## KOORDINASI SISTEM PROTEKSI ARUS LEBIH PADA PENYULANG DISTRIBUSI 20 kV GI PAUH LIMO
Erliwati 1 , Syafii 2 , dan Muhammad Nurdin 3
1 Program Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Andalas Padang
2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Andalas Padang,
3 Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro ITB Bandung. e-mail :erli_poltekes@yahoo.com
ABSTRAK — Pada  penyulang  20  kV  biasanya  pemadaman  disebabkan  oleh  gangguan  hubung  singkat. Jika penyetelan over current relay (OCR) di sisi incoming atau di outgoing kurang baik, dapat menyebabkan pemadaman total (black out). Salah satu upaya yang dilakukan adalah dengan mengevaluasi setting relai proteksi pada penyulang distribusi 20 kV gardu induk Pauh Limo, sehingga saling terkoordinasi dengan baik dan diharapkan jika terjadi gangguan pada salah satu penyulang 20 kV maka tidak akan membawa black out pada penyulang yang lain.
Berdasarkan analisa arus hubung singkat disetiap penyulang, dimana arus gangguan hubung singkat 3 fasa  terbesar  yaitu  pada  penyulang  Koto  Tingga,  dengan  lokasi  gangguan  1  %,  yaitu  sebesar  7326,99 Ampere. Hal ini dikarenakan saluran Koto Tingga terpendek dibandingkan dengan penyulang lain, yaitu = 9 km dan arus beban = 230 Amper. Waktu kerja relai pada penyulang (detik) : Kuranji = 0,3, Koto Tingga = 0,298, Teluk Bayur-2 = 0,292, Teluk Bayur-1 = 3, BLKI = 0,3, Kandis = 0,3 dan penyulang UNAND = 0,3. Pada sisi incoming waktu kerja relai adalah 0,7 detik. Setting relai ini dapat digunakan sebagai referensi dalam evaluasi dan setting ulang OCR.
Kata Kunci : Gangguan hubung singkat, Relai arus lebih, setting relai.
ABSTRACT —The  20  kV  feeder  outages  typically  caused  by  short  circuit  fault.  If  the  setting  of  over current relay (OCR) in the incoming or outgoing feeder unfavorable, can cause a total blackout. One of the efforts can be done is to evaluate the settings of 20 kV feeder protection relays in distribution substations Pauh  Limo,  to  be  well  coordinated  with  each  other  and  expected  if  an  interruption  in  one  of  the  20  kV feeders it will not bring interrupt on the other feeders.
Based on the short circuit current analysis on each feeder, where the largest short circuit fault current for three-phase fault at feeder Tingga Koto, the fault location 1%, which amounted to 7326.99 Ampere. This is because the line to Koto Tingga shortest compared to other feeders, around 9 km and load current = 230 Ampere. The OCR working time at the feeders id: Kuranji = 0.3 s Koto Tingga = 0.298 s, Teluk Bayur-2 = 0.292 s, Teluk Bayur-1 = 0.3 s, BLKI = 0.3 s, Kandis = 0.3 s and feeder UNAND = 0, 3 s. The relay working time  for  incoming  side  is  0.7  seconds.  This  relay  setting  can  be  used  as  a  reference  of  evaluation  and resetting of OCR.
Keywords : Short circuit fault, Over current relay, Relay setting.

## 1. PENDAHULUAN
Pemadaman akibat adanya gangguan eksternal  pada  sistem  tak  bisa  dihindari,  tetapi hal ini dapat ditekan seminimal mungkin dengan sistem  proteksi  yang  handal.  Sistem  proteksi bertujuan  untuk  mendeteksi  terjadinya  suatu gangguan  dan  secepat  mungkin  mengisolir bagian sistem yang terganggu tersebut agar tidak mempengaruhi keseluruhan sistem.
Salah  satu  pengaman  di  distribusi  primer adalah  penggunaan over  current  relay (OCR), relai proteksi ini sangat penting terutama untuk mengatasi terjadinya gangguan hubung singkat.
Relai ini memerintahkan pemutus (PMT) untuk trip  apabila  terjadi  gangguan  hubung  singkat. Permasalahan yang sering dijumpai pada sistem distribusi  antara  lain  jika  salah  satu  penyulang terkena gangguan, dapat mengakibatkan penyulang  lain  yang  berada  pada  satu bus juga ikut trip, karena gangguan hubung singkat dapat mentripkan  relai  yang  ada  pada incoming penyulang. Selain itu juga dapat disebabkan oleh kurang terkoordinasinya penyetelan relai antara outgoing gardu  hubung  dengan  penyulang ekspres  feeder yang  mensuplai  gardu  hubung tersebut,  hal  ini  juga  mengakibatkan  seluruh
penyulang outgoing di  gardu  hubung  akan padam (black out) .
Untuk  mengetahui  sistem  proteksi  sudah bekerja saling berkoordinasi antara sisi incoming dengan  sisi  penyulang (feeder) diperlukan analisa setting waktu kerja relai arus lebih pada penyulang  distribusi  20  kV  Gardu  Induk  Pauh Limo.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Umum
Penurunan tegangan dari jaringan transmisi pertama  kali  dilakukan  pada  gardu  induk  oleh transformator  penurun  tegangan (step  down transformer) .  Tegangan  yang  dihasilkan  ini dinamakan  tegangan  menengah  atau  tegangan distribusi  primer.  Tegangan  distribusi  primer PLN  pada  umumnya  bernilai  20  kV.  Jaringan antara pusat listrik/pembangkit dan gardu induk disebut  dengan  jaringan  transmisi,  sedangkan jaringan  yang  keluar  dari  gardu  induk  ke konsumen/pelanggan  disebut  dengan  jaringan distribusi.

