Trip Circuit Supervisory-rakitan

TRIP CIRCUIT SUPERVISORY-RAKITAN Achmadi Muchtar

Abd Salam Nganro

Maryono

E-mail : [email protected] E-mail : abdul_ salam_nganro @plnsulselra.co.id

Unit Transmisi dan Gardu Induk Panakukang Area Penyaluran dan Pengaturan Beban (AP2B) PT. PLN (Persero) Wilayah Sulsel dan Sultra Jl. Jend. Hertasning Blok B , Makassar, Sulawesi Selatan ABSTRAK Rangkaian trip dari circuit breaker sangat penting fungsinya, apabila bermasalah (open atau putus) maka CB tidak akan trip meskipun relay proteksi sudah memerintahkan untuk trip. Oleh karenanya diperlukan peralatan yang dapat senantiasa melakukan deteksi dini terhadap kerusakan triping circuit (triping coil) dari PMT. Berdasarkan fungsi tersebut maka dapat disimpulkan bahwa peralatan ini sangatlah penting karena deteksi dini yang dilakukan akan mencegah terjadinya gangguan meluas, sehingga kontinuitas layanan listrik ke konsumen tetap terjamin. Pada Sistem

I. PENDAHULUAN

PT.

Sulsel

PLN

(Persero)

khususnya

AP2B

pada

Unit

Transmisi dan Gardu Induk menagani 1.1 Latar Belakang

pemeliharaan dan pengoperasian system 150 kV, 70 kV, dan 30 kV serta

Keandalan suatu peralatan listrik adalah faktor yang mutlak dipenuhi agar mutu,

kontinuitas

pelayanan

dapat

terjamin

kelangsungannya baik secara kwalitas maupun kwantitas. Energi listrik hasil produksi pembangkit, untuk sampai ke konsumen

harus

melalui

beberapa

tahapan proses yaitu disalurkan memalui Transmisi dan Gardu Induk kemudian didistribusikan lagi melalui JUTM, trafo distribusi dan JUTR kemudian sampailah ke konsumen.

kabel ujung Mop).

dan

pemenuhan akan kebutuhan listrik bagi konsumen

pemeliharaan cubicel 20 kV (sampai

Salah satu peralatan yang sangat penting pada penyaluran energi listrik tersebut adalah Circuit breaker (CB), karena

Circuit

breakerlah

yang

memutuskan atau menyambung suatu rangkaian listrik baik dalam keadaan normal Oleh

maupun karenanya

khususnya

yang

keadaan

gangguan.

kondisi

dari

CB

belum

dilengkapi

dengan TCS tersebut harus senantiasa diperhatikan

sehingga

selalu

dalam

keadaan yang siap untuk dioperasikan,

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

utamanya untuk mengisolir

jaringan

Bertitik

tolak

dari

betapa

listrik yang mengalami gangguan dari

pentingnya keberadan TCS (trip circuit

jaringan listrik yang aman.

supervisory) tersebut, maka muncullah

Pada

circuit

breaker

terdapat

ide inovasi untuk membuat rangkaian

system control, dan salah satu bagian

kontrol

yang sangat penting dari system control

sehingga

circuit breaker adalah Circuit Tripping

sedini mungkin kerusakan tripping coil

(rangkaian trip). Bagian ini berfungsi

dapat terdeteksi dan akan segera diganti

untuk mentripkan CB jika mendapat

sebelum terjadi gangguan berikutnya

trigger

dan sekaligus akan mencegah terjadinya

dari

rele

proteksi

yang

terpasang. Oleh sebab itu jika tripping

monitor

tripping

dengan

coil

peralatan

CB,

tersebut

pemadaman meluas.

circuit putus atau open dan tiba-tiba terjadi

gangguan

pada

salah

satu

penyulang, maka CB tidak akan trip

1.2

Maksud Dan Tujuan

walaupun rele sudah memerintahkan untuk trip, hal ini disebabkan karena

Berdasarkan

pertimbangan yang

tripping coil tidak dapat menekan tuas

telah diuraikan pada latar belakang,

tripping pada CB.

maka

Ada banyak kemungkinan yang

kami

bermaksud

membuat

peralatan pengawas TCS (trip circuit

dapat membuat CB tidak siap untuk trip

supervisory)

ketika mendapat perintah dari relay

sederhana, murah namun mempunyai

proteksi, salahsatunya adalah kerusakan

fungsi yang sangat membantu dalam

pada

rangkaian

trip

(termasuk

dengan

mengawasi/memantau

desain

yang

tripping circuit

didalamnya triping coil). Oleh karena itu

dari circuit breaker, sehingga kejadian

monitoring triping coil dari CB mutlak

gagal trip yang dikarenakan kerusakan

dilakukan setiap saat, sementara itu

pada circuit tripping dapat dihindari.

