908878

1. BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Pengertian Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
Pengertian proteksi transmisi tenaga listrik adalah proteksi yang
dipasang pada peralatan-peralatan listrik pada suatu transmisi tenaga listrik
sehingga proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga
listrik(Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) dapat
disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik dengan aman. Proteksi
transmisi tenaga listrik diterapkan pada transmisi tenaga listrik agar jika terjadi
gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidak
mengalami kerusakan. Ini juga termasuk saat terjadi perawatan dalam kondisi
menyala. Jika proteksi bekerja dengan baik, maka pekerja dapat melakukan
pemeliharaan transmisi tenaga listrik dalam kondisi bertegangan. Jika saat
melakukan pemeliharaan tersebut terjadi gangguan, maka pengaman-pengaman
yang terpasang harus bekerja demi mengamankan sistem dan manusia yang
sedang melakukan perawatan.
Transmisi tenaga listrik terbagi dalam beberapa kategori. Kategori yang
pertama adalah transmisi dengan tegangan sebesar 500kV. Ini merupakan
transmisi yang sangat tinggi. Karena di Indonesia masih menggunakan sistem 500
kV. Kategori yang kedua adalah transmisi dengan tegangan sebesar 150 kV. Dan
yang ketiga adalah transmisi 75 kV. Untuk dibawah 75 kV selanjutnya dinamakan
dengan distribusi tenaga listrik.
16

2. Proteksi berbeda dengan pengaman. Jika pengaman suatu sistem berarti
sistem tersebut tidak merasakan gangguan sekalipun. Sedangkan proteksi atau
pengaman sistem, sistem merasakan gangguan tersebut namun dalam waktu yang
sangat singkat dapat diamankan. Sehingga sistem tidak mengalami kerusakan
akibat gangguan yang terlalu lama. Gangguan pada transmisi tenaga listrik dapat
berupa :
1. Gangguan transmisi akibat hubung singkat.
2. Gangguan transmisi akibat sambaran petir.
3. Gangguan transmisi akibat hilangnya salah satu kabel fasa disebabkan
dicuri oleh manusia
4.2 Peralatan Proteksi Jaringan Transmisi
4.2.1 Sistem Proteksi menggunakan CB (Cicuit Breaker)
Circuit Breaker disebut juga saklar dengan daya besar yang berfungsi
sebagai pemutus dan penghubung rangkaian listrik baik dalam keadaan berbeban
maupun tidak berbeban.
Pada pelayanan jaringan transmisi dan distribusi di PetroChina lapangan
Walio ada dua macam circuit breaker yang terpasang di Hi-Yard ( Gardu Induk )
yaitu :
1. OCB ( Oil Circuit Breaker )
Minyak di sini menyediakan wadah yang tepat untuk menghentikan
percikan api. Dalam kerusakan minyak, percikan api bisa disebut pemadaman
otomatis. Circuit Breaker Minyak digolongkan menjadi 2 tipe yaitu Minyak Besar
17

3. dan Minyak Minimum, penggolongan ini berdasarkan kontrol percikan api dan
kemampuan menghentikan yang berbeda dari masing – masing tipe.
a. Oil Cicuit Breaker besar
Minyak disini menyekat partisi yang hidup dan menghentikan
percikan api. Kerusakan minnyak terbesar mungkin menjadi bagian
tipe kerusakan biasa, dimana hal ini bisa dengan bebas dihentikan
didalam wadsah minyak atau daerah kontrol percikan api yang
tertutup. Yang terakhir ini memiliki tingkatan yang lebih tinggi. CB
minyak besar dengan alat pengontrol percikan api di sunakan dalam
skala tegangan normal dan tegangan tinggi. Dalam tipe kerusakan ini
percikan api di hentikan didalam tempat yang dinamakan pot ledakan.
b. Oil Circuit Breaker Kecil
CB Minyak besar memiliki kelemahan dalam penggunaannya yaitu
pemakaian minyak dalam jumlah besar, dengan kerusakan berkali –
kali dan menghasilkan arus yang kuat, Minyak akan memburuk dan
menyebabkan CB rusak. CB minyak kecil bekerja dengan prinsip
yang sama dengan kontrol percikan api yang sama di gunakan dalam
CB minyak besar. Wadah ini terbuat dari porcelain atau dari bahan
yang terisolasi.
2. GCB ( Gas Circuit Breaker )
Selain kedua Circuit Breaker tersebut juga terpasang alat pemmutus dan
penghubung rangkaian listrik lainnya yang dioperasikan secara manual yaitu :
18

