studi koordinasi proteksi pt. pjb up gresik (pltgu blok...

29
Ahmad Yusuf Kurniawan 2211106024 Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT. Ir. Arif Musthofa, MT. Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3) 1

Upload: others

Post on 24-Mar-2020

26 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Ahmad Yusuf Kurniawan 2211106024

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT.

Ir. Arif Musthofa, MT.

Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)

1

Page 2: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Latar Belakang • PLTGU merupakan pembangkit dengan kapasitas terbesar di

PT. PJB UP Gresik. • Unit-unit PLTGU sudah beroperasi sangat lama yakni lebih

dari 20 tahun. • Dengan mempertimbangkan peran penting dan usia dari unit

PLTGU serta untuk mencegah kerugian yang besar dan menurunnya kehandalan sistem yang diakibatkan gangguan seperti gangguan hubung singkat maka PLTGU membutuhkan koordinasi proteksi yang tepat.

• Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat akan meningkatkan kehandalan sistem sehingga kontinyuitas dalam pelayanan daya ke konsumen bisa terjaga.

2

Page 3: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Batasan Masalah • Peralatan pengaman tegangan menengah yang di-setting dan dikoordinasikan. • Analisa low current setting, high current setting, dan time delay pada rele arus lebih.

Tujuan • Memodelkan, mensimulasikan, dan mengevaluasi kinerja

sistem berdasarkan permasalahan yang akan dihadapi ketika terjadi gangguan hubung singkat.

• Mengatur koordinasi proteksi dari rele arus lebih yang terpasang pada plant PT. PJB UP Gresik.

3

Page 4: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Single Line Diagram PLTGU PT. PJB UP Gresik

BLOK 1 BLOK 2 BLOK 3

4

Page 5: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 1 dan Tipikal 2

Tipikal 1

Tipikal 2

5

Page 6: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 3 dan Tipikal 4

Tipikal 3

Tipikal 4

6

Page 7: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a, Tipikal 5b, dan Tipikal 5c

Tipikal 5a

Tipikal 5b

Tipikal 5c

7

Page 8: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 1

Relay ID & Model CT Rasio Setting Rele F041_7A.4 Siemens 7SJ55

3150/1 Curve Type Inverse Pickup Range x CT sec 0.05-7 Pickup 1.2 Time-dial 0.7 Pickup Range x CT sec 1-20 Instantaneous Pickup 10 Delay 0.1

8

bus bar A

F041_7A.4

GTG.9

33BAT01

7A.4

Page 9: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

1. Posisi lowset terlalu jauh dari FLA.

2. Jika terjadi hubung singkat di bus bar A maka akan mengenai kurva rele di bagian invers.

3. Kurva rele tidak melindungi bagian damage curve transformator33 BAT01.

Hasil Plot Existing Tipikal 1

Koordinasi Existing

9

1

2

3

Page 10: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

bus bar A

F041_7A.4

GTG.9

33BAT01

7A.4

Hasil Simulasi dan Plot Resetting Tipikal 1

Koordinasi Resetting

Hubung Singkat di bus bar A akan diamankan oleh rele F041_7A.4 dalam waktu 0,1 s

10

Page 11: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 2

Relay ID & Model CT Rasio

Setting

Rele -F11_Inc_33BBT01 Siemens 7SJ61

100/1 Curve Type Mod EI Pickup Range x CT sec 0.1-2 Pickup 1 Time-dial 3.2 Pickup Range x CT sec 0.5-175 Instantaneous Pickup 0.7 Delay 0.01

11

bus 33BFA01 GTG.9

GTG.9

-F11_Inc_33BBT01

33BBT01

GS_33

Page 12: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

1

Hasil Plot Existing Tipikal 2

Koordinasi Existing

12

1. Kurva rele tidak melindungi damage curve transformator 33BBT01 dan akan bekerja saat arus inrush muncul.

Page 13: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Hasil Simulasi dan Plot Resetting Tipikal 2

Koordinasi Resetting

Hubung Singkat di bus 33BFA01 GTG.9 akan diamankan CB GS_33 dalam waktu 0,25 - 0,39 s. Jika CB GS_33 gagal bekerja maka rele F11_Inc_33BBT01 akan bekerja dalam waktu 0,9 s

13

bus 33BFA01 GTG.9

GTG.9

-F11_Inc_33BBT01

33BBT01

GS_33

Page 14: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 3

Relay ID & Model CT Rasio Setting Rele – F11_Inc_30BBT01 Siemens 7SJ61

400/1 Curve Type Mod EI Pickup Range x CT sec 0.1-2 Pickup 1 Time-dial 3.2 Pickup Range x CT sec 0.1-3 Instantaneous Pickup 3 Delay 0.1

