Top Banner
1 Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting Terhadap Penyetelan Hasil Perhitungan Metode MVA Base, I Base dan IEC 60909 Pada Fasilitas Pemrosesan Gas Ratri Adhilestari 1 dan Ridwan Gunawan 2 1,2 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia E-mail : [email protected] Abstrak Arus hubung singkat memiliki potensi besar untuk merusak peralatan listrik oleh karenanya, penting untuk mencari besaran nilai arus peralatan kelistrikan, seperti pada busbar dan circuit breaker. Maka dilakukan simulasi gangguan pada kelima bus pada ETAP. Parameter hasil laporan hubung singkat ETAP digunakan dalam perhitungan MVA base, I base dan sesuai standar IEC 60909. Dari perbandingan hasil arus hubung singkat pada ketiga metode tersebut dengan rating eksisting, maka didapatkan pada kesebelas bus yang diberi gangguan masih mampu menahan arus hubung singkat yang terjadi sehingga tidak perlu merubah rating atau spesifikasi peralatan eksisting. Comparison Between Existing Bus Bar Rating And Circuit Breaker Rating With Rating From MVA Base, I Base and IEC 60909 Calculation On Gas Processing Facility Abstract Short circuit has great potential to damage electrical equipment, therefore, important to look for the amount of the current value of the electrical equipment, such as the bus bar and circuit breaker. Then performed simulated disturbance on the eleventh bus on ETAP. Report the results of the short circuit parameters used in the calculation of ETAP MVA base, I base and according to standard IEC 60909. From the comparison of the results of short circuit current on these three methods with existing rating, then get on a bus that was given eleventh disorders are still able to withstand short-circuit current rating bus bar occurred and existing rating do not need to change the equipment specifications. Keywords : Bus Bar Rating, CB Rating, Comparison 1. PENDAHULUAN Proyek fasilitas pemrosesan gas merupakan kegiatan pembangunan fasilitas yang lengkap mulai dari memproduksi gas bumi dari sumur yang telah dieksplorasi maupun dari rencana sumur pengembangan yang berasal dari beberapa lapangan gas bumi eksisting sebelumnya. Gas akan disalurkan melalui pipa menuju kilang LNG, yang selanjutnya dipasarkan melalui pelabuhan menggunakan kapal tanker LNG. Pada sistem kelistrikannya, besaran penyetelan rel switchgear maupun Motor Control Center (MCC) eksisting yaitu untuk penyetelan rel pada level tegangan 6,6 kV dan 0,4 kv adalah 25 kA dan 80 kA. Apabila Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014
14

Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

Oct 15, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

1

Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting Terhadap Penyetelan Hasil Perhitungan Metode MVA Base, I Base dan IEC 60909

Pada Fasilitas Pemrosesan Gas

Ratri Adhilestari1 dan Ridwan Gunawan2 1,2 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia

E-mail : [email protected]

Abstrak

Arus hubung singkat memiliki potensi besar untuk merusak peralatan listrik oleh karenanya, penting untuk mencari besaran nilai arus peralatan kelistrikan, seperti pada busbar dan circuit breaker. Maka dilakukan simulasi gangguan pada kelima bus pada ETAP. Parameter hasil laporan hubung singkat ETAP digunakan dalam perhitungan MVA base, I base dan sesuai standar IEC 60909. Dari perbandingan hasil arus hubung singkat pada ketiga metode tersebut dengan rating eksisting, maka didapatkan pada kesebelas bus yang diberi gangguan masih mampu menahan arus hubung singkat yang terjadi sehingga tidak perlu merubah rating atau spesifikasi peralatan eksisting.

Comparison Between Existing Bus Bar Rating And Circuit Breaker Rating With Rating From MVA Base, I Base and IEC 60909 Calculation On Gas Processing Facility

Abstract

Short circuit has great potential to damage electrical equipment, therefore, important to look for the amount of the current value of the electrical equipment, such as the bus bar and circuit breaker. Then performed simulated disturbance on the eleventh bus on ETAP. Report the results of the short circuit parameters used in the calculation of ETAP MVA base, I base and according to standard IEC 60909. From the comparison of the results of short circuit current on these three methods with existing rating, then get on a bus that was given eleventh disorders are still able to withstand short-circuit current rating bus bar occurred and existing rating do not need to change the equipment specifications.

