Abstrak  -  Saat  ini  daerah  Sulawesi  Utara  berkembang  dengan cepat.  Perkembangan  ini  harus  diiringi  dengan  penambahan daya  listrik  yang  ada  pada  sistem  Minahasa.  Oleh  karena  itu dibangun  beberapa  pusat  pembangkit  tenaga  listrik  salah satunya    adalah  PLTU  2  SULUT  dengan  kapasitas  2  x  25  MW. Agar supplai daya dari PLTU 2  SULUT tetap stabil, maka salah satu  yang  harus  diperhatikan  adalah  proteksi  pada  saluran transmisi. Saluran transmisi yang terhubung dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 2 SULUT adalah Gardu Induk (GI) Lopana, kemudian dari  Lopana terdapat beberapa cabang yaitu GI Kawangkoan dan Gas Insulated Substation (GIS) Teling.
Proteksi  utama  pada  saluran  transmisi  adalah  relai jarak.    Agar  tidak  terjadi  tumpang  tindih  (Overlapping)  antara zona  proteksi  maka  setting  relai  jarak  perlu  dikoordinasikan dengan  zona  proteksi  relai  jarak  yang  lain.  Zona  1  relai  jarak pada  PLTU  adalah  saluran  transmisi  antara  GI  PLTU  dan  GI Lopana, Zona 2 adalah saluran transmisi antara GI Lopana dan GI  Kawangkoaan,  dan  Zona  3  adalah  GI  Kawangkoan  dan  GI Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) Lahendong I & II.  Sedangkan    untuk  GIS  Teling  Zona  1  adalah  antara  GIS Teling dengan GI Lopana, Zona 2 adalah antara GI Lopana dan GI PLTU.
Dari  hasil  perhitungan  setting  relai  jarak  pada  PLTU adalah sebagai berikut  : Zona 1 = 2.984 ∠ ∠ ∠ ∠ 79.303 0 (Ohm), Zona 2= 4.4220 ∠ ∠ ∠ ∠ 79.3 0 (Ohm),  Zona 3 = 8.041 ∠ ∠ ∠ ∠ 74.302 (Ohm). untuk zona  1  dan  zona  2  sesuai  dengan  kondisi  lapangan,  sedangkan untuk  zona  3  tidak  sama  tapi  perbedaannya  hasil  kecil. Sedangkan  untuk  GIS  Teling    diperoleh    nilai  setting  sebagai berikut : Zona = 7.209 ∠ ∠ ∠ ∠ 74.621 (Ohm), Zona 2 =  9.562 ∠ ∠ ∠ ∠ 75.774 0 (Ohm) dan Zona 3 =  10.739 ∠ ∠ ∠ ∠ 76.162 0 (Ohm).
Kata kunci : Proteksi , Relai, Setting, Transmisi.

## I. PENDAHULUAN
Jaringan  Transmisi  memegang  peranan    penting dalam proses penyaluran daya listrik dari pusat pembangkit ke pusat  beban.  Oleh  karena  itu  pengaman  pada  jaringan transmisi  perlu  mendapat  perhatian  yang  serius  dalam perencanaannya.  Sistem  transmisi  sendiri  merupakan  sistem dinamis  kompleks  yang  parameter-parameter  dan  keadaan sistemnya  berubah  secara  terus  menerus.  Oleh  karena  itu strategi  pengamanan  harus  disesuaikan  dengan  perubahan dinamis tersebut dalam hal desain dan setting peralatannya.
Sistem  proteksi  berfungsi  untuk  mengamankan peralatan  listrik  terhadap  kemungkinan  kerusakan  akibat gangguan,  melokalisir  daerah-daerah  sistem  yang  terganggu sekecil  mungkin,  dan  berusaha  secepat  mungkin  untuk mengatasi daerah  yang terganggu  tersebut, sehingga  stabilitas sistem  dapat  terpelihara  serta  untuk  mengamankan  manusia
terhadap  bahaya  yang  ditimbulkan  oleh  listrik.  Relai  sebagai salah  satu  bagian  penting  dalam  sistem  pengamanan  jaringan transmisi  harus  mempunyai  kemampuan  mendeteksi  adanya gangguan  pada  semua  keadaan  yang  kemudian  memisahkan bagian  sistem  yang  terganggu  tersebut,  sehingga  dapat meminimalkan  kerusakan  pada  bagian  yang  terganggu  dan mencegah  gangguan  meluas  ke  jaringan  lain  yang  tidak terganggu.
Saat  ini  daerah  Sulawesi  Utara  berkembang  pesat, ditandai dengan banyaknya pembangunan Pusat perbelanjaan,  Hotel  berbintang,  Rumah  Sakit,    Pusat  Industri serta  pembangunan  Kawasan  perumahan,  perkembangan  ini harus  diiringi  dengan  penambahan  daya  listrik  yang  ada  di Sulawesi Utara (Sistem  Minahasa), maka dibangun beberapan Pusat Pembangkit tenaga listrik diantaranya PLTP Lahendong dan PLTU 2 SULUT.
PLTU 2 SULUT adalah salah satu pusat pembangkit terbesar  di  Sulawesi  Utara,  Agar  suplai  daya  dari  PLTU  2 SULUT  tetap stabil, maka salah satu yang harus diperhatikan adalah Proteksi Saluran Transmisi, berdasarkan  pertimbangan inilah  maka  penulis  membahas  “Koordinasi  Setting  Relai Jarak  pada  Transmisi 150 kV  PLTU 2 SULUT 2 x 25 MW”.

