pick up OCR adalah [3]:
(1)
PSM (Plug Setting Multiplier) adalah setting terhadap arus gangguan  dan  arus pick  up atau  arus setting rele  yang  diatur sedemikian  sehingga  rele  tidak  beroperasi  untuk  arus  beban maksimum  (IFLA)  tetapi  beroperasi  untuk  arus  gangguan hubung singkat minimum [4].
(2) Dimana : If = Arus gangguan hubung singkat (Ampere) Iset = Arus setting rele (Ampere)
TMS  ( Time  Setting  Multiplier) berfungsi setting waktu sebagai  penentu  waktu  operasi  rele  (t).  Untuk  menentukan TMS  pada setting OCR  dapat  menggunakan  persamaan sebagai berikut :
(3) Dimana : TMS = Time Multiplier Setting t = Waktu operasi rele (s) PSM = Plug Setting Multiplier
= Koefisien karakteristik waktu
= Koefisien karakteristik waktu

## C. Prosedur Metode PSO
Algoritma  Particle  Swarm  Optimization (PSO)  didasarkan pada  perilaku  sosial  sekawanan  burung  atau  ikan.  Seekor hewan  dalam  algoritma  PSO  akan  dianggap  sebagai  partikel. Partikel ini akan dipengaruhi oleh perilaku individu hewan itu sendiri  dan  perilaku  dari  partikel  lain  dalam  satu  kelompok. Apabila  satu  partikel  menemukan  jalan  yang  tepat  dan terpendek  menuju  ke  suatu  sumber  makanan,  maka  yang terjadi  adalah  partikel-partikel  lain  tersebut  akan  mengikuti partikel yang telah menemukan jalan yang tepat dan terpendek tadi.  Setiap  partikel  melakukan  pencarian  solusi  yang optimum dengan melintasi ruang pencarian. Hal ini dilakukan dengan  cara  setiap  partikel  melakukan  penyesuaian  terhadap posisi  terbaik  dari  partikel  tersebut  ( local  best) dan penyesuaian  terhadap  posisi  terbaik  dari  seluruh  kawanan ( global  best) .  Masing-masing  partikel  diberi  fungsi  objektif yang sesuai untuk menyelesaikan suatu permasalahan. Mekanisme updating status partikel sebagai berikut [5]:
(4)
(5)
(6)
Keterangan:
: Posisi partikel ke-i,  iterasi saat ini
: Kecepatan partikel ke-i, iterasi saat ini
: Posisi partikel ke-i, iterasi selanjutnya maka
: Kecepatan partikel ke-i, iterasi selanjutnya maka
: Cognitive constant ( learning rate )
: Social constant ( learning rate )
r
: Nilai random 0 sampai 1
Pbest : Posisi terbaik dari partikel ke-i maka
Gbest : Posisi terbaik dari seluruh populasi
: Koefisien inertia iterasi saat ini
: Koefisien inertia maksima
: Koefisien inertia minmal
it : Iterasi yang selalu berubah dari 1, 2, 3.….
: Nilai iterasi maksimal yang  di tentukan
1) Fungsi  Objektif: Masalah  koordinasi  rele  dari  OCR, dimana  fungsi  objektif  adalah  untuk  meminimalkan  waktu operasi rele primer di penyulang. Melalui dua jenis setting rele yaitu setting waktu  TMS  dan setting PSM.  Fungsi  objektif menjadi tujuan utama optimalisasi. Pada tugas akhir ini fungsi objektif nya adalah sebagai berikut [4]:
(7)
Dimana:
= Waktu operasi rele primer gangguan pada i
2) Karakteristik  Rele: Karakteristik over  current  relay adalah standard inverse relay dengan koefisien λ adalah 0.14 dan γ adalah 0.02 dengan persamaan sebagai berikut [4]
(8)
Pada  Persamaan  8,  PSM  yang  digunakan  adalah  PSM penyulang. Sehingga untuk memperoleh fungsi objektif waktu operasi rele ( ) adalah [4]:
(9)
Jadi  TMS  ( Time  Multiplier  Setting) dihasilkan  menggunakan metode PSO.
