1

Jurnal Syntax Admiration

Vol. 2 No. 1 Januari 2021

p-ISSN : 2722-7782 e-ISSN : 2722-5356

Sosial Teknik

ANALISIS KINERJA CIRCUIT BREAKER 20 KV PLTA WONOREJO

BERMEDIA SF6 (SULPHUR HEXAFLOURIDE)

Abizar Farzi, Denny Irawan dan Rini Puji Astutik

Universitas Muhammadiyah Gresik Jawa Timur, Indonesia

Email: [email protected], [email protected] dan [email protected]

INFO ARTIKEL

ABSTRACT

Diterima

18 Desember 2020

Diterima dalam bentuk revisi

12 Januari 2021

Diterima dalam bentuk revisi

In everyday life there are often various kinds of electrical

consumption disorders therefore to prevent such

disturbances occur required electrical breakers or circuit

breakers. Installation of circuit breaker is intended to

avoid damage to equipment that will later cause

obstruction of electricity distribution to consumers. This

study aims to analyze the feasibility of circuit breaker

performance in the event of interference with the method

of a number of tests carried out on circuit breakers. The

results of research related to circuit breaker performance

is good. This can be seen from the quality value of SF6

content with purity of 98.8%, the value of alignment with

the time difference of 0.1 ms, contact prisoners 46μΩ,

and for the result of isolation prisoners circuit breaker is

37.51GΩ. From the results of the study that mangacu in

the pmt handbook (energy breaker) is still much better.

ABSTRAK

Dalam kehidupan sehari-hari sering terjadi berbagai

macam gangguan konsumsi listrik oleh karena itu untuk

mencegah gangguan tersebut terjadi diperlukan alat

pemutus listrik atau circuit breaker. Pemasangan circuit

breaker ditujukan untuk menghindari terjadinya

kerusakan pada peralatan yang nantinya akan

menyebabkan terhambatnya penyaluran tenaga listrik ke

konsumen. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa

kelayakan kinerja circuit breaker pada saat terjadi

gangguan dengan metode sejumlah pengujian yang di

lakukan pada circuit breaker. Adapun hasil penelitian

terkait kinerja circuit breaker adalah baik. Hal tersebut

dapat dilihat dari nilai kualitas kandungan SF6 dengan

purity 98,8%, nilai keserempakkan dengan selisih waktu

0,1 ms, tahanan kontak 46µΩ, dan untuk hasil tahanan

isolasi circuit breaker yaitu 37,51GΩ. Dari hasil

penelitian tersebut yang mangacu pada buku pedoman

PMT (pemutus tenaga) masih jauh lebih baik.

Keywords:

circuit breaker; gas media

sf6; 2015- 2015 prisoner

contact; isolation

prisoners

Kata kunci:

circuit breaker; media gas

sf6; keserempakkan;

tahanan kontak; tahanan

isolasi

Abizar Farzi, Denny Irawan dan Rini Puji Astutik

2 Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021

Pendahuluan

Di era modern listrik sebagai sumber energi yang sangat penting dan telah menjadi

kebutuhan utama untuk memenuhi segala kebutuhan energi di masyarakat (Agung,

2013). Hampir semua aspek yang berhubungan dengan perekonomian dan

perkembangan teknologi tidak dapat dipisahkan dengan masalah kelistrikan, sehingga

kebutuhan akan listrik saat ini maupun yang akan datang akan terus meningkat

(Aribowo, 2019). Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik maka dibangun pusat

pembangkit tenaga listrik, gardu induk, saluran transmisi dan saluran distribusi sebagai

media penyalur aliran daya listrik hingga sampai ke konsumen. salah satu pusat

pembangkit energi listrik yang dibangun di wilayah Malang adalah PLTA Wonorejo.

Untuk menunjang proses penyaluran tenaga listrik, perlu dilakukan perawatan,

pemeliharan dan uji kinerja peralatan pembangkit. Pada pembangkit listrik PLTA

Wonorejo yang langsung didistribusikan ke konsumen, sistem pemutus tenaga

merupakan hal yang sangat vital dalam kelangsungan pasokan listrik, dalam hal ini

Peran Pemutus Tenaga (PMT) atau sering disebut juga Circuit Breaker (CB) sangat

penting (Shukla & Demetriades, 2014), sehingga keberadaan pemutus tenaga berperan

sebagai penghubung atau pemutus aliran arus dan pengisolasi daerah terganggu dari

sistem daya listrik pada saat kondisi tidak normal di saluran distribusi. Keandalan

pemutus tenaga merupakan indikasi keandalan sistem daya listrik, sehingga kelayakan

pemutus tenaga dapat diketahui apabila dilakukan pemantuan secara berkala dan

berkelanjutan (Goeritno et al., 2018).

