## PROTEKSI  OCR PADA  PENYULANG JERMAN  GARDU  INDUK MUARA DUA OKU SELATAN
Choirul Rizal 1 , Rayhan 2
1,2 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang e-mail : choirulrizal1962 @gmail.com

## ABSTRAK
Trafo  adalah    salah  satu  alat  utama  dalam  sebuah  Gardu  Induk,  jika  terjadi  suatu kegagalan pada trafo daya tidak saja menyebabkan terganggunya kontinuitas dan penyaluran daya kekonsumen, tetapi juga menyebabkan kerusakan pada peralatan listrik tersebut.
Salah  satu  penyebab  dan  mutu  pelayanan  dari  suatu  sistem  tenaga  listrik  adalah kontinuitas  pelayanannya.  Kontinuitas  pelayanan  tenaga  listrik  ditentukan  konstruksi  sistem pengaman proteksi yang ada pada sistem tenaga listrik tersebut. Untuk menetapkan besar nilai arus  gangguan  dan  setting  dari  rele  dipeakai    sistem  simetris  untuk  menyelesaikan permasalahan tersebut.
Pada  kasus    ini  dipaparkan  masalah  pengaman  gangguan  hubung  singkat  pada transformator  daya  60  MVA  150/20  KV    gardu  induk  Muara  Dua  penyulang  Jerman  ,yaitu pada  rele  proteksi  arus  lebih  dengan  menggunakan  sistem  simetris,  dimana  rele  ini  bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi setting. Dengan dipasangnya rele arus lebih ini  maka  gangguan  yang  terasa  tersebut  dapat  segera  ditanggulangi,  sehingga  transformator daya dapat bekerja kembali normal dan kelangsungan penyaluran daya ke konsumen menjadi maksimal.dan besar arus gangguan  sebesar 30,99 Amper dan setting waktu 0,66 detik.
Kata Kunci : Gangguan Sistem, Arus Lebih, Setting Rele

## 1. PENDAHULUAN
Transformator adalah merupakan alat  vital dalam penyaluran tenaga listrik, sebab transformator adalah  peralatan  yang  berperan  menyalurkan  energi  listrik  langsung  pada  konsumen  baik    untuk tegangan  tinggi  ,  tegangan  menengah  maupun  tegangan  rendah.  Dimana  sistem  penyaluran  tidak menutup  kemungkinan  akan  terjadinya  gangguan  yang  disebabkan  oleh  bermacam  sebab,  akibat. Gangguan  yang  sering  terjadi  antara  lain  kawat  putus,  kerusakan  pada  pembangkit,  gangguan  petir pada saluran transmisi dan gangguan hubung singkat.
Energi listrik ini disalurkan ke pusat-pusat beban melalui suatu sistem transmisi yang jaraknya sangat  jauh.  Di  dalam  pelaksanaan  penyaluran  daya  listrik  akan    terjadi  kondisi  tidak  normal (gangguan)  yang  menyebabkan  terganggunya  kelangsungan  pelayanan  energi  listrik  terhadap konsumen  Gangguan  yang  dimaksud  antara  lain  gangguan  hubung  singkat  yang  terjadi  pada tranformator tenaga Gardu Induk.
Gangguan-gangguan  yang  tembul  tersebut  jika  tidak  dengan  segera  diperbaiki  maka  dapat merusak  peralatan  dan  sistem  tenaga  listrik,  seperti  generator,  tranformator  dan  peralatan  listrik lainnya.  Dengan  demikian  perlindungan  peralatan  sistem  tenaga  listrik  dan  bahaya  gangguan  yang terjadi,  maka  diperlukan    sistem  pengaman,  yang  harus  dapat  mendeteksi  terjadinya  gangguan  serta membatasi  pengaruh-pengaruh  lainnya.  Dengan  adanya  sistem  pengaman  tersebut  maka  kontinuitas pelayanan  daya  listrik  terhadap  konsumen  dapat  terjamin.  Gangguan-gangguan  yang  terjadi  tersebut jika  tidak  dengan  segera  diatasi  maka  dapat  merusak  peralatan  dan  sistem  tenaga  listrik,  seperti
generator,  tranformator  dan  peralatan  listrik  lainnya.  Dengan  adanya  gangguan  yang  tidak  dapat dipridiksi  maka  diperlukan  suatu  peralatan  pengaman  (sistem  Proteksi)  yang  tepat  dan  dapat diandalkan pada peralatan sistem tenaga listrik serta pengoperasian dan pemeliharaan yang baik. Relai proteksi harus dapat mengenal kondisi abnormal pada sistem tenaga dan melakukan langkah-langkah yang  dianggap  perlu  untuk  menjamin  pemisahan  gangguan  dengan  kemungkinan  gangguan  terkecil terhadap operasi normal .(1,3,4)