Keywords : Bus Bar Rating, CB Rating, Comparison

1. PENDAHULUAN

Proyek fasilitas pemrosesan gas merupakan kegiatan pembangunan fasilitas yang

lengkap mulai dari memproduksi gas bumi dari sumur yang telah dieksplorasi maupun dari

rencana sumur pengembangan yang berasal dari beberapa lapangan gas bumi eksisting

sebelumnya. Gas akan disalurkan melalui pipa menuju kilang LNG, yang selanjutnya

dipasarkan melalui pelabuhan menggunakan kapal tanker LNG. Pada sistem kelistrikannya,

besaran penyetelan rel switchgear maupun Motor Control Center (MCC) eksisting yaitu

untuk penyetelan rel pada level tegangan 6,6 kV dan 0,4 kv adalah 25 kA dan 80 kA. Apabila

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 2: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

2

terjadi gangguan hubung singkat besaran penyetelan rel haruslah cukup menahan arus

gangguan. Maka dari itu dilakukanlah studi analisis hubung singkat untuk melihat besar arus

gangguan pada rel yang diberi gangguan. Simulasi analisis hubung singkat dilakukan dengan

menggunakan perangkat lunak ETAP dengan memberi gangguan pada setiap bus bar yaitu

bus 1 SWG A, bus 2 SWG A, bus 2 SWG B, bus 3 SWG A, bus 3 SWG B, bus 4 SWG A,

bus 4 SWG B, Bus 5 beban 1, Bus 5 SWG B, bus 6 SWG B, dan bus 7 beban 3. Dan

parameter-parameter dari hasil laporan hubung singkat dipakai untuk menghitung arus

hubung singkat dengan metode MVA base, I base dan IEC 60909. Dari hasil perhitungan tsb

lalu dibandingkan dengan penyetelan rel dan pemutus tenaga eksisting.

Tujuan penulisan ini yaitu:

1. Melakukan simulasi menggunakan ETAP untuk mendapatkan parameter impedansi

urutan positif.

2. Menghitung dan menganalisis arus hubung singkat berdasarkan parameter urutan

positif dari hasil laporan pada ETAP dengan tiga metode perhitungan yaitu metode

MVA base, metode I base dan standar IEC 60909.

3. Menentukan besarnya penyetelan rel dan pemutus tenaga dari hasil perhitungan.

4. Menganalisis dan membandingkan penyetelan pada rel dan pemutus tenaga dari hasil

perhitungan dengan penyetelan eksisting.

Dalam simulasi analisa hubung singkat ini terdiri dari 5 studi kasus analisa hubung singkat

yang dilakukan yaitu:

1. Gangguan hubung singkat pada bus 1 SWG A

2. Gangguan hubung singkat pada bus 2 SWG A

3. Gangguan hubung singkat pada bus 2 SWG B

4. Gangguan hubung singkat pada bus 3 SWG A

5. Gangguan hubung singkat pada bus 3 SWG B

6. Gangguan hubung singkat pada bus 4 SWG A

7. Gangguan hubung singkat pada bus 4 SWG B

8. Gangguan hubung singkat pada Bus 5 beban 1

9. Gangguan hubung singkat pada Bus 5 SWG B

10. Gangguan hubung singkat pada bus 6 SWG B

11. Gangguan hubung singkat pada bus 7 Beban 3

Dari 11 studi kasus yang dilakukan permasalahan yang dihadapi yaitu:

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 3: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

3

1. Mampukah nilai penyetelan hasil perhitungan dan eksisting untuk mencukupi arus

gangguan yang terjadi pada setiap kasusnya.

2. Nilai penyetelan rel dan penyetelan pemutus tenaga yang harus di pasang pada setiap

bus.

2. HUBUNG SINGKAT Gangguan hubung singkat diantara penghantar yang menyebabkan mengalirnya arus

arus yang mengalir sangat tinggi, sehingga dapat melebihi batas yang diperbolehkan mengalir

pada sistem dan berpotensi menimbulkan kerusakan pada komponen-komponen maupun

peralatan yang terkait dan terganggunya pemrosesan gas. Gangguan hubung singkat ini dapat

terjadi karena kesalahan teknis, seperti rusaknya isolasi kabel, maupun karena pengaruh alam

seperti petir, gempa, hujan, atau kontak antara kabel saluran dengan tumbuhan. Oleh karena

itu tujuan utama dari melakukan analisis arus hubung hubung singkat tersebut akan dijadikan

salah satu acuan dalam perhitungan untuk menentukan nilai setelan busbar pada MCC/

switchgear dan nilai setelan pemutus pemutus tenaga.