tidak semua CB dilengkapi sarana untuk

Pengalaman menunjukkan bahwa

memonitor tripping coil tersebut, kondisi

sering ditemukan tripping coil putus dan

inilah yang menyulitkan operator Gardu

level mekanis (interlock mekanis) selalu

Induk untuk mendeteksi apakah tripping

bergeser.

coil CB masih baik atau sudah putus.

dibiarkan maka performance dari CB

Kendala yang lain adalah posisi dari

tersebut menjadi tidak optimal dan akan

tripping coil letaknya tersembunyi dan

sering

tidak dapat diprediksi jika hanya dilihat

pemadaman yang lebih luas oleh karena

secara visual.

CB

tidak

Jika

kedua

hal

menyebabkan

siap

mengclear

tersebut

terjadinya

gangguan

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

ketika

mendapat

proteksi

OCR

mengatasi

trigger

maupun hal

dari GFR.

tersebut

relay

Observasi/studi

kasus,

Untuk

berdasarkan kasus yang pernah

maka

terjadi dlingkungan unit Tragi

dipasanglah TCS yang dapat memonitor

Panakukang.

kesiapan trip dari circuit breaker secara

Pembuatan alat.

online dan kontinyu agar senantiasa

Metode pengambilan data.

kesiapan

Pengambilan

operasi

termonitor,

dari

namun

CB

dapat

data

dilakukan

menjadi

secara deskriptif yaitu penguran

kendala adalah harga dari TCS built-up

data secara langsung dari alat

tersebut

yang dibuat

cukup

yang

yaitu

mahal

sehingga

muncullah ide untuk membuat TCS rakitan

yang

diharapkan

dapat

menggantikan posisi TCS built-up.

1.3

II. LANDASAN TEORI

Ruang Lingkup

2.1 Teori Circuit Breaker

TCS (trip circuit supervisory) yang

Circuit breaker adalah peralatan

kami buat adalah rangkaian elektronik

listrik

yang akan mengawasi tripping circuit

memutuskan

secara kontinyu, dengan fasilitas alarm

rangkaian listrik baik dalam keadaan

dan

akan

normal maupun tidak normal. Circuit

memberikan peringatan dini apabila

breaker terdiri dari system tri pole

terdapat

atau

(digunakan pada trafo tenaga) dan

ketidaknormalan (open) pada tripping

single pole seperti yang digunakan pada

circuit dari suatu circuit breaker.

line transmisi. Setiap pole dari circuit

lampu

indikasi

yang

kerusakan

yang

digunakan atau

untuk

menghubungkan

breaker berisi komponen pemutus dan ruang peredam busur api. Pemutus

1.4. Metodologi

berfungsi Metode

yang digunakan dalam tulisan

ini adalah Studi

melakukan buku/pustaka

yang

studi

dengan

dari

yang

buku-

berkaitan

dengan masalah yang dibahas.

dan

menghubungkan sepasang kontak yaitu kontak

literatur,

memutus

diam

dan

kontak

bergerak,

sedangkan ruang peredam busur api berfungsi untuk memadamkan busur api listrik yang timbul akibat pemutusan aliran.

Media

pemadam

busur

api

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

tersebut dapat berupa udara, minyak

2.2 Trip Circuit Supervisory (TCS)

dan Sulfur Hexa flouride (SF6). Karakteristik

CB

dapat

Pada saat circuit breaker dalam

digambarkan oleh setiap ukuran yang

keadaan operasi (On), maka kontak

dimilikinya

arus,

auxiliary mekanik PMT yang diserikan

frekwensi, level isolasi, dan tegangan

dengan rangkaian trip menjadi close,

kerjanya.

adalah

sehingga terjadi rangkain tertutup pada

menyalurkan arus maksimum secara

tripping circuit . Sehingga mengalirlah

kontinu,

memutuskan

arus melalui rangkaian tripping coil (T),

kontak pada kondisi normal, Menutup

Omron (K1) dan tahanan ( R1) . Dengan

dan memutuskan kontak pada kondisi

menutupnya kontak Normaly Open (NO)

gangguan

tahan

dari PMT maka omron K1 akan energize

terhadap arus gangguan yang timbul

sehingga kontak NO dari K1 akan

sesaat.

membuka,

Klasifikasi circuit breaker berdasarkan

tidak nyala begitu juga dengan horn

media pemadam busur api :

tidak bunyi.

misalnya

Fungsi

utama

menutup

fault

tegangan,

CB

dan

dan

dapat

akibatnya

Aliran

1. Oil Circuit Breaker (OCB)

arus

lampu

yang

indikasi

terjadi

tidak

membuat tripping coil bekerja karena

2. Air Circuit Breaker - Air blast CB

tegangan disepanjang rangkaian sudah

- Vacum CB

terbagi

sehingga

tegangan

yang

3. Sulphur Hexaflouride Circuit Breaker

dirasakan oleh triping coil tidak cukup

(SF6 CB)

besar

untuk

membuatnya

energize

- Single pressure type

namun omron tetap energize karena

- Doble pressure type

mendapat tegangan yang cukup.