4
3) Batasan  Waktu  Rele  Beroperasi: Adapun  untuk mengetahui batasan waktu rele beroperasi sebagai berikut [6]:
(10)
(11)
Dimana :
= waktu operasi rele primer minimum
= waktu operasi rele primer maksimum
4)  Kriteria  Waktu  Interval  Koordinasi  Rele: Perbedaan antara  waktu  operasi  dari  rele  primer  dan  rele back  up lebih besar dari atau sama dengan CTI ( Coordination Time Interval ) sebagai berikut [6]:
(12)
Dimana :
= waktu operasi rele back up pada gangguan i
= waktu operasi rele primer pada gangguan pada i
CTI = Coordination Time Interval ( 0.3 – 0.4 s)

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini membahas tentang perbandingan setting OCR antara  metode  konvensional  dengan  metode  PSO.  Sebelum menentukan setting OCR  terlebih  dahulu  melakukan pemodelan single  line diagram  menggunakan software Etap 12.6 yang digunakan untuk simulasi gangguan hubung singkat. Gangguan  hubung  singkat  yang  digunakan  adalah  hubung singkat  2  fasa  dan  3  fasa  didasarkan  pada  titik  lokasi gangguan.

## A. Perhitungan Setting Over Current Relay
Perhitungan setting OCR  terdiri  dari  perhitungan setting OCR di sisi penyulang (rele primer) dan di sisi incoming trafo (rele back  up) .  Pada  perhitungan  ini  dicari  nilai  PSM  dan TMS pada setiap rele.
1)  Perhitungan  Setting  OCR  di  Sisi  Penyulang  Gumul : Arus  gangguan  hubung  yang  dipilih  untuk  penentuan setting OCR adalah arus gangguan yang terbesar yaitu arus gangguan hubung singkat 3 fasa di bus 1. Perhitungan setting arus (Iset), PSM dan TMS sebagai berikut :
Iset   = 1.2 x IFLA
= 1.2 x 400 A
= 480 A
PSM  =
= =
Waktu  operasi  rele  awal  di  Penyulang  Gumul  yang  telah ditetapkan sebesar 0.3 sekon (t = 0.3 s) agar rele tidak trip . TMS  =
=
=
2) Perhitungan Setting OCR di Sisi Incoming Trafo: Arus gangguan  hubung  singkat  yang  dipilih  sama  dengan penyulang  Gumul.  Perhitungan setting arus  (Iset),  PSM  dan TMS sebagai berikut:
Iset   = 1.2 x IFLA = 1.2 x 1732 A = 2078.4 A
PSM  =
=

## =
Setting OCR  pada incoming trafo  yang  sebagai  rele back  up harus menyesuaikan grading time sebesar 0.3 s. t = t primer (penyulang) + grading time = = s
TMS  =
= =
TABEL I ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Bus Jarak 3 Fasa (A) 2 fasa (A) Bus 1 0% (0 km) 12762 11052 Bus 15 25% (10.111 km) 6396 5539 Bus 34 50% (20.462 km) 5885 5096 Bus 55 75% (31.105 km) 5268 4562 Bus 61 100% (41.537 km) 3525 3257
TABEL II PSM DAN TMS DI SETIAP LOKASI GANGGUAN
Bus Jarak PSM Gangguan 3 Fasa PSM Gangguan 2 Fasa Penyulang TMS 0.1453 s Bus 1 0% (0 km) 26.6 23.0 Bus 15 25% (10.111 km) 13.3 11.5 Bus 34 50% (20.462 km) 12.3 10.6 Bus 55 75% (31.105 km) 11.0 9.5 Bus 61 100% (41.537 km) 7.3 6.8 Incoming Trafo TMS 0.1584 s Bus 1 0% (0 km) 6.1 5.3 Bus 15 25% (10.111 km) 3.1 2.7 Bus 34 50% (20.462 km) 2.8 2.5 Bus 55 75% (31.105 km) 2.5 2.2 Bus 61 100% (41.537 km) 1.7 1.6

## B. Perhitungan Waktu Operasi Rele
Perhitungan  ini  terdiri  dari  perhitungan  waktu  operasi  rele (t) pada penyulang dan incoming trafo. Waktu operasi rele (t) ditentukan  berdasarkan  titik  lokasi  gangguan  yang  terjadi  di 0%, 25%, 50%, 75% dan 100% dari panjang penyulang.
