1. Syahrul Ramazan 1
1320 4030 06
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem proteksi tenaga listrik pada umumnya terdiri dari beberapa
komponen yang di rancang untuk mengidentifikasi kondisi sistem tenaga listrik
dan bekerja berdasarkan informasi yang diperoleh dari sistem tersebut seperti
arus, tegangan atau sudut fasa antara keduanya. Informasi yang diperoleh dari
sistem tenaga listrik akan digunakan untuk membandingkan besarannya dengan
besaran ambang-batas (threshold setting) pada peralatan
proteksi. Apabila besaran yang diperoleh dari sistem melebihi setting ambang-
batas peralatan proteksi, maka sistem proteksi akan bekerja untuk mengamankan
kondisi tersebut. Peralatan proteksi pada umumnya terdiri dari beberapa elemen
yang dirancang untuk mengamati kondisi sistem dan melakukan suatu tindakan
berdasarkan kondisi sistem
Proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik sangat penting dalam proses
penyaluran daya dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip
dalam proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik yang baik salah satunya
adalah aman selain andal dan ekonomis. Proteksi tenaga listrik merupakan bagian
yang menjamin bahwa dalam transmisi tenaga lisrik dapat dikatakan aman. Dapat
dikatakan aman karena dalam transmisi tenaga listrik akan diberikan suatu alat
yang berfungsi untuk mengamankan transmisi dari gangguan bahkan
mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh pemindahan daya
listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain.
Proteksi transmisi tenaga listrik sangat diperlukan dalam transmisi tenaga listrik.
Dengan proteksi yang bagus, maka transmisi tidak akan rusak ketika ada sebuah
gangguan yang bersifat sementara. Jika proteksi distribusi dan transmisi tenaga
listrik baik, maka nilai ekonomis dapat diperoleh karena jika dalam suatu
transmisi terjadi gangguan, maka kerusakan peralatan tidak dapat menyebar
keperalatan yang lain dikarenakan ada sebuah proteksi transmisi. Nilai ekonomis
dan aman dapat dipadukan menjadi nilai andal. Andal yang dimaksud disini
adalah tidak membahayakan manusia yang berada disekitar transmisi tenaga
listrik sehingga manusia yang berada disekitar transmisi ini tidak mengalami
gangguan kesehatan maupun gangguan material.
Pembuatan makalah ini berdasarkan tugas mata kuliah sistem proteksi.
Selain untuk memenuhi tugas mata kuliah tersebut makalah dapat juga dijadikan
sumber referensi oleh para pembaca sebagai dasar pemikiran untuk dikembangkan
atau untuk dilengkapi.,

2. Syahrul Ramazan 2
1320 4030 06
1.2. Rumusan masalah
Dalam makalah ini saya akan membahas beberapa permasalasahan. Diantaranya
adalah :
1. Pengertian Sistem Proteksi Tenaga Listrik
2. Apa saja yang termasuk dalam alat proteksi tenaga listrik
3. Pengertian CT dan PT
4. Proteksi Generator, Proteksi Transformator daya, Proteksi Jaringan
Distribusi dan Transmisi
1.3. Batasan Masalah
Mengingat permasalahan dalam gangguan pada sistem tenaga listrik sangat
luas maka penulisan makalah ini akan dibatasi pada pengertian proteksi distribusi
dan transmisi tenaga listrik, bagaimana proteksi tersebut bekerja, dimana letak
proteksi tersebut, dan apa saja alatnya.
1.4. Tujuan
Tujuan penyusun makalah ini yaitu
1. Untuk memenuhi tugas mata kuliah sistem proteksi sistem tenaga listrik.
2. Agar para penyusun mendapatkan ilmu dan kompetensi yang lebih dalam hal
proteksi, terutama proteksi distribusidan transmisi tenaga listrik.
3. Agar makalah ini dapat dijadikan sumber referensi oleh para pembaca sebagai
dasar pemikiran untuk dikembangkan atau untuk dilengkapi.
1.5. Manfaat
Manfaat yang diperoleh setelah membaca makalah ini adalah pembaca
mengetahui proteksi distribusi dan transmisi tenaga listrik yang digunakan pada
umumnya, bagaimana proteksi tersebut bisa bekerja, penerapannya dibagian
sebelah mana, dan macam alat pengaman transmisi tenaga listrik.

3. Syahrul Ramazan 3
1320 4030 06
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. CT (CURRENT TRANSFORMER)
Current transformer (CT) atau Trafo Arus adalah peralatan pada sistem
tenaga listrik yang berupa trafo yang digunakan untuk pengukuran arus yang
besarnya hingga ratusan ampere dan arus yang mengalir pada jaringan tegangan
tinggi. Di samping untuk pengukuran arus, trafo arus juga digunakan untuk
pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh, dan rele proteksi. Kumparan
primer trafo dihubungkan seri dengan rangkaian atau jaringan yang akan dikur
arusnya sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan meter atau dengan
rele proteksi.
Gambar. 2.1. Tranformator
Prinsip kerja trafo arus sama dengan trafo daya satu fasa. Bila pada
kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan timbul gaya
gerak magnet sebesar N1I1. Gaya gerak ini memproduksi fluks pada inti, dan fluks
ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Bila terminal
kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I1.
Arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N2I2 pada kumparan sekunder. Pada
trafo arus biasa dipasang burden pada bagian sekunder yang berfungsi sebagai
impedansi beban, sehingga trafo tidak benar-benar short circuit. Apabila trafo
adalah trafo ideal, maka berlaku persamaan :
N1I1 = N2I2
I1
I2
=
N2
N1