## II.   LANDASAN TEORI

## A. Saluram Transmisi
Saluran  transmisi  adalah suatu  sistem  penyaluran energi  listrik  berskala  besar  dari  pembangkit  ke  pusat-pusat beban.  Pemakaian  saluran  transmisi  didasarkan  atas  besarnya daya  yang  harus  disalurkan  dari  pusat-pusat  pembangkit  ke pusat  beban  dengan  jarak  penyaluran  yang  cukup  jauh  antara pusat pembangkit dan pusat beban tersebut. Sistem Transmisi menyalurkan  daya  dengan  tegangan  tinggi  yang  digunakan untuk  mengurangi  adanya  rugi-rugi  transmisi  akibat  jatuh tegangan.

## B. Impedansi Saluran
Pada  perhitungan  setting    relai  jarak,  impedansi merupakan  parameter  pokok  yang  yang  digunakan  dalam perhitungan.  Untuk  menghitung  impedansi  (Z)  saluran transmisi,  terlebih  dahulu  kita  menghitung  resistansi  saluran (R) dan reaktansi saluran.

## C. Sistem Per Unit (p.u)
Sistem    per  unit  (p.u)  merupakan  suatu  cara perhitungan besaran pada sistem tenaga listrik dimana metode ini  tidak  menggunakan  dimensi  satuan  listrik.  metode  ini menyatakan  daya,  arus,  tegangan,  impedansi  dan  sebagainya

## Koordinasi Setting Relai Jarak Pada Transmisi 150 kV PLTU 2 SULUT 2 x 25 MW
Nopransi Semuel,         Hans Tumaliang,         Lily S. Patras,        Marthinus Pakiding. Jurusan Teknik Elektro-FT,   UNSRAT,   Manado-95115,   Email: nopransi@gmail.com.
dalam  bentuk  per  unit  (p.u).  dengan  sistem  ini  perhitungan besaran  listrik  menjadi  lebih  sederhana  dan  mudah diselesaikan. besaran  per unit didefinisikan sebagai :
Harga sebanarnya Satuan per unit (pu) = Harga dasar (1)
Kadang-kadang  impedansi  per  unit  untuk  suatu komponen  sistem  dinyatakan  menurut  dasar  yang  berbeda dengan  dasar  yang  dipilih  untuk  bagian  dari  sistem  dimana komponen  tersebut  berada.  Karena  semua  impedansi  dalam sistem  harus  dinyatakan  dalam  dasar  impedansi  yang  sama, maka  dalam  perhitungan  kita  perlu  mempunyai  cara  untuk dapat  mengubah impedansi  per  unit dari suatu  dasar  ke  dasar lain, dapat dituliskan sebagia berikut :
2
( ) ( ) diberikan baru baru diberikan baru diberikan kV dasar MVA dasar Z pu Z pu x kV dasar MVA dasar     =         (2)

