KLIK: Kajian Ilmiah Informatika dan Komputer ISSN 2723-3898 (Media Online) Vol 3, No 6, Juni 2023, Hal 879-886 DOI 10.30865/klik.v3i6.681 https://djournals.com/klik

## Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
Misbahul Munir * , Nasyith Hananur Rohiem, Wahyu Setyo Pambudi, Novian Patria Uman Putra, Echwan Muliyana
Fakultas Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Teknik Elektro, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Indonesia Email: 1* munir@itats.ac.id, 2 nasyithhananur@itats.ac.id, 3 wahyusp@itats.ac.id, 4 echwanmuliyana48@gmail.com Email Penulis Korespondensi: munir@itats.ac.id
Abstrak− Gangguan transformator Gardu Induk Surabaya Selatan salah satunya adalah hubung singkat, gangguan ini menyebabkan naiknya aliran arus listrik menjadi besar sehingga mengakibatkan panas pada saluran transmisi dan merusak peralatan sistem tenaga listrik sehingga perlu dilakukan proteksi. Jenis peralatan yang perlu untuk dilakukan proteksi salah satunya merupakan transformator dengan menggunakan rele diferensial. Pada penelitian digunakan proses penentuan  setting rele menggunakan proses numerikal dan dikomparasi dengan algoritma genetika (AG). Pada proses AG nilai optimasi yang ditargetkan merupakan nilai arus I sett dan I d . Hasil dari  kedua  proses  tersbeut  dibandingkan  dengan  kondisi  eksisting  untuk  mengetahui  percepatan  respon  trip  rele  yang  dihasilkan . Percepatan respon trip dari masing masing rele diferensial dari hasil AG menunjukkan nilai percepatan sebesar 0.088s, 0.047s dan 0.047s terhadap kondisi eksisting sedangkan proses numerikal menunjukkan percepatan proses trip sebesar 0.083s, 0.045s dan 0.045s terhadap kondisi eksisting. Hasil optimasi AG menunjukkan respon percepatan paling baik dari pada proses numerikal.
Kata Kunci: Hubung Singkat; Transformator; Rele Diferensial; Proses Numerikal; Algoritma Genetika.
Abstract− One of the disturbances in the transformer at the South Surabaya Substation is a short circuit, this disturbance causes an increase in the flow of electric current to a large extent resulting in heat on the transmission line and damage to the electric power system equipment so protection is needed. One type of equipment that needs to be protected is a transformer using a differential relay. In this study, the process of determining the relay settings was used using a numerical process and compared with the genetic algorithm (AG) method. In the AG process, the targeted optimization values are the current values of I sett and I d . The results of the two processes are  compared  with  the  existing  conditions  to  determine  the  resulting  acceleration  of  the  trip  relay  response.  The  trip  respon se acceleration of each differential relay from the AG results shows an acceleration value of 0.088s, 0.047s, and 0.047s to the existing conditions while the numerical process shows an acceleration of the trip process of 0.083s, 0.045s, and 0.045s to the existing conditions. The results of the AG optimization show that the acceleration response is the best compared to the numerical process.
Keywords : Short Circuit; Transformer; Differential Relay; Numerical Process; Genetic Algorithm.

## 1. PENDAHULUAN
Gangguan hubung singkat merupakan fenomena yang terjadi karena adanya gangguang dari sistem jaringan kelistrikan sistem tenaga listrik (STL)[1]. Salah satu jenis hubung singkat adalah hubung singkat, apabila terjadi gangguan hubung singkat  akan  mengakibatkan  meningkatnya  aliran  arus  listrik  pada  STL  dari  nilai  nominal  yang  seharusnya[1].  Pada bagian yang mengalami hubung singkat akan mengalami lonjakan arus yang sangat tinggi, sehingga area dibawah dan diatas bagian yang terganggu akan mengalami penurunan arus sistem. Kondisi ini mengakibatkan panas terutama pada node yang mengalami gangguan, sehingga dibutuhkan sistem proteksi untuk mencegah arus berlebih yang terjadi pada sistem dikarenakan gangguan hubung singkat. Proteksi merupakan sistem perlindungan pada peralatan jaringan STL yang berguna untuk melindungi peralatan dari gangguan dan kerusakan serta untuk menjaga agar stabilitas penyaluran tenaga listrik  tetap  terjaga.  Jenis  peralatan  yang  dilakukan  proteksi  meliputi  transformator,  saluran  dan  sumber  AC/DC. Transformator  menjadi  salah  1  komponen  penting  dalam  penyaluran  energi  pada  STL,  salah  1  jenis  perlatan  proteksi berjenis rele[2], [3] merupakan perangkat pengaman utama pada transformator. Jenis rele differensial[2], [4] meruapakan rele  yang  banyak  digunakan  pada transformer  dan  juga  dapat  bekerja  tanpa  berkordinasi  dengan  rele  yang  lain  untuk mengamankan transformator dari adanya gangguan[5][6].