4. Syahrul Ramazan 4
1320 4030 06
di mana,
N1 : Jumlah belitan kumparan primer
N2 : Jumlah belitan kumparan sekunder
I1 : Arus kumparan primer
I2 : Arus kumparan sekunder
Dalam pemakaian sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis tertentu
berdasarkan syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian jenis trafo arus adalah
sebagai berikut :
1. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Kumparan Primer
a. Jenis Kumparan (Wound)
Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar,
atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer tergantung
pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5 belitan.
Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermaldan dinamis arus
hubung singkat.
b. Jenis Bar (Bar)
Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi
sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang tinggi.
Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada arus pengenal
yang cukup tinggi yaitu 1000A.
2. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Rasio
a. Jenis Rasio Tunggal
Rasio tunggal adalah trafo arus dengan satu kumparan primer dan satu
kumparan sekunder.
b. Jenis Rasio Ganda
Rasio ganda diperoleh dengan membagi kumparan primer menjadi
beberapa kelompok yang dihubungkan seri atau paralel.

5. Syahrul Ramazan 5
1320 4030 06
3. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti
a. Inti Tunggal
Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu
untuk pengukuran atau proteksi.
b. Inti Ganda
Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan
proteksi sekaligus.
4. Jenis Trafo Arus Menurut Konstruksi Isolasi
a. Isolasi Epoksi-Resin
Biasa dipakai hingga tegangan 110KV. Memiliki kekuatan hubung
singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada bahan isolasi.
Terdapat 2 jenis, yaitu jenis bushing dan pendukung.
b. Isolasi Minyak-Kertas
Isolasi minyak kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan
trafo arus untuk tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan
pemasangan luar. Dibedakan menjadi jenis tangki logam, kerangka isolasi,
dan jenis gardu. Kelebihannya, penyulang pada sisi primer lebih pendek,
digunakan untuk arus pengenal dan arus hubung singkat yang besar.
c. Isolasi Koaksial
Jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa ditemui pada kabel,
bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6. Sering digunakan inti
berbentuk cincin dengan belitan sekunder yang dibelit secara seragam pada
cincin dan dimasukkan pada isolasi, dengan demikian terbuka jalan untuk
membawa lapisan terluar bagian yang di-ground keluar dari trafo arus
2.2. POWER TRANSFORMER (PT)
2.2.1. Transformator Daya
Transformator adalah suatu alat listrik statis yang dipergunakan untuk
mengubah tegangan bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan
digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian
lainnya tanpa merubah frekuensi. Transformator disebut peralatan statis karena
tidak ada bagian yang bergerak atau berputar, tidak seperti motor atau generator.
Dalam bentuknya yang paling sederhana, transformator terdiri atas dua kumparan
dan satu induktansi mutual. Dua kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer
dan kumparan sekunder.

6. Syahrul Ramazan 6
1320 4030 06
Kumparan primer adalah kumparan yang menerima daya dan dinyatakan
sebagai terminal masukan dan kumparan sekunder adalah kumparan yang melepas
daya dan dinyatakan sebagai terminal keluaran. Kedua kumparan dibelit pada
suatu inti yang terdiri atas material magnetik berlaminasi.Secara sederhana
transformator dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu lilitan primer, lilitan
sekunder dan inti besi.
Lilitan primer merupakan bagian transformator yang terhubung dengan
sumber energi (catu daya). Lilitan sekunder merupakan bagian transformator yang
terhubung dengan rangkaian beban. Sedangkan inti besi merupakan bagian
transformator yang bertujuan untuk mengarahkan keseluruhan fluks magnet yang
dihasilkan oleh lilitan primer agar masuk ke lilitan sekunder.
2.2.2. Prinsip Dasar Transformator
Transformator terdiri dari dua gulungan kawat yang terpisah satu sama
lain, yang dibelitkan pada inti yang sama. Daya listrik dipisahkan dari kumparan
primer ke kumparan sekunder dengan perantaraan garis gaya magnet (fluks
magnet) yang dibangkitkan oleh aliran listrik yang mengalir melalui kumparan
primer. Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada kumparan sekunder,
fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan primer harus berubah-ubah.
Untuk mengetahui hal ini, aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer
haruslah aliran listrik bolak-balik. Saat kumparan primer dihubungkan ke sumber
listrik AC, pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet(ggm) bersama yang
bolak-balik juga. Dengan adanya ggm ini, di sekitar kumparan primer timbul fluks
magnet bersama dan pada ujung-ujung kumparan sekunder timbul gaya gerak
listrik (ggl) induksi sekunder yang mungkin sama, lebih tinggi, atau lebih rendah
dari gaya gerak listrik primer. Hal ini tergantung pada transformasi kumparan
transformator. Jika kumparan sekunder dihubungkan kebeban, maka pada
kumparan sekunder timbul arus bolak-balik sekunder akibat adanya gaya gerak
listrik induksi sekunder. Hal ini mengakibatkan timbul gaya gerak magnet pada
kumparansekunder dan akibatnya pada beban timbul tegangan sekunder.
.
Gambar 2.2. Bagian–bagian transformator