## 2. Tinjauan Pustaka

## 2.1. Menentukan Nilai Per Unit
Besarnya  tegangan,  arus,  KVA  dan  impedansi  selalu  dinyatakan  sebagai  satuan  per-unit  dan juga  sebagai  persentase  pada  dasar  yang  dipilih,  semacam  perhitungan  sederhana.  Besarnya  per-unit disingkat PU, adalah perbandingan rasio antara suatu perbandingan dengan suatu besaran dasar dalam satuan yang sama .(1,2,4,5)
dasar Besaran ada yang Besaran Unit
Per  
Perhitungan  per-unit  untuk  sistem  yang  mempunyai  perubahan  besaran  daya  dan  tegangan adalah sbb: (1,2,4,6)
   
   
       dasar KVA dasar KVA x dasar KV dasar KV x pu Z pu Z diberikan baru baru diberikan diberikan baru 2 ) ( ) ( ...........(1)
Menghitung Arus Dasar dalam Per-Unit digunakan persamaan :
I base = base base KV x KVA
3 .................................................................................(2)
Dimana,
KVA base = Daya dasar transformator daya (KVA)
KVA base = Teganagn dasar transformator daya (KV)
Setting Kerja Rele Arus Lebih (OCR)
- Menghitung setting arus pada rele arus lebih
I Set = CT x In x Kd Kfk / 1
Dimana,
I Set = penyetelan arus
Kfk   = Faktor keamanan (1,1 – 1,2)
Kd = Faktor perbandingan (0,7 – 0,98) In = Arus nominal transformator (amper)
In = base base xKV KVA 3
Dimana,
KVA base = Daya dasar sistem (KVA) KV base = Tegangan dasar transformator (KV)
- Menghitung setting waktu pada rele arus lebih Tms =
14 , 0 1 02 , 0  setting r I I tx
.........................................................................................(3) Dimana, T = Waktu settting terpasang pada rele arus lebih (Detik) I setting = Setting arus hasil perhitungan (Amper) I r = Arus gangguan pada transformator (Amper)

## 3. Metodologi
Adapun  metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  merupakan  lagkah-langkah  yang  ditempuh sebagai  bahan  kajian  pada  bab  selanjutnya,  selain  disesuaikan  dengan  metode  penelitian  yang  akan digunakan,  cara-cara  pengumpulan  data  yang  harus  dipenuhi  tujuan  penelitian  yaitu  menganalisa penerapan teori penunjang sebagai pembuktian kebenarannya.
1. Studi  literatur  Melalui  pembahasan  dengan  literatur  yang  ada  yang  berkaitan  dengan  tema penelitian.
2. Studi Lapangan yaitu dengan mengumpulkan data-data yang diperlukan dalam proses  untuk penelitian,  dimana  metode  ini  yang  digunakan  pada  penelitian  yang  dilakukan,  dengan mengumpulkan  data,  lalu  mengklarifikasikannya,  mengolah  data  yang  didapat,  mendapatkan hasil yang diinginkan, lalu dianalisa dan terakhir dirumuskan untuk diambil kesimpulan.