## 2.2 Sistem Distribusi
Sistem  sistem  ini  saling  berkaitan  dan membentuk  suatu  sistem  tenaga  listrik.  Sistem distribusi adalah sistem yang berfungsi mendistribusikan tenaga listrik kepada pemanfaat. Sistem distribusi terbagi dua bagian : sistem  distribusi  tegangan  menengah,  sistem distribusi tegangan rendah [1].
Diagram  garis  tunggal  sistem  distribusi seperti pada gambar 2.1.
PMT PMT T G Bus PMT PMT PMT PMT PMT PMT PMT PMT Trafo Distribusi Feeder Transmisi T Transmisi Bus Bus Bus

## Gambar 1. Diagram Garis Tunggal Sistem Distribusi [2]

## 2.3 Bentuk Jaringan Distribusi
Jaringan  distribusi  yang  dimaksud  disini dan  yang  akan  dibahas  lebih  lanjut  adalah jaringan  distribusi  primer.  Berdasarkan  bentuk jaringannya, jaringan distribusi dapat
dikelompokan ke dalam beberapa bentuk sistem [1],  yaitu  :  sistem radial ,  sistem loop ,  sistem network (jaringan), sistem spindel.

## 2.4  Gangguan Hubung Singkat
Dalam  suatu  sistem  distribusi,  pencatuan daya  melalui  sistem  jaringan  transmisi  yang berpola  radial  yaitu  dengan  generator  pada pangkalnya. Besar impedansi urutan positif dan urutan negatif dapat dihitung dengan menjumlahkan seluruh impedansi urutan positif dan negatif komponen  yang  ada  mulai  dari generator  sampai  gardu  induk.  Sedangkan impedansi  urutan  nol  ditentukan  dengan  cara lain.

## 2.4.1 Impedansi Urutan Sumber
Adapun  cara  lain  bila  diketahui  daya hubung  singkat  pada  system  transmisi  dalam MVA,  yaitu  besar  daya  gangguan  hubung singkat  tiga  fasa  dan  daya  gangguan  hubung singkat  satu  fasa  ke  tanah,  pada  sisi  tegangan tinggi  gardu  induk.  Impedansi  urutan  sumber dapat dihitung melalui persamaan :
kV X 3 - hs 2 2s 1  MVA X s   (2.1)   . 3 2 1 1 2 0 s s sc X X MVA kV X s      (2.2)
I mpedansi sumber :
Z 1s =  Z 2s =  X 1s (2.3)
Z 0s =  X 0s

## 2.4.2 Impedansi Urutan Transformator
Perhitungan
impedansi suatu
transformator yang diambil adalah reaktansinya, sedangkan tahananya diabaikan karena harganya kecil.  Besar  impedansi  ini  dihitung  melalui persamaan :
d T S Z 2 d 1 2T 1 V x z j Z    (2.4)
dimana : z t =  Impedansi  bocor  transformator  yang tertulis pada papan nama (%)
Z 1 =  Impedansi urutan positif
transformator(ohm)
Z 2 =  Impedansi  urutan  negative  transformator (ohm)
V d =  Tegangan dasar (kV)
S d =  Daya  dasar  yang  besarnya  sama  dengan rating  transformator tersebut  (MVA)
Impedansi urutan nol transformator, berdasarkan Standart PLN :
X 0T = X 1T Belitan  Y
X 0T = 3 x X 1T Belitan Yyd (2.5) X 0T = 10 x  X 1T Belitan YY

## 2.4.3 Impedansi Urutan Saluran
Nilai impedansi saluran urutan positif dan negatifnya sama, yaitu X 1 = X 2 = X L, sedangkan nilai impedansi urutan nolnya berbeda.
Impedansi  urutan  saluran  dapat  dihitung dengan persamaan :
Z n saluran = Z n x l (2.6)

## 2.4.4 Gangguan Hubung Singkat

## 2.4.4.1  Hubung Singkat Tiga Fasa
Besar  arus  gangguan  hubung  singkat tiga fasa  sama dengan besar arus urutan positif [3] yaitu : I f =  I a1
I hs-3Φ =  I a1 = 1 Z V f (2.7)