## D. Diagram Segaris
Pada  umumnya  sistem  tenaga  listrik  digambarkan dalam  diagram  segaris.  diagram  segaris  merupakan  diagram dari  suatu  sistem  tenaga  listrik  yang  disederhanakan.  dengan suatu  garis  tunggal  dan  lambang  standar,  diagram  segaris menunjukkan  saluran  transmisi  dan  peralatan-peralatan  yang berhubungan  dari  suatu  sistem  tenaga  listrik.  kegunaan  dari sistem  segaris  adalah  untuk  memberikan  keterangan- keterangan  yang  penting  tentang  sistem  tenaga  listrik  dalam bentuk ringkas.
E. Gangguan Hubung Singkat (Short Circuit Fault)
Hubung singkat adalah terjadinya hubungan penghantar  bertegangan  atau  penghantar  tidak  bertegangan secara  langsung  melalui  media  (resistor/beban)  yang  tidak semestinya  sehingga  terjadi  aliran  arus  yang  tidak  normal (sangat  besar).  Hubung  singkat  merupakan  jenis  gangguan yang  sering  terjadi  pada  sistem  tenaga  listrik,  terutama  pada salura  3  fasa.  Arus  hubung  singkat  yang  begitu  besar  sangat membahayakan  peralatan,  sehingga  untuk  mengamankan peralatan  dari  kerusakan  akibat  arus  hubung  singkat  maka hubungan  kelistrikan  pada  seksi  yang  terganggu  perlu diputuskan  dengan  peralatan  pemutus  tenaga  atau  Circuit Breaker    (CB).  Perhitungan  arus  hubung  singkat  sangat penting  untuk  menentukan  kemampuan  pemutus  tenaga  dan untuk koordinasi pemasangan relai proteksi.
1. Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah
Gangguan  satu  fasa  ke  tanah  merupakan  jenis gangguan  yang  sering  terjadi.  Contoh  gangguan  satu  fasa  ke tanah  adalah  gangguan  akibat  adanya  pohon  yang  menimpa salah  satu  fasa  pada  saluran  transmisi  tenaga  listrik.  Untuk gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, batang hipotesis pada  ketiga  saluran  dihubungkan  seperti  ditunjukkan  pada gambar 1.
Gambar 1. Diagram Sambungan Batang-Batang Hipotesisi untuk Gangguan Satu Fasa ke Tanah
Persamaan  3  digunakan  untuk  hubung  singkat  satu fasa  ke tanah, dapat dituliskan sebagi berikut :
1 1 2 0 f a V I Z Z Z = + + (3)
Dimana :
V f =  Tegangan  di  titik    gangguan  sesaat  sebelum  terjadi gangguan.
Z 1 =   Impedansi urutan positif dilihat dari titik gangguan.
Z 2 =  Impedansi urutan negatif dilihat dari titik gangguan. Z 0 =  Impedansi urutan nol dilihat dari titik gangguan.
2. Hubung Singkat Dua Fasa
Gangguan dua fasa biasanya disebabkan oleh adanya kawat putus dan mengenai fasa lain. Untuk gangguan dua fasa, batang  hipotesa  ketiga  saluran  dalam  gangguan  tersambung ditunjukkan  dalam  gambar  2.  Persamaan  4  digunakan  untuk gangguan  hubung  singkat  dua  fasa,  dapat  dituliskan  sebagai berikut :
1 1 2 f a V I Z Z = + (4)
Dimana :
V f =  Tegangan  di  titik    gangguan  sesaat  sebelum  terjadi gangguan.
Z 1 =   Impedansi urutan positif dilihat dari titik gangguan. Z 2 =  Impedansi urutan negatif dilihat dari titik gangguan
3. Hubung Singkat 2 Fasa ke Tanah
Untuk  gangguan  hunbung  singkat  dua  fasa  ke  tanah, batang  disambungkan  seperti  ditunjukkan  gambar  3. Persamaan  5  digunakan  untuk  gangguan  hubung  singkat  dua fasa, dapat dituliskan sebagai berikut :
1 1 2 0 2 0 /( ) f a V I Z Z xZ Z Z = + + (5)
Dimana :
V f =  Tegangan  di  titik    gangguan  sesaat  sebelum  terjadi gangguan.
Z 1 =   Impedansi urutan positif dilihat dari titik gangguan.
Z 2 =  Impedansi urutan negatif dilihat dari titik gangguan.
Z 0 =  Impedansi urutan nol dilihat dari titik gangguan.

## Gambar 2. Diagram sambungan batang-batang hipotesis
Untuk gangguan dua fasa
Gambar 3. Diagram Sambungan Batang-batang Hipotesis
Untuk Gangguan Dua Fasa ke Tanah a b c a I a I b I c I c a b c a I a I b I c I n a b c a I a I b