A. Perhitungan Arus Hubung Singkat

1. Berdasarkan Nilai Parameter Dasar (Base)

Langkah-langkah perhitungan hubung singkat [2]:

1. Gambar sistem dalam diagram garis tunggal

2. Lengkapi setiap elemen dengan rating tegangan, tahanan dan reaktansinya

3. Konversikan semua tahanan dan reaktansi dalam persen (%)

4. Pilih dasar kVA/MVA yang digunakan dan konversikan semua tahanan dan reaktansi

dengan kVA yang dipilih dalam persen (%)

5. Hubungan sistem dalam 3 fasa, pemodelan rangkaian diagram satu garis berupa

tahanan dan reaktansi yang diserikan maupun diparalelkan.

6. Hubungan perhitungan hubung singkat

a. MVA Hubung Singkat

!"#$% =100

%  !"#$%#&'(  !"!#  !"#$%&'(!×!"#$  !"#… . 14

Dimana:

% Reaktansi atau impedansi = jumlah total reaktansi atauimpedansi pada rangkaian

Base MVA = nilai dasar MVA yang digunakan

b. Arus Hubung Singkat Berdasarkan MVA Hubung Singkat

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 4: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

4

!ℎ! =!"#  !"#"$%  !"#$%&'

√3×!"… . (15)

Dimana:

Ihs = arus hubung singkat (kA)

MVA Hubung Singkat = nilai MVA hubung singkat yang telah

dihitung sebelumnya (MVA)

kV = level tegangan yang terjadi hubung singkat (kV)

c. Arus Hubung Singkat berdasarkan Arus Dasar

!  !"#$ =!"#  !"#$3×!"#$%&

………… . (16)

!ℎ! =100

%  !"#$%#&'(  !"!#  !"#$%&'(!×!  !"#$…… . (17)

Dimana :

I Base MVA = nilai dasar arus (kA)

kVABase = nilai dasar kVA yang digunakan (kVA)

kVBase = nilai dasar tegangan yang digunakan (kV)

% Reaktansi atau impedansi = jumlah total reaktansi atau

impedansi pada rangkaian

2. Berdasarkan Standard IEC 60909

Standar IEC 60909 [3] merupakan sebuah standar untuk gangguan hubung singkat.

Pada standar ini mengacu pada arus inisisal simetris, dan arus breaking hal ini untuk

menentukan besaran nilai rating peralatan.

a. Arus Initial Simetris Hubung Singkat (I”k)

Untuk menghitung I”k menggunakan persamaan dari IEC 60909 Equation 29 [3]

sebagai berikut:

" ...........................(18)3c VnI k

Zk×

Dimana:

I”k = arus initial simetris hubung singkat (kA)

c = faktor tegangan untuk menghitung tegangan maksimum sistem (1.05 untuk

tegangan <1kV, 1.1 untuk tegangan >1kV)

Vn = tegangan nominal pada lokasi gangguan (V)

Zk = Impedansi hubung singkat urutan positif (Ω)

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 5: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

5

b. Arus Breaking Simetris

Arus breaking simetris adalah arus hubungan singkat pada titik sirkuit pemutus

pembukaan (biasanya di suatu tempat antara 20ms sampai 300ms).Ini adalah saat yang

pemutus sirkuit harus dinilai mengganggu dan biasanya digunakan untuk sizing

pemutus.Pada arus breaking simetris untuk meshed network dapat diperkirakan sebagai

berikut:

" .................................(19)b kI I=

Dimana:

Ib = arus breaking simetris (kA)

I”k = arus simetris hubung singkat (kA)

3. METODE PERBANDINGAN Metodologi yang dilakukan dalam analisis perbandingan penyetelan rel dan

penyetelan pemutus tenaga hasil perhitungan dengan penyetelan eksisting dapat dilihat

pada diagram alir gambar 5. Langkah-langkahnya yaitu :

1. Menyusun diagram satu garis dari data-data yang telah terkumpul pada perangkat

lunak ETAP

2. Simulasi analisis hubung singkat di ETAP dilakukan untuk mendapatkan parameter

urutan positif.