7. Syahrul Ramazan 7
1320 4030 06
Keterangan gambar :
U1 : tegangan primer
U2: tegangan sekunder
I1: arus primer
I2: arus sekunder
ep: GGL induksi pada kumparan primer
es: GGL induksi pada kumparan sekunder
Np: lilitan primer
Ns: lilitan sekunder
Φb: fluks magnet bersama
Z : beban
2.2.3. Bagian Utama pada traformator daya
1. Inti Besi
Inti besi (electromagnetic circuit) digunakan sebagai media jalannya flux
yang timbul akibat induksi arus bolak balik pada kumparan yang mengelilingi
inti besi sehingga dapat menginduksi kembali ke kumparan yang lain. Dibentuk
dari lempengan–lempengan besi tipis berisolasi yang disusun sedemikian rupa.
2. Kumparan Transformator
Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang
membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari
kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi
maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak
dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
3. Minyak Transformator
Di dalam sebuah transformator terdapat dua komponen yang secara aktif
“membangkitkan” energi panas, yaitu besi (inti) dan tembaga (kumparan). Bila
energi panas tidak disalurkan melalui suatu sistem pendinginan akan
mengakibatkan besi maupun tembaga akan mencapai suhu yang tinggi, yang
akan merusak nilai isolasinya. Untuk maksud pendinginan itu, kumparan dan
inti dimasukkan ke dalam suatu jenis minyak, yang dinamakan minyak
transformator.
Minyak itu mempunyai fungsi ganda, yaitu pendinginan dan isolasi.
Fungsi isolasi ini mengakibatkan berbagai ukuran dapat diperkecil. Perlu
dikemukakan bahwa minyak transformator harus memiliki mutu yang tinggi
dan senantiasa berada dalam keadaan bersih. Disebabkan energi panas yang
dibangkitkan dari inti maupun kumparan, suhu minyak akan naik. Hal ini akan
mengakibatkan terjadinya perubahan-perubahan pada minyak transformator.

8. Syahrul Ramazan 8
1320 4030 06
4. Bushing
Bushing merupakan komponen penting dari transformator yang berada di
bagian luar transformator. Fungsinya sebagai penghubung antara kumparan
transformator dengan jaringan di luar transformator. Bushing terdiri dari
sebuah konduktor yang terhubung dengan kumparan yang berada di dalam
transformator dan konduktor tersebut diselubungi oleh bahan isolator. Bahan
isolator berfungsi sebagai media isolasi antara konduktor bushing dengan badan
tangki utama transformator. Secara garis besar, bushing terdiri dari empat
bagian utama, yaitu konduktor, isolator, klem koneksi, dan aksesoris.
5. Tangki Konservator
Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi
akan memuai sehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan
suhu operasi, maka minyak akan menyusut dan volume minyak akan turun.
Konservator digunakan untuk menampung minyak pada saat transformator
mengalamui kenaikan suhu. Seiring dengan naik turunnya volume minyak
dikonservator akibat pemuaian dan penyusutan minyak, volume udara didalam
konservator pun akan bertambah dan berkurang.
Penambahan atau pembuangan udara di dalam konservator akan
berhubungan dengan udara luar. Agar minyak isolasi transformator tidak
terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen dari luar, maka udara yang akan
masuk ke dalam konservator akan difilter melalui silica gel. Untuk menghindari
agar minyak trafo tidak berhubungan langsung dengan udara luar, maka saat ini
konservator dirancang dengan menggunakan brether bag/rubber bag, yaitu
sejenis balon karet yang dipasang di dalam tangki konservator.
2.2.4. Peralatan Bantu pada tranformator daya
1. Pendingin
Pendingin pada transformator berfungsi untuk menjaga agar transformator
bekerja pada suhu rendah. Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul
panas akibat rugi-rugi tembaga. Panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu
yang berlebihan dan hal ini akan merusak isolasi. Maka untuk mengurangi
kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan
sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator. Secara alamiah
media pendingin (minyak isolasi) mengalir karena perbedaan suhu tangki
minyak dan sirip-sirip transformator (radiator). Untuk mempercepat pendinginan
transformator dilengkapi dengan kipas yang dipasang di radiator transformator
dan pompa minyak agar sirkulasi minyak lebih cepat dan pendinginan lebih
optimal.