## F. Sistem Proteksi
Sistem  proteksi  tenaga  listrik  merupakan  sistem pengamanan  pada  peralatan-perelatan  yang  terpasang  pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain  sebagainya  terhadap  kondisi  abnormal  operasi  sistem tenaga listrik tersebut.
Fungsi sistem proteksi tenaga listrik adalah : 1. Mencegah kerusakan peralatan-peralatan kerusakan peralatan-peralatan  pada  sistem  tenaga  listrik  akibat terjadinya  gangguan  atau  kondisi  operasi  sistem  yang tidak normal;
2. Mengurangi  kerusakan  peralatan-peralatan  pada  sistem tenaga  listrik  akibat  terjadinya  gangguan  atau  kondisi operasi sistem yang tidak normal;
3. Mempersempit  daerah  yang  tidak  terganggu  sehingga gangguan tidak melebar pada sistem yang lebih luas;
4. Memberikan  pelayanan  tenaga  listrik  dengan  keandalan dan mutu tinggi kepada konsumen;
5. Mengamankan  manusia  dari  bahaya  yang  di  timbulkan oleh tenaga listrik.
Pada  sistem  tenaga  listrik,  relai  memegang  paranan  yang sangat vital. Proteksi berkualiatas yang baik memerlukan relai proteksi  yang  baik  juga.  Untuk  itu  ada  beberapa  persyaratan yang harus dipenuhi oleh relai proteksi, antara lain :
1. Keterandalan (Reliability)
Pada  kondisi  normal  atau  tidak  ada  gangguan,  mungkin selama  berbulan-bulan  atau  lebih  relai  tidak  bekerja. Seandainya  suatu  saat  terjadi  gangguan  maka  relai  tidak boleh gagal bekerja dalam mengatasi gangguan tersebut.
2. Selektivitas (Selectivity) Selektivitas  berarti  relai  harus  mempunyai  daya  beda (discrimmination) terhadap bagian yang terganggu,
3. Sensitivitas (Sensitivity) Relai  harus  mempunyai  kepekaan  yang  tinggi  terhadap besaran minimal (kritis)  sebagaimana direncanakan.
4. Kecepatan Kerja Relai proteksi harus dapat bekerja dengan cepat. Jika ada gangguan, misalnya isolasi bocor akibat adanya gangguan tegangan lebih terlalu lama sehingga peralatan listrik yang diamankan mengalami kerusakan.
5. Ekonomis. Salah  satu  hal  penting  yang  harus  diperhatikan  sebagai persyaratan  relai  proteksi  adalah  masalah  harga  atau biaya. Relai tidak akan diaplikasikan dalam sistem tenaga listrik, jika harganya sangat mahal.
Komponen sistem proteksi terdiri dari Transformator Arus (Current Transformer), Transformator Tenaga (Potential Transformer),  Relai,  Pemutus  Tenaga  (Circuit  Breaker)  dan Baterai. (lihat gambar 4).

## G. Relai Jarak
Prinsip  kerja  relai  jarak  berdasarkan  pada  impedansi saluran  transmisi,  yang  besarnya  sebanding  dengan  panjang dari  saluran  transmisi  tersebut.  Prinsip  pengukuran  jaraknya, dengan  membandingkan  arus  gangguan  yang  dirasakan  oleh relai  terhadap  tegangan  di  titik  atau  lokasi  dimana  relai terpasang.  Dengan  membandingkan  kedua  besaran  itu, impedansi saluran transmisi dari lokasi relai sampai titik atau lokasi  gangguan  dapat  diukur.  Perhitungan  impedansi  dapat dihitung  dengan  menggunakan  persamaan  6,  dapat  dituliskan sebagai berikut:
/ f f f Z V I = (6)
Dimana : Z f = Impedansi (ohm), I f
= Arus Gangguan (Ampere), V f = Tegangan (Volt).
Dalam  membuat  setting,  pertama-tama  ditetapkan dahulu  nilai  impedansi  di  sistem  tenaga  (primer).  Impedansi sekunder dihitung dengan persamaan 7 dapat  :
CTratio Zs Zp PTratio = (7) Dimana : Zs = Impedansi sekunder Zp = Impedansi primer CTratio = Rasio Transformator arus PTratio = Rasio Transformator tegangan
Pengaturan  zona  kerja  relai  jarak  adalah  sebagai berikut :
1. Zona 1
Dengan  mempertimbangkan  adanya  kesalahan  dari data  saluran,  transformator  arus,  transformator  tegangan  dan peralatan penunjang lainnya sebesar 10 % -  20%, maka zona 1  diatur  80  %  dari  panjang  saluran  yang  diamankannya. Persamaan  8  digunakan  untuk  menghitung  zona  1,  dapat dituliskan sebagai berikut :
Zona 1  = 0.8 AB xZ (8)
Dimana :
AB Z = Impedansi saluran transmisi yang diamankan (ohm)
Waktu  kerja  relai  seketika,  (t 1 =  0)  tidak  dilakukan penyetelan waktu.
2. Zona 2
Zona  2  berfungsi  sebagai  pengaman  cadangan  seksi berikutnya, zona 2 memiliki waktu tunda (waktu kerja) = 0.4 - 0.8  detik).  Persamaan  9,10  dan  11  digunakan  untuk menghitung zona 2, dapat dituliskan sebagai berikut :
Zona 2min  = 1.2 AB xZ (9) Zona 2maks  = 0.8( 0.8 ) AB BC Z xZ + (10) Zona 2tr = 0.8( 0.5 ) AB tr Z xZ + (11)
Dimana :
AB Z
= Impedansi saluran transmisi yang diamankan (ohm)
BC Z = Impedansi saluran transmisi berikut yang terpendek
(ohm)
tr Z = Impedansi transformator (ohm).
Gambar 5. Zona Proteksi Relai Jarak
3. Zona 3
Zona  3  merupakan  pengaman  cadangan  jauh  untuk saluran  transmisi  seksi  berikutnya  yang  terpanjang.  Waktu kerja  dari  zona  3  adalah  1.2-1.6    detik.  Persamaan  12,13  dan 14  digunakan  untuk  menghitung  zona  3,  dapat  dituliskan sebagai berikut :
Zona 3min  = 1.2 (Z AB + Z CD )                          (12) Zona 3maks  =  0.8 (Z AB + 1.2 x Z BC )                 (13)
Zona 2tr = 0.8( 0.8 ) AB tr Z xZ + (14) Dimana :
AB Z
= Impedansi saluran transmisi yang diamankan (ohm)
BC
Z = Impedansi saluran transmisi berikut yang terpendek (ohm).
CD Z =  Impedansi  saluran  transmisi  berikutnya  yang terpanjang (ohm).