Pemutus tenaga dengan tegangan 20 KV yang dilengkapi dengan gas SF6

(Sulphur Hexafluoride) (Setiono, 2013) adalah perangkat pemutus tenaga yang telah

menjadi bagian dari sistem distribusi daya listrik pada PLTA Wonorejo (Marsudi,

2016). Pemutus tenaga dengan dua keadaan operasi yaitu terbuka dan tertutup. Pada saat

terjadi gangguan maka pemutus tenaga akan bekerja dengan cepat untuk memadamkan

busur api dengan media SF6 sehingga dapat minimalisir kerusakan peralatan secara

meluas. Selama beroperasi dalam keadaan normal pemutus tenaga dapat membuka dan

menutup tanpa berakibat terjadi kerugian. Pemutus tenaga yang digunakan secara terus

menerus dengan jangka waktu yang lama dapat berakibat kepada penurunan kinerja

pemutus tenaga. Untuk menjamin terhadap keandalan operasi, pemutus tenaga harus

diuji kinerjanya setalah sekian lama beroperasi.

Sejumlah parameter pengujian yang dilakukan untuk mendapatkan nilai standar

kelayakan operasi dari circuit breaker dan sebagai upaya untuk memperoleh

karakteristik pemutus tenaga media SF6 agar diketahui tingkat kinerja pemutus tenaga

sehingga circuit breaker mempunyai keandalan yang tinggi saat terjadi gangguan dan

dapat memutus aliran listrik secara cepat.

Analisis Kinerja Circuit Breaker 20 KV PLTA Wonorejo Bermedia SF6 (Sulphur

Hexaflouride)

Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021 3

Metode Penelitian

Penelitian dilaksanakan di MRO( maintenance repair and overhoul) (Vieira &

Loures, 2016) PT. PJB UP Gresik yang dimulai dengan study literature (Libaray

Research) (Surani, 2019) terhadap penelitian terdahulu untuk mengumpulkan data dan

dilanjutkan dengan sejumlah pengujian pada PMT bermedia gas SF6 telah ditentukan

dari pabrik pembuat dan sebagai data acuan. Untuk menunjang pelaksanaan penelitian,

diperlukan bahan dan alat pada penelitian ini yang meliputi data sheet spesifikasi teknis,

pressure tester, SF6 Multi-Analyser, insulation tester, service cart DILO, HI-Pot tester,

circuit breaker analyzer. Metode penelitian ini merupakan tahapan-tahapan penelitian

untuk mencapai tujuan penelitian. Berikut ini diagram alir metode penelitian seperti

ditunjukkan pada gambar 1.

Abizar Farzi, Denny Irawan dan Rini Puji Astutik

4 Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021

Gambar 1. Diagram alir sejumlah pengujian PMT

Hasil dan Pembahasan

Pemutus tenaga media gas SF6 sebagai objek penelitian (Hasan, 2012) adalah

PMT gas SF6 jenis FPX241206 20 KV buatan Alsthom Prancis. Penempatan PMT

PLTA Wonorejo sebagai pemutus di saluran distribusi.

Mulai

Analisis Kinerja PMT

Kualitas Gas SF6

Pengukuran tekanan, kelembapan

dan kemurnian SF6

Apakah pengukuran

kualitas SF6 selesai?

Pengukuran keserempakkan kontak

Proses OPEN-CLOSE-

OPEN

Apakah pengukuran

keserempakkan

selesai?

Pengukuran tahanan

kontak dan isolasi

Pengukuran tahanan kontak

dan tahanan isolasi

Apakah pengukuran

tahanan sudah

selesai?

Selesaii

YA

BELUM

YA

BELUM

Analisis Kinerja Circuit Breaker 20 KV PLTA Wonorejo Bermedia SF6 (Sulphur

Hexaflouride)

Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021 5

A. Kualitas Gas SF6

Data pengukuran terhadap kualitas gas SF6 yang digunakan pada PMT terdiri

atas tekanan gas, kemurnian dan kelembapan. Hasil pengukuran kualitas gas SF6

seperti ditunjukan pada tabel 1.