9. Syahrul Ramazan 9
1320 4030 06
2. Tap Charger
Tap changer merupakan alat penstabil tegangan keluaran pada sisi
sekunder transformator daya. Prinsip kerja alat ini adalah dengan mengubah
jumlah kumparan primer yang memiliki input tegangan yang berubah-ubah
untuk mendapatkan nilai tegangan output yang konstan.
3. Alat Pernapasan (Dehydrating Breather)
Perubahan temperatur didalam maupun diluar transformator
mengakibatkan perubahan pada temperatur minyak isolasi transformator.
Kualitas isolasi minyak transformator akan menurun bila di dalam kandungan
minyak tersebut terdapat banyak kandungan gas dan air. Gas-gas dan air
tersebut berasal dari kelembaban dan kontaminasi oksigen dari udara luar. Saat
level temperatur minyak meningkat, maka transformator akan mendesak udara
untuk keluar dari transformator. Dan sebaliknya, saat level temperatur minyak
menurun, maka udara luar akan masuk kembali ke dalam transformator. Untuk
mencegah terjadinya kontaminasi minyak transformator terhadap udara luar
yang masuk kembali ke transformator, maka sebuah transformator daya
dilengkapi dengan alat pernapasan berupa tabung yang berisi zat kristal (silica
gel) yang terpasang di bagian luar transformator.
4. NGR (Neutral Grounding Resistance)
NGR adalah sebuah tahanan yang dipasang serial dengan netral sekunder
pada transformator sebelum terhubung ke ground/tanah. Tujuan dipasangnya
NGR adalah untuk mengontrol besarnya arus gangguan yang mengalir dari sisi
netral ke tanah. Ada dua jenis NGR, yaitu liquid dan solid. Resistor pada liquid
menggunakan larutan air murni yang ditampung di dalam bejana dan
ditambahkan garam (NaCl) untuk mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan.
Sedangkan solid terbuat dari stainless steel, FeCrAl, Cast Iron, Copper Nickel
atau Nichrome yang diatur sesuai nilai tahanannya.
5. Indikator-indikator
Indikator transformator terdiri dari:
Indikator suhu minyak
Indikator permukaan minyak
Indikator suhu winding
Indikator kedudukan tap

10. Syahrul Ramazan 10
1320 4030 06
2.3. SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR
2.3.1. Relay Proteksi Generator
Bagian hulu dari sistem tenaga listrik adalah generator yang terdapat
dipusat listrik dan digerakkan oleh mesin penggerak mula (prime mover). Mesin
penggerak dalam pusat listrik berkaitan erat dengan instalasi mekanis dan
instalasi listrik dari pusat listrik. Generator sebagai sumber energi listrik dalam
sistem perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan
generator akan sangat menggangu jalannya operasi system tenaga listrik. Oleh
karenanya generator sedapat mungkin harus dilindungi terhadap semua
gangguan yang dapat merusak generator. Tetapi dilain pihak dari segi selektifitas
pengaman sistem diharapkan agar PMT generator tidak mudah trip terhadap
gangguan dalam system, karena lepasnya generator dari sistem akan
mempersulit jalannya operasi sistem tenaga listrik.PMT generator hanya boleh
bekerja apabila ada gangguan yang tepat ada didepan generator, didalam
generator atau pada mesin penggerak generator. Juga apabila terjadi kegagalan
dari PMT yang ada di depan PMT generator, baru PMT generator boleh
bekerja. Mengingat generator merupakan peralatan yang penting dan nilainya
juga cukup mahal, maka diusahakan pengaruh gangguan dibatasi sampai sekecil
mungkin. Antara lain dengan menditeksi keadaan gangguan secara tepat dan
mengisolasikan mesin terhadap sistem yang sehat secara cepat. Gangguan pada
generator antara lain dapat disebabkan oleh:
1. Beban lebih (overload).
2. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.
3. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.
4. Kehilangan medan penguat (loss of field).
5. Daya balik (motoring).
6. Arus tidak seimbang (unbalance current) pada stator.
7. Out of step.
Sebagian besar gangguan di atas perlu dihilangkan dengan cara
melepaskan generator terhadap sistem melalui pemutus tenaga utama (main
circuit breaker) dan bila memungkinkan melepas pemutus tenaga medan
penguat.

11. Syahrul Ramazan 11
1320 4030 06
Gambar. Bagan Generator dengan Mesin Penggerak dan Medan Penguat
Untuk jenis gangguan tertentu selain cara di atas, mesin penggerak
dihentikan beroperasi. Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang
diizinkan biasanya sistem hanya memberikan peringatan saja. Menentukan
tindakan seperti yang disebutkan di atas harus dilakukan secara cermat dan hati-
hati, karena kesalahan dalam menentukan dapat mempengaruhi tingkat
pelayanan yang baik.
2.3.2. Klasifikasi Gangguan Pada Generator
Secara teknis, terdapat beberapa macam gangguan yang mungkin terjadi
pada generator pembangkit tenaga listrik. Gangguan pada generator pembangkit
tenaga listrik tersebut dapat diklasifikasikan seperti berikut ini :
A. GANGGUAN LISTRIK/ELECTRICAL FAULT
Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi pada bagian-
bagian listrik dari generator. Gangguan-gangguan tersebut antara lain :
1. Hubung singkat 3 phasa
Terjadinya arus lebih pada stator yang dimaksud adalah arus lebih yang
timbul akibat terjadinya hubungan singkat 3 phasa/3 phase fault. Gangguan ini
akan menimbulkan loncatan bunga api dengan suhu yang tinggi yang akan
melelehkan belitan dengan resiko terjadinya kebakaran, jika isolasi tidak terbuat
dari bahan yang anti api atau nonflammable.
2. Hubung singkat 2 phasa
Gangguan hubung singkat 2 phasa/unbalance fault lebih berbahaya
dibanding gangguan hubung singkat 3 phasa/balance fault, karena disamping
akan terjadi kerusakan pada belitan akan timbul pula vibrasi pada kumparan
stator. Kerusakan lain yang timbul adalah pada poros/shaft dan kopling turbin
akibat adanya momen puntir yang besar.