## III.   SISTEM PROTEKSI RELAI JARAK PADA PLTU 2 SULUT DAN GIS TELING

## A. Gambaran Umum
Pembangkit  listrik  PLTU  2  SULUT  terdiri  dari  dua unit  pembangkit    masing-masing  berkapasitas  25  MW  yang berada  di  kabupaten  Minahasa  Selatan.  Seluruh  daya  yang dibangkitkan  disalurkan    melalui  saluran  transmisi  tegangan tinggi  150  kV  ke  sistem  Minahasa.  Pada  sistem  proteksi    GI PLTU  2  SULUT,  relai  jarak  digunakan  sebagai  proteksi utama  saluran  transmisi  dan  sekaligus  sebagai  pengaman cadangan  untuk  saluran  transmisi  berikutnya.  Zona  proteksi relai  jarak  pada  PLTU  2  SULUT  meliputi  GI  Lopana  –  GI Kawangkoan – GI PLTP Lahendong I dan 2. Zona 1 antara GI PLTU  dengan  GI  Lopana,    Zona  2  dipilih  antara  GI  Lopana dan  GI  Kawangkoan  karena  merupakan  saluran  transmisi terpendek  yang  terhubung  pada  GI  Lopana,  dipilih  saluran transmisi  terpendek  agar  mendapatkan  selektivitas  yang  baik, dan Zona 3 antara GI Kawangkoaan dan GI lahendong karena satu-satunya  saluran  transmis  yang  tehubung  dengan  GI Kawangkoaan setelah GI Lopana.
GIS  Teling  merupakan  salah  satu  gardu  induk  yang memiliki trafo daya dengan kapaitas daya yang besar yaitu 30 MVA,  yang  melayani  daerah  di  sekitar  kota  manado,  namun belum  beroperasi.    GIS  Teling  hanya  terhubung  dengan  GI lopana.  Sistem  proteksi  utama  dari  saluran  transmisi  GIS Teling adalah Relai jarak, dengan proteksi zona 1 antara GIS Teling  dengan  GI  Lopana.  Untuk  proteksi  zona  2  adalah menuju  saluran  transmisi  GI  PLTU,  karena  GI  PLTU merupakan  saluran  transmisi  terpendek  yang  ada  pada  GI Lopana sehingga dapat didapatkan selektivitas
Gambar 6. Zona Proteksi Relai Jarak PLTU 2 SULUT
Gambar 7. Zona Proteksi Relai Jarak GIS Teling

## B. Prosedur Penelitian
1. Mengumpulkan  data-data,  data-data  yang  diperluhkan dalam analisa adalah sebagai berikut :
• Single Line Sistem Minahasa terbaru
• Data  Impedansi  transient  (Xd ’ ),  tegangan  dan kapasitas Generator;
• Data  Impedansi,  Rasio  tegangan  dan  Kapasitas Transformator ;
• Data Impedansi dan panjang saluran transmisi;
• Data Rasio CT dan PT
2. Menganalisa arus hubung singkat Tahap  perhitungan  arus  hubung  singkat  adalah  sebagai berikut :
• Menentukan Zdasar, kV dasar dan MVA dasar.
• Menghitung impedansi total saluran transmisi
• Merubah besaran listrik  kedalam bentuk  per unit  (p u)
• Merubah  diagram  segaris    menjadi  diagram impedansi.
• Menyederhanakan diagram impedansi untuk mendapatkan Z ekivalen.
• Menghitung arus hubung singkat.
3. Menghitung  nilai setting relai jarak Tahap perhitungan nilai setting relai jarak adalah sebagai berikut :
• Menghitung Rasio antara CT dan PT
• Menghitung impedansi total saluran transmisi
• Menghitung Impedansi Primer saluran transmisi
• Menghitung nilai setting relai jarak
4. Menentukan koordinasi relai jarak
5. Melakukan  penulisan  berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan.