Pemasaangan  rele  diferensial  perlu  dilakukan  proses setting untuk  menemukan  nilai  setting  yang  sesuai  agar respon. Prinsip kerja operasi rele diferensial dibantu oleh 2 buat transformator arus (CT) dari sisi primer dan sekunder. Dari ke 2 CT tersebut akan mengirimkan besaran nilai arus yang kemudian akan dibandingkan untuk menentukan kondisi dari  system.  Kondisi  tersebut  dibagi  menjadi  beberapa  kondisi,  yaitu  rele  diferensial  dalam  keadaan  normal,  dalam gangguan  di  luar  daerah  proteksi  dan  di  dalam  proteksi  atau internal  fault .  Pada  kondisi internal  fault rele  akan memerintahkan circuite  breaker (CB)  untuk  memutus  daya.  Proses  setting  rele  diferensial  membutuhkan  beberapa parameter masukan seperti arus diferensial dan arus restrain (penahan), dari 2 paremeter tersebut nantinya akan digunakan untuk menentukan target luaran nilai slope (batas ambang kemapuan kumparan penahan) dan arus setting pada setting rele diferesial.
Beberapa penelitian menggunakan metode optimasi, kecerdasan buatan dan juga numerik untuk menyelesaikan persoalan  pemilihan  setting  rele,  khususnya  rele  diferensial.  Pada[7]–[14]yang  menggunakan  metode  optimisasi menunjukkan hasil dengan akurasi yang lebih baik. Pada perhitungan numerikal. Sedangkan pada[15], [16] menggunakan kecerdasan buatan yang dilatihkan dari  hasil proses optimasi, sehingga kondisi ini  dapat memberikan hasil yang lebih cepat dari pada menggunakan metode optimasi. Berdasarkan kondisi tersebut metode optimasi terbukti dapat melakukan

## Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
optimasi pada system proteksi dan mampu memberikan hasil yang baik, hanya saja metode optimasi memiliki kelemahan yaitu waktu eksekusi yang cukup lama dikarenakan untuk menemukan titik optimum dibutuhkan beberapa kali iterasi. Metode  algoritma  genetik  (AG)[7],  [10]–[14],  [17]  merupakan  salah  1  jenis  metode  optimasi  dan  diimplementasikan untuk menentukan setting rele diferensial pada penelitian ini.
AG  [7],  [10]–[14],  [17]  merupakan  algoritma  heuristik  adaptif  yang  terinspirasi  dari  proses  seleksi  alam  yang dikenal sebagai proses evolusi dan dalam proses evolusinya, individu secara berkelanjutan akan mengalami perubahan gen. Individu individu tersebut muncul dan mendapatkan perubahan gen dikarenakan terdapat proses perkembang-biakan yang dilakukan oleh individu individu yang mampu beradaptasi dan bertahan hidup pada lingkungannya. Jika didalami secara singkat, AG mensimulasikan kondisi kelangsungan hidup dari individu terkuat dari generasi individu yang turun temurun untuk menyelesaikan sebuah permasalahan optimasi. Algoritma ini pertama kali dikembangkan [7], [10]–[14], [17] oleh John Holland pada tahun 1970-an di New York, Amerika Serikat yang kemudian dikembangkan Kembali oleh muridnya David Goldberg.
Penelitian terkait dengan metode AG telah banyak digunakan umumnya pada bidang sistem tenaga[10], [17] dan khusunya  proteksi[7],  [11]–[14],  metode  AG  mampu  menunjukkan  hasil  yang  baik.  Dapat  menemukan  nilai  optimal dengan baik, sehingga nilai objektif yang ditargetkan dari masing masing objek yang diteliti dpat diperoleh nilai yang optimum. Dari  kondisi ini yang menjadikan metode AG dipilih untuk  diimplementasikan pada penentuan nilai  setting pada rele diferensial yang pada penelitian yang lain diimplementasikan untuk penetuan setting nilai rele arus lebih[11]– [13] pada kondisi kordinasi rele proteksi.