3. Menghitung arus hubung singkat dengan menggunakan metode MVA dasar (base),

metoda I base dan berdasarkan standar IEC 60909, dengan menggunakan parameter

urutan positif berdasarkan hasil laporan hubung singkat pada ETAP

4. Menentukan penyetelan rel dan penyetelan pemutus tenaga dari hasil perhitungan

5. Menganalisis perbandingan hasil penyetelan rel dan pemutus tenaga hasil perhiutngan

dengan penyetelan eksisting.

6. Membuat kesimpulan

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 6: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

6

Gambar 5 . Diagram Alir Metodologi Analisis Perbandingan Penyetelan Rel dan Penyetelan Pemutus Tenaga Hasil

Perhitungan Dengan Penyetelan Eksisting

4. HASIL a. Hasil Perhitungan

Dari hasil laporan hubung singkat saat simulasi maka didapatkan hasil impedansi urutan positif dalam persen. Perhitungan MVA base menggunakan persamaan (14) dan (15) sedangkan perhitungan I base menggunakan persamaan (16) dan (17), sehinga hasilnya didapatkan sesuai tabel 1.

Tabel 1. Hasil Perhitungan MVA Base dan I Base

  Mulai

Pengumpulan Data

Menghitung Arus Hubung Singkat Berdasarkan Parameter Impedansi Urutan Positif Dari Hasil Laporan

Hubung Singkat ETAP1. Metode nilai dasar (base)

2. Standar IEC 60909

Menganalisis Perbandingan Penyetelan Rel dan Penyetelan

Pemutus Tenaga Dari Hasil Perhitungan Dengan Penyetelan

Eksisting

Kesimpulan

Penyusunan Diagram Satu Garis

Pada ETAP

Simulasi Analisis Hubung Singkat

Menetukan Penyetelan Rel dan Penyetelan Pemutus

Tenaga Dari Hasil Perhitungan

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 7: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

7

b. Hasil Standar IEC Dari hasil laporan hubung singkat saat simulasi maka didapatkan hasil impedansi

urutan positif pada tabel 2 dan nilai arus inisial simetris (I”k) dan arus breaking simetris (Ib) pada tabel 3 saat kesebelas bus mengalami gangguan. Perhitungan standar IEC 60909 menggunakan persamaan (18) sehinga hasilnya didapatkan sesuai tabel 2.

Tabel 2. Hasil Perhitungan Standar 60909

Tabel 3. Nilai Arus Inisial Simetris (I”k) dan Arus Breaking Simetris (Ib) Pada Laporan Hubung Singkat Pada ETAP

5. PEMBAHASAN a. Analisis Perhitungan Arus Hubung Singkat

Pada tabel 4. terangkum hasil arus hubung singkat pada setiap bus pada ketiga metoda perhitungan.

R1 X1 Z1 I hs (kA)Bus 1 SWG A 0.04215 0.34873 0.35127 11.933Bus 2 SWG A 0.04304 0.34939 0.35203 11.907Bus 2 SWG B 0.07346 0.37646 0.38356 10.928Bus 3 SWG A 0.00085 0.00427 0.00435 55.744Bus 3 SWG B 0.00095 0.00484 0.00493 49.186Bus 4 SWG A 0.00087 0.00469 0.00477 50.836Bus 4 SWG B 0.00101 0.00463 0.00473 51.266Bus 5 Beban 1 0.01022 0.01328 0.01676 14.468Bus 5 SWG B 0.00416 0.01331 0.01394 17.395Bus 6 SWG B 0.00707 0.01067 0.0128 18.944Bus 7 Beban 3 0.01642 0.01926 0.02531 9.581

Perhitungan Standar IEC 60909

ID Bus Yang Mengalami Gangguan

Impedansi Urutan Positif Dari Hasil Laporan Hubung Singkat ETAP

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 8: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

8

Tabel 4 Hasil Ketiga Metode Perhitungan Arus Hubung Singkat

Pada tabel diatas, dapat dilihat bahwa hasil perhitungan arus hubung singkat baik

pada perhitungan MVA base dengan I base memiliki nilai yang sama yaitu arus hubung

singkat pada bus 1 SWG A sebesar 11.43 kA, pada bus 2 SWG A sebesar 10,07 kA, pada

bus 2 SWG B sebesar 9,95 kA ,pada bus 3 SWG A sebesar 53.16 kA, pada bus 3 SWG B

sebesar 46,8 kA, pada bus 4 SWG A sebesar 47,83 kA, pada bus 4 SWG B sebesar 53,95

kA, pada bus 5 beban 1 sebesar 13.78 kA, pada bus 5 SWG B sebesar 16,56 kA, pada bus

6 SWG B sebesar 18,15 kA dan pada bus 7 Beban 3 sebesar 9,13 kA.

Namun terdapat perbedaan hasil arus hubung singkat saat menggunakan standar

60909, perbedaan ini karena pada standar ini menggunakan faktor pengali tegangan yaitu c.