1)  Perhitungan  Waktu  OPerasi  Rele  Penyulang  Gumul : Pada  perhitungan  ini  dipilih  salah  satu  lokasi  gangguan  yaitu pada  lokasi  gangguan  di  0%  (0  km).  Berikut  perhitungan waktu operasi rele (t) OCR penyulang pada gangguan hubung singkat 3 fasa dan 2 fasa:
Perhitungan waktu operasi rele gangguan 3 fasa:
t =
=
=
Perhitungan waktu operasi rele gangguan 2 fasa:
t =
=

## =
2) Perhitungan  Waktu  Operasi  Rele  Incoming  Trafo: Perhitungan ini sama halnya dengan di penyulang, dimana 0% (0  km)  sebagai  lokasi  ganguan  untuk  menentukan  waktu operasi  rele  (t)  pada  gangguan  hubung  singkat  3  fasa  dan  2 fasa.
Perhitungan waktu operasi rele gangguan 3 fasa:
t =
=
=
Perhitungan waktu operasi rele gangguan 2 fasa:
t =
=
= 3)  Koordinasi OCR Sebelum Menggunakan PSO: Koordinasi OCR ini menggunakan hasil perhitungan metode konvensional,  dimana setting rele  TMS  dihitung  secara manual  untuk  memperoleh  waktu  operasi  rele  di  penyulang dan incoming trafo.
Perhitungan CTI di lokasi gangguan bus 1 gangguan 3 fasa: CTI  = t incoming – t penyulang
= 0.6 – 0.3
= 0.3 s
Perhitungan CTI di lokasi gangguan bus 1 gangguan2 fasa: CTI  = t incoming – t penyulang = 0.6526 – 0.3142 = 0.3384 s
TABEL III
W AKTU OPERASI RELE KONVENSIONAL
Bus Jarak (km) Waktu Operasi Rele Gangguan 3 Fasa (s) Waktu Operasi Rele Gangguan 2 Fasa (s) Penyulang Bus 1 0% (0) 0.3000 0.3142 Bus 15 25% (10.111) 0.3827 0.4058 Bus 34 50% (20.462) 0.3957 0.4205 Bus 55 75% (31.105) 0.4145 0.4416 Bus 61 100% (41.537) 0.5000 0.5211 Incoming Trafo Bus 1 0% (0) 0.6000 0.6526 Bus 15 25% (10.111) 0.9755 1.1203 Bus 34 50% (20.462) 1.0544 1.2254 Bus 55 75% (31.105) 1.1813 1.3995 Bus 61 100% (41.537) 2.0881 2.4576 TABEL IV
cti ( coordination time interval) pada ocr konvensional

## C. Setting Over Current Relay Pada PSO
Setting OCR  PSO  mencari setting waktu  TMS  yang optimal  pada  rele  penyulang  untuk  meminimalkan  waktu operasi  rele  penyulang.  Maka  pada  PSO  diperlukan parameter-parameter  PSO  yang  dapat  dilihat  pada  Tabel  V yang  telah  sesuai  dengan  batasan-batasan  yang  telah ditentukan  agar  memperoleh  nilai  yang  optimal  dengan mempertimbangkan setting OCR.
Setelah  menentukan  inisialisasi  pada  parameter  PSO, kemudian  meng update posisi  dan  kecepatan  partikel,  lalu evaluasi fitness dengan menggunakan fungsi objektif pada tiap partikel. P best terbaik  ditentukan  dengan  membandingkan dengan P best dari  iterasi  sebelumnya.  Kemudian P best terbaik ditetapkan  sebagai G best terbaik,  maka G best terbaik  sebagai
Bus Jarak (km) Incoming (s) Penyulang (s) CTI (s) Gangguan 3 Fasa Bus 1 0 0.600 0.300 0.300 Bus 15 10.111 0.9755 0.3827 0.5928 Bus 34 20.462 1.0544 0.3957 0.6587 Bus 55 31.105 1.1813 0.4145 0.7668 Bus 61 41.537 2.0881 0.500 1.588 Gangguan 2 Fasa Bus 1 0 0.6526 0.3142 0.3384 Bus 15 10.111 1.1203 0.4058 0.7145 Bus 34 20.462 1.2254 0.4205 0.8049 Bus 55 31.105 1.3995 0.4416 0.9579 Bus 61 41.537 2.4576 0.5211 1.9365
6
fitness terbaik.  Sehingga  mendapatkan  nilai fitness minimum dengan  mengecek  solusi  apakah  sudah  mencapai  konvergen dimana posisi semua partikel menuju ke satu nilai  yang sama dengan melalui iterasi sebanyak 100 kali iterasi.