## 2.4.4.2  Hubung Singkat Dua Fasa Ke Tanah
Pada  gangguan  ini  besarnya  arus gangguan  ditentukan  oleh  impedansi  urutan positif  dan  urutan  negatif  saja  [3],  sedangkan komponn urutan nol tidak ada.
Sehingga :
  3 2 1 2 866 , 0 3       hs f hs I x Z Z V j I (2.8)

## 2.4.4.3  Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah
Persamaan  arus  gangguan  hubung singkat satu fasa ke tanah [3]  dapat dinyatakan sebagai berikut :
Z 3V I I 0 2 1 f 0 2 1 Z Z I      sedangkan
gangguan) awal (kondisi 0 3 3 3 2 1 0 0 2 1         cF bF aF I I I I I I I I I
2 3 I I 0 1 0 2 1 Z Z V I f     (2.9)

## 2.5 Filosofi Relai Pengaman
Salah  satu  peralatan  yang  mempunyai peranan untuk mengatasi gangguan pada sistem tenaga  listrik  adalah  relai  pengaman.  Relai pengaman  untuk  sistem  tenaga  ini  melindungi saluran/jaringan  dan  peralatan  listrik  terhadap kerusakan dengan cara menghilangkan (mengisolir) gangguan yang terjadi secara cepat dan tepat.
Untuk mendapatkan hasil yang diharapkan pada  sistem  tenaga  agar  dapat  diandalkan kemampuan  dari  relai  pengaman  maka  harus memenuhi  persyaratan  [4]    :  peka  (s ensitive ), keandalan  (r eliability ),  kecepatan  (s peed ), selektif  (s elective ), dan ekonomis.

## 2.5.1  Penyetelan Waktu Kerja Relai
Setelan  waktu  kerja  relai  arus  labih s tandart  inverse didapat  dengan  menggunakan rumus kurva waktu dan arus [5], [6].  Rumus ini bermacam-macam sesuai design pabrik pembuat relai.
Setelan waktu kerja relai arus lebih dengan karakteristik inverse menurut “Standart BS.142.1996” dan “Standart  IEC  255-4” didapat :
set gkat hubung I I I I saluran ujung di sin           (2.10)
Time multiple setting (TMS) :
    1 ) ( : 1 ) (                       I I x s t TMS atau I I TMSx t s (2.11)
Dimana : TMS  =  Faktor pengali waktu (0,05 – 1,0) t (s)
=  Waktu setting, dalam detik
I         = Arus  hubung  singkat  di  ujung  saluran
(Amp,)
I > =  Arus setting, dalam Ampere
 normal inverse = 0,02
 normal inverse = 0,14
3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1   Data Sumber
GI Pauh Limo dengan data sebagai berikut :
Tegangan = 20 kV MVA SC 3ph = 546,61 MVA MVA SC 1ph = 3,66 MVA
3.2   Data Trafo Tenaga Merk =  PAUWELS Kapasitas =  60 MVA Vektor group =  YNyn0 Tegangan =  150 / 20 kV Impedansi trafo =  12,531 % Pentanahan (20 kV) =  40 Ω Ratio CT =  2000/5 A

## 3.3   Data Konduktor Saluran
Tabel 1. Data Tiap Penyulang
Penyulang Jenis Konduktor Panjang Saluran (km) Ratio CT
I beban ( A ) P. P5–
Kuranji AL 3x240 mm 2 26 300/5A 30 P.P5– K.Tingga AL 3x240 mm 2 9 600/5A 230 P.P5–T. Bayur-2 AL 3x240 mm 2 16,5 600/5A 300
P. P5–T. Bayur-1 AL 3x150 mm 2 16,5 300/5A 205 P. P5– BLKI A3C 3x150 mm 2 33,964 300/5A 180 P. P5– Kandis A3C 3x150 mm 2 13,13 400/5A 38 P. P5– UNAND A3C 3x150 mm 2 13,13 400/5A 38
Tabel 2. Tahanan dan reaktansi  penghantar AAAC tegangan 20 kV(SPLN 64 : Tahun 1985) Luas Penampang
(mm) 2 Impedansi Urutan (+) dan (-) (Ohm/km) Impedansi Urutan Nol (Ohm/km) 150 0,2162 + j 0,3305 0,3631 +  j 1,6180

## 3.4   Diagram Garis Tunggal
Diagram  garis  tunggal  gardu  induk  Pauh Limo dapat dilihat pada gambar 3.1.
Bus 150 kV
P. Ku ran ji CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT Bus 20 kV Trafo 60 MVA 150/20 kV X = 12,531 % 26 K m P. Ko to T ing ga 9 K m
P. T. B
ay ur- 1 P. T. B ay ur- 2 P. BL KI P. Ka nd is P. UN AN D P. Ind aru ng -1 P. Ind aru ng -2 16 ,5 K m 16 ,5 K m 13 ,13 K m 33 ,96 4 K m 13
,13 K m 11 ,54 K m 11 ,54 K m PMT PMT
Gambar 2. Diagram Garis Tunggal
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1  Impedansi  sumber  urutan  positif  dan negatif
X 1s = X 2s = 0    3 2   hs MVA kV j = 0   MVA kV j 546,61 20 2 
=  j 0,7318 Ohm