Setting rele dilakukan dengan membandingkan antara perhitungan numerikal dan menggunakan algoritma genetik untuk mengetahui performa dari hasil metode optimasi serta respon yang diberikan oleh rele diferensial memerintahkan CB untuk memutuskan tegangan saat gangguan terjadi [18][19]. Rele yang digunakan merupakan rele yang terdapat pada gardu induk (GI) area Surabaya selatan yang masing masing terpasang pada trafo 1, 2 dan 3. Metode AG pada penelitian ini  diselesaikan  dengan  menggunakan  perangkat  lunak  matlab.  Perangkat  lunak  Matlab  dipilih  karena  menyediakan beberapa  fungsi  dasar  dalam  sebuah  operasi  numerikal  yang  praktis  khususnya  dalam  implementasi  algoritma genetik[20][21][22]. Hasil penentuan setting rele differensial pada penelitian ini yang menggunakan operasi numerikal dan AG selanjutnya akan disimulasikan menggunakan perangkat lunak ETAP untuk mengetahui respon sistem proteksi dari gangguan arus hubung singkat yang terjadi pada transformator.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Sistem Proteksi
Sistem proteksi merupakan sistem keamanan pada STL yang berguna untuk mengamankan peralatan dan memutus jalur gangguan  sehingga  tidak  sampai  mengganggu  pada  area  yang  lain.  Pemutusan  saluran  yang  terganggu  didasari  oleh beberapa parameter yang diindentifikasi berdasarkan kondisi yang berada di lapangan, seperti nilai tegangan, nilai arus, nilai frekuensi, daya, sudut fasa, impedansi saluran dll. Target penggunaan sistem proteksi antara lain untuk mereduksi kerusakan peralatan dikarenakan gangguan pada STL,  melakukan isolasi  terhadap area yang terganggu sehingga tidak sampai menggangu pada area lain serta meningkatkan reliabilitas sistem pada STL.

## 2.2 Formulasi Setting Rele Differesial
Formulasi  untuk  menyelesaikan  persoalan setting rele,  khususnya  rele  differesial,  diperlukan  beberapa  tahapan penyelesaian variabel setting yang harus diketahui. Variabel tersebut terkait[1]–[4], [15] rasio current transformer (CT), eror rasio CT dengan berdasarkan SPLN 52:1 1983, arus sekunder CT, arus diferensial, arus restrain , prosentase slope, dan arus setting. Untuk mengetahui nilai dari variable tersebut dapat dilakukan seperti pada tahapan tahapan berikut.
a. Menghitung arus rating
Perhitungan ini dilakukan untuk mengetahui nilai rasio CT yang nantinya nilai rasio yang terdekat dengan arus rating akan dipilih. Setelah didapatkan rasio CT nantinya nilai akan digunakan dalam mengetahui error Mismatch. Arus rating  digunakan  untuk  perhitungan  dalam  memperoleh  nilai  rasio  CT,  persamaan  (1)-(2)  berikut  ini  merupakan persamaan dalam menghitung arus rating :
𝐼 𝑛 = 𝑠 √3 × 𝑉 (1)
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔 = 110% × 𝐼 𝑛 (2)
Dimana  :  I_n  merupakan  nilai  arus  nominal  (A), S  merupakan  daya  (MVA),  V  merupakan  tegangan  pada  sisi primer dan sekunder transformator.
b. Menghitung 𝑒𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑎𝑠𝑖𝑜 𝐶𝑇 𝑒𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑎𝑠𝑖𝑜 𝐶𝑇 diambil dari sebuah hasil dari CT yang dipilih atau CT yang dipergunakan dan rasio 𝐶𝑇 𝐼𝑑𝑒𝑎𝑙 yang berasal dari pabrikan dengan cara membandingkan. Aturan S-PLN, nilai 𝑒𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑎𝑠𝑖𝑜 𝐶𝑇 tidak diperbolehkan melebihi 5%, supaya sistem kelistrikan optimal serta menjaga adanya gangguan, persamaan (3)-(4) berikut ini merupakan persamaan dalam menghitung 𝑒𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑎𝑠𝑖𝑜 𝐶𝑇 .
Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
𝑒𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑎𝑠𝑖𝑜 𝐶𝑇 (%) = 𝐶𝑇 𝐼𝑑𝑒𝑎𝑙 𝐶𝑇 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑠𝑎𝑛𝑔 (3)
𝐶𝑇 𝐼𝑑𝑒𝑎𝑙 = 𝐶𝑇 2 𝐶𝑇 1 𝑥 𝑉 1 𝑉 2 (4)
Dimana  : 𝐶𝑇 𝐼𝑑𝑒𝑎𝑙 merupakan  nilai  ideal  CT, 𝐶𝑇 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑠𝑎𝑛𝑔 merupakan  CT  eksisting  yang  ada  dilapangan, 𝑉 1 merupakan tegangan pada sisi primer dan 𝑉 2 merupakan tegangan pada sisi sekunder.
c. Menghitung arus sekunder CT
Arus  yang  terbaca  oleh  transformator  arus  merupakan  arus  sekunder  CT  ( 𝐼 𝑠 ) ,  persamaan  dalam  mencari  arus sekunder CT, persamaan (5) berikut ini merupakan persamaan dalam menghitung arus sekunder CT.
𝑖 𝑛 = 𝐼 𝑠 = 5 𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝐶𝑇 × 𝐼 𝑛
(5)
d. Menghitung arus diferensial
Arus diferensial merupakan sebuah arus yang berasal dari selisih arus dari sisi tegangan tinggi dengan tegangan rendah. Persamaan (6) berikut ini merupakan persamaan dalam menghitung arus diferensial ( 𝐼 𝑑 ) dengan 𝑖 2 merupakan arus yang melewati 𝐶𝑇 2 dan 𝑖 1 merupakan arus yang melewati 𝐶𝑇 1 .
𝐼 𝑑 = |𝑖 2 − 𝑖 1 | (6)
Jika 𝐼 𝑑 ≠ 0 , maka relay diferensial akan memeberikan sinyal trip kepada CB ( circuite breaker ) untuk melakukan pemutusan saluran
e. Menghitung arus restrain
Arus restrain ( 𝐼 𝑟 ) merupakan arus yang digunakan sebagai penahan pada parameter kerja relay diferensial. Arus ini untuk mengetahui arus rata-rata yang mengalir di sisi tegangan tinggi dan rendah pada transformator. Persamaan (7) berikut ini merupakan persamaan dalam menghitung arus restain ( 𝐼 𝑟 ).
𝐼 𝑟 = 𝑖 1 +𝑖 2 2 (7)
f. Menghitung prosentase slope
Prosentase  slope  diperoleh  dari  membagi  antara  arus  diferensial  dengan  arus  restrain. 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 1 bekerja  untuk mengetahui  arus  differensial  sehingga  dapat  bekerja  pada  gangguan  internal, 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 2 berfungsi  saat  ada  gangguan eksternal agar tidak bekerja. Persamaan (8)-(9) berikut ini merupakan persamaan dalam menghitung prosentase slope :
𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 1 = 𝐼𝑑 𝐼𝑟 𝑥100% (8)
𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 2 = ( 𝐼𝑑 𝐼𝑟 𝑥2)𝑥100% (9)
g. Menghitung arus setting
Arus setting ( 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 )  merupakan  batas threshold pada  rele  diferensial.  Rele  diferensial  akan  bekerja  untuk memberikan sinyal trip pada CB jika nilai pada arus differensial melebihi 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 . Persamaan (10) berikut ini merupakan persamaan dalam menghitung 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 : 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 = 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 1 𝑥 𝐼𝑟 (10)

## 2.3 Formulasi Alghoritma Genetik (AG)
Formulasi AG[10], [11], [13] diselesaikan berdasarkan teori evolusi yang dimulai dari penentuan populasi awal dan posisi individual terbaik berdsarkan persamaan objektif sebagai solusi pada iterasi awal, dilanjut dengan iterasi ke berikutnya. Pada setiap iterasi berikutnya dilakukan penentuan kromosom baru atau disebut parents untuk mengenerate individual baru  menggunakan  fungsi  perkawinan  silang  ( crossover )  dari  kromosom  baru  yang  telah  terpilih  kemudian  dilanjut dengan proses mutasi  [10], [11], [13]. Kromosom  baru dipilih berdasarkan nilai objektif yang  terbaik  yang dihasilkan oleh individu [10], [11], [13]. Proses ini akan terus berlanjut hingga kondisi konvergen dapat dicapai atau sampai batas iterasi yang telah ditentukan.