Untuk level tegangan diatas 1 kV sebesar 1.1 dan level tegangan dibawah 1kV sebesar

1.05. Bila tanpa ada faktor pengali c, maka hasil arus hubung singkatnya seperti pada tabel

4.15. Selain adanya faktor pengali c, pada perhitungan standar IEC 60909 memakai nilai

impedansi, karena pada perhitungan metode MVA Base dan I Base yang digunakan adalah

impedansi dalam persen.

Bus 1 SWG A 11.933 11.43 11.43Bus 2 SWG A 11.907 10.07 10.07Bus 2 SWG B 10.928 9.95 9.95Bus 3 SWG A 55.744 53.16 53.16Bus 3 SWG B 49.186 46.80 46.80Bus 4 SWG A 50.836 47.83 47.83Bus 4 SWG B 51.266 53.95 53.95Bus 5 Beban 1 14.468 13.78 13.78Bus 5 SWG B 17.395 16.56 16.56Bus 6 SWG B 18.944 18.15 18.15Bus 7 Beban 3 9.581 9.13 9.13

I hs (kA)

ID Bus Yang Mengalami Gangguan

Perhitungan MVA Base

Perhitungan I Base

Perhitungan Standar IEC 60909

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 9: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

9

Tabel 5. Hasil perhitungan Standar IEC 60909 (Dengan dan Tanpa Faktor Pengali), MVA Base dan I Base

Hasil perhitungan standar IEC 60909 tanpa faktor pengali pada bus 1 SWG A adalah

10.848 kA, dibandingkan pada hasil MVA base dan I base hanya selisih 0.58 kA atau

sekitar 5,37%. Pada bus 2 SWG A sebesar 10.824 kA bila dibandingkan pada hasil MVA

base dan I base hanya selisih 0.75 kA atau sekitar 6,97 %. Pada bus 2 SWG B sebesar

9,935 kA kA bila dibandingkan pada hasil MVA base dan I base hanya selisih 0,02 kA

atau sekitar 0,16 %.

Pada bus 3 SWG A sebesar 53,090 kA bila dibandingkan pada hasil MVA base dan I

base hanya selisih 0.7 kA atau sekitar 0.13 %. Pada bus 3 SWG B sebesar 46,844 kA bila

dibandingkan pada hasil MVA base dan I base hanya selisih 0.04 kA atau sekitar 0.09 %.

Pada bus 4 SWG A sebesar 48,415 kA bila dibandingkan pada hasil MVA base dan I base

hanya selisih 0,59 kA atau sekitar 1,21 %.

Pada bus 4 SWG B sebesar 48,825 kA bila dibandingkan pada hasil MVA base dan I

base selisihnya mencapai 5,13 kA atau sekitar 10,50 %. Selisih nilai yang mencapai 5,13

kA ini disebabkan karena pada perhitungan standar IEC 60909 menggunakan nilai

impedansi dalam ohm, berbeda saat perhitungan MVA base dan I base yang menggunakan

impedansi dalam persen. Dan juga pada bus 4 SWG B, tidak ada nilai kontribusi nilai

urutan positif baik resistansi, reaktansi dan juga impedansi saat terjadinya gangguan pada

bus sebelumnya yaitu bus 2 SWG B. Pada bus 5 beban 1 sebesar 13,779 kA bila

dibandingkan pada hasil MVA base dan I base hanya selisih 0,0008 kA atau sekitar

0,0055 %. Pada bus 5 SWG B sebesar 16,567 kA bila dibandingkan pada hasil MVA base

dan I base hanya selisih 0.01 kA atau sekitar 0,04%. Pada bus 6 SWG B sebesar 18,042

kA bila dibandingkan pada hasil MVA base dan I base hanya selisih 0.11kA atau sekitar