4. 1. LBS ( Load Break Switch )
2. DS ( Disconnected Swich )
4.3 Sistem Pentanahan ( Grounding )
Pentanahan berfungsi sebagai penyalur arus lebih ke tanah apabila terjadi
gangguan dan sebagai pelindung manusia maupun peralatan dari kebocoran arus
listrik atau sambaran petir. Pada system transmisi dan distribusi tenaga listrik
pentanahan sangat penting.
System pentanahan pada Hi-Yard/Gardu Induk di Walio Power Plant
menggunakan system rel pentanahan ( Grounding Bus ), penghantar pentanahan
(Grounding Conduktor) dan elektroda pentanahan yang terbuat dari bahan
pipa galvanis, pemasangan grounding ini di tanam cukup dalam kebawah tanah
dengan tujuan agar mendapatkan nilai hambatan sekecil mungkin dibawah nilai
maximum 5 Ohm dan semakin kecil adalh semakin baik.
4.4 Pengaman Lebur ( Fuse )
Pengaman lebur ( fuse ) adalah suatu alat yang berfungsi memutus
rangkaian listrik saat dilewati oleh arus besar yang melebihi kapasitas arus yang
telah ditentukan dan bekerja sekali saja, jika putus harus diganti dengan yang
baru. Konstruksi fuse tersebut dari bahan isolator dan porselin, di dalamnya di isi
dengan pasir kwarsa, yang berfungsi sebagai pelindung kawat penghantar yang
antara lain terhadap panas, getaran dan terhadap busur api apa bila fuse putus.
Fuse ini juga dilengkapi dengan tannda tuas, dimana bila fuse putus tuas akan
menojol keluar. Ini berfungsi sebagai tanda untuk memembuka LBS ( Load Break
19

5. Switch ) sehingga memutus jaringan. Pada system transmisi dan distribusi di
lapangan minyak walio fuse dan LBS ( Load Break Switch ) ini depasang pada
percabangan jaringan tansmisi dan berfungsi sebagai pembagi beban tenaga listrik
kemasing – masing daerah sumur minyak, sedangkan pada sisi jaringan distribusi
fuse dan LBS ( Load Break Switch ) dipasang guna mengamankan tranformator
step down dan motor – motor pompa minyak dari gangguan arus besar melebihi
kapasitas yang telah ditentukan.
Fuse dan LBS ( Load Break Switch ) yang digunakan di lapangan minyak walio
4.5 Peralatan Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
Peralatan proteksi transmisi tenaga listrik diantaranya adalah :
1. Relay arus lebih
Merupakan relay pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan
terpasang pada Jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada
pengaman Transformator tenaga. Rele ini berfungsi untuk mengamankan
peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa.
2. Relay hubung tanah
Merupakan relay pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan
terpasang pada jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada
pengaman Transformator tenaga.
3. Relay Diferensial
Relay diferensial ini berfungsi untuk mengamankan transformator tenaga
terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman
transformator, yang disambung ke instalasi trafo arus (CT) dikedua sisi
20

6. 4. Relay Jarak
a. Dapat menentukan arah letak gangguan
b. Gangguan didepan relai harus bekerja.
c. Gangguan dibelakang relai tidak boleh bekerja
d. Dapat menentukan letak gangguan.
e. Gangguan di dalam daerahnya relai harus bekerja.
f. Gangguan diluar daerahnya relai tidak boleh bekerja.
g. Dapat membedakan gangguan dan ayunan daya.
5. Kawat tanah
Kawat tanah atau overhead grounding adalah media pelindung kawat fasa
dari sambaran petir. Kawat ini dipasang diatas kawat fasa dengan sudut
perlindungan sekecil mungkin karena dianggap petir menyambar diatas
kawat.
6. Pemutus Tenaga ( PMT )
Adalah alat untuk memisahkan / menghubungkan satu bagian instalasi
dengan bagian instalasi lain, baik instalasi dalam keadaan normal maupun
dalam keadaan terganggu. Batas dari bagian-bagian instalasi tersebut dapat
terdiri dari satu PMT atau lebih.
4.6 Cara Kerja Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
4.6.1 Relay arus lebih
21