## 4.2   Impedansi sumber urutan nol
X 0s =     s hs xX MVA kV j 1 1 2 2 3   
=   ) 7318 , 0 2 ( MVA 3,66 20 3 2 j x kV j  =  j 326,4054 Ohm
4.3  Impedansi  trafo  urutan  positif  dan negatif
X 1T = X 2T =   Sd Vd x jz 2 1 =   MVA kV x j 60 20 12531 , 0 2
=  j 0,8354 Ohm
4.4   Impedansi trafo urutan nol
X 0T = 10 x X 1T = 10 x j 0,8354 = j 8,354 Ohm
Dengan nilai tahanan pentanahan : 3xRn = 3 x 40 Ohm = 120 Ohm
Sehingga :
X 0T = 120 + j 8,354 Ohm

## 4.5   Perhitungan Impedansi Saluran
Untuk penyulang BLKI, penyulang Kandis, dan  penyulang  UNAND    jenis  penghantar AAAC dengan luas penampang 150 mm 2 Z 1 / km  =  0,2162  +  j 0,3305 Z 2 / km  =  0,2162  +  j 0,3305 Z 0 / km  =  0,3631  +  j 1,618
Untuk penyulang Kuranji, Koto Tingga dan Teluk Bayur-2 jenis penghantar AL dengan luas penampang 240 mm 2 Z 1 / km  =  0,125  +  j 0,097 Z 2 / km  =  0,125  +  j 0,097 Z 0 / km  =  0,275  +  j 0,029
Untuk  penyulang  Teluk  Bayur-1  jenis penghantar  AL  dengan  luas  penampang  150 mm 2 Z 1 / km  =  0,206  +  j 0,104 Z 2 / km  =  0,206  +  j 0,104 Z 0 / km  =  0,356  +  j 0,312

## Tabel 3.  Impedansi Tiap Penyulang
Impedansi Penyulang P.5 - Kuranji (26 kms) Penyulang P.5 - K.Tingga (9 kms) Z1 3,25 + j 2,522 1,125 + j 0,873 Z2 3,25 + j 2,522 1,125 + j 0,873 Z0 7,15 + j 0,754 2,475 + j 0,261 Impedansi Penyulang P.5 - T.Bayur-2 (16,5 kms) Penyulang P.5 - T.Bayur-1 (16,5 kms) Z1 2,063 + j 1,601 3,399 + j 1,716 Z2 2,063 + j 1,601 3,399 + j 1,716 Z0 4,5375 + j 0,4785 5,874 + j 5,148 Impedansi Penyulang P.5 - BLKI (33,964 kms) Penyulang P.5 - Kandis (13,13 kms) Z1 7,743 + j 11,2251 2,8387 + j 4,3395 Z2 7,743 + j 11,2251 2,8387 + j 4,3395 Z0 12,3323+j54,9538 4,7675 + j 21,244 Impedansi Penyulang P.5 - UNAND (13,13 kms) Z1 2,8387 + j 4,3395 Z2 2,8387 + j 4,3395 Z0 4,7675 + j 21,244

## 4.6   Perhitungan Arus Hubung Singkat Penyulang Kuranji
Untuk lokasi gangguan 1 % :
Z 1L (1%) = (3,25+j2,522) x 1% = 0,0325+j 0,02522
Z 0L( 1%) = (7,15+j 0,754) x 1% = 0,0715+j0,00754
Impedansi urutan positif dan negatif  : Z 1 = Z 2 = Z 1s + Z 1T + Z 1L (1%)
= j0,7318 + j 0,8354 + 0,0325 + j 0,02522
= 1,592732 ∟88,83˚ Ohm
Impedansi urutan nol : Z 0 = Z 0s + Z 0T + Z 0L (1%)
= j326,4054+120+j 8,354+0,0715+j0,00754
= 355,64876∟70,2685˚ Ohm
        83 , 88 1,592732 34 , 11547
83 , 88 1,5927 3 / 20 1 3 kV I Z V hs f 
=  7250∟-88,83˚  A
arus hubung singkat 2 fasa lokasi gangguan 1% sebagai berikut :
  3 2 866 , 0    hs hs I x I = 7250 866 ,
0 x A I hs 5 , 6278 2   
arus hubung singkat satu fasa ke tanah lokasi gangguan 1 % sebagai berikut :
Z 3V 0 2 1 f 1 - hs Z Z I       334,7669) j + 120,0715 ( 1,5924 j + 0,0325 2 11547,34 x 3 1 - hs    I