12. Syahrul Ramazan 12
1320 4030 06
3. Stator hubung singkat 1 phasa ke tanah / stator ground fault
Kerusakan akibat gangguan 2 phasa atau antara konduktor kadang-kadang
masih dapat diperbaiki dengan menyambung taping atau mengganti sebagian
konduktor, tetapi kerusakan laminasi besi (iron lamination) akibat gangguan 1
phasa ke tanah yang menimbulkan bunga api dan merusak isolasi dan inti besi
adalah kerusakan serius yang perbaikannya dilakukan secara total. Gangguan
jenis ini meskipun kecil harus segera diproteksi.
4. Rotor hubung tanah / field ground
Pada rotor generator yang belitannya tidak dihubungkan oleh tanah
(ungrounded system). Bila salah satu sisi terhubung ke tanah belum menjadikan
masalah. Tetapi apabila sisi lainnya terhubung ke tanah, sementara sisi
sebelumnya tidak terselesaikan maka akan terjadi kehilangan arus pada
sebagian belitan yang terhubung singkat melalui tanah. Akibatnya terjadi
ketidakseimbangan fluksi yang menimbulkan vibrasi yang berlebihan serta
kerusakan fatal pada rotor.
5. Kehilangan medan penguat / Loss of excitation
Hilangnya medan penguat akan membuat putaran mesin naik, dan
berfungsi sebagai generator induksi. Kondisi ini akan berakibat pada rotor dan
pasak/slot wedges, akibat arus induksi yang bersirkulasi pada rotor. Kehilangan
medan penguat dapat dimungkinkan oleh :
a) Jatuhnya / trip saklar penguat (41AC)
b) Hubung singkat pada belitan penguat
c) Kerusakan kontak-kontak sikat arang pada sisi penguat
d) Kerusakan pada sistem AVR
6. Tegangan lebih / Over voltage
Tegangan yang berlebihan melampaui batas maksimum yang diijinkan
dapat berakibat tembusnya (breakdown) design insulasi yang akhirnya akan
menimbulkan hubungan singkat antara belitan. Tegangan lebih dapat
dimungkinkan oleh mesin putaran lebih/overspeed atau kerusakan pada pengatur
tegangan otomatis/AVR.

13. Syahrul Ramazan 13
1320 4030 06
B. GANGGUAN MEKANIS/PANAS (MECHANICAL/THERMAL FAULT)
Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul atau terjadi akibat adanya
gangguan mekanik dan panas pada Generator, antara lain :
1. Generator berfungsi sebagai motor (motoring)
Motoring adalah peristiwa berubah fungsi generator menjadi motor akibat
daya balik (reverse power). Daya balik terjadi disebabkan oleh turunnya daya
masukkan dari penggerak utama (prime mover). Dampak kerusakan akibat
peristiwa motoring adalah lebih kepada penggerak utama itu sendiri. Pada turbin
uap, peristiwa motoring akan mengakibatkan pemanasan lebih pada sudut-
sudutnya, kavitasi pada sudut-sudut turbin air, dan ketidak stabilan pada sudut
turbin gas.
2. Pemanasan lebih setempat
Pemanasan lebih setempat pada sebagian stator dapat dimungkinkan oleh :
a) Kerusakan laminasi
b) Kendornya bagian-bagian tertentu di dalam generator seperti : pasak-pasak
stator (stator wedges).
3. Kesalahan paralel
Kesalahan dalam memparalel generator karena syarat-syarat sinkron tidak
terpenuhi dapat mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan kopling
generator, dan penggerak utamanya karena terjadinya momen puntir.
Kemungkinan kerusakan lain yang timbul, kerusakan PMT dan kerusakan pada
kumparan stator akibat adanya kenaikan tegangan sesaat.
4. Gangguan pendingin stator
Gangguan pada media sistem pendingin stator (pendingin dengan media
udara, hidrogen, atau air) akan menyebabkan kenaikan suhu belitan stator.
Apabila suhu belitan melampaui batas ratingnya akan berakibat kerusakan belitan.
C. GANGGUAN SISTEM (SYSTEM FAULT)
Generator dapat terganggu akibat adanya gangguan yang dating/terjadi
pada sistem. Gangguan-gangguan sistem yang terjadi umumnya adalah :
1. Frekuensi operasi yang tidak normal (abnormal frequency operation)
Perubahan frekuensi keluar dari batas-batas normal di sistem dapat berakibat
ketidakstabilan pada turbin generator. Perubahan frekuensi sistem dapat
dimungkinkan oleh tripnya unit-unit pembangkit atau penghantar (transmisi).