7. Jika dalam suatu transmisi terdapat gangguan yang berupa arus lebih,
maka dalam waktu yang singkat relay arus lebih akan bekerja sehingga jaringan
transmisi akan tidak terhubung sementara. Jika gangguan telah hilang, maka
jaringan transmisi akan terhubung kembali. Macam-macam karakteristik relay
arus lebih :
1. Relay waktu seketika (Instantaneous relay)
Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang
mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu
beberapa mili detik (10 – 20 ms).
2. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)
Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan
hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is),
dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay
diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang
mengerjakan relay.
3. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)
Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya
arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu
tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat
membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya
dibedakan dalam tiga kelompok :
Standar invers, Very inverse, Extreemely inverse
22

8. 4.6.2 Relay hubung tanah
Jika dalam transmisi tenaga listrik terjadi hubung singkat antara kabel
fasa dengan tanah, maka relay hubung tanah akan langsung bekerja dalam waktu
yang sangat singkat, sehingga sistem menjadi aman karena tidak terjadi kerusakan
yang sangat banyak.
4.6.3 Relay diferensial
Relay differensial adalah suatu alat proteksi yang sangat cepat
bekerjanya dan sangat selektif berdasarkan keseimbangan (balance) yaitu
perbandingan arus yang mengalir pada kedua sisi trafo daya melalui suatu
perantara yaitu trafo arus (CT). Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui
peralatan listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya).
Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui peralatan listrik yang
diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya). Arus-arus sekunder
transformator arus, yaitu I1 dan I2 bersikulasi melalui jalur IA. Jika relay
pengaman dipasang antara terminal 1 dan 2, maka dalam kondisi normal tidak
akan ada arus Jika terjadi gangguan diluar peralatan listrik peralatan listrik yang
diamankan (external fault), maka arus yang mengalir akan bertambah besar, akan
tetapi sirkulasinya akan tetap sama dengan pada kondisi normal, sehingga relay
pengaman tidak akan bekerja untuk gangguan luar tersebut. Jika gangguan terjadi
didalam (internal fault), maka arah sirkulasi arus disalah satu sisi akan terbalik,
menyebabkan keseimbangan pada kondisi normal terganggu, akibatnya arus ID
akan mengalir melalui relay pengaman dari terminal 1 menuju ke terminal 2.
Selama arus-arus sekunder transformator arus sama besar, maka tidak akan ada
23

9. arus yang mengalir melalui kumparan kerja (operating coil) relay pengaman,
tetapi setiap gangguan (antar fasa atau ke tanah) yang mengakibatkan sistem
keseimbangan terganggu, akan menyebabkan arus mengalir melalui Operating
Coil relay pengaman, maka relai pengaman akan bekerja dan memberikan
perintah putus (tripping) kepada circuit breaker (CB) sehingga peralatan atau
instalasi listrik yang terganggu dapat diisolir. Adapun gambar kerja dari relai
differensial seperti gambar dibawah ini.
4.6.4 Relay jarak
Rele jarak merupakan proteksi yang paling utama pada saluran transmisi.
Rele jarak menggunakan pengukuran teganan dan arus untuk mendapatkan
impedansi saluran yang harus diamankan. Di sebut rele jarak, karena impedansi
pada saluran besarnya akan sebanding dengan panjang saluran. Oleh karena itu,
rele jarak tidak tergantung oleh besarnya arus gangguan yang terjadi, tetapi
tergangung pada jarak gangguan yang terjadi terhadap rele proteksi. Impedansi
yang diukur dapat berupa Z, R saja ataupun X saja. Tergantung rele yang dipakai.
Relai jarak mengukur tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang terlihat
dari relai, dengan membagi besaran tegangan dan arus, maka impedansi sampai
titik terjadinya gangguan dapat ditentukan.
Relay jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang
terukur dengan impedansi setting, dengan ketentuan:
1. Bila harga impedansi gangguan lebih kecil dari pada impedansi seting relai
maka relai akan trip.
24

10. 2. Bila harga impedansi ganguan lebih besar daripada impedansi setting relai
maka relai akan tidak trip.
4.6.5 Kawat tanah
Kawat tanah atau overhead grounding adalah media pelindung kawat
fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang diatas kawat fasa dengan sudut
perlindungan sekecil mungkin karena dianggap petir menyambar diatas kawat.
Kawat ini merupakan proteksi transmisi tenaga listrik yang bersifat pasif. Jika
terjadi sambaran petir, maka kawan ini akan mebyalurkan arus petir langsung
ketanah. Sehingga sistem transmisi aman dari gangguan. Kawat yang bagus
adalah yang memiliki tahanan kurang dari 4 ohm. Jika lebih dari 4 ohm, maka
arus yang mengalir tidak bisa cepat, dapat menyebabkan putusnya kawat atau
terjadinya flashover antara kawat dasa dengan kawat tanah.
4.6.6 Pemutus tenaga (PMT)
PMT termasuk proteksi terhadap transmisi tenaga listrik. PMT dapat
membuka dan menutup baik secara otomatis maupun secara manual. Sehingga,
jika transmisi sedang dalam pemeliharaan, maka jaringan transmisi dapat diputus
sementara.
4.7 Penerapan Proteksi Transmisi Tenaga Listrik
Proteksi transmisi tenaga listrik diberlakukan di semua transmisi tenaga
listrik. Namun, untuk pemasangannya hanya berada di gardu induk.
25

11. Pemasangannya pada saluran masuk ke gardu induk dan di saluran keluar garu
induk. Sehingga jika jaringan transmisis terjadi gangguan, maka gardu induk tidak
mengalami kerusakan. Jika terjadi kerusakan, maka kerusakannya minimal.
Kecuali kawat tanah. Kawat tanah dipasang diatas kawat fasa yang berfungsi
untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Sehingga pemasanggannya
berada diseluruh jaringan transmisi tenaga listrik.
Gambar pemasangan relai untuk memproteksi arus lebih pada jaringan transmisi
disebuah gardu induk
4.8 Pencegahan Gangguan Transmisi Tenaga Listrik
Pencegahan gangguan pada jaringan transmisi sangat penting
dilaksanakan karena jaringan tranmisi merupakan penyalur utama dari energi
listrik untuk sampai ke jaringan distribusi dan seterusnya sampai ke konsumen.
Jika jaringan transmisi menyalurkan secara baik maka energi listrik tidak akan
terputus-putus. Pencegahan gangguan bertujuan untuk mengecilkan dari frekuensi
terjadinya hambatan penyaluran energi listrik.
4.8.1 Usaha Memperkecil Terjadinya Gangguan
26

12. Cara yang ditempuh, antara lain:
1. Membuat alat proteksi sesuai dengan fungsinya masing-masing dan
dapat bekerja dengan cepat jika terjadi gangguan sehingga tidak
menyebabkan kerusakan pada sistem jaringan.
2. Menyetting relay proteksi sesuai dengan waktu kerjanya. Arus atau
tegangan kerja relay harus lebih besar dari arus dan tegangan normal,
sehingga relay dapat bekerja sesuai fungsinya
3. Membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan transmisi
4. Membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi
peralatan transmisi dan penangkal petir (arrester)
5. Memakai kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara
sekecil mungkin, serta selalu mengadakan pengecekan
6. Membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh dan
mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena
hubungsingkat dan sambaran petir.
7. Pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus
mengikuti peraturan-peraturan yang berlaku
8. Menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat
prosedur tata cara operasional (standing operational procedur) dan
membuat jadwal pemeliharaan yang rutin
9. Memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk
melindungi terhadap sambaran petir
10. Memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah
kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.
27

13. 4.8.2 Usaha Mengurangi Kerusakan Akibat Gangguan
Beberapa cara untuk mengurangi pengaruh akibat gangguan, antara lain
sebagai berikut :
1. Secepatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai
pengaman dan pemutus beban dengan kapasitas pemutusan yang memadai
yang di perintah otomatis oleh relay proteksi.
2. Merencanakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan
dari sistem tidak akan menganggu operasi sistem secara keseluruhan atau
penyaluran tenaga listrik ke jaringan distribusi tidak terganggu.
3. Mempertahankan stabilitas sistem selama terjadi gangguan, yaitu dengan
memakai pengatur tegangan otomatis yang cepat dan karakteristik
kestabilan generator memadai.
28