## =  96,58 A
Dengan  menerapkan  langkah  langkah perhitungan  arus  hubung  singkat  seperti  diatas, untuk lokasi gangguan yang berbeda, maka arus gangguan hubung singkat untuk setiap penyulang seperti tabel berikut :
Tabel 4 . Arus Hubung Singkat Penyulang Kuranji Lokasi Arus Hub. Singkat P. KURANJI Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 7249.79 6278.32 96.58 25% 4928.15 4267.78 95.94 50% 3540.09 3065.71 95.27 75% 2728.95 2363.27 94.60 100% 2210.63 1914.40 93.94
Tabel 5.  Arus Hubung Singkat
P. Koto Tingga Lokasi Arus Hub. Singkat Penyulang Koto Tingga Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 7326.99 6345.18 96.60 25% 6388.56 5532.49 96.38 50% 5548.40 4804.91 96.14 75% 4858.33 4207.32 95.91 100% 4297.31 3721.47 95.68 Tabel 6.  Arus Hubung Singkat P. Teluk Bayur-2 Lokasi Arus Hub. Singkat Penyulang T. Bayur-2 Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 7292.89 6315.64 96.59 25% 5677.67 4916.86 96.18 50% 4471.61 3872.42 95.75 75% 3641.99 3153.96 95.33 100% 3054.79 2645.45 94.91 Tabel 7. Arus Hubung Singkat P. Teluk Bayur-1 Lokasi Arus Hub. Singkat Penyulang T. Bayur-1 Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 7286.52 6310.12 96.58 25% 5322.37 4609.17 95.78 50% 3899.19 3376.70 94.97 75% 3017.34 2613.01 94.16 100% 2443.43 2116.01 93.37 Tabel 8.  Arus Hubung Singkat Penyulang BLKI Lokasi Arus Hub. Singkat Penyulang BLKI Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 6868.97 5948.53 96.39 25% 2434.48 2108.26 91.39 50% 1431.91 1240.04 86.70 75% 1012.54 876.86 82.47 100% 782.85 677.95 78.63

## Tabel 9.  Arus Hubung Singkat
Penyulang Kandis Lokasi Arus Hub. Singkat Penyulang KANDIS Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 7168.36 6207.80 96.52 25% 4206.00 3642.40 94.52 50% 2888.64 2501.56 92.52 75% 2190.71 1897.15 90.60 100% 1761.99 1525.89 88.76

## Tabel 10.  Arus Hubung Singkat Penyulang UNAND
Lokasi Arus Hub. Singkat Penyulang UNAND Gangguan 3 Fasa 2 Fasa 1 Fasa 1% 7168.36 6207.80 96.52 25% 4206.00 3642.40 94.52 50% 2888.64 2501.56 92.52 75% 2190.71 1897.15 90.60 100% 1761.99 1525.89 88.76

## 4.7   Setting Relai
Tabel 11 . Setting relai penyulang kondisi saat ini Penyulang Incoming Kuranji Koto Tingga Merk / Type Relai REY ROLLE/ 7SR1206 GEC ALSTHOM/ MCGG52 GEC ALSTHOM / MCGG52 Karakteristik Inverse Inverse Inverse CT Ratio 2000/5 300/5 600/5 I > A 1021 30 230 Tms 0,201 0,166 0,102 t> dtk 0,7 0,2 0,2 Penyulang T. Bayur-2 T. Bayur-1 BLKI Merk / Type Relai GEC ALSTHOM/ MCGG52 GEC ALSTHOM/ MCGG52 GEC ALSTHOM /MCGG52 Karakteristik Inverse Inverse Inverse CT Ratio 600/5 300/5 300/5 I > A 205 180 300 Tms 0,106 0,108 0,094 t> dtk 0,2 0,2 0,2
Penyulang Kandis UNAND Merk / Type Relai GEC ALSTHOM/ MCGG52 REY ROLLE / 7SR1103 Karakteristik Inverse Inverse CT Ratio 400/5 400/5 I > A 38 205 Tms 0,158 0,106 t> dtk 0,2 0,2

## 4.8   Setting Waktu Kerja Relai P. Kuranji
Setting Arus :
I beban =  30 A I hs 3  mak  7249,79 A
I set Primer = 1,05 x I beban
I set Primer (I > ) = 1,05  x  30 A = 31,5  A CT Rasio 1 x I I Primer Set Skunder Set  Ampere. 525 , 0 300 5 x 5 , 31 I Skunder Set   Waktu Kerja Relai :
Dengan t setting = 0,3 detik, maka :
14 , 0 1 31,5 7249,79 3 , 0 02 , 0         x TMS 246 , 0 14 , 0 034 , 0 14 , 0 115 , 0 3 , 0    x