## C. Data Teknis
Data  dari  saluran  udara  tegangan  tinggi  (SUTT), ditunjukkan pada tabel I.
D G GI PLTU 2 GI Lopana GI Kawangkoan
GI PLTP LHD I & II
A B C D Zona 2 Zona 1 Zona 3 G G G GIS Teling GI Lopana GI PLTU A B C Zona 2 Zona 1 Zona 3 G
TABEL I. DATA IMPEDANSI SUTT 150 kV

## Ti IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Menghitung Arus Hubung Singkat
Penyelesaian  untuk  perhitungan  arus  hubung  singkat adalah sebagai berikut :
1. Gangguan Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah
Diketahui :
Z 1 = 0.021 +j 0.1380 (p.u) ; Z 2 = 0.021 +j 0.1380 (p.u);
Z 0 = 0.0133 +j 0.1574 (p.u);
V f =
0 1.0    0 ∠ ; I a1 = I a2 = I a0 Penyelesaian menggunakan persamaan 3  diperoleh :
0
1
1.0 0 0.021 +j 0.1380 0.021 +j 0.1380 0.0133 +j 0.1574 a I ∠ = + + 0 0 1 0 0 1 1.0 0
1.0 0 0.0553 +j 0.414 0.4177 82.3918 2.3942 82.3918  (p.u)
∠ ∠ = = ∠ = ∠ − a a I I
Dari hasil perhitungan diperoleh I a1 = I a2 = I a0 = 2.3942 ∠ -82.3918 0 (p.u).
2. Gangguan Hubung Singkat 2 Fasa Diketahui :
Z 1 = 0.021 +j 0.1380 (p.u) ;
Z 2 = 0.021 +j 0.1380 (p.u);
V f = 0 1.0    0 ∠ ; I a1 = - I a2   ; I a0 = 0 Penyelesaian menggunakan persamaan 4 diperoleh :
0 1 1.0 0 0.021 +j 0.1380 0.021 +j 0.1380 a I ∠ = + 0 0 1 0 0 1
1.0 0 1.0 0 0.042 +j 0.276 0.2792 81.3475 3.582 81.3475  (p.u) ∠ ∠ = = ∠ = ∠ − a a I I
Dari hasil perhitungan diperoleh I a1 = 3.582 ∠ -81.3475 (p.u), I a2 = - 3.582 ∠ 81.3475 (p.u).
3. Gangguan Hubung singkat 2 Fasa ke Tanah Z 1 = 0.021 +j 0.1380 (p.u) ;
Z 2 = 0.021 +j 0.1380 (p.u);
Z 0 = 0.0133 +j 0.1574 (p.u);
V f = 0 1.0    0
∠ ;
I a2 = 0 1 0 2 a Z I Z Z  
−   +   ;     I a0 = 2 1 0 2 a Z I Z Z   −   +  
Penyelesaian menggunakan persamaan 5.
0 1 1.0 0
(0.021 +j 0.1380 (0.021 +j 0.1380  x 0.0133 +j 0.1574 ))
( 0.021 +j 0.1380  + 0.0133 +j 0.1574 ) a I ∠ = + I a1 = 2.3996 ∠ -83.4412 0 (pu)
0 a 2 I 2.473 75.7436  (pu) = − ∠ − 0 a0 I 1.204 94.99  (pu)
= −
∠

