SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK

Fungsi Sistem Proteksi.

Pada dasarnya semua konstruksi jaringan distribusi tidak ada yang benar-benar aman dari gangguan yang datangnya dari dalam sistem itu sendiri maupun dari dari luar sistem. Gangguan tersebut merupakan potensi yang merugikan ditinjau dari beberapa hal, maka perlunya dipasang sistem proteksi yang berfungsi sebagai berikut:

• Mencegah atau membatasi kerusakan pada jaringan beserta peralatannya
• Menjaga keselamatan umum
• Meningkatkan kontinuitas pelayanan

Pada sistem distribusi 20 kV hal yang terpenting pada sistem proteksi selain alat proteksi itu sendiri, sistem pentanahan juga merupakan bagian yang tidak terpisahkan dalam sistem proteksi itu sendiri. Misalnya ada gangguan fasa yang bocor ke tanah, maka bila sistem pentanahan tidak sesuai dengan sistem distribusi yang diproteksi, maka alat proteksi tidak akan bekerja dengan benar, sehingga dapat merusak peralatan jaringan maupun membahayakan keselamatan manusia.

Sistem pentanahan pada kenyataan di PLN terdapat beberapa pola, sehingga sistem proteksinya juga berbeda-beda. Pada perencanaan konstruksi jaringan distribusi untuk menentukan komponen jaringan, misalnya penghantar, harus dipertimbangkan besarnya arus gangguan hubung singkat ketanah dan selanjutnya sistem proteksi yang sesuai, sehingga tujuan membangun konstruksi jaringan distribusi yang aman dan menguntungkan dapat tercapai.

Prinsip Kerja Sistem Proteksi

Melakukan koordinasi dengan tegangan sistem tegangan tinggi seperti: 

• Gardu Induk (GI)
• Transmisi
• Pembangkitan 

• Mengamankan peralatan dari kerusakan dan gangguan.
• Menghindari kemungkinan terjadinya kecelakaan.
• Melokalisir gangguan.
• Secepatnya membebaskan pemadaman karena gangguan (manuver).
• Mengurangi frekwensi pemutusan.

Syarat-Syarat Sistem Proteksi

• Peka (sensitif).
• Cermat (selektivitas).
• Andal (reliability).
• Cepat.

PENYEBAB GANGGUAN DAN PERELATAN PROTEKSINYA

 Gangguan Pada Pembangkit / Generator.

• Gangguan jaringan hubung singkat 
•  Satu fasa ke tanah
• Dua fasa ke tanah
•  Tiga fasa ke tanah

Dapat mengakibatkan teganggan dan arus yang mengalir pada setiap fasanya menjadi tidak seimbang, sehingga gangguan ini dapat merusak sistem dan juga dapat menyebabkan kerusakan pada Generator dan motor pengerak, sehingga dapat menyebabkan pemadaman aliran listrik. Oleh kerena itu dibutuhkan alat proteksi yang andal untuk mengamankan atau melindungi peralatan-peralatan yang ada di pembangkit energi listrik. mempercepat atau melokalisir apabila terjadi gangguan.

·         Proteksi yang digunakan adalah:

• Pemutus Tenaga / Circuit Breaker ( PMT/CB)Pemutus Daya (PMT) atauCircuit breaker (CB) adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk memutuskan hubungan antara sisi sumber tenaga listrik dan sisi beban yang dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi gangguan atau secara manual ketika dilakukan perawatan atau perbaikan.

•  Relay ProteksiPenggunaan pengaman pemutus daya untuk kerja otomatis perlu dilengkapi dengan peralatan tambahan yang dapat mendeteksi perubahan keadaan yang terjadi pada rangkaian. Peralatan tersebut berupa gulungan yang diberi daya dari sumber DC melalui saklar yang dioperasikan dengan peralatan khusus yang disebut relai (relay). Relai merupakan suatu peralatan yang dilengkapi dengan kontak-kontak yang mampu merubah rangkaian lain. Oleh karena itu pemutus tenaga yang dilengkapi dengan relai digunakan sebagai peralatan perlindungan suatu sistem tenaga dari kemungkinan kerusakan yang diakibatkan oleh gangguan.

 Gangguan Pada Saluran Transmisi.

• Gangguan ini relatif jarang karena lokasinya memakai tower yang tinggi, namun tetap bisa terjadi, terutama gangguan yang disebabkan oleh petir, kawat yang putus atau disabotasi. Contoh sabotase adalah menggergaji tower sehingga tower menjadi roboh. Proteksi yang digunakan adalah:

         Komponen pengaman pada saluran udara transmisi tegangan tinggi, antara lain :

•  Kawat Tanah Atau Grounding.
• Zeus L.E.C  Lightning Event Counter.Dipasang di sepanjang jalur SUTT yang berfungsi untuk mengetanahkan arus listrik saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung. Pentanahan tiang untuk menyalurkan arus listrik dari kawat tanah (ground wire) akibat terjadinya sambaran petir. Terdiri dari kawat tembaga atau kawat baja yang di klem pada pipa pentanahan dan ditanam di dekat pondasi tower (tiang) SUTT.