Proses iterasi dilakukan sampai kriteria terpenuhi, berhenti pada  nilai fitness yang  cukup  baik  atau  sampai  pada  jumlah iterasi  yakni  100  kali  iterasi.  Maka  dengan  100  kali  iterasi mengasilkan fitness terbaik yaitu pada posisi terbaik 0.1197 s dengan best  cost sebesar  0.2471  s.  Sehingga  iterasi  sangat mempengaruhi  hasil fitness yang  didapatkan.  Hal  ini dikarenakan  sering  terjadinya  proses update posisi  yang terjadi  pada  tiap  iterasi.  Dalam  menentukan  jumlah  iterasi maksimum  juga  disarankan  berdasarkan  kompleksitas  dari masalah yang akan diselesaikan. Jumlah iterasi apabila terlalu banyak  ataupun  sangat  sedikit  akan  membuat  komputasi semakin  lama  apabila  hanya  jumlah  maksimum  iterasi  ini yang menjadi suatu patokan [7].
Pengaruh  iterasi  tersebut  terhadap  nilai fitness sudah mencapai  konvergen.  Hal  ini  diakibatkan  posisi  selanjutnya yang akan ditempuh oleh suatu partikel akan dipengaruhi oleh posisi  terbaik  dari  partikel  yang  ada  pada  sebelumnya  dan juga posisi terbaik dari semua partikel. Apabila posisi terbaik tersebut tidak akan terjadi perubahan di local optimum, maka partikel  akan  cepat  mengalami  konvergen  lalu  sebaliknya apabila  posisi  terbaik  tersebut  masih  adanya  perubahan  di local optimum, maka partikel belum dapat konvergen [7]. Dapat  dilihat  Gbr.  2  grafik  mengalami  penurunan  secara linear sehingga mendapatkan posisi dengan cepat yaitu solusi yang  paling  optimum  dengan  diperolehnya fitness terbaik. Dapat  diketahui  bahwa  dengan  menggunakan  nilai  parameter PSO dengan iterasi 100, Wmin 0.4, Wmax 0.9, c1 0.045 dan c2  0.5  dapat  memperoleh  nilai fitness yang  cukup  baik. Pengambilan data pada hasil PSO dicari nilai paling minimum untuk setting OCR  yang  optimal.  Jadi  hasil  PSO  yang diperoleh  dari  nilai fitness terbaik  adalah  TMS  0.1197  s dengan waktu operasi rele (t) paling minimum sebesar 0.2471 s.  Pencarian  TMS  yang  optimal  pada  PSO  dicari  nilai  yang mendekati  batas  minimal  variabel  TMS.  Dimana  batasan minimal TMS sebesar 0.1 s.