Circuit breaker dalam melaksankan fungsinya,

juga

dilengkapi

dengan

Dengan tidak menyalanya lampu indikasi menunjukkan

bahwa tripping

berbagai alat bantu, salah satu alat

circuit dalam kondisi normal yang berarti

bantu yang penting adalah Tripping Coil,

PMT siap trip apabila kita butuhkan, dan

yang menjadi topik dalam tulisan ini.

sebaliknya apabila lampu indikasi nyala

Alat ini harus selalu dalam kondisi yang

dan horn bunyi maka kemungkinan ada

baik

dapat

masalah di sepanjang rangkaian menuju

memutuskan dan mengisolir gangguan

tripping coil, misalnya kontak auxiliary

yang dapat timbul setiap saat, sehingga

mekanik

pemadaman listrik yang meluas dapat

membuka, wiringnya ada yang terputus

dicegah.

ataukah tripping coilnya yang putus.

agar

setiap

saat

rusak,

sehingga

kontaknya

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

Dengan adanya gangguan ini maka

akan segera mengetahui apabila ada

terjadi open circuit pada rangkaian trip

dari PMT yang mengalami kerusakan

sehingga

energize.

pada triping circuitnya dan selanjutnya

Berdasarkan indikasi tersebut kita dapat

akan disampaikan ke regu pemeliharaan

melakukan pemeriksaan atau perbaikan

untuk dilakukan pembenahan. Untuk

lebih

menghentikan

omron

dini

K1

tidak

terhadap

triping

circuit

bunyi

alarm

dapat

sehingga kemungkinan gagal trip pada

dilakukan dengan menekan tombol reset

PMT karena kerusakan triping circuit

sehingga K3 energize.

dapat dihindari. Selain itu, TCS ini juga dilengkapi

III. PEMBAHASAN

dengan lamp test dan rangkaian alarm

Urutan pelaksanaan inovasi TCS adalah

atau buzzer yang akan mengeluarkan

sebagai berikut :

bunyi apabila terjadi kerusakan triping

3.1 Perancangan TCS Rakitan.

circuit pada PMT, sehingga operator

Adapun rangkaian dari TCS yang

TCS + 110 Vdc

1 Order Close

3

Order Trip

Alarm Reset

5

Lamp Test

K R

R K

6 4

Lamp

K

7 2 T

C

- 110 Vdc

Horn

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

akan

mendeteksi secara dini tripping No

coil putus adalah seperti gambar diatas: Material yang digunakan : 1. Omron

: 3 bh

2. Lampu signal

: 1 bh

3. Push button

: 2 bh

4. Resistor

: 2 bh

5. Panel Mimic Board : 1 bh 6. Kabel kontrol : Secukupnya 7. Papan PCB

: Secukupnya

8. Plat Besi

: Secukupnya

9. Timah

: Secukupnya

Komponen

1 Resistor 1

45

2 Resistor 2

46.05

3 Omron K1

73.4

4 Omron K2

72.2

5 Terminal 1-5

119.4

6 Terminal 1-6

119.4

7 Triping Coil

kelistrikan

Pengujian Rangkaian TCS Setelah rangkaian dibuat maka

dilakukan

pengujian

tegangan

DC

TCS

pada

system

akan memberikan bebarapa

keuntungan, yaitu :

dengan

menghubungkan rangkaian tersebut ke sumber

0.6

IV. MANFAAT Penggunaan

3.2

Tegangan (V)

Seri

110

Volt,

4.1 Manfaat Finansial

Harga yang relatif murah

kemudian selama 2 minggu rangkaian

Untuk memudahkan analisa manfaat

tersebut terus dipantau, dan dilakukan

financial maka Pada tulisan diambil

pengukuran

disetiap

contoh kasus pada system 20 kV,

komponen yang dipasang seri dengan

karena pada system paling sering

rangkaian trip.