Relay ID & Model CT Rasio Setting Relay ID & Model

Rele – F10_Inc_30BBT02 GEC MCGG

200/5 Curve Type Mod EI Pickup Range x CT sec 0.05-2.4 Pickup 1 Time-dial 1 Pickup Range x CT sec - Instantaneous Pickup - Delay -

Rele –F10_Out_30BBT02 Merlin Gerin Sepam 1000

2000/5 Curve Type Mod EI Pickup Range x CT sec 0.3-2.4 Pickup 0.9 Time-dial 0.1 Pickup Range x CT sec 1-24 Instantaneous Pickup 6.3 Delay 0.3

14

STG.3

-F11_Inc_30BBT01

30BBT01

30BBT02

-F10_Inc_30BBT02

-F10_Out_30BBT02

30BBB01 STG.3

30BFA01 STG.3

GS_30

GS_003

GS_037

Page 15: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Hasil Plot Existing Tipikal 3

Koordinasi Existing

15

1. Rele akan bekerja saat arus inrush muncul.

2. Posisi lowset jauh dari FLA.

3. Grading time antara rele F10_Out_30BBT02 dan rele F10_Inc_30BBT02 terlalu lama.

2

1

3

Page 16: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Hasil Simulasi dan Plot Resetting Tipikal 3

Koordinasi Resetting

Hubung Singkat di bus 30BBB01 STG.3 akan diamankan rele F10_Inc_30BBT02 dalam waktu 0,2 s. Jika rele –F10_Inc_30BBT02 gagal bekerja, maka CB GS_30 akan bekerja dalam waktu 0,25-0,39 s. Dan apabila masih gagal akan diback up oleh rele –F10_Out_30BBT02 dalam waktu 0,4 s dan bila masih gagal rele –F11_Inc_30BBT01 akan bekerja dengan waktu 0,45s

Hubung Singkat di bus 30BFA01 STG.3 akan diamankan CB GS_30 dalam waktu 0,25-0,39 s dan bila CB GS_30 gagal bekerja maka rele F10_Out_30BBT02 dalam waktu 0,4 s

16

STG.3

-F11_Inc_30BBT01

30BBT01

30BBT02

-F10_Inc_30BBT02

-F10_Out_30BBT02

30BBB01 STG.3

30BFA01 STG.3

GS_30

GS_003

GS_037

Page 17: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 4

Relay ID & Model CT Rasio Setting Rele-F11_Inc_30BBT01 Siemens 7SJ61

400/1 Curve Type Mod EI Pickup Range x CT sec 0.1-2 Pickup 1 Time-dial 3.2 Pickup Range x CT sec 0.1-3 Instantaneous Pickup 3 Delay 0.1

Rele – F11_HP-BFP(C). GEC MCGG

200/5 Curve Type LTI Pickup Range x CT sec 0.05-2.4 Pickup 0.5397 Time-dial 0.3 Pickup Range x CT sec 1-31 Instantaneous Pickup 11 Delay -

17

STG.3

-F11_Inc_30BBT01

30BBT01

-F11_HP-BFP(C).

HP-BFP-C

900 kW

30BBB01 STG.3

GS_003

GS_308

Page 18: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

1

Hasil Plot Existing Tipikal 4

Koordinasi Existing

18

1. Rele akan bekerja saat arus inrush muncul.

Page 19: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Hasil Simulasi dan Plot Resetting Tipikal 4

Koordinasi Resetting

Hubung Singkat di bus 30BBB01 STG.3 akan diamankan rele -F11_HP-BFP(C) dalam waktu 0,029 s dan bila gagal bekerja maka rele –F11_Inc_30BBT01 akan bekerja dalam waktu 0,7 s

19

STG.3

-F11_Inc_30BBT01

30BBT01

-F11_HP-BFP(C).