Berdasarkan penjelasan diatas maka pada gambar merupakan diagaram alir dari formulasi AG yang pada penelitian ini  diselesaikan  dengan  perangkat  lunak  matlab  yang  kemudian  diimpelentasikan  pada  perangkat  lunak  ETAP  untuk mengetahui performasi dari AG.

## 2.4 Formulasi penelitian
Data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data single line diagram (SLD) seperti yang ditunjukkan pada gambar 1, 3 jenis transformer sebagai objek yang dilakukan pengamanan menggunakan rele diferensial  beserta spesifikasi rele

## Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
diferensial yang digunakan pada gardu induk (GI) Surabaya selatan seperti yang ditunjukkan pada tabel 1 - 2. Dari data tersebut  selanjutnya  akan  dilakukan  proses  numerikal  untuk  mengetahui  nilai setting rele  diferensial  menggunakan persamaan 1-10. Setelah proses numerikal kemudian dilakukan proses optimasi menggunakan AG.
Gambar 1. SLD substation Surabaya
Tabel 1. Data transformator GI
Merk Vektor Grup Arus Tegangan Kerja Daya Impedansi TELK Ynyn0+d 231/1732 A 150/20 KV 60 MVA 12,46% CG POWER Ynyn0+d 230,9/1732 A 150/20 KV 60 MVA 12178% ABB Ynyn0+d 230,9/1574,6 A 150/22 KV 60 MVA 12,05% Tabel 2. Data spesifikasi rele diferensial Merk Type Arus Nominal Rasio Slope1  Slope2 AREVA P643 5 A CT p = 80/5 A CT s = 400/5 A 30% 80% AREVA  PCS 9671 5 A CT p = 300/5 A  CT s = 2000/5 A 30% 80% ABB RET 670 5 A CT p = 300/5 A  CT s = 2000/5 A 30% 80%
Penelitian ini menggunakan perangkat lunak matlab sebagai penentu nilai optimal setting rele menggunakan AG yang kemudian diimplementasikan pada perangkat lunak ETAP begitu juga dengan hasil proses numerikal. Implementasi pada ETAP ditujukan untuk mengetahui komparasi performa rele diferensial dari hasil optimasi menggunakan AG dengan proses  numerikal.  Pada  gambar  2  merupakan  diagram  alir  yang  digunakan  untuk  menyelesaikan  penelitian  ini  serta gambar 3 merupakan diagram alir AG yang diimplementasikan pada penentuan setting nilai rele diferensial.
BUS A1 150 kV PT PMS CT: GEC ALSSTHOM PMT: SIEMENS RUNGKUT 2 PT PMS : : RUNGKUT 1 : SEMAMPIR SEMAMPIR WIGUNA KALANGANYAR SAN DIEGO MANGROVE PANDUGO MARINA MAS TRAFO 3 ABB PALM BEACH 2 KEDUNG BARUK MERR BUS 20 kV PMT SIEMENS PMT SIEMENS CT GEC ALSSTHOM PMT SIEMENS PMT ABB PMS A GEC ALSTOM PMS B GEC ALSTOM PMS A GEC ALSTOM PMS B GEC ALSTOM PMS A GEC ALSTOM PMS B GEC ALSTOM PMS A GEC ABB PMS B GEC ABB PMS A GEC ABB PMS B GEC ABB PMT ABB TRAFO 2 CG POWER TRAFO 1 TELK CT_T3.2 PMT SCHENEIDER PMT SCHENEIDER BUS 20 kV BUS 20 kV BUS B1 150 kV CT_T3.1 CT_T2.2 CT_T2.1 CT_T1.2 CT_T1.1
Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
Gambar 2. Diagram alir penelitian
Gambar 3. Diagram alir AG

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Komparasi hasil pada penelitian ini akan dilakukan dengan melakukan komparasi dari hasil proses numerikal dengan AG. Komparasi meliputi hasil nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 dari transformator 1, 2, dan 3 kemudian dilakukan uji respon waktu trip dari masing masing rele diferensial.