Dengan Faktor Pengali

Tanpa Faktor Pengali

Bus 1 SWG A 11.933 10.848 11.43 11.43 5.37Bus 2 SWG A 11.907 10.824 10.07 10.07 6.97Bus 2 SWG B 10.928 9.935 9.95 9.95 0.16Bus 3 SWG A 55.744 53.090 53.16 53.16 0.13Bus 3 SWG B 49.186 46.844 46.80 46.80 0.09Bus 4 SWG A 50.836 48.415 47.83 47.83 1.21Bus 4 SWG B 51.266 48.825 53.95 53.95 10.50Bus 5 Beban 1 14.468 13.779 13.78 13.78 0.0055Bus 5 SWG B 17.395 16.567 16.56 16.56 0.04Bus 6 SWG B 18.944 18.042 18.15 18.15 0.60Bus 7 Beban 3 9.581 9.124 9.13 9.13 0.06

I hs (kA)

ID Bus Yang Mengalami Gangguan

Ihs Perhitungan Standar IEC 60909 Perhitungan MVA Base

Perhitungan I Base

% Selisih Dengan Ihs

Metoda MVA dan I Base

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 10: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

10

0,6 %. Dan Pada bus 7 Beban 3 sebesar 9,124 kA bila dibandingkan pada hasil MVA base

dan I base hanya selisih 0,01 kA atau sekitar 0,06 %.

b. Analisis Penyetelan Rel 1. Berdasarkan Hasil Perhitungan Arus Hubung Singkat

Pada tabel 6 terangkum penyetelan rel pada setiap rel yang diberikan gangguan berdasarkan perhitungan nilai parameter dasar (base) yaitu pada metode MVA base dan pada I base.

Tabel 6. Penyetelan Rel Berdasarkan Perhitungan Arus Hubung Singkat

Pada hasil perhitungan arus hubung singkat dengan metode MVA base dan I

base maka didapatkan penyetelan rel pada bus 1 SWG A, bus 2 SWG A adalah 12,5

kA sedangkan pada bus 2 SWG B adalah 10 kA. Sedangkan pada bus 3 SWG A, bus

4 SWG B penyetelan relnya adalah 63 kA. Pada bus 3 SWG B dan 4 SWG A

penyetelan relnya adalah 50 kA. Pada bus 5 beban 1 yaitu sebesar 16 kA. Pada bus 5

SWG B dan bus 6 SWG B penyetelan relnya adalah 20 kA. Dan pada bus 7 beban 3

adalah sebesar 10 kA.

2. Berdasarkan Standar IEC 60909 Gangguan yang diberikaan saat simulasi ETAP adalah standar IEC 60909,

oleh karena itu maka parameternya diambil dari hasil laporan hubung singkat pada

ETAP. Nilai I”k digunakan untuk menentukan nilai rel penyetelan, oleh karenanya

dari 4 jenis gangguan pada hasil hubung singkat ETAP, diambil nilai I”k terbesar.

Maka rel penyetelan hasilnya terangkum pada tabel 7.

Perhitungan

Bus 1 SWG A 11.43 11.43 12.5Bus 2 SWG A 10.07 10.07 12.5Bus 2 SWG B 9.95 9.95 10Bus 3 SWG A 53.16 53.16 63Bus 3 SWG B 46.80 46.80 50Bus 4 SWG A 47.83 47.83 50Bus 4 SWG B 53.95 53.95 63Bus 5 Beban 1 13.78 13.78 16Bus 5 SWG B 16.56 16.56 20Bus 6 SWG B 18.15 18.15 20Bus 7 Beban 3 9.13 9.13 10

Penyetelan Rel (kA)

I hs (kA)

ID Bus Yang Mengalami Gangguan

Perhitungan MVA Base

Perhitungan I Base

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 11: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

11

Tabel 47 Penyetelan Rel Berdasarkan Berdasarkan Standar IEC 60909

3. Perbandingan Penyetelan Rel Hasil Perhitungan dan IEC 60909 Terhadap Penyetelan Rel Eksisting

Pada tabel 8 terangkum perbandingan antara penyetelan rel hasil perhitungan

dan berdasarkan IEC 60909 terhadap penyetelan rel eksisting. Tabel 8. Perbandingan Penyetelan Rel dan Berdasarkan IEC 60909 Terhadap Penyetelan Rel

Eksisting

Dari tabel 8 dapat dilihat penyetelan rel hasil perhitungan dan berdasarkan

ETAP terdapat perbedaan penyetelan rel pada bus 3 SWG B dan Bus 4 SWG A, hal

ini dikarenakan pada hasil laporan hubung singkat, pada kedua bus tersebut nilai

tertinggi pada nilai arus inisial simetrisnya (I”k) terdapat pada gangguan satu fasa ke

tanah dan pada perhitungan hanyalah menghitung pada gangguan tiga fasa saja.