14. Syahrul Ramazan 14
1320 4030 06
2. Lepas sinkron (Loss of synhcron)
Adanya gangguan di sistem akibat perubahan beban mendadak, switching,
hubung singkat dan peristiwa yang cukup besar akan menimbulkan
ketidakstabilan sistem. Apabila peristiwa ini cukup lama dan melampaui batas-
batas ketidakstabilan generator, generator akan kehilangan kondisi paralel.
Keadaan ini akan menghasilkan arus puncak yang tinggi dan penyimpangan
frekuensi operasi yang keluar dari seharusnya sehingga akan menyebabkan
terjadinya stress pada belitan generator, gaya puntir yang berfluktuasi serta
resonansi yang akan merusak turbin generator. Pada kondisi ini generator harus
dilepas dari sistem.
3. Arus beban kumparan yang tidak seimbang (unbalance armature current)
Pembebanan yang tidak seimbang pada sistem/adanya gangguan 1 phasa
dan 2 phasa pada sistem yang menyebabkan beban generator tidak seimbang yang
akan menimbulkan arus urutan negatif. Arus urutan negatif yang melebihi batas,
akan mengiduksikan arus medan yang berfrekuensi rangkap yang arahnya
berlawanan dengan putaran rotor akan menyebabkan adanya pemanasan lebih dan
kerusakan pada bagian-bagian konstruksi rotor.
D. SISTEM RELAY PROTEKSI GENERATOR
Relay proteksi utama yang digunakan pada generator yang ada di
pembangkit, antara lain adalah :
Penempatan Peralatan Pengaman Elektris pada Generator
o Differential Relay:
Differential Relay untuk melindungi generator dari gangguan akibat
hubung singkat (short circuit) antar fasa-fase atau fase ke tanah. Cara kerja relay
differensial adalah dengan cara membandingkan arus pada sisi primer dan sisi
sekunder, Dalam kondisi normal jumlah arus yang mengalir melalui peralatan

15. Syahrul Ramazan 15
1320 4030 06
listrik yang diproteksi bersirkulasi melalui loop pada kedua sisi di daerah kerja.
Jika terjadi gangguan didalam daerah kerja relay differensial, maka arus dari
kedua sisi akan saling menjumlah dan relay akan memberi perintah kepada
PMT/CB untuk memutuskan arus.
Stator Earth Fault Relay:
Stator Earth Fault Relay untuk mendeteksi gangguan pentanahan atau
grounding pada generator. Ground fault dideteksi dengan mem-biased rangkaian
medan dengan tegangan DC, yang menyebabkan akan ada arus mengalir melalui
relay jika terjadi gangguan tanah.
Rele Tegangan Lebih (Over voltage Relay)
Pada generator yang besar umumnya menggunakan sistem pentanahan
netral melalui transformator dengan tahanan di sisi sekunder. Sistem pentanahan
ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai impedansi yang tinggi sehingga dapat
membatasi arus hubung singkat agar tidak menimbulkan bahaya kerusakan pada
belitan dan saat terjadi gangguan hubung singkat stator ke tanah. Arus hubung
singkat yang terjadi di sekitar titik netral relatif kecil sehinga sulit untuk dideteksi
oleh rele differensial. Dengan dipasang transformator tegangan, arus yang kecil
tersebut akan mengalir dan menginduksikan tegangan pada sisi sekunder
transformator. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan rele pendeteksi tegangan
lebih yang dipasang pada sisi sekunder transformator tegangan. egangan yang
muncul pada sisi sekunder transformator tegangan akan membuat rele tegangan
berada pada kondisi mendeteksi apabila perubahan tegangan melebihi nilai
settingnya dan generator akan trip. Rangkaian ini sangat baik karena dapat
membatasi aliran arus nol yang mengalir ke dalam generator ketika terjadi hubung
singkat fasa ke tanah di sisi tegangan tinggi transformator tegangan. Akan tetapi
karena efek kapasitansi pada kedua belitan transformator dapat menyebabkan
adanya arus bocor urutan nol yang dapat mengaktifkan rele tegangan lebih di sisi
netral generator. Dengan demikian rele tegangan lebih yang dipasang harus
mempunyai waktu tunda yang dapat dikoordinasikan dengan rele di luar
generator. Adapun penyebab overvoltage adalah sebagai berikut:
Kegagalan AVR.
Kesalahan operasi sistem eksitasi.
Pelepasan beban saaat eksitasi dikontrol secara manual.
Pemisahan generator dari sistem saat islanding.

16. Syahrul Ramazan 16
1320 4030 06
Rele Gangguan Rotor Hubung Tanah (Rotor Earth Fault Relay)
Hubung tanah dalam sirkuit rotor, yaitu hubung singkat antara konduktor
rotor dengan badan rotor dimana dapat menimbulkan distorsi medan magnet yang
dihasilkan rotor dan selanjutnya dapat menimbulakn getaran (vibrasi) berlebihan
dalam generator. Oleh karena itu, hal ini harus dihentikan oleh rele rotor hubung
tanah. Karena sirkuit rotor adalah sirkuit arus searah, maka rele rotor hubung
tanah pada prinsipnya merupakan rele arus lebih untuk arus searah
Rele Kehilangan Medan Penguat Rotor (Lost of Rotor Excitation Relay)
Hilangnya medan penguat pada rotor akan mengakibatkan generator
kehilangan sinkronisasi dan berputar di luar kecepatan sinkronnya sehingga
generator beroperasi sebagai generator asinkron. Daya reaktif yang diambil dari
sistem ini akan dapat melebihi rating generator sehingga menimbulkan overload
pada belitan stator dan menimbulkan overheat yang menimbulkan penurunan
tegangan generator. Hilangnya medan penguat rotor dapat dideteksi dengan
kumparan yang dipasang paralel dengan main exciter dan kumparan rotor
generator. Pada kumparan ini akan mengalir arus yang apabila nilainya kurang
dari arus setting yang diinginkan, maka akan membuat rele mengeluarkan sinyal
alarm atau trip.
Rele Arus Lebih (Over current Relay)
Rele ini berfungsi mendeteksi arus lebih yang mengalir dalam kumparan
stator generator. Arus yang berlebihan dapat terjadi pada kumparan stator
generator atau di dalam kumparan rotor. Arus yang berlebihan pada kumparan
stator dapat terjadi karena pembebanan berlebihan terhadap generator.
Adapun single line diagramrele arus lebih adalah sebagai berikut :
Single Line Diagram Rele Arus Lebih