Data SLD, Transformator dan Rele Diferensial Proses penentuan setting rele secara numerikal
Proses penentuan setting rele menggunakan AG SLD GI Surabaya pada ETAP Komparasi hasil setting rele Mulai Selesai Data nilai arus I d , I r , I s ,I ratting , parameter AG Populasi awal kromosom Evaluasi nilai fitness P best , G best Hasil I Sett , I d I = I + 1 Mulai Selesai I > I maks Populasi kromosom baru Proses crossover Proses mutasi tidak iya
Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik

## 3.1 Penentuan nilai setting rele diferensial menggunakan proses numerikal
Proses perhitungan nilai setting rele untuk menentukan nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 dari transformator 1, 2, dan 3 dengan cara numerikal pada penelitian ini dilakukan dengan tahap tahap seperti yang sudah dijelaskan pada subab 2.2. Pada tabel 3.3 berikut merupakan hasil proses numerikal yang telah dilakukan.
Tabel 3. Hasil proses numerikal penentuan nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 pada transformer 1,2 dan 3 Merk TELK CG POWER ABB S (MVA) 60 60 60 Primer Sekunder Primer Sekunder Primer Sekunder V (kV) 150 20 150 20 150 22 CT (A) 80 400 300 2000 300 2000 5 5 5 5 5 5 Nilai CT p CT s CT p CT s CT p CT s I n (A) 230.9401  1732.0508  230.9401  1732.0508  230.9401  1574.5916 I ratting (A)  254.0341  1905.2559  254.0341  1905.2559  254.0341  1732.0508
CT ideal (A)  10.6667 120.0000 53.3333 450.0000 58.6667 409.0909 Eror (%) 0.1333 0.3000 0.1778 0.2250 0.1956 0.2045 Is (A) 14.4338 21.6506 3.8490 4.3301 3.8490 3.9365 I d 7.2169 0.4811 0.0875 I r 18.0422 4.0896 3.8927 Slope 1 40 11.7647 2.2472 Slope 2 80 23.5294 4.4944 I set 7.2169 0.4811 0.0875
Pada transformer 1 didapatkan hasil nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 sebesar 7.2169 A, sedangkan pada tranformator 2 dan 3 sebesar  0.4811  A dan  0.0875  A. Berdasarkan kondisi  tersebut  jika terdapat  perbedaan arus yang melebihi  arus setting maka rele akan memberikan sinyal trip pada CB. Nilai prosentase eror yang didapatkan juga telah memenuhi SPLN yaitu tidak melebihi 5% pada CT yang di sisi primer dan sekunder dari transformator 1, 2 dan 3.

## 3.2 Penentuan nilai setting rele diferensial menggunakan AG
Penentuan nilai setting rele menggunakan AG ditujukan untuk menemukan nilai setting optimal untuk rele diferensial. Pada tabel 4 merupakan parameter AG yang digunakan pada penelitian ini. Penentuan nilai setting pada masing masing transformator memiliki nilai iterasi maksimum yang sama yaitu 100. Pada tabel 5 merupakan hasil nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 hasil dari AG yang digunakan pada penelitian ini. Hasil nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 dari AG menunjukkan nilai sedikit rendah dibawah nilai proses numerikal.
Tabel 4. Parameter AG Parameter Nilai Maksimum iterasi 100 Jumlah populasi 20 Panjang kromosom 16 Maksimum regenerasi 20 Selection rate 0.8 Crossover rate 0.8 Mutation rate 0.2
Tabel 5. Hasil nilai arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 dari AG
Merk   TELK CG POWER ABB I d 7.2159 0.4711 0.0855 I set 7.2159 0.4711 0.0855

## 3.3 Komparasi rele setting menggunakan proses numerikal dan AG
Komparasi  rele setting pada  bagian  ditunjukkan  berdasarkan  respon  waktu  trip  yang  paling  cepat  yang  diukur menggunakan simulasi pada ETAP berdasarkan hasil setting rele diferensial yang dihasilkan oleh proses numerikan dan AG. Pada simulasi ETAP akan dilakukan pengujian gangguan arus yang menyebabkan rele bekerja dan memerintahkan sinyal trip ke CB. Gambar 4 merupakan proses pengujian gangguan arus pada simulasi ETAP. Gangguan diberikan dari bus area dibawah sisi sekunder transformator 1,2 dan 3. Pada tabel 6 merupakan hasil waktu trip yang ditunjukkan oleh masing rele diferensial pada masing masing transformator.
Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
Gambar 4. Proses uji trip pada ETAP
Tabel 6. komparasi waktu trip rele diferensial Data Waktu trip (s) Rele 1 Rele 2 Rele 3 Proses Numerikal 0.094 0.133 0.133 AG 0.089 0.031 0.031 Eksisting 0.177 0.178 0.178
Hasil waktu  trip menunjukkan perbedaan dari proses numerikal, AG dan data waktu trip eksisting. Nilai waktu trip dari AG menunjukkan percepatan respon trip dari masing masing rele diferensial yang terpasang pada transformator 1,2  dan  3  sebesar  0.088s,  0.047s  dan  0.047s  terhadap  kondisi  eksisting  sedangkan  proses  numerikal  menunjukkan percepatan  proses  trip  sebesar  0.083s,  0.045s  dan  0.045s.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  AG  dapat  melakukan  proses optimasi nilai setting arus 𝐼 𝑠𝑒𝑡𝑡 dan 𝐼 𝑑 sehingga diperoleh waktu trip yang lebih cepat dari proses numerikal dan utamanya pada kondisi eksisting.

## 4. KESIMPULAN
Dari percobaan dan analisa yang sudah dilakukan pada setting rele diferensial transformator 1, 2, dan 3 yang dilakukan dengan proses numerikal dan AG menunjukkan nilai waktu trip yang baik dari kondisi eksisting. Percepatan respon trip dari  masing  masing  rele  diferensial  dari  hasil  AG  menunjukkan  nilai  percepatan  sebesar  0.088s,  0.047s  dan  0.047s terhadap kondisi eksisting sedangkan proses numerikal menunjukkan percepatan proses trip sebesar 0.083s, 0.045s dan 0.045s  terhadap  kondisi  eksisting.  Hasil  optimasi  AG  menunjukkan  respon  percepatan  paling  baik  dari  pada  proses numerikal. Berdasarkan kondisi tersebut diketahui bahwa AG mampu melakukan optimasi pada penentuan nilai setting rele diferensial.

## REFERENCES
[1] J. Ciufo and A. Cooperberg, Power System Protection: Fundamentals and Applications. 2021. doi: 10.1002/9781119847397.
[2] V. Gurevich, “Differential Relays,” in Electric Relays, 2021. doi: 10.1201/9781315221168-20.
[3] “CT Performance in Differential Relay Circuits,” 2005. doi: 10.1201/9781420030488.axb.
[4] I. P. de Siqueira, “Protection and Automation,” 2020. doi: 10.1007/978-3-030-44484-6_9.
Misbahul Munir, Analisa Kinerja Relay Differensial pada Gardu Induk Surabaya Selatan Sebagai Sistem Proteksi dari Gangguan Arus Hubung Singkat Transformator Menggunakan Metode Algoritma Genetik
[5] S.  T.  Elektro,  F.  Teknik,  U.  N.  Surabaya,  U.  T.  Kartini,  and  D.  Ph,  “PEMODELAN  BACKPROPAGATION  NEURAL NETWORK PADA RELAY DIFFERENSIAL TRANSFORMATOR GI BABADAN 150 KV Eka Prasetyo Hidayat,” pp. 323– 331, 2018.
[6] D. Hariyono, “Analisa Proteksi Relay Differensial Terhadap Gangguan Eksternal Transformator,” Saintek ITM, vol. 32, no. 2, pp. 37–43, 2019, doi: 10.37369/si.v32i2.60.
[7] M. H. Costa, R. R. Saldanha, M. G. Ravetti, and E. G. Carrano, “Robust coordination of directional overcurrent relays using a matheuristic algorithm,” IET Generation, Transmission and Distribution, vol. 11, no. 2, 2017, doi: 10.1049/iet-gtd.2016.1010.
[8] Z. S. Rahmania, L. Syafa’ah, I. Pakaya, and Zulfatman, “Optimization of overcurrent relay coordination using cuckoo search algorithm  in  electronic  induction  systems,”  in  IOP  Conference  Series:  Materials  Science  and  Engineering,  2019.  doi: 10.1088/1757-899X/674/1/012037.