## 4. Hasil dan Pembahasan .

## 4.1. Data Jaringan Penyulang Jerman
Untuk mendapatkan nilai arus gangguan hubung singkat perlu dilakukan perhitungan dengan mengacu  data  yang  ada  pada jaringan  20 KV Trafo  150/20 KV  60  MVA  di  GI  Muara  Dua   dengan panjang saluran dari sisi  sekunder Trafo ke sel incoming 20 KV 8,3 Km dan impedansi Trafo sebesar 8,3 %.

## 4.1.1. Data Transformator
Lokasi
Gardu Induk Muaradua
Merek ENERGOIN VEST Kapasitas 60  MVA Impedansi (%) 8,3 % Tegangan 150/20 KV

## 4.1.2. Data Saluran
Saluran Gardu Induk Muaradua  kepenyulang Jerman
Panjang penghantar 8,3  Km
Z  = (R + j X) x panjang saluran
X saluran 0,3413  /Km R saluran 0,293  /Km Zsaluran      = (0,293 + j 0,3413) x  8,3  Km
Z saluran     =  ( 2,4319  + j 2,8328 )  ohm
Impedansi Dasar = MVA KV 2 ) ( = 60 ) 20 ( 2 = 6,7 Ohm
Jadi Z (pu) = 7 , 6 8328 , 2 4319 , 2 j  = ( 0,3630 + J 0,4228 ) pu I dasar = KV x MVA 20 3 60
=  1732,10 Amper

## 4.1.3. Data Rele Arus Lebih (OCR)
Merek : ISKRA Jumlah : 1 Arus Setting : 1 Amper Waktu Setting : 1 Detik Rasio CT : 300/5A Kfk (Faktor Keamanan) : 1,1 Kd (Faktor Arus Kembali) : 0,95 PMT, VCB : 630 Amper, 25 KA
4.1.4. Perhitungan Impedansi total
Dari sistem yang ditinjau :
150/20 KV              Saluran 8,3 Km

## 60  MVA
Gambar.1. Diagram Segaris Penyulang jerman
Dimana Impedansi Trafo adalah :
X Saluran Ea X Trafo Vf Gambar 2. Reaktansi Urutan Positip X Saluran X Trafo Vf Gambar.3. Reaktansi urutan Negatip X Saluran X Trafo Vf
Gambar .4. Diagram Reaktansi urutan Nol
            
lam a baru barur lam a trafo MVA MVA KV KV Z 2
083 , 0 =         60 60 20 20 083 , 0 2 = 0,083 pu
Z total = Z trafo + Z saluran  = 0,083 + ( 0,3630 + J 0,4228  = ( 0,4460 + j 0,4228 )  pu
Jadi      impedansi      urutan  positif  sama  dengan  impedansi  urutan  negati  =    (  0,4460  +  J0,4228)  pu, karena sistem transformator diketanahkan langsung maka dengan demikian impedansi urutan Nol nya adalah sama juga dengan impedansi urutan positif dan negatif.