17. Syahrul Ramazan 17
1320 4030 06
Keterangan, CB = Circuit Breaker
TC = Trip Coil CB
I = Arus yang mengalir pada saluran yang diamankan
CT = Transformator Arus
Ir = Arus yang mengalir pada rele
C = Rele arus lebih
Ip = Arus pick-up dari rele
Rele Kehilangan Sinkronisasi (Out of Synchronism Relay)
Peristiwa lepasnya sinkronisasi pada generator yang sedang beroperasi
disebabkan oleh generator yang beroperasi melampaui batas stabilnya. Yang
dimaksud dengan stabilitas adalah kemampuan sistem untuk kembali bekerja
normal setelah mengalami sesuatu seperti perubahan beban, switching, dan
gangguan lain. Gangguan tersebut akan berdampak pada tidak sinkron-nya
tegangan generator dan sistem. Untuk mengamankan generator yang berkapasitas
beban besar terhadap peristiwa ayunan beban dari kondisi tak sinkron digunakan
rele lepas sinkron. Rele ini mendeteksi besar impedansi (arus dan tegangan
sistem). Apabila kondisi sistem akan memasuki impedansi generator maka rele
tersebut akan mengaktifkan rele untuk trip PMT generator. Rele impedansi
merupakan backupbagi rele ini.
Rele Daya Balik (Reverse Power Relay)
Rele daya balik berfungsi untuk mendeteksi aliran daya balik aktif yang
masuk pada generator. Berubahnya aliran daya aktif pada arah generator akan
membuat generator menjadi motor, dikenal sebagai peristiwa motoring. Pengaruh
ini disebabkan oleh pengaruh rendahnya input daya dari prime mover. Bila daya
input ini tidak dapat mengatasi rugi-rugi daya yang ada maka kekurangan daya
dapat diperoleh dengan menyerap daya aktif dari jaringan. Selama penguatan
masih ada maka aliran daya aktif generator sama halnya dengan saat generator
bekerja sebagai motor, sehingga daya aktif masuk ke generator dan daya reaktif
dapat masuk atau keluar dari generator.Peristiwa motoring ini dapat juga
menimbulkan kerusakan lebih parah pada turbin ketika aliran uap berhenti.
Temperatur sudu-sudu akan naik akibat rugi gesekan turbin dengan udara. Untuk
itu di dalam turbin gas dan uap dilengkapi sensor aliran dan temperatur yang
dapat memberikan pesan pada rele untuk trip. Akan tetapi pada generator juga
dipasng rele daya balik yang berfungsi sebagai cadangan bila pengaman di turbin
gagal bekerja.

18. Syahrul Ramazan 18
1320 4030 06
Negative Phase Sequence Relay:
Negative Phase Sequence Relay untuk melindungi generator dari arus
lebih urutan fasa negative yang disebabkan oleh beban yang tidak seimbang.
Out of Step Relay:
Out of Step Relay untuk melindungi generator dari Power Swing akibat
perubahan beban dari sistem transmisi yang dapat menyebabkan operasi generator
tidak sinkron.
Over excitationV/H z Relay:
Over excitationV/H z Relay untuk melindungi generator dari kejenuhan
inti yang dapat menyebabkan kenaikan tegangan.
Rele Gangguan Frekuensi (Frequency Fault Relay)
Rele ini berfungsi untuk mendeteksi adanya perubahan frekuensi dalam
nilai yang besar secara tiba – tiba. Kisaran frekuensi yang diijinkan adalah ±3%
sampai ±7% dari nilai frekuensi nominal. Penurunan frekuensi disebabkan oleh
adanya kelebihan permintaan daya aktif di jaringan atau kerusakan regulator
frekuensi. Frekuensi yang turun menyebabkan naiknya arus magnetisasi pada
generator yang akan menaikkan temperatur. Pada turbin uap, hal tersebut akan
mereduksi umur blade pada rotor. Kenaikan frekuensi disebabkan oleh adanya
penurunan permintaan daya aktif pada jaringan atau kerusakan regulator
frekuensi.
Reverse Power Relay:
Reverse Power Relay untuk menditeksi adanya daya balik/aliran arus dari
sistem jaringan yang akan menyebabkan generator bekerja sebagai motor.
Klasifikasi Relay Proteksi Generator :
1. Berdasarkan prinsip kerja :
Relay Elektromagnetis
Relay Termis
Relay Elektronis
Rele Induksi
Rele Gulungan Putar
Rele Elektrodinamik
2. Berdasarkan konstruksi :
Tipe Angker Tarikan
Tipe Batang Seimbang
Tipe Cakram Induksi
Tipe Kumparan Bergerak