[9] D.  Suhardi,  I.  Pakaya,  R.  Putra,  and  A.  Faruq,  “Coordination  analysis  of  protection  relay  settings  utilizing  particle  swarm optimization method,” in AIP Conference Proceedings, 2022. doi: 10.1063/5.0094251.
[10]  V.  S.  Bisht,  N.  Joshi,  G.  S.  Jethi,  and  A.  S.  Bhakuni,  “A  review  on  genetic  algorithm  and  its  application  in  power  system engineering,” in Studies in Computational Intelligence, 2021. doi: 10.1007/978-981-15-7571-6_5.
[11]  P. Dolezel, F. Holik, J. Merta, and D. Stursa, “Optimization of a Depiction Procedure for an Artificial Intelligence-Based Network Protection System Using a Genetic Algorithm,” Applied Sciences, vol. 11, no. 5, 2021, doi: 10.3390/app11052012.
[12]  D. Garcia, A. E. Lugo, E. Hemberg, and U. M. O’Reilly, “Investigating coevolutionary archive based genetic algorithms on cyber defense networks,” in GECCO 2017 - Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion, 2017. doi: 10.1145/3067695.3076081.
[13]  N. Rezaei, M. N. Uddin, I. K. Amin, M. L. Othman, and M. Marsadek, “Genetic Algorithm-Based Optimization of Overcurrent Relay Coordination for Improved Protection of DFIG Operated Wind Farms,” in IEEE Transactions on Industry Applications, 2019. doi: 10.1109/TIA.2019.2939244.
[14]  D. Acharya and D. K. Das, “An efficient optimizer for optimal overcurrent relay coordination in power distribution system,” Expert Syst Appl, vol. 199, 2022, doi: 10.1016/j.eswa.2022.116858.
[15]  M. Bakkar, S. Bogarra, F. Córcoles, A. Aboelhassan, S. Wang, and J. Iglesias, “Artificial Intelligence-Based Protection for Smart Grids,” Energies (Basel), vol. 15, no. 13, 2022, doi: 10.3390/en15134933.
[16]  R. S. Jawad and H. Abid, “Fault Detection in HVDC System with Gray Wolf Optimization Algorithm Based on Artificial Neural Network,” Energies (Basel), vol. 15, no. 20, 2022, doi: 10.3390/en15207775.
[17]  X. Lü et al., “Energy management of hybrid electric vehicles: A review of energy optimization of fuel cell hybrid power system based on genetic algorithm,” Energy Conversion and Management, vol. 205. 2020. doi: 10.1016/j.enconman.2020.112474.
[18]  N. U. Maharani1, A. Trihasto, and Deria Pravitasari, “Evaluasi Kinerja Rele Arus Lebih dan Rele Diferensial pada Generator Kapasitas 100 Mw.,” Theta Omega: Journal of Electrical Engineering, Computer and Information Technology 2.1, pp. 44–49, 2021.
[19]  M.  Munir,  N.  Patria,  U.  Putra,  W.  S.  Pambudi,  N.  H.  Rohiem,  and  I.  Nur,  “BEES :  Bulletin  of  Electrical  and  Electronics Engineering  Analisa  Koordinasi  Proteksi  Relay  Jarak  Dengan  Software  Digsilent  Pada  Gi  Sukolilo  Ke  Gi  Kenjeran Menggunakan Metode Fuzzy,” vol. 3, no. 1, pp. 14–22, 2022.
[20]  M. T. Ibnu Maulana Siddiq, Drs. Daryanto, M.T., Massus Subekti, S.Pd., “Simulasi Setting Directional Overcurrent Relay (Docr) Menggunakan Algoritma Genetik,” Http://Repository.Unj.Ac.Id/, 2546.
[21]  M. R. Zhuliansya, M. Munir, J. T. Industri, I. Teknologi, and A. Tama, “Resetting Sistem Proteksi pada Sistem Kelistrikan PT . Sasa Inti – Gending Plant,” pp. 1–8.
[22]  Wahyu Hendra Prasetya, Misbahul Munir, N. P. U. Putra, Nasyith, H. Rohiem, and I. Masfufiah, “Analisa Koordinasi Proteksi Over Current Relay Pada Gardu Induk Bangil,” Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan, vol. 10, no. 2, pp. 1– 15, 2018.