Dari hasil perhitungan MVA base dan I base, tidak terdapat faktor pengali

tegangan seperti pada pada standar IEC 60909. Pada standar ini, penyetelan hubung

singkat rel diambil nilai tertinggi dari keempat jenis gangguan, yaitu gangguan tiga

Penyetelan Rel (kA)

IEC 60909

Bus 1 SWG A 11.933 3 fasa 12.5Bus 2 SWG A 11.907 3 fasa 12.5Bus 2 SWG B 10.928 3 fasa 12.5Bus 3 SWG A 59.925 1 fasa ke tanah 63Bus 3 SWG B 54.778 3 fasa 63Bus 4 SWG A 56.108 1 fasa ke tanah 63Bus 4 SWG B 56.426 1 fasa ke tanah 63Bus 5 Beban 1 14.468 3 fasa 16Bus 5 SWG B 18.090 1 fasa ke tanah 20Bus 6 SWG B 18.942 3 fasa 20Bus 7 Beban 3 9.581 3 fasa 10

Bus yang Mengalami Gangguan

Nilai I"k Tertinggi (kA rms)

Keterangan Gangguan

PerhitunganBerdasarkan IEC 60909 Eksisting

Bus 1 SWG A 12.5 12.5 25Bus 2 SWG A 12.5 12.5 25Bus 2 SWG B 10 12.5 25Bus 3 SWG A 63 63 80Bus 3 SWG B 50 63 80Bus 4 SWG A 50 63 80Bus 4 SWG B 63 63 80Bus 5 Beban 1 16 16 80Bus 5 SWG B 20 20 80Bus 6 SWG B 20 20 80Bus 7 Beban 3 10 10 80

Penyetelan Rel (kA)Bus ID

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 12: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

12

fasa, gangguan satu fasa ketanah, gangguan dua fasa dan gangguan dua fasa ke tanah.

Dari penyetelan rel hasil perhitungan dan hasil berdasarkan ETAP lebih kecil dari

penyetelan eksisting dan masih mampu menahan arus hubung singkat yang terjadi

pada setiap relnya dan tidak perlu merubah penyetelan.

c. Analisis Penyetelan Pemutus Tenaga 1. Berdasarkan Hasil Perhitungan Arus Hubung Singkat

Penyetelan pemutus tenaga hasil perhitungan arus hubung singkat dengan

metode MVA base dan I base dapat dilihat pada tabel 4.19. Penyetelan pemutus

tenaga pada bus 1 SWG A, bus 2 SWG A adalah 12,5 kA sedangkan pada bus 2 SWG

B adalah 10 kA. Sedangkan pada bus 3 SWG A, bus 4 SWG B penyetelan nya adalah

63 kA. Pada bus 3 SWG B dan 4 SWG A penyetelan nya adalah 50 kA. Pada bus 5

beban 1 yaitu sebesar 16 kA. Pada bus 5 SWG B dan bus 6 SWG B penyetelannya

adalah 20 kA. Dan pada bus 7 beban 3 adalah sebesar 10 kA. Tabel 9 Penyetelan Rel Berdasarkan Perhitungan Arus Hubung Singkat

2. Berdasarkan Standar IEC 60909

Gangguan yang diberikaan saat simulasi ETAP adalah standar IEC 60909,

oleh karena itu maka parameternya diambil dari hasil laporan hubung singkat pada

ETAP. Nilai Ib digunakan untuk menentukan penyetelan pemutus tenaga, namun Ib

yang digunakan hanya pada gangguan hubung singkat simetris saja, yaitu gangguan 3

fasa. Namun hasil simulasi analisa hubung singkat, pada gangguan 3 fasa tidak ada

nilai Ib, karena Ib sama dengan I”k. Arus I”k dapat dilihat pada hasil laporan hubung

singkat pada ETAP yang mana nilainya sama dengan hasil perhitungan sesuai standar

IEC 60909, maka CB penyetelan terangkum pada tabel 10.