## 4.2. Perhitungan Arus Gangguan
Perhitungan besar arus hubung singkat pada transformator daya 60 MVA 150/20 Kvdi Gardu Induk  Muaradua  Oku  ini,  gangguan  terjadi  pada  sisi  20  KV.  Dengan  memasukan  harga-harga impendansi total urutan jala-jala dari sistem maka dapat kita hitung besar arus hubung singkat.
4.2.1. Gangguan Hubung Singkat yang Terjadi.
Arus Gangguan Satu Fasa
o hs Z Z Z E I     2 1 1 . 3 , karena  trafo ditanahkan langsung maka Z1 = Z2 = Zo, maka
  ) 4228 , 0 . 4460 , 0 . 3 . 3 1 j E I hs    0 0 47 , 43 62 , 0 0 1    = 1,61 0 47 , 43   pu 10 , 1732 61 , 1 1 x
If hs   = 2788,68 Amper
Arus Gangguan Dua Fasa :
2 1 2 . 3 Z Z V I f hs        0 0 47 , 43 67 , 0 73 , 1 4228 , 0 . 4460 , 0 4228 , 0 . 4460 , 0 ) 0 . 1 .( 3         O j j j = 2,58 0 47 , 43   10 , 1732 58 , 2 2 x IF   = 4468,82  Amper
Arus Gangguan Tiga Fasa:
1 3 Z V I f hs     0 0 47 , 43 62 , 0 1 4228 , 0 . 4460 , 0 ) 0 . 1 (       O j j = 1,61 0 47 , 43   10 , 1732 61 , 1 3 x IF   = 2788,68 Amper
4.3.Penyetelan Rele Arus Lebih (OCR)
s hs set K I
I 
Dimana,
set I = Arus hubung singkat
5 , 1  s K
Setting Gangguan Arus Hubung Singkat Satu Fasa :
s hs set K I
I   1 12 , 1859 5 , 1 68 , 2788   5 300 12 , 1859  n I = 30,99 Amper
n ins I I .. 99 , 30 tan 
Setting waktu kerja rele arus lebih adalah sebesar :Karena rele di stel pada waktu, t = 1 detik, maka pengali waktu (Tms) adalah :
Tms   = 14 , 0 1 02 , 0 1   sett I I tx = 14 , 0 1 99 , 30 68 , 2788 1 02 , 0  x = 0,66 detik
Setting Gangguan Arus Hubung Singkat Dua Fasa :
s hs set K I I   2 21 , 2979 5 , 1 82 , 4468   5 300 21 , 2979  n I = 49,65 Amper
n ins I I .. 65 , 49 tan 
Setting waktu kerja rele arus lebih adalah sebesar :Karena rele di stel pada waktu, t = 1 detik, maka pengali waktu (Tms) adalah :
Tms   = 14 , 0 1 02 , 0 2   sett I I tx = 14 , 0 1 65 , 49 82 , 4468 1 02 , 0  x
= 0,67 detik
Setting Gangguan Arus Hubung Singkat Tiga Fasa :
s hs set K I
I   3 12 ,
1859 5 , 1 68 , 2788   5 300 12 , 1859  n I = 30,99  Amper
n ins I I .. 99 , 30 tan 
Setting waktu kerja rele arus lebih adalah sebesar :Karena rele di stel pada waktu, t = 1 detik, maka pengali waktu (Tms) adalah :
Tms   =
14 , 0 1 02 , 0 3   sett I I tx = 14 , 0 1 99 , 30 68 , 2788 1 02 , 0  x
= 0,66 detik

## 5. Penutup
Dari  hasil  analisa  dan  perhitungan  terhadap  gangguan  pada  transformator  daya  60  MVA  150/20 KV, besar  setting arus hubung singkat adalah sebesar 30,99 Amper pada waktu 0,66 detik

## DAFTAR PUSTAKA
1.B.M. Weedy, “ Sistem Tenaga Listrik ”, Aksara Persadalndonesia, 1978.
2,Dipi. Renaldo Zoro., “ Proteksi Sistem Tenaga ”, Diktat Kuliah bagian 2 ITB, 1987.
3.Bonar  Pandjaitan, ” Proteksi Sistem Tenaga Listrik” Andy Jogjakarta, 2012
4.Cek Mas Cekdin,” Sistem Tenaga Listrik” Andy Jogjakarta, 2007
5.Djiteng Marsudi,’ Pembangkitan Energi Listrik ” Erlangga Jakarta,2002
6.T.S. Hutauruk.K.M.E.E., “ Analisa Sistem Tenaga Listrik ”, Diktat Kuliah Jilid 1 dan 2 Departemen
Elektronik ITB, 1979.