19. Syahrul Ramazan 19
1320 4030 06
3. Berdasarkan besaran yang diukur :
Relay Tegangan
Relay Arus
Relay Impedansi
Relay Frekuensi
4. Berdasarkan cara kerja kontrol elemen :
Direct acting, kontrol elemen bekerja langsung memutuskan aliran
Indirect acting, kontrol elemen hanya digunakan untuk menutup kontak suatu
peralatan lain
5. Berdasarkan karakteristik :
Instantaneous
Definite time delay, relay yang bekerja dengan kelambatan waktu
Inverse
2.4. SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA
Relai yang biasa digunakan pada sebuah transformator daya sebagai
pengaman pada saat terjadi gangguan adalah:
1. Relai Bucholz
Relai bucholz dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun
dari OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah dikedua pipa
tersebut dipasang relai bucholz. Relai bucholz berfungsi untuk mendeteksi dan
mengamankan gangguan di dalam transformator yang menimbulkan gas. Selama
transformator beroperasi normal, relai akan terisi penuh dengan minyak.
Pelampung akan berada pada posisi awal.
Bila terjadi gangguan yang kecil didalam tangki transformator, misalnya
hubung singkat dalam kumparan, maka akan menimbulkan gas. Gas yang
terbentuk akan berkumpul dalam relai pada saat perjalanan menuju tangki
konservator, sehingga level minyak dalam relai turun dan akan mengerjakan
kontak alarm (kontak pelampung atas). Bila level minyak transformator turun
secara perlahan-lahan akibat dari suatu kebocoran, maka pelampung atas akan
memberikan sinyal alarm dan bila penurunan minyak tersebut terus berlanjut,
maka pelampung bawah akan memberikan sinyal trip. Bila terjadi busur api yang
besar, kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat dan timbul surja tekanan pada
minyak yang bergerak melalui pipa menuju ke relai Bucholz.
Analisa gas yang terkumpul didalam relai bucholz:

20. Syahrul Ramazan 20
1320 4030 06
· H2 dan C2H2
Menunjukkan adanya busur api pada minyak antara bagian-bagian konstruksi.
· H2, C2H2 dan CH4
Menunjukkan adanya busur api sehingga isolasi phenol terurai, misalnya
terjadi gangguan pada sadapan.
· H2, C2H4 dan C2H2
Menunjukkan adanya pemanasan pada sambungan inti.
· H2, C2H, CO2 dan C3H4
Menunjukkan adanya pemanasan setempat pada lilitan inti.
2. Relai Jansen
Tap changer adalah alat yang terpasang pada transformator yang berfungsi
untuk mengatur tegangan keluaran (sekunder) akibat beban maupun variasi
tegangan pada sistem masukannya (input). Tap changer umumnya dipasang pada
ruang terpisah dengan ruang untuk tempat kumparan, dimaksudkan agar minyak
tap changer tidak bercampur dengan minyak tangki utama. Untuk mengamankan
ruang diverter switch apabila terjadi gangguan pada sistem tap changer,
digunakan pengaman yang biasa disebut rele jansen (buchholtnya tap changer).
Rele jansen dipasang antara tangki tap changer dengan konservator minyak tap
changer.
Prinsip kerja rele jansen, yaitu :
1) Rele buchholz tap changer (jansen) untuk mengamankan ruangan beserta isinya
dari diverter switch.
2) Rele jansen akan bekerja apabila ada desakan tekanan yang terjadi akibat flash
over antar bagian bertegangan atau bagian bertegangan dengan body atau ada
desakan aliran minyak karena gangguan eksternal.
3) Prinsipnya ada aliran minyak yang deras, ada tekanan minyak sehingga ada
minyak mengalir ke konservator, goncangan minyak yang cukup besar, dan
semua itu menyebabkan katup akan berayun dan megerjakan kontak triping,
akhirnya melepas gangguan.
3. Relai Tekanan Lebih (Sudden Pressure Relay)
Relai tekanan lebih berfungsi hampir sama seperti relai buchollz yaitu
mengamankan transformator dari gangguan internal. Bedanya relai ini hanya
bekerja apabila terjadi kenaikan tekanan gas tiba-tiba yang disebabkan oleh
hubung singkat.
· Tipe Membran
Plat tipis yag didesain sedemikian rupa yang akan pecah bila menerima
tekanan melebihi disainnya. Membran ini hanya sekali pakai sehingga bila
pecah harus diganti baru.
· Pressure Relief Valve
Suatu katup yang ditekan oleh sebuah pegas yang didesain sedemikian rupa
sehingga apabila terjadi tekanan didalam transformator melebihi tekanan pegas

21. Syahrul Ramazan 21
1320 4030 06
maka akan membuka dan membuang tekanan keluar bersama-sama sebagian
minyak. Katup akan menutup kembali apabila tekanan didalam transformator
turun atau lebih kecil dari tekanan pegas.
4. Relay HV/ LV Winding Temperature
1. Relay HV/LV Winding Temperature bekerja apabila suhu kumparan trafo
melebihi setting dari pada relai HV/LV Winding, besarnya kenaikan suhu adalah
sebanding dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo. Urutan kerja
relai suhu kumparan/ winding ini dibagi 2 tahap:
· Mengerjakan alarm (winding temperature alarm)
· Mengerjakan perintah trip ke PMT (winding temperature trip)
2. Relai HV/LV Oil temperature bekerja apabila suhu minyak trafo melebihi
setting dari pada relai HV/LV oil. Besarnya kenaikan suhu adalah sebanding
dengan faktor pembