disusun oleh:

1. Dezetty Monika (1406583691) 2. Ryanti Widya Savitri (1406584183)

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

DEPOK 2015

Tugas PSTL

Lightning Arrester (LA) dan Trafo Pengukuran (CT & PT)

pada Gardu Induk

DAFTAR ISI

Cover .................................................................................................................................. i

Daftar Isi ............................................................................................................................ ii

PART I Lightning Arrester (LA) ............................................................................................ 1

A. Pengertian LA ..................................................................................................................... 1

B. LA dalam Single Line Diagram (SLD)................................................................................... 2

C. Prinsip LA ............................................................................................................................ 2

1. Mekanisme Pengalihan Petir ke Ground....................................................................... 2

2. Rasio Proteksi ................................................................................................................ 3

3. Jarak Aman Pemasangan LA ......................................................................................... 4

D. Jenis-jenis LA ...................................................................................................................... 4

E. Pemeriksaan dan Pemeliharaan LA .................................................................................... 6

PART II Trafo Pengukuran (PT dan CT) ................................................................................ 7

A. Pengertian PT dan CT ......................................................................................................... 7

B. PT dan CT dalam Single Line Diagram (SLD)....................................................................... 7

C. Prinsip Kerja ........................................................................................................................ 8

1. PT ................................................................................................................................... 8

2. CT................................................................................................................................... 9

D. Jenis-jenis Trafo Pengukuran ........................................................................................... 10

1. PT ................................................................................................................................. 10

2. CT................................................................................................................................. 11

E. Pemeriksaan dan Pemeliharaan Trafo Pengukuran ......................................................... 15

ii

PART I Ligtning Arrester (LA) A. Pengertian LA

Lightning Arrester adalah peralatan proteksi bagi peralatan listrik terhadap tegangan lebih yang disebabkan oleh lightning surge (sambaran petir) dan switching surge (surja hubung) yang digunakan pada sistem tenaga listrik di atas 1 kV. LA berfungsi menangkap gelombang berjalan dari petir yang akan masuk ke instalasi peralatan listrik. Gelombang berjalan juga dapat berasal dari pembukaan dan penutupan pemutus tenaga atau circuit breaker (switching). LA (Gambar 1) bersifat sebagai bypass di sekitar lokasi yang membentuk jalan dan mudah dilalui oleh arus kilat ke sistem pentanahan, sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi dan tidak merusak isolator peralatan listrik.

Gambar 1 LA pada trafo di gardu induk B. LA dalam Single Line Diagram (SLD) LA hanya memproteksi peralatan listrik dengan koneksi paralel. Sesuai fungsinya yaitu melindungi peralatan listrik pada sistem jaringan terhadap tegangan lebih yang disebabkan surja petir/surja hubung maka pada umumnya arrester dipasang pada setiap ujung yang memasuki Gardu Induk (Gambar 2). Selain itu, LA harus berada di depan setiap trafo dan harus terletak sedekat mungkin dengan trafo. Hal ini diperlukan karena pada petir yang merupakan gelombang berjalan menuju ke trafo, petir akan melihat trafo sebagai suatu ujung terbuka (karena trafo mempunyai isolasi terhadap bumi/tanah), sehingga gelombang pantulannya akan saling memperkuat dengan gelombang yang 1

datang. Berarti, trafo dapat mengalami tegangan surja dua kali besarnya tegangan gelombang surja yang datang. Untuk mencegah terjadinya hal ini, LA harus dipasang sedekat mungkin dengan trafo. C. Prinsip LA Pada prinsipnya, LA tidak mengabsorbsi petir dan tidak menghentikan petir. Namun, LA

mengalihkan petir ke ground dan membatasi tegangan dari petir. Sehingga, rating untuk arus

arrester memerlukan informasi data statistik petir setempat.

1. Mekanisme Pengalihan Petir ke Ground Pada keadaan normal, LA berlaku sebagai isolator. Saat timbul tegangan surja, alat ini

bersifat sebagai konduktor yang tahanannya relatif rendah, sehingga dapat mengalirkan arus

yang tinggi ke tanah. Setelah surja, LA harus dapat dengan cepat kembali menjadi isolator.

Gambar 3 Ilustrasi MOV, Komponen Penyusun Lightning Arrester

Gambar 2 SLD Gardu Induk Simpang Tiga

2

Perkembangan dari LA diantaranya penggunaan oksida seng Zn02 sebagai bahan katup.