terjadi

jatuh

tegangan

gangguan

dan

berpotensi

untuk mentripkan pada system 150 3.3

Hasil Pengujian/Pengukuran Dari

bahwa

Hasil

pengujian

rangkaian

diketahui

tersebut

tidak

kV jika ada ketidaksiapan CB untuk lepas ketika ada order dari rele. Namun

demikian

alat

ini

dapat

mengalami kerusakan, dan tegangan

dipakai secara umum pada CB seperti

tetap terbagi disetiap komponen yang

pada line transmisi.

diserikan dengan triping coil, sehingga

Biaya yang dibutuhkan untuk merakit

tegangan yang masuk pada triping coil

TCS`yang

tidak cukup besar untuk membuatnya

semua penyulang dan incoming 20

energize

kV berkisar Rp. 2.000.000,00 (asumsi

dan

mentripkan

PMT

akan

dipasang

pada

(malfunction).

1 GI mempunyai CB 20 kV sebanyak

Tabel 1 :

5

buah).

Apabila

dibandingkan

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

dengan pengadaan TCS built up

menjadi semakin besar. Sistem yang

dengan harga @ Rp. 19.000.000,00

seperti diatas adalah contoh system

(dipakai untuk 1 Circuit breaker),

yang tidak dilengkapi dengan TCS,

maka diperoleh saving sebesar Rp.

sehingga

18.600.000,00

setiap

gangguan meluas (CB incoming 20

penyulang 20 kV. Dari perhitungan

kV trip) dan apabila ini terjadi akan

diatas maka akan dibutuhkan dana

menimbulkan kerugian yang besar

sebesar

terhadap

Rp.

untuk

1.634

memasang TCS

Miliar

untuk

built-up pada 86

sangat rentang terhadap

perusahaan.

perbandingan

Berikut

kerugian

penyulang dan incoming 20 kV yang

system yang menggunakan

operasi diwilayah tragi panakkukang.

dengan system tanpa TCS :

Berikut tabel perbandingan investasi




ini

antara TCS

System tanpa TCS

apabila

Apabila terjadi gangguan pada

menggunakan TCS rakitan dengan

penyulang dan triping coil CB

built-up.

putus, maka gangguan tersebut

yang

harus

dikeluarkan

akan

Tabel 2 :

mentripkan

CB

20

kV

incoming (pemadaman meluas).

No

1

Kompo nen

TCS

Harga @ (Rp) X 1000

Jumlah Feeder + Inc. operasi

19.000

86

Investa




System Dengan TCS

si (Rp)

Sedangkan pada system dengan

X 1000

TCS, putusnya tripping coil atau

1.634.000

terbukanya rangkaian trip akan termonitor

Built-Up 2 TCS`Rak

400

86

34.400

sehingga

dilakukan

penggantian

kegagalan

itan 1.599.600

Saving

trip

tabel

kerusakan

triping

circuit

akan

mentripkan CB incoming, sehingga area pemadaman menjadi semakin luas dan kWH tak tersalur

(ENS)

pada

3

perbandingan Kegagalan trip CB penyulang akibat

dan CB

penyulang dapat dihindari.

Pada

Mengurangi Energi Tak Tersalur

segera

sistem

20

diperlihatkan

kerugian kV

trafo

apabila mengalami

gangguan trip pada satu penyulang saja dengan system yang mengalami gangguan

pada

penyulangnya

namun mentripkan CB incoming.

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

No

Contoh ;

kegagalan koordinasi system proteksi.

Jika terjadi gangguan pada jaringan

Yang

tegangan menengah (20 kV) pada

potensial disebabkan oleh kerusakan

salah satu penyulang asuhan Trafo 2

tripping coil pada outgoing/penyulang

gardu induk Panakukang dengan

yang tidak terdeteksi secara dini. Oleh

beban 23,7 MW dengan lama padam

karenanya maka muncullah keinginan

15 menit atau setara dengan 0,25

untuk memasang TCS rakitan (trip

jam dan harga Rp/kWh adalah 500.

circuit supervisory) untuk mengontrol

Tabel 3 :

rangkaian trip PMT 20 kV demi untuk

Kejadian

kWH Tak

Kerugian

Tersalur

(Rp)

mana

mencegah

kegagalan

terjadinya

tersebut

pemadaman

meluas yang sekaligus mengurangi energi listrik tak tersalur.

1

Padam pada penyulang

4,7

Toddopuli

MW*0,25 = 500 = Rp.

akibat

1.175 kWH

1.175 *

587.500

gangguan 2

4.2 Mamfaat Non Finansial

Koordinasi system proteksi akan lebih bagus.