Tabel 1. Nilai tekanan, kemurnian dan kelembapan PMT

FPX241206 20 KV

Phase

Tekanan

Akhir

Kualitas SF6

Purity

(%)

Dew Point

(- ⁰C atm)

98091835

1,7

98,8

6,9

98081819

1,7

98,8

9,0

9810148108

1,7

98,8

7,4

9810139509

1,7

98,2

8,8

9810132407

1,7

98,2

7,6

9809212707

1,7

98,7

7,4

Berdasarkan tabel 3 ditunjukkan hasil pengukuran tekanan gas, kemurnian

(purity) dan kelembapan (dew point) (Pratama & Arfianto, 2019). Dari hasil

pengukuran terhadap nilai kemurnian gas SF6 yang dilakukan dan selanjutnya

dibandingkan dengan nilai standar yang dikeluarkan oleh CIGRE atau GEC

Alsthom. Nilai standar oleh CIGRE untuk kemurnian gas SF6 lebih besar dari 97%,

sedangkan kemurnian yang terukur paling rendah 98,8% yang berarti PMT masih

sesuai acuan, karena bernilai lebih besar dari syarat minimum.

Dari hasil pengukuran kelembapan (dew point) gas SF6 diperoleh nilai dew

point yaitu -9 ⁰C atm dan dibandingkan dengan nilai standar CIGRE yaitu <-5⁰C

yang masih sangat jauh dari batas yang disyaratkan, sehingga PMT media gas SF6

masih layak dioperasikan pada PMT.

B. Keserempakkan Kontak PMT

Nilai keserempakkan kontak PMT saat membuka atau menutup didasarkan

pada hasil penunjukkan circuit breaker analyzer (Goeritno & Syaputra, 2014).

Tabel 4. Hasil Pengukuran Keserempakkan dari posisi open to close

BREAKER TIMING RESULT

FASA

R

981013

9509

FASA

S

981013

2407

FASA

T

980921

2707

Standard

Manufacture

∆ TIME

59,20

59,40

59,80

50

0.6 mS

(Std. < 10

mS)

Abizar Farzi, Denny Irawan dan Rini Puji Astutik

6 Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021

Dari tabel 4 dapat dilihat hasil pengukuran keserempakkan dari posisi open to

close dari tiap fasa R, S, T dengan standar nilai pabrikan 50 milidetik dan hasil

selisih waktu antar fasa 0,6 milidetik, sehingga dengan pada mengacu standar PLN

bahwa selisih waktu yang diizinkan <10 milidetik bahwa PMT masih dalam kondisi

bagus.

Tabel 5. Hasil pengukuran keserempakkan dari posisi close to open

BREAKER TIMING RESULT

FASA

R

98091

835

FASA

S

98081

819

FASA

T

98101

48108

Standard

Manufactur

e

∆ TIME

69,40

69,20

50

0.2 mS

(Std. < 10

mS)

Berdasarkan hasil tabel 5 hasil pengukuran keserempakkan dari posisi close to

open dari tiap fasa R, S, T dengan selisih waktu antar fasa 0,2 milidetik dan

mengacu pada standar PLN <10 milidetik yang berarti operasi keserempakkan

kontak masih bagus, karena dibawah standar acuan PLN.

C. Tahanan Kontak

Tabel 6. Hasil pengukuran tahanan kontak

FASA

TEST

CURRENT

RESIST

ANCE

STANDAR

HASIL UJI

AMPS

µΩ

R

9809183

5

200,0

46,0

Standart PLN

P3B

( R < 100 µΩ )

S

9808181

9

200,0

47,0

T

9810148

108

200,0

44,0

Berdasarkan tabel 6 hasil pengukuran tahanan kontak tiap fasa nilai

pengukuran yang paling besar yaitu fasa S=47 µΩ dan nilai tersebut masih jauh

lebih kecil jika dibandingkan dengan nilai standar yang dikeluarkan oleh ANSI atau

PLN yaitu <100 µΩ, sehingga nilai tahanan kontak yang terukur masih lebih baik

dari standar yang ditetapkan.

D. Tahanan Isolasi

Nilai tahanan isolasi dan kebocoran arus dilakukan sebanyak dua kali dengan

menggunakan DC high potensial test untuk menguji material isolasi pada breaker

Analisis Kinerja Circuit Breaker 20 KV PLTA Wonorejo Bermedia SF6 (Sulphur

Hexaflouride)

Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021 7

dengan melakukan injeksi tegangan diatas tegangan nominal breaker (Tasiam,

2017).