## B. Perhitungan  Nilai  Setting  Relai  Jarak  Pada  PLTU  2 SULUT
Perhitungan  zona  proteksi  relai  jarak  adalah  sebagai berikut :
1. Zona 1 Diketahui : Z AB = 0.684 + j 3.621 (Ohm)
Penyelesaikan  untuk  zona  1  menggunakan  persamaan  8 diperoleh : Zona 1 = 0.8 x (0.684 + j 3.621) (Ohm) = 0.547 + j 2.897 = 2.984 ∠ 79.303 0 (Ohm)
2. Zona 2 Diketahui : Z AB =  0.684 + j 3.621 (Ohm) Z BC = 1.394 + j 5.068 (Ohm) Z tr = 0        + j 71.116 (Ohm)
Penyelesaikan  untuk  zona  2  menggunakan  persamaan  9,10 dan 11 diperoleh :
Zona 2min  =  1.2 x (0.684 + j 3.621) (Ohm) =  0.8208 + j 4.3452  = 4.4220 ∠ 79.3 0 (Ohm)
Zona 2maks  =  0.8 (0.684 + j 3.621+(0.8 x (1.394 + j 5.068) ) (Ohm)
=  1.439 + j 6.140 = 6.307 ∠ 76.807 0 (Ohm) Zona 2tr =  0.8 (0.684 + j 3.621+ 0.5 x (0  + j 71.116)) (Ohm) =  0.547 + j 31.343 = 31.348 ∠ 89 0 (Ohm)
3. Zona 3 Diketahui : Z AB = 0.684 + j 3.621 (Ohm) Z BC = 1.394 + j 5.068 (Ohm)
Z CD = 0.626 + 2.227 (Ohm) Z tr = 0        + j 71.116
(Ohm)
Penyelesaikan  untuk  zona  3  menggunakan  persamaan  12,13 dan 14 diperoleh :
Zona 3min  =  1.2 x (0.684 + j 3.621+0.626 + 2.227)  (Ohm) =  1.572+ j 7.018 = 6.1915 ∠ 77.374 0 (Ohm)
Zona 3maks  =  0.8 (0.684 + j 3.621+ 1.2 (1.394 + j 5.068)
(Ohm)
SUTT 150 kV Panjang (km) Impedansi Urutan Positif (Z) per km Impedansi Urutan nol (Z o ) per km PLTU – GI Lopana 18.87 0.0442 + j 1.544 1.238 + j 9.793 GI Lopana – GI Kawangkoaan 22.165 0.118 + j 0.492 0.491 +j 1.675 GI Kawangkoaan  - PLTP LHDG 1 9.95 0.118 + j 0.420 0.545 + j 1.639 GI Lopana – GIS Teling 38 0.118 + j 0.492 0.316 + j 1.675
I a1 = 2.3996 ∠ -83.4412 0 (p.u) 0
a2 I 2.473 75.7436  (p.u) = − ∠ − 0 a0 I 1.204 94.99  (p.u) = − ∠
=  1.885 + j 7.762 = 7.988 ∠ 76.347 0 (Ohm)
Zona 3tr =  0.8 (0.684 + j 3.621+ 0.8 x (0  + j 71.116)) (Ohm) =  0.5472 + j 48.411 = 48.141 ∠ 89.352 0 (Ohm)

## C. Perhitungan  Nilai  Setting  Relai  Jarak  Pada  Gis Teling
Perhitungan  zona  proteksi  relai  jarak  adalah  sebagai berikut :
1. Zona 1
Diketahui :
Z AB = 2.390 + j 8.689 (Ohm)
Penyelesaikan  untuk  zona  1  menggunakan  persamaan  8 diperoleh :
Zona 1 =  0.8 x (2.390 + j 8.689) (Ohm) =  1.912 + j 6.951 = 7.209 ∠ 74.621 (Ohm)
2. Zona 2
Diketahui :
Z AB = 2.390 + j 8.689 (Ohm) Z BC = 0.684 + j 3.621 (Ohm) Z tr = 0        + j 71.116 (Ohm)
Penyelesaikan  untuk  zona  2  menggunakan  persamaan  9,10 dan 11 diperoleh :
Zona 2min  =  1.2 x (2.390 + j 8.689) (Ohm) =  2.868 + j 10.427 = 10.814 ∠ 74.621 0 (Ohm) Zona 2maks  =  0.8 (2.390 + j 8.689+(0.8 x (0.684 + j 3.621) )
(Ohm)
=  2.349 + j 9.268 = 9.562 ∠ 75.774 0 (Ohm)
Zona 2tr
=  0.8 (2.390 + j 8.689+ 0.5 x (0     + j 71.116)) (Ohm) =  1.9120 + j 35.398 = 35.449 ∠ 86.908 0 (Ohm)
3. Zona 3 Diketahui : Z AB = 2.390 + j 8.689 (Ohm) Z BC = 0.684 + j 3.621 (Ohm) Z CD = 0         + j 0 (Ohm) Z tr = 0        + j 71.116 (Ohm)
Penyelesaikan  untuk  zona  3  menggunakan  persamaan  12,13 dan 14 diperoleh :
Zona 3min  =  1.2 x (2.390 + j 8.689 +0         + j 0)  (Ohm)
=  2.868 + j 10.427 = 10.814 ∠ 74.621 (Ohm)
Zona 3maks  =  0.8 (2.390 + j 8.689 + 1.2 (0.684 + j 3.621 )
(Ohm)
=  2.569 + j 10.427 = 10.739 ∠ 76.162 0 (Ohm)
Zona 3tr =  0.8 (2.390 + j 8.689 + 0.8 x (0  + j 71.955))
(Ohm)
=  1.920 + j 53.002 = 53.037 ∠ 87.930 (Ohm)