Gangguan Pada Gardu Induk (GI).

• Banyak sekali penyebab gangguan di gardu induk, seperti trafo jebol karena overload atau karena tua, oli trafo yang bocor, tersambar petir, isolator tembus, percikan api atau korona, kelembaban tinggi, peralatan pendukung terbakar dan lain-lain. Proteksi yang digunakan adalah:

• Neutral Grounding Resistance (NGR) adalah komponen yang dipasang antara titik netral trafo dengan pentanahan, dan Neutral Grounding Resistance (NGR) berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi.

• Circuit Breaker (CB) adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Circuit breaker (CB) dapat dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Kerena pada saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada CB dilengkapi dengan pemadam busur api.

• Lightning Arrester (LA) Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lightning surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung (switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan) LA bersifat isolatif atau tidak bisa menyalurkan arus listrik. Dan sebaliknya apabila terjadi gangguan LA akan bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.

Ø  Relay

• Penggunaan pengaman pemutus daya untuk kerja otomatis perlu dilengkapi dengan peralatan tambahan yang dapat mendeteksi perubahan keadaan yang terjadi pada rangkaian. Peralatan tersebut berupa gulungan yang diberi daya dari sumber DC melalui saklar yang dioperasikan dengan peralatan khusus yang disebut relai (relay). Relai merupakan suatu peralatan yang dilengkapi dengan kontak-kontak yang mampu merubah rangkaian lain. Oleh karena itu pemutus tenaga yang dilengkapi dengan relai digunakan sebagai peralatan perlindungan suatu sistem tenaga dari kemungkinan kerusakan yang diakibatkan oleh gangguan.

Gangguan Pada JTM.

• Banyak sekali gangguan yang dialami oleh Jaringan tegangan menengah (JTM) misalnya tertimpa pohon, terkena sayap burung atau kelelawar, kerangka layang-layang yang menempel atau lengket di jaringan, tiang TV yang roboh dan kena jaringan, fuse (pengaman/sekering) tegangan menengah putus, dan lain sebagainya. Proteksi yang digunakan adalah:

• Lightning Arresteradalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi sebagai pengaman terhadap tegangan surja yang terjadi ketika terjadi sambaran petir. Sambaran petir pada jaringan hantaran udara sistem tenaga listrik merupakan suntikan muatan listrik yang menimbulkan kenaikan tegangan sesaat yang cukup besar pada jaringan. Agar tegangan lebih tersebut tidak merusak isolasi peralatan pada jaringan, maka dipasang pelindung yang akan mengalirkan surja petir tersebut ke tanah.

• IsolatorIsolator  mempunyai peranan penting untuk mencegah terjadinya aliran arus dari konduktor phasa ke bumi melalui menara pendukung (tiang). Dengan demikian,  isolator merupakan proteksi dalam sistem transmisi energi listrik.

Gangguan Pada Distribusi atau JTR. 

• Gangguan tegangan rendah atau distribusi yang sering ada seperti tidak setabilnya tegangan listrik, kendornya sambungan, kabel terseret oleh mobil besar seperti truk atau bis, tiang ditabrak mobil, kabel meleleh karena terlalu panas, tertimpa pohon dan lain sebagainya.Proteksi yang digunakan adalah:

• Fuse Cut Out (FCO)Cut out biasanya digunakan pada jaringan distribusi 20 kV untuk proteksi trafo distribusi dari arus lebih akibat hubung singkat, dan juga diletakkan pada percabangan untuk proteksi jaringan. Prinsip kerjanya adalah ketika terjadi gangguan arus maka fuse pada cut out akan putus, seperti yang ada pada SPLN 64 tabung ini akan lepas dari pegangan atas, dan menggantung di udara, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke Trafo.

• Sekring Gardu / Pelebur TR biasanya digunakan pada jaringan distribusi 20 kV untuk proteksi jaringan tegangan rendah (JTR) dari arus lebih akibat hubung singkat. Prinsip kerjanya adalah ketika terjadi gangguan arus maka fuse pada sekring akan putus, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke jaringan tegangan rendah (JTR).

Gangguan Saluran Rumah (APP).

• Gangguan yang sering terjadi berupa teganggan yang tidak setabil naik dan turunnya daya listrik, KWH meter rusak dan MCB lemah atau rusak. Poteksi yang digunakan adalah:

•  Miniature Circuit Breaker (MCB)Miniature circuite breaker atau MCBmerupakan komponen listrik yang bekerja dengan sistem thermal atau panas. Didalamnya terdapat bimetal, dimana bila arus listrik yang mengalir melebihi ukuran tertentu (karena kelebihan beban atau terjadi hubung singkat) dariMCB ini, maka bimetal ini secara mekanis akan memutus aliran listrik dan menggerakkan tuas ke posisi “OFF”. Secara umum fungsi MCB antara lain :
  
  1. Membatasi Penggunaan daya Listrik. 
  2. Mematikan listrik secara otomatis  apabila terjadi hubungan singkat. 
  3. Membagi daya pada instalasi rumah menjadi beberapa bagian, sehingga lebih mudah untuk   mendeteksi kerusakan instalasi listrik.