Trip Incoming

TCS 5.925 *

akan

segera

memberikan

Karena

23,7

Penyulang

MW*0,25= 500 = Rp.

terjadi kerusakan pada triping circuit

Toddopuli

5.925 kWH 2.962.500

CB tertentu dan penanggulangan

Gagal Trip

informasi kepada operator apabila

sejak

dini

(misalnya

Total ENS dan

4.750

Rp.

kerugian Rp

kWh

2.375.000

dapat dilakukan

dilaksanakan penggantian

triping coil). Penaggulangan yang telah kita lakukan tersebut,

Gardu khususnya

Induk trafo

2

Panakukang mengasuh

7

penyulang dan mempunyai probabilitas yang sama sepanjang tahun untuk mengalami kegagalan trip sehingga dapat

mentripkan

incoming.

Bisa

dibayangkan berapa besar kerugian perusahaan dari adanya energi tak tersalur

yang

dikarenakan

oleh

secara

langsung telah menghindarkan kita pada kegagalan operasi dari CB, kegagalan koordinasi system proteksi dan

menghindarkan

system

dari

pemadaman yang lebih luas.

Mengurangi Waktu Padam Apabila pada system yang tidak dilengkapi dengan TCS, maka ketika terjadi gangguan pada triping circuit (putusnya triping coil dan lain lain)

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

yang

mengakibatkan

terputusnya

rangkaian

trip

pada

salahsatu

penyulang

tidak

akan

terdeteksi

sehingga

penanggulangan

V. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1

Kesimpulan

tidak

dapat segera dilakukan. Akibatnya

Dari hasil percobaan menunjukkan

pada saat terjadi gangguan pada

bahwa pembuatan TCS rakitan tersebut

CB/PMT penyulang tersebut tidak

sangat

akan trip meskipun ada perintah trip

dikatakan bahwa` rancangan tersebut

dari rele proteksi, akibatnya dapat

dapat

mentripkan PMT incoming, sehingga

siapapun. Selain masalah teknis yang

area padam menjadi meluas dan

terpenuhi dari segi ekonomis peralatan

waktu pemulihan menjadi lebih lama.

tersebut juga memenuhi syarat karena

Kejadian tersebut semestinya tidak

memberikan saving yang cukup besar

terjadi seandainya semua system 20

bagi perusahan. Berikut ini beberapa

kV telah menggunakan TCS sehingga

keuntungan yang diperoleh apabilah TCS

masalah serupa yang terjadi pada

rakitan digunakan menggantikan TCS

rangkaian trip PMT dapat segera

built-up :

diatasi

sebelum

efeknya

menjadi

sederhana,

dibuat

Penggunaan

dan

sehingga

dapat

diterapkan

TCS

rakitan

oleh

dalam

menggantikan TCS built-up untuk

meluas.

dipasang pada semua penyulang 20 Hal

tersebut

sangat

mungkin

kV,

akan

sebesar

perusahaan karena untuk pengadaan

tabel 2).

TCS

membutuhkan

Kerugian karena energi atau kWH tak

investasi yang jauh lebih kecil bila

tersalur dapat diminimalkan (lihat

dibandingkan dengan penggunaan TCS

tabel 3)

built-up. Sehingga

Lebih

hanya

diperoleh efisiensi

1.591.000.000

saving

direalisasikan di seluruh wilayah kerja

rakitan,

Rp.

menghasilkan

mudah

(lihat

pemeliharaannya,

dan keandalan penyaluran energi listrik

karena spare part banyak dan mudah

yang optimal.

didapatkan. Waktu

pemadaman

lebih

singkat

(SAIDI mengecil). Dapat

mencegah

pemadaman

meluas. Mengurangi frekwensi padam (SAIFI mengecil).

PT. PLN (Persero) AP2B SISTEM SULSEL

Meningkatkan kontinuitas dan mutu pelayanan tenaga listrik Dapat

memberikan

penghematan

biaya maintenence bagi PLN. Dapat

mempertahankan

umur

peralatan

SARAN 1. Rangkaian

trip

(tripping

coil)

adalah peralatan yang vital untuk memicu CB/ PMT memutuskan rangkaian

listrik

jika

terjadi

gangguan pada jaringan, maka perlu untuk menerapkan model deteksi dini dengan TCS pada semua

peralatan

yang

sejenis

yang terpasang di PT. PLN. 2. Perlu memotivasi dan memacu kreativitas

dan

karyawan

inovasi agar

setiap dapat

menyumbangkan

segala

kemampuannya

untuk

kepentingan PLN.

DAFTAR PUSTAKA

1. Petunjuk Oprasional dan Pemeliharaan PMT 2. Trip Coil Supervisory MVAJ 3. Laporan Evaluasi operasi tenaga listrik system sulswesi selatan 2003, 2004 dan 2005.