## D. Koordinasi Setting Relai Jarak
Untuk  koordinasi  relai  jarak  yang  perlu  diperhatikan adalah  zona  proteksi  relai  jarak    dan  pengaturan  waktu  trip bila terjadi gangguan.
1. Koordinasi Setting  Zona 1
Dengan mempertimbangkan kesalahan  pengukuran
pada  transformator arus dan tegangan maka koordinasi setting zona 1 adalah sebagai berikut :
• Relai Jarak PLTU 2 SULUT
Zona 1 = 0.547 + j 2.897 = 2.984 ∠ 79.303 0 (Ohm)
Waktu kerja Relai ( T Zona 1) = 0 (detik) atau seketika.
•
Relai Jarak GIS Teling
Zona 1 = 1.912 + j 6.951 = 7.209 ∠ 74.621 (Ohm) Waktu kerja Relai ( T Zona 1) = 0 (detik) atau seketika.
2. Koordinasi Setting  Zona 2 Koordinasi setting  zona 2 adalah sebagai berikut :
• Relai  Jarak PLTU
Zona 2  = 0.8208 + j 4.3452  = 4.4220 ∠ 79.3 0 (Ohm)
Waktu kerja relai (T Zona 2 ) = 0.4 – 0.8 (detik) • Relai Jarak GIS Teling Zona 2  = 2.349 + j 9.268 = 9.562 ∠ 75.774 0 (Ohm) Waktu kerja relai (T Zona 2 ) = 0.4 – 0.8 (detik)
3. Koordinasi Setting  Zona 3
Koordinasi setting  zona 3 adalah sebagai berikut :
• Relai  Jarak PLTU Zona 3  = 2.176 + j 7.741 = 8.041 ∠ 74.302 (Ohm) Waktu kerja relai (T Zona 3 ) = 1.2 – 1.6 (detik)
• Relai Jarak GIS Teling
Zona 3  =  2.569 + j 10.427 = 10.739 ∠ 76.162 0 (Ohm) Waktu kerja relai (T Zona 3 ) = 1.2 – 1.6 (detik)

## V.  KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  dapat  ditarik  beberapa  kesimpulan sebagai berikut :
1. Setting relai jarak GI PLTU 2 SULUT  zona 1 dan zona 2 hasil  perhitungan  sudah  sama  dengan  kondisi  lapangan namun  zona  3  berbeda  tapi  perbedaannya  tidak  terlalu jauh.
2. Jika  terjadi  Gangguan  antara  GI  PLTU  dan  GI  Lopana maka  relai  yang    merasakannya  yaitu  zona  1  relai  jarak PLTU  sebagai  pengaman  utama  dan  zona  2  relai  jarak GIS Teling sebagai pengaman cadangan
3. Hasil perhitungan untuk arus hubung singkat pada sistem yang di hitung adalah sebagai berikut :
• Untuk Gangguan 1 Fasa ke tanah Ia 1 = Ia 2 = Ia 0 =  2.3942 ∠ -82.3918 0 (p.u).
• Untuk Gangguan 2 Fasa Ia 1 = 3.582 ∠ -81.3475 (p.u). Ia 2 = - 3.582 ∠ 81.3475 (p.u). Ia 0 = 0
• Untuk Gangguan 2 Fasa ke tanah
Ia 1 = 2.3996 ∠ -83.4412 0 ( p.u).
Ia 2 = - 2.473 ∠ -75.744 0 (p.u). Ia 0 = - 1.204 ∠ 94.99 0 (p.u).

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D.  W.  Stevenson,  “Analisis  Sistem  Tenaga  Listrik”,  Edisi  keempat, Erlangga, Jakarta, 1990.
[2] T.  S.  Hatauruk,  “Transmisi  Daya  Listrik”,  Penerbit  Erlangga, Jakarta,1993.
[3] G.  Turan,  “Electric  Power  Transmission  system  Engineering”, California State University, Sacramento,  California, 1987.
[4] C. Wai-Kai, “The Electric Engineering Handbook”, Elsevier Academic Press, California, 2004.
[5] E.  Supriyadi,  “Sistem  Pengaman  Tenaga  Listrik”,  Adicita  Karya Nusantara, Yogyakarta, 1999.
[6] J.  L.  Blackburn,  “Protective  Relaying  Principles  and  Aplicatian”.
Taylor & Francis Group, New York, 2006.
[7] ------------, “Network Protection and automation Guide”, Alstom, 2002.
[8] ------------,  “Pelatihan  O&M  Relai  Proteksi  Jaringan”,  PT.  PLN (Persero) P3B,  2006.
[9] M.  Russell.,  “The  Art  and  Science  of  Protective  Relaying”,  Wiley, Machingan, 1956.