Tabel 7. Hasil pengukuran tahanan isolasi

BAG. YANG DIUKUR

HASIL

(GΩ)

KETERANGAN

KONTAK

SISI ATAS

– GND

9810139509 –

GND

5,95

BAIK

9810132407 –

GND

16,95

BAIK

9809212707 –

GND

20,89

BAIK

KONTAK

SISI

BAWAH –

GND

9810139509 –

GND

11,18

BAIK

9810132407 –

GND

18,43

BAIK

9809212707 –

GND

37,51

BAIK

Berdasarkan tabel diatas hasil pengukuran tahanan isolasi masih dalam kondisi

baik dengan mengacu pada standar IEEE 43-2000 yang di pakai oleh PLN minimum

tahanan isolasi 1 MΩ/1KV. Dari hasil tersebut masih jauh lebih baik dibandingkan

dengan batas minimal sesuai PLN. Bila dilihat dari hitungan teori standar tahanan

isolasi dengan rumus:

R=((1000.U))/Q.U.2,5

R=((1000.20000 V))/(30000 V).20000 V.2,5

= 33 MΩ

Dimana:

R= Tahanan isolasi minimal

U= Tegangan kerja

Q= Tegangan megger

1000= Bilangan tetap

2,5= Faktor keamanan (apabila baru).

Tabel 8. Hasil pengukuran kebocoran arus

BAG. YANG

DIUKUR

HASIL

(uA)

Time (s)

KETERANGAN

9810139509 –

GND

4,80

60,00

Baik tdk ada

breakdown

9810132407 –

GND

1,70

60,00

Baik tdk ada

breakdown

9809212707 –

GND

1,40

60,00

Baik tdk ada

breakdown

9810139509 –

GND

2,60

60,00

Baik tdk ada

breakdown

9810132407 –

GND

1,60

60,00

Baik tdk ada

breakdown

9809212707 –

GND

0,70

60,00

Baik tdk ada

breakdown

Abizar Farzi, Denny Irawan dan Rini Puji Astutik

8 Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021

Berdasarkan tabel diatas hasil pengukuran keboran arus dengan high potencial

masih sangat kecil yaitu 4,8 µA dengan mengacu pada standar IEEE 43-2000 dan

VDE (catalogue 228/4) minimum kebocoran arus yang diizinkan setiap KV yaitu 1

mA.

Penelitian ini dilakukan dengan memperhatikan beberapa penelitian terdahulu

yang membahas tema yang bersinggungan. Beberapa penelitian terdahulu dibawah

ini:

1. (Goeritno et al., 2018) ”Kinerja pemutus tenaga tegangan tinggi bermedia gas Sf6

berdasrkan sejumlah parameter diri”, EECCIS volume 12, No.2. Tidak dilakukan

pengujian kebocoran arus pada circuit breaker.

2. (Aribowo, 2019) ”Analisis hasil uji PMT 150KV pada gardu induk Cilegon baru

BAY KS 1”, Seminar Fortei. Tidak ada pengujian kandungan gas SF6.

3. (Pambudi et al., 2015) “Pengujian keserempakkan pemutus tenaga (PMT) Three

Pole 150 KV bay trafo gardu induk Simulator Udiklat Semarang (TLM

Akademi)”, UNDIP. Hanya melakukan pengujian keserempakkan.

Perbedaan utama dari penelitian yang sebelumnya adalah:

1. Pengujian pada circuit breaker dilakukan secara menyeluruh seperti kualitas

kandungan gas SF6, keserempakkan, tahanan kontak, tahanan isolasi dan

kebocoran arus.

2. Peralatan pengujian yang digunakan di PT.PJB UP Gresik memenuhi standar kel

ayakan dan dilakukan kalibrasi perlatan secara berkala sehingga mendapatkan

hasil pengujian yang baik.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengukuran dan pembahasan maka disimpulkan secara

keseluruhan PMT 20KV media gas SF6 masih sangat layak jika dioperasikan lebih

lanjut, karena parameter yg terukur masih sesuai standar, bahkan cendrung jauh lebih

baik dari standar yang ditetapkan. Kualitas SF6 untuk nilai kemurnian (purity) terukur

rata-rata 98% dan nilai kelembapan (dew point) terukur -7⁰Catm, yang jika

dibandingkan dengan standar PLN > 97% atau CIGRE -5⁰C parameter gas SF6 masih

bagus untuk digunakan pada PMT. Keserempakkan kontak pada saat operasi menutup

atau membuka dengan selisih waktu 0,6 milidetik saat operasi open to close dan 0,2

milidetik saat operasi close to open, masih jauh lebih baik dibandingkan dengan standar