LA tersusun dari piringan MOV (Gambar 3). Pada setiap piringan MOV dengan diameter 35

mm dan tinggi 35 mm, terdapat 28 milyar butiran metal oxide. Hubungan antara butiran

tersebut membentuk jalur untuk arus dari terminal atas ke terminal bawah arrester. Secara

kinerja, MOV merupakan saklar elektronika yang bekerja sangat cepat. Pada kondisi normal

tegangan AC, saklar terbuka. Namun, ketika ada tegangan dari petir maka saklar tertutup. 2. Rasio Proteksi Rasio proteksi (Gambar 4) adalah ukuran kemampuan arrester untuk melindungi

peralatan atau sistem. Rasio ini diperoleh dari perbandingan dua tegangan, yaitu ketika LA

bekerja pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi untuk membuang muatan listrik dari

surja petir dan berhenti beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi agar

tidak terjadi arus pada tegangan operasi.

Rasio protective margin (PM) dapat dirumuskan sebagai:

=

1 100% dimana BIL adalah Basic Insulation Level Lightning Arrester (kV) dari peralatan yang akan

diproteksi, sedangkan IR adalah Residual Volt (kV) atau harga pelepasan arrester.

Gambar 4 Protective Margin

3

3. Jarak Aman Pemasangan LA

Gambar 5 Ilustrasi Jarak Aman Pemasangan LA

Untuk mencari jarak aman pemasangan arrester digunakan rumus berikut:

= + 2/ dimana adalah tegangan terminal dari peralatan yang dilindungi atau trafo (kV), adalah

kecuraman gelombang tegangan surja yang datang (kV/s), adalah jarak maksimal dari

arrester ke trafo (m), dan adalah kecepatan rambat gelombang tegangan surja (m/s).

Sedangkan, peletakan arrester diupayakan seefektif mungkin dengan menerapkan Zona

Area Proteksi, yaitu membagi cakupan daerah yang akan diproteksi dalam bagian tertentu

yang dibentuk oleh dinding bangunan, ruangan-ruangan, peralatan-peralatan dan permukaan

dari logam. D. Jenis-jenis LA Terdapat dua macam arrester yang umum dipergunakan, yaitu:

Gambar 7 Arrester jenis Katup Gambar 6 Arrester jenis Ekspulsi

4

1. Jenis Ekspulsi

Arrester jenis ini mempunyai dua jenis sela, yaitu sela luar dan sela dalam. Sela dalam

diletakkan di dalam tabung serat. Ketika pada terminal arrester tiba suatu surja petir maka

kedua sela tepercik. Arus susulan memanaskan permukaan dalam tabung serat, sehingga

tabung akan mengeluarkan gas. Arus tersebut merupakan arus yang berbentuk sinusoidal,

sehingga suatu saat pasti akan mencapai siklus dengan nilai nol. Ketika mencapai nol maka

gas pada tabung akan menjadi isolasi yang akan memadamkan arus tersebut.

Arrester jenis ini (Gambar 6) mampu melindungi trafo distribusi dengan rating tegangan

3-15kV, tetapi belum mampu melindungi trafo daya yang memiliki rating daya lebih besar.

Arrester jenis ekspulsi ini dapat juga dipasang pada saluran transmisi hantaran udara untuk

mengurangi gangguan surja petir yang masuk ke gardu induk.

2. Jenis Katup

Arrester jenis ini (Gambar 7) berupa beberapa sela percik yang dihubungkan seri dengan

resistor tak linier. Resistor tak linier akan memiliki tahanan yang rendah ketika dialiri arus

besar dan tahanan akan menjadi besar ketika arus kecil. Resistor yang umum digunakan

berasal dari bahan silikon karbid. Sela percik dan resistor tak linier ditempatkan pada tabung

isolasi sehingga arrester ini tak dipengaruhi udara luar.

Metode pengamanan pada arrester ini adalah, ketika terjadi surja petir dan sela arrester

akan tepercik maka akan ada arus masuk yang cukup besar pada arrester. Karena resistor

yang digunakan adalah resistor tak linier maka ketika awal surja nilai tahanan akan mengecil

karena arus yang membesar. Hal ini akan membatasi tegangan maksimal pada terminal

arrester, namun ketika arus mulai turun maka tahanan resistor membesar, sehingga arus

susulan dapat dihambat oleh nilai tahanan yang besar ini. Biasanya, arus dapat dikendalikan

hingga mencapai arus nominal yang dikenal sebagai arus kendali sebesar 50 A. Saat tegangan

s