HP-BFP-C

900 kW

30BBB01 STG.3

GS_003

GS_308

Page 20: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a Main Transformer 33BAT01 Manufaktur : Siemens Model : 7UT51 Rasio CT Primer (10,5 kV) : 10000/1 Rasio CT Sekunder (500 kV) : 200/1 153, 75 MVA

500 kV ±2x2,5%/10,5 kV

GTG.9

bus GTG.9

33BAT01Y

87T

TO 500 kV SWITCHGEAR

150 MVA10,5 kV ± 5%

33BAT01

10000/1

200/1

87G

10000/1

10000/160 VA 5P10

60 VA 5P10

20

Page 21: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a

21

Page 22: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a

22

Page 23: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a

23

Page 24: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a

OK

24

Page 25: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Tipikal 5a

Tabel perbandingan nilai setting existing, hasil perhitungan, dan

resetting rele differensial transformator tipikal 5a, 5b, dan 5c

Berdasarkan rekomendasi dari IEEE, rele differensial mampu bekerja dengan rentang waktu dari 1 – 3 cycle. Pada setting waktu differensial ini dipilih pada saat 2 cycle atau 0,04 s. Sehingga apabila terjadi gangguan internal, maka rele differensial ini bekerja pada 0,04 s.

Jenis Proteksi Differensial Setting Existing Hasil Perhitungan

Resetting

Proteksi Transformator

33BAT01 Slope 1: 20%

Slope 1: 28,84 %

Slope 1: 30%

30BAT01 Slope 1: 20%

Slope 1: 17,74 %

Slope 1: 20%

30BBT01 Slope 1: 30%

Slope 1: 18,99 %

Slope 1: 20%

25

Page 26: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Kesimpulan

1. Pada setting existing rele arus lebih gangguan fasa tipikal 1. Terdapat beberapa nilai setting yang kurang sempurna. Maka dari itu, tipikal ini telah dilakukan perhitungan yang tepat sehingga pada saat terjadi gangguan fasa minimum maka rele yang berada di GITET dapat bekerja. Rele F041_7A.4 mampu mengamankan transformator 33BAT01 dari gangguan termal, arus lebih, dan arus inrush.

2. Pada setting existing rele arus lebih gangguan fasa tipikal 2. Terdapat beberapa nilai setting yang kurang sempurna. Maka dari itu, pada tipikal ini telah dilakukan perhitungan yang tepat sehingga pada saat terjadi gangguan fasa minimum maka rele yang berada di dekatnya dapat bekerja. Rele –F11_Inc_33BBT01 mampu untuk mengamankan transformator 33BBT01 dari gangguan termal, arus lebih, dan arus inrush. Pada tipikal ini terdapat HVCB dan LVCB. Untuk HVCB yang di setting adalah relenya. Sedangkan, LVCB yang di setting adalah CB GS_33.

26

Page 27: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Kesimpulan

3. Pada setting arus lebih gangguan fasa tipikal 3. Ditemukan beberapa nilai setting yang kurang sempurna seperti pada rele -F11_Inc_30BBT01 yang bekerja saat arus inrush muncul. Maka dari itu, pada tipikal ini telah dilakukan perhitungan yang tepat sehingga pada saat terjadi gangguan fasa minimum maka rele tersebut dapat bekerja dan melindungi transformator 30BBT01.

4. Pada setting arus lebih gangguan fasa tipikal 4. Terdapat beberapa nilai setting yang kurang sempurna. Pada tipikal ini telah dilakukan perhitungan yang tepat sehingga pada saat terjadi gangguan fasa minimum maka rele yang berada di dekatnya dapat bekerja dan mengamankan transformator 30BBT01 dari gangguan termal, arus lebih, dan arus inrush. Selain itu, rele –F11_HP-BFP(C) dapat mengamankan motor induksi dari arus lebih. Pada tipikal ini hanya terdapat HVCB. Untuk HVCB yang di setting adalah relenya.

27

Page 28: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Kesimpulan

5. Pada perhitungan rele differensial pada transformator tipikal 5a dan 5c, didapatkan perhitungan slope pada transformator 33BAT01 dan 30BBT01 yang berbeda dengan nilai existingnya sehingga perlu dilakukan resetting dengan nilai slopenya masing-masing sebesar 30 % dan 20%. Selain itu, untuk perhitungan setting rele differensial generator tipikal 5a dan 5b didapatkan bahwa nilai setelan rele existing differensial sudah benar dan CT yang digunakan dapat bekerja dengan baik sehingga tidak perlu dilakukan perubahan nilai setting. Untuk stabilitas gangguan eksternal perlu dipertimbangkan. Sehingga apabila terjadi gangguan di luar daerah rele differensial maka rele differensial ini tidak bekerja. Untuk setting waktu rele differensial transformator dan generator dipilih 40 ms.

28

Page 29: Studi Koordinasi Proteksi PT. PJB UP Gresik (PLTGU Blok 3)digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-37808-2211106024-presentation.pdf · • Koordinasi proteksi rele pengaman yang tepat

Sekian & Terima Kasih

29