PerhitunganBus 1 SWG A 11.43 11.43 12.5Bus 2 SWG A 10.07 10.07 12.5Bus 2 SWG B 9.95 9.95 10Bus 3 SWG A 53.16 53.16 63Bus 3 SWG B 46.80 46.80 50Bus 4 SWG A 47.83 47.83 50Bus 4 SWG B 53.95 53.95 63Bus 5 Beban 1 13.78 13.78 16Bus 5 SWG B 16.56 16.56 20Bus 6 SWG B 18.15 18.15 20Bus 7 Beban 3 9.13 9.13 10

ID Bus Yang Mengalami Gangguan

Perhitungan MVA Base

Perhitungan I Base

Penyetelan Pemutus Tenaga (kA)

Ihs (kA)

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 13: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

13

Tabel 10. Penyetelan Pemutus Tenaga Berdasarkan Standar IEC 60909

3. Perbandingan Penyetelan Pemutus tenaga Hasil Perhitungan dan Berdasarkan IEC 60909 Terhadap Penyetelan Rel Eksisting

Pada tabel 11 terangkum perbandingan antara penyetelan pemutus tenaga hasil

perhitungan dan berdasarkan ETAP terhadap penyetelan rel eksisting. Tabel 11 Perbandingan Penyetelan Pemutus Tenaga dan Berdasarkan ETAP Terhadap

Penyetelan Rel Eksisting

Dari tabel 11, sama seperti saat analisis penyetelan rel pada penyetelan

eksisting didapat berdasarkan proyek yang dilakukan sebelumnya yaitu untuk

tegangan 6,6 kV penyetelan relnya adalah 25 kA dan pada tegangan 0,4 kV adalah 80

kA. Pada penyetelan eksisting dibandingan penyetelan hasil perhitungan dan hasil

berdasarkan IEC 60909, selisihnya sangatlah jauh bahkan pada bus 7 Beban 3 delapan

kali lipatnya. Namun penyetelan eksisting tidak perlu merubah penyetelan atau

spesifikasi peralatan yang ada.

Penyetelan Pemutus Tenaga (kA)

IEC 60909

Bus 1 SWG A 11.933 12.5Bus 2 SWG A 11.907 12.5Bus 2 SWG B 10.928 12.5Bus 3 SWG A 55.727 63Bus 3 SWG B 49.163 50Bus 4 SWG A 50.802 63Bus 4 SWG B 51.224 63Bus 5 Beban 1 14.468 16Bus 5 SWG B 17.391 20Bus 6 SWG B 18.942 20Bus 7 Beban 3 9.581 10

Bus yang Mengalami Gangguan

Ib (kA rms)

Berdasarkan IEC 60909

Perhitungan Eksisting

Bus 1 SWG A 12.5 12.5 25Bus 2 SWG A 12.5 12.5 25Bus 2 SWG B 12.5 10 25Bus 3 SWG A 63 63 80Bus 3 SWG B 50 50 80Bus 4 SWG A 63 50 80Bus 4 SWG B 63 63 80Bus 5 Beban 1 16 16 80Bus 5 SWG B 20 20 80Bus 6 SWG B 20 20 80Bus 7 Beban 3 10 10 80

Bus IDPenyetelan Pemutus Tenaga (kA)

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014

Page 14: Perbandingan Penyetelan Rel dan Pemutus Tenaga Eksisting ...

14

6. KESIMPULAN 1. Arus hubung singkat yang terjadi pada simulasi ETAP dengan penyetelan rel hasil

perhitungan dan hasil ETAP masih berada dibawah nilai penyetelan rel eksisting

sehingga pada kesebelas bus masih mampu menahan arus hubung singkat yang terjadi.

2. Perbedaan hasil perhitungan arus hubung singkat pada metode MVA base dan I base,

antara hasil perhitungan IEC 60909 adalah adanya faktor pengali tegangan tetapi

hasilnya tidak signifikan.  

3. Nilai penyetelan rel dan penyetelan pemutus tenaga dari hasil perhitungan maupun

berdasarkan IEC 60909 masih dibawah nilai penyetelan eksisting maka tidak perlu

dilakukan perubahan nilai penyetelan pada rel dan pemutus tenaga.

7. DAFTAR PUSTAKA

1. Gonen, Turan. 1986. Electrical Power Distribution System Engineering. New-York : McGraw-Hill Book Company

2. S.K. Agarwala. 1982. Fundamental of Power System. New Delhi: Ram Nagar. 3. IEC Central Office. 2001. IEC-60909 Short-circuit Currents in Three-Phase A.C.

Systems - Calculation of Currents.Switzerland: IEC Central Office. 4. IEEE Std 141-1993, IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for

Industrial Plants-Red Book.

 

Perbandingan penyetelan…, Ratri Adhilestari, FT UI, 2014