## TMS
Waktu  kerja  relai  bila  terjadi  gangguan hubung singkat 3 fasa dengan lokasi gangguan 1 % dari panjang saluran :
1 I I 14 , 0 0 2 , 0 set F%         TMS x t detik 296 , 0 115 , 0 034 , 0   t
Dengan  cara  yang  sama,  waktu  kerja  relai pada  setiap  penyulang  bila  terjadi  gangguan hubung singkat 3 fasa, 2 fasa, dan 1 fasa untuk lokasi gangguan 1 % sampai 100 % dari panjang saluran seperti pada tabel berikut ini :
Tabel 12. Hasil perhitungan waktu kerja relai Penyulang / L. Gangguan Waktu Kerja Relai (dalam detik) 3 fasa 2 fasa 1 fasa P. Kuranji. 1 %  Pjg Saluran 0.30 0.31 0.30 25 %  Pjg Saluran 0.32 0.33 0.30 50 %  Pjg Saluran 0.35 0.36 0.30 75 %  Pjg Saluran 0.37 0.38 0.30 100  %  Pjg Saluran 0.39 0.40 0.30 P. Koto Tingga 1 % Pjg Saluran 0.30 0.19 0.30 25 % Pjg Saluran 0.31 0.19 0.30 50 % Pjg Saluran 0.33 0.20 0.30 75 % Pjg Saluran 0.34 0.21 0.30 100 % Pjg Saluran 0.36 0.21 0.30 P. Teluk Bayur-2 1 % Pjg Saluran 0.30 0.31 0.60 25 % Pjg Saluran 0.33 0.34 0.60 50 % Pjg Saluran 0.36 0.37 0.60 75 % Pjg Saluran 0.39 0.40 0.60 100 % Pjg Saluran 0.42 0.44 0.61 P. Teluk Bayur-1 1 % Pjg Saluran 0.30 0.31 0.45 25 % Pjg Saluran 0.33 0.34 0.45 50 % Pjg Saluran 0.37 0.38 0.45 75 % Pjg Saluran 0.40 0.42 0.46 100 % Pjg Saluran 0.44 0.46 0.46 P. BLKI 1 % Pjg Saluran 0.30 0.31 0.28 25 % Pjg Saluran 0.43 0.45 0.28 50 % Pjg Saluran 0.54 0.58 0.29 75 % Pjg Saluran 0.65 0.72 0.29 100 % Pjg Saluran 0.78 0.86 0.30 P. Kandis 1 % Pjg Saluran 0.30 0.31 0.29 25 % Pjg Saluran 0.34 0.35 0.29 50 % Pjg Saluran 0.37 0.38 0.29 75 % Pjg Saluran 0.39 0.41 0.30 100 % Pjg Saluran 0.42 0.43 0.30 P. UNAND 1 % Pjg Saluran 0.30 0.31 0.29 25 % Pjg Saluran 0.34 0.35 0.29 50 % Pjg Saluran 0.37 0.38 0.29 75 % Pjg Saluran 0.39 0.41 0.30 100 % Pjg Saluran 0.42 0.43 0.30
4.9   Penyetelan waktu kerja relai disisi incoming
Kapasitas trafo  = 60 MVA
Tegangan    = 150/20 kV I beban = 1021 A Impedansi   = 12,531 %
Rasio CT  = 2000/5 A
Setting Arus 3 kV kVA I 20kV) (sisi n  Ampere 1732 3 kV 20 kVA 60000
I 20kV) (sisi n  
I set Primer = 1,05 x I beban
I set Primer (I > )  = 1,05  x  1021 A = 1072,05 A
CT Rasio 1 x I I Primer Set Skunder Set  Amp. 680125 , 2 2000 5 x 05 , 1072 I Skunder Set  
Waktu Kerja Relai :
14 , 0 1 02 , 0 3 ) (            I I x t TMS maks hs s 
Waktu  kerja  relai  disisi  incoming  didapat dengan waktu kerja relai disisi hilir + 0,4 detik.
t setting = 0,7 detik.
I hs 3  mak   7326,99 A
195 , 0 14 , 0 0273 , 0 14 , 0 039 , 0 7 , 0    x TMS Waktu kerja relai pada sisi incoming
adalah : 1 I I 14 , 0 02 , 0 set F%         TMS x t detik 7 , 0
039 , 0 0273 , 0   t
Dengan  cara  yang  sama,  waktu  kerja  relai pada  sisi incoming bila  gangguan  terjadi  pada penyulang  Koto  Tingga  lokasi  gangguan  1  %
sampai 100 % dari panjang saluran seperti pada tabel 4.11.
Tabel 13. Hasil perhitungan waktu kerja relai sisi incoming gangguan terjadi pada penyulang
Koto Tingga Lokasi Gangguan Relai Incoming tms O.C = 0.15 I> = 241.5 Waktu kerja relai bila terjadi gangguan ( dalam detik ) 3 fasa 2 fasa 1 fasa 1 %  Pjg Saluran 0.70 0.74 0.64 25 %  Pjg Saluran 0.81 0.86 0.64 50 %  Pjg Saluran 0.95 1.02 0.65 75 %  Pjg Saluran 1.11 1.20 0.65 100  %  Pjg Saluran 1.30 1.43 0.65
Berdasarkan  tabel  4.10  dan  4.11  waktu kerja relai bila terjadi gangguan hubung singkat 3 fasa pada penyulang Koto Tingga, dimana relai OCR pada penyalang Koto Tingga akan bekerja saat  waktu  0,3  detik.  Apa  bila  relai  OCR  pada penyulang  Koto  Tingga  gagal  bekerja  (tidak bekerja),  maka  relai  OCR  pada  sisi incoming akan bekerja saat waktu mencapai 0,7 detik.

## 4.10 Uji Selektifitas Kerja Relai
Tabel 14. Hasil perhitungan waktu kerja relai Penyulang Incoming Kuranji Merk / Type Relai REY ROLLE /7SR1206 GEC ALSTHOM / MCGG52 Karakteristik Inverse Inverse CT Ratio 2000/5 300/5 I > A 1072,05 31,5 Tms 0,195 0,246 t> dtk 0,7 0,3 Penyulang Koto Tingga T. Bayur-2 Merk/Type Relai GEC ALSTHOM / MCGG52 GEC ALSTHOM /MCGG52 Karakteristik Inverse Inverse CT Ratio 600/5 600/5 I > A 241,5 315 Tms 0,151 0,139 t> dtk 0,298 0,292
Penyulang T. Bayur-1 BLKI Merk/Type Relai GEC ALSTHOM /MCGG52 GEC ALSTHOM / MCGG52 Karakteristik Inverse Inverse CT Ratio 300/5 300/5 I > A 215,25 189 Tms 0,157 0,161 t> dtk 0,3 0,3 Penyulang Kandis UNAND Merk/Type Relai GEC ALSTHOM / MCGG52 REY ROLLE /7SR1103 Karakteristik Inverse Inverse CT Ratio 400/5 400/5 I > A 39,9 39,9 Tms 0,2336 0,2336 t> dtk 0,3 0,3

## 4.11 Karakteristik perbandingan setting
relai
Gambar 2. Karakteristik perbandingan setting relai OCR  penyulang Kuranji
Berdasarkan  gambar  4.1,  perbedaan  seting relai    OCR  penyulang  Kuranji  antara  data  dan hasil  perhitungan relatif sama, tms berdasarkan data  =  0,166  dan  waktu  kerja  =  0,2  detik. Berdasarkan analisa tms = 0,246 dan waktu kerja =  0,3  detik.  Semakin  besar  arus  gangguan hubung singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
Gambar 3. Karakteristik perbandingan setting relai OCR penyulang Koto Tingga
Berdasarkan  gambar  4.2,  perbedaan  seting relai  OCR penyulang Koto Tingga antara data dan  hasil    perhitungan  relatif  sama,  tms berdasarkan data = 0,102 dan waktu kerja = 0,2 detik.  Berdasarkan  analisa  tms  =  0,151  dan waktu  kerja  =  0,298  detik.  Semakin  besar  arus gangguan hubung singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
Gambar 4. Karakteristik perbandingan setting relai OCR penyulang Teluk Bayur-2
Berdasarkan  gambar  4.3,  perbedaan  seting relai  OCR penyulang Teluk Bayur-2 antara data dan  hasil    perhitungan  relatif  sama,  tms berdasarkan data = 0,094 dan waktu kerja = 0,2 detik.  Berdasarkan  analisa  tms  =  0,139  dan waktu  kerja  =  0,292  detik.  Semakin  besar  arus gangguan hubung singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
Gambar 5. Karakteristik perbandingan setting relai OCR penyulang Teluk Bayur-1
Berdasarkan  gambar  4.4,  perbedaan  seting relai  OCR penyulang Teluk Bayur-1 antara data dan  hasil    perhitungan  relatif  sama,  tms berdasarkan data = 0,106 dan waktu kerja = 0,2 detik.  Berdasarkan  analisa  tms  =  0,157  dan waktu  kerja  =  0,3  detik.  Semakin  besar  arus gangguan hubung singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
t (d e tik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG KURANJI Data Analisa t (d e tik) I / I>

## PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG KOTO TINGGA
Data Analisa t (d e tik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG TELUK BAYUR-2 Data Analisa t (d e tik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG TELUK BAYUR-1 Data Analisa
Gambar 6. Karakteristik perbandingan setting relai OCR penyulang BLKI
Berdasarkan  gambar  4.5,  perbedaan  seting relai  OCR penyulang BLKI antara data dan hasil perhitungan relatif sama, tms berdasarkan data = 0,108 dan waktu kerja = 0,2 detik. Berdasarkan analisa tms = 0,161 dan waktu kerja = 0,3 detik. Semakin  besar  arus  gangguan  hubung  singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
Gambar 7. Karakteristik perbandingan setting relai OCR penyulang Kandis
Berdasarkan  gambar  4.6,  perbedaan  seting relai    OCR  penyulang  Kandis  antara  data  dan hasil  perhitungan relatif sama, tms berdasarkan data  =  0,158  dan  waktu  kerja  =  0,2  detik. Berdasarkan  analisa  tms  =  0,2336  dan  waktu kerja = 0,3 detik. Semakin besar arus gangguan hubung singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
Gambar 8. Karakteristik perbandingan setting relai OCR penyulang UNAND
Berdasarkan  gambar  4.7,  perbedaan  seting relai  OCR penyulang UNAND antara data dan hasil  perhitungan relatif sama, tms berdasarkan data  =  0,158  dan  waktu  kerja  =  0,2  detik. Berdasarkan  analisa  tms  =  0,2336  dan  waktu kerja = 0,3 detik. Semakin besar arus gangguan hubung singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih
Gambar 9. Karakteristik perbandingan setting relai OCR sisi Incoming
Berdasarkan  gambar  4.8,  perbedaan  seting relai    OCR  sisi  incoming  antara  data  dan  hasil perhitungan sama, tms berdasarkan data = 0,201 dan waktu kerja = 0,7 detik. Berdasarkan analisa tms  =  0,195  dan  waktu  kerja  =  0,7  detik. Semakin  besar  arus  gangguan  hubung  singkat, semakin cepat waktu kerja relai arus lebih.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari  hasil  pembahasan  dapat  disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
t (d et ik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG BLKI Data Analisa t (d e tik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG KANDIS Data Analisa t (d e tik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR PENYULANG UNAND Data Analisa t (d e tik) I / I> PERBANDINGAN SETTING OCR SISI INCOMING Data Analisa
1. Arus gangguan terbesar pada gangguan hubung  singkat  3  fasa,  semakin  jauh jarak  lokasi  gangguan  dari  lokasi  relai, semakin  kecil  arus  gangguan  yang dirasakan relai.
2. Arus gangguan hubung singkat terbesar pada  penyulang  Koto  Tingga,  untuk gangguan hubung singkat 3 fasa dengan lokasi  gangguan  1  %,  yaitu  sebesar 7326,99  Ampere.  Hal  ini  dikarenakan saluran Koto Tingga terpendek dibandingkan  dengan  penyulang  lain, yaitu  =  9  km  dan  arus  beban  =  230 Amper (terbesar ke dua). Nilai
impedansi  saluran  dan  panjang  saluran akan  mempengaruhi  nilai  arus  hubung singkat.
3. Koordinasi relai OCR hasil perhitungan sudah  benar  dan  koordinasi  kerja  relai sudah  baik.  Dari  uji  selektifitas diperoleh  waktu  kerja  relai  pada penyulang Kuranji = 0,3 detik,
penyulang  Koto  Tingga  =  0,298  detik,
Penyulang Teluk Bayur-2 = 0,292 detik,
Penyulang  Teluk  Bayur-1  =  3  detik,
Penyulang BLKI = 0,3 detik, penyulang Kandis  =  0,3  detik,  dan  penyulang UNAND = 0,3 detik. Pada sisi incoming waktu kerja relai adalah 0,7 detik.

## 5.2 SARAN
Setelah melalui serangkaian penelitian baik di  lapangan  maupun  secara  perhitungan  dapat dikemukakan beberapa saran sebagai berikut :
1. Agar  kerja  relai  proteksi  menjadi  lebih optimal,  dan  keandalan  sistem  tetap terjaga  maka  perlu  adanya  koordinasi perhitungan  nilai  setting  relai  dengan LVCB di hilir (ujung penyulang).
2. Bila  terjadi  penambahan  beban  dan perluasan jaringan yang signifikan maka nilai  setting  relai  agar  disesuaikan dengan kondisi besar beban maksimum penyulang  akibat  penambahan  beban dan perhitungan impedansi total jaringan akibat perluasan jaringan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] PT.  PLN  (persero), Kriteria  Disain Enjinering  Konstruksi  Jaringan  Distribusi
Tenaga  Listrik ,  buku  1,  Lampiran  Direksi PT. PLN (Persero),2010.
[2] Gonen  T, Electric  Power  Distribution System  Engineering ,  Mc  Graw  Hill,  Inc, 1986.
[3] William D. Stevenson, Jr., Analisa Sistem Tenaga  Listrik .  edisi  keempat,  penerbit Erlangga Jakarta, 1994.
[4] PT. PLN (persero), Superpisi Relai Proteksi Transmisi Dan Gardu Induk , Jasa Pendidikan dan Pelatihan, 1998.
[5] J.  Soekarto, relay  arus  lebih,  perangkat keras  dan  perangkat  lunak  pada  instalasi listrik , PP APEI, Jakarta Timur, 2009.
[6] A.R. van C. Warrington, Protective Relays , Their  Theory  and  Practice,  vol.  2,    third edition,  London, 1994.

## Biodata Penulis
Erliwati, lahir di Padang tanggal 14 April 1964, mahasiswa pascasarjana jurusan Teknik Elektro Universitas  Andalas  Padang,  staf  pengajar tetapjurusan  Teknik  Elektromedik  Politeknik Kesehatan  Siteba  Padang.  Mempunyai  1  (satu) orang anak laki-laki, suami Ija Darmana.