1) Hasil  Perbandingan  Waktu  Operasi  Rele  Konvensional dengan PSO :
TABEL V PARAMETER PSO No. Parameter Keterangan 1. Iterasi 100 2. Jumlah partikel 50 3. Wmin 0.4 4. Wmax 0.9 5. TMSmin 0.1 6. TMS max 1.1 7. c1 0.045 8. c2 0.5
Gbr. 2 Grafik hasil akhir iterasi dengan Best Cost pada PSO

## TABEL VI
HASIL PERBANDINGAN WAKTU OPERASI RELE KONVENSIONAL DENGAN PSO Bus Jarak TMS 0.1453 s TMS 0.1197 s Waktu Operasi Rele Konvensional (s) Waktu Operasi Rele PSO (s) Gangguan 3 Fasa Bus 1 0% (0 Km) 0.300 0.2471 Bus 15 25% (10.111 Km) 0.3827 0.3153 Bus 34 50% (20.462 Km) 0.3957 0.3260 Bus 55 75% (31.105 Km) 0.4145 0.3415 Bus 61 100% (41.537 Km) 0.500 0.4119 ∑t 1.9929 1.6418 Gangguan 2 Fasa Bus 1 0% (0 Km) 0.3142 0.2588 Bus 15 25% (10.111 Km) 0.4058 0.3343 Bus 34 50% (20.462 Km) 0.4205 0.3464 Bus 55 75% (31.105 Km) 0.4416 0.3638 Bus 61 100% (41.537 Km) 0.5211 0.4293 ∑t 2.1032 1.7326 Total t 4.0961 3.3743
Dari  Tabel  VI  dapat dilihat  bahwa  waktu  operasi  rele  (t) menggunakan  PSO  lebih  cepat  dibandingkan  waktu  operasi rele (t) dengan perhitungan konvensional. Hal ini dikarenakan PSO  tersebut  menghasilkan  TMS  yang  optimal,  dimana  nilai TMS  pada  PSO  sebesar  0.1197  s  sedangkan  nilai  TMS  pada perhitungan  konvensional  sebesar  0.1453  s.  Waktu  operasi rele  (t)  OCR  pada  PSO  cukup  cepat  atau  hasilnya  minimum dibandingkan  dengan  waktu  operasi  rele  (t)  OCR  dengan perhitungan konvensional yang waktu operasi rele lebih lama. Maka  hasil  PSO  tersebut  sesuai  dengan  fungsi  objektif  yaitu waktu operasi rele (t) penyulang yang dihasilkan minimum.
Gbr. 3 Grafik perbandingan waktu operasi rele kovensional dan  PSO
Jarak  lokasi  gangguan  mempengaruhi  waktu  operasi  rele (t),  dimana  semakin  panjang  lokasi  gangguan  maka  waktu operasi  rele  (t)  semakin  lama  dan  sebaliknya.  Dapat dibuktikan  pada  bus  1,  dimana  lokasi  gangguan  sepanjang  0 km  menghasilkan  waktu  operasi  rele  lebih  cepat  (nilainya lebih kecil) dari pada waktu operasi rele pada lokasi gangguan 41.537 km. Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa semakin panjang jarak  lokasi  gangguan  nilai  arus  gangguan  hubung  singkat semakin  kecil.  Maka  pada  Tabel  III  dapat  dilihat  bahwa semakin  panjang  jarak  lokasi  gangguan  nilai  arus  gangguan hubung singkat semakin kecil sehingga waktu operasi rele (t) semakin  lama.  Maka  grafik  pada  Gbr  3  sesuai  dengan karakteristik  waktu  OCR  yang  digunakan  yaitu standard invers, dimana  semakin  besar  arus  gangguan  maka  semakin cepat  waktu  operasi  rele  (t).  Sehingga  besar  kecilnya  arus gangguan  hubung  singkat  mempengaruhi  cepat  lambatnya waktu  operasi  rele  (t).  Setelah  diperoleh setting waktu  OCR pada  TMS  penyulang  menggunakan  PSO,  maka  dapat dikoordinasikan  antara  waktu  operasi  rele  (t)  penyulang dengan  waktu  operasi  rele  (t) incoming trafo  agar  dapat diketahui nilai CTI.
TABEL VII CTI ( COORDINATION TIME INTERVAL ) PADA OCR MENGGUNAKAN PSO
Bus Jarak (km) Waktu operasi rele Incoming (s) Waktu operasi rele Penyulang (s) CTI (s) Gangguan 3 Fasa Bus 1 0 0.600 0.2471 0.3529 Bus 15 10.111 0.9755 0.3150 0.6602 Bus 34 20.462 1.0544 0.3257 0.7284 Bus 55 31.105 1.1813 0.3412 0.8398 Bus 61 41.537 2.0881 0.4116 1.6761 Gangguan 2 Fasa Bus 1 0 0.6526 0.2586 0.3938 Bus 15 10.111 1.1203 0.3340 0.7860 Bus 34 20.462 1.2254 0.3461 0.8790 Bus 55 31.105 1.3995 0.3635 1.0357 Bus 61 41.537 2.4576 0.4289 2.0283 2) Hasil Perbandingan Koordinasi OCR antara konvensional dengan PSO:

## TABEL VIII
PERBANDINGAN CTI ( COORDINATION T IME I NTERVAL ) KONVENSIONAL DAN PSO Bus Jarak CTI Konvensional (s) CTI PSO (s) Gangguan 3 Fasa Bus 1 0% (0 km) 0.300 0.3529 Bus 15 25% (10.111 km) 0.5928 0.6602 Bus 34 50% (20.462 km) 0.6587 0.7284 Bus 55 75% (31.105 km) 0.7668 0.8398 Bus 61 100% (41.537 km) 1.588 1.6761 Gangguan 2 Fasa Bus 1 0% (0 km) 0.3384 0.3938 Bus 15 25% (10.111 km) 0.7145 0.7860 Bus 34 50% (20.462 km) 0.8049 0.8790 Bus 55 75% (31.105 km) 0.9579 1.0357 Bus 61 100% (41.537 km) 1.9365 2.0283
8

## Gbr. 4 Grafik perbandingan CTI  konvensional dan PSO
Pada Tabel  VIII dapat dilihat bahwa koordinasi OCR PSO diperoleh  CTI  yang  meningkat  sebesar  0.3529  dari  CTI sebelumnya  yang  menggunakan  konvensional  sebesar  0.3  s. Hal ini dikarenakan semakin cepat nilai waktu operasi rele (t) maka semakin meningkat nilai CTI . Nilai CTI yang diperoleh hasil  PSO  masih  memenuhi  standar  CTI  berdasarkan  IEEE 242-2001  yaitu  0.3  -  0.4  s.  Nilai  CTI  diperolah  dari  selisih antara  waktu  operasi  rele  (t) incoming dengan  waktu  operasi rele (t) penyulang.
Pada  Gbr  4  grafik  diatas  dapat  diketahui  bahwa  semakin panjang jarak lokasi gangguan maka CTI (Coordination Time Interval )  semakin  meningkat,  dimana  arus  gangguan  tersebut dipengaruhi oleh jarak lokasi. Dapat diketahui bahwa semakin panjang  jarak  lokasi  gangguan  maka  semakin  kecil  arus gangguan  hubung  singkat  dan  waktu  operasi  rele  (t)  semakin lama.
Dari perbandingan TMS penyulang perhitungan konvensional  dan  PSO  diperoleh  hasil  PSO  menghasilkan TMS  optimal  sebesar  0.1197  s  sedangkan  hasil  konvensional memiliki  TMS  sebesar  0.1453  s.  Maka  dapat  dibandingkan bahwa waktu operasi rele (t) hasil PSO sebesar 0.2471 s lebih cepat  dengan  menghasilkan  waktu  operasi  rele  (t)  yang minimum  daripada  waktu  operasi  rele  (t)  hasil  konvensional sebesar 0.300 s. Dapat diketahui bahwa jarak lokasi gangguan mempengaruhi  waktu  operasi  rele  (t)  dan  CTI.  Dimana semakin  panjang  jarak  lokasi  langguan  maka  semakin  besar waktu operasi rele (t) dan CTI.
Pencarian solusi terbaik nilai TMS optimal PSO mendekati batas minimal TMS sebesar 0.1197 s. Dapat diketahui bahwa PSO  mencari  nilai  TMS  yang  minimum,  tetapi  tidak  berada pada  posisi  batas  minimal  TMS,  namun  mendekati  batas minimal  TMS.  Nilai  TMS  hasil  PSO  yang  diperoleh  sebesar 0.1197  s,  sedangkan  nilai  TMS  tersebut  mendekati  batas minimal  TMS  0.1  s.  Hasil  PSO  tersebut  mempengaruhi  nilai CTI.  Nilai  CTI  hasil  PSO  semakin  meningkat  yaitu  sebesar 0.3529 s sedangkan CTI hasil konvensional sebesar 0.300 s.
Maka  dapat  diperoleh  bahwa  fungsi  objektif  pada  PSO menghasilkan waktu operasi rele (t) penyulang yang minimum. Jadi,  hasil setting OCR  menggunakan  PSO  menghasilkan TMS yang optimal sebesar 0.1197 s dengan waktu operasi rele (t)  OCR  penyulang  cukup  cepat  sebesar  0.2471  s  yang menghasilkan  CTI  semakin  meningkat  sebesar  0.3529  s. Sehingga menghasilkan koordinasi OCR antar rele penyulang dengan  rele incoming dapat  bekerja  cukup  selektif  dengan mengisolasi gangguan secara tepat.
IV. KESIMPULAN (PENUTUP)
Berdasarkan  hasil  percobaan  yang  telah  dilakukan  pada penelitian ini, didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Penentuan  optimasi  koordinasi  OCR  dengan  PSO didasarkan  pada  parameter-parameter  PSO  yaitu  PSM penyulang  sebesar  26.6,  batasan  TMS  antara  0.1  sampai 1.1  s,  koefisien  karakteristik  waktu standard  invers 0.14 dan  0.02,  iterasi  sebanyak  100,  jumlah  partikel  sebanyak 50, c1 dan c2 sebesar 0.045 dan 0.5, inertia weight Wmax dan Wmin adalah 0.4 dan 0.9.
2. Setting waktu OCR pada TMS penyulang pada hasil PSO diperoleh  nilai  TMS  sebesar  0.1197  s  dengan  waktu operasi  rele  (t)  sebesar  0.2471  s,  sedangkan  hasil  dari metode  konvensional  diperoleh  nilai  TMS  sebesar  0.1453 s  dengan  waktu  operasi  rele  (t)  yaitu  sebesar  0.3  s.  Maka setting waktu  OCR  pada  TMS  penyulang  dengan  metode PSO  menghasikan  waktu  operasi  rele  (t)  lebih  cepat daripada  waktu  operasi  rele  (t)  dengan  metode konvensional.
3. Koordinasi  OCR  antara  rele  penyulang  dengan  rele incoming trafo  hasil  PSO  menghasilkan  CTI  yang meningkat  sebesar  0.3529  s,  sedangkan  hasil  dari  metode konvensional diperoleh CTI sebesar 0.300 s. Jadi, semakin cepat  waktu  operasi  rele  (t)  dari  hasil  PSO,  semakin meningkat pula CTI.
4. Jarak  lokasi  gangguan  pada  OCR  mempengaruhi  waktu operasi rele dan CTI. Dapat dibuktikan pada hasil PSO di bus  1  (lokasi  gangguan  0  km)  gangguan  3  fasa  memiliki waktu  operasi  rele  sebesar  0.2471  s  dan  CTI  sebesar 0.3529 s, sedangkan pada bus 15 (lokasi gangguan 10.111 km) gangguan 3 fasa memiliki waktu operasi  rele sebesar 0.3150  s  dan    CTI  sebesar  0.6602  s.  Maka  semakin panjang jarak lokasi gangguan, semakin meningkat waktu operasi rele dan CTI.

## R EFERENSI
[1] Gunara  Fery  Fahnani,  Yuningtyastuti,  and  Susatyo  Handoko,S, “Simulasi  Optimasi  Daya  Reaktif  dan  Tegangan  pada  Sistem  Jamali 500  kV  Menggunakan  Metode  Particle  Swarm  Optimization,” TRANSIENT  Universitas  Diponegoro  Semarang, vol  2,  No.2,  Juni 2013.
[2] IEEE  Standards  Board, Practice  for  Protection  and  Coordination  of Industrial and Commercial Power Systems , USA: Std 242, 2001.
[3] IEEE  Standards  Board, Practice  for  Protection  and  Coordination  of Industrial and Commercial Power Systems , USA: Std 242, 1986.
[4] M. Lakshmia , Ragul Deepak Narayanasamyb , Nilabhra Banerjeeb , O. V.  Gnana  Swathikab,  “Optimum  Coordination  of  Overcurrent  Relays using Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization,” SUSCOM India, 2019.
[5] Budi  Santosa,  “Particle  Swarm  Optimization,” Graha  Ilmu  ITS Surabaya, vol 2, 2011.
[6] Mostafa  Kheshti,  Browh  Serge  Tekpeti  and  Xiaoning  Kang  “The Optimal  Coordination  of  Over-current  Relay  Protection  in  Radial Network  Based  on  Particle  Swarm  Optimization,” IEEE  PES  China , 2016.
[7] Andries  P.  Engelbrecht, Computational  Intelligence ,  John  Wiley  & Sons  Ltd,  The  Atrium,  Southern  Gate, Chichester,  West  Sussex  PO19 8SQ, England:2007.