PLN yaitu dibawah 10 milidetik. Tahanan kontak terukur berkisar 46µΩ yang jika

dibandingkan dengan standar PLN <100 µΩ masih jauh lebih baik, sehingga nilai

tahanan kontak PMT masih dalam kondisi baik. Tahanan isolasi yang terukur berkisar

37,51GΩ, sedangkan standar acuan dari PLN untuk tahanan isolasi PMT 20 KV yaitu

diatas 20 MΩ dan secara perhitungan yaitu 33MΩ. Untuk kebocoran arus masih sangat

kecil yaitu 4,8 µA dengan mengacu pada standar IEEE 43-2000 dan VDE (catalogue

228/4) minimum kebocoran arus yang diizinkan setiap KV yaitu 1 mA. Secara

keseluruhan pengukuran tahanan isolasi dan kebocoran arus yang mengacu pada standar

yang telah ditetapkan PMT masih layak untuk dioperasikan.

Analisis Kinerja Circuit Breaker 20 KV PLTA Wonorejo Bermedia SF6 (Sulphur

Hexaflouride)

Syntax Admiration, Vol. 2, No. 1, Januari 2021 9

BIBLIOGRAFI

Agung, A. I. (2013). Potensi Sumber Energi Alternatif dalam Mendukung Kelistrikan

Nasional. Jurnal Pendidikan Teknik Elektro, 2(2).

Aribowo, D. (2019). Analisis Hasil Uji PMT 150kV Pada Gardu Induk Cilegon Baru

BAY KS 1. JTEV (Jurnal Teknik Elektro Dan Vokasional), 5(1.1), 59–65.

Goeritno, A., Rasiman, S., & Komara, Z. (2018). Kinerja Pemutus Tenaga Tegangan

Tinggi Bermedia Gas SF6 Berdasarkan Sejumlah Parameter Diri. Jurnal EECCIS,

12(2), 104–111.

Goeritno, A., & Syaputra, B. I. (2014). Kelayakan Operasi Pemutus Tenaga (PMT)

Tegangan Ekstra Tinggi Bermedia Gas Sulphur Hexaflourite (Sf6) Berdasarkan

Kualitas Gas, Keserempakan Titik Titik Kontak, dan Parameter Resistans. Di

JUTEKS (Jurnal Teknik Elektro Dan Sains), 1(1), 1–7.

Hasan, B. (2012). Analisis Penggunaan Gas Sf6 Pada Pemutus Tenaga (PMT) Di Gardu

Induk Cigereleng Bandung. Electrans, 11(2), 81–93.

Marsudi, D. (2016). Politeknik Negeri Sriwijaya 4. Pembangkitan Energi Listrik, 7(1),

4–31.

Pambudi, A. S., Facta, M., & Warsito, A. (2015). Perbandingan Kinerja Rangkaian

Perbaikan Faktor Daya Jenis Konverter Buckboost Topologi Satu Tingkat dan Dua

Tingkat dengan Beban Lampu Fluorescent. Transmisi, 17(4), 206–217.

Pratama, I. A., & Arfianto, T. (2019). Analisis [Sf] _6 pada Sealingend terhadap

Tekanan Moisture Content dan Dewpoint Gis Kiaracondong. Rang Teknik Journal,

2(1).

Setiono, I. (2013). Gas SF 6 (Sulfur Hexa Fluorida) Sebagai Pemadam Busur Api Pada

Pemutus Tenaga (PMT) Di Saluran Transmisi Tegangan Tinggi. METANA, 13(1),

1–6.

Shukla, A., & Demetriades, G. D. (2014). A survey on hybrid circuit-breaker

topologies. IEEE Transactions on Power Delivery, 30(2), 627–641.

Surani, D. (2019). Studi literatur: Peran teknolog pendidikan dalam pendidikan 4.0.

Prosiding Seminar Nasional Pendidikan FKIP, 2(1), 456–469.

Tasiam, F. J. (2017). Proteksi Sistem Tenaga Listrik. Teknosain.

Vieira, D. R., & Loures, P. L. (2016). Maintenance, repair and overhaul (MRO)

fundamentals and strategies: An aeronautical industry overview. International

Journal of Computer Applications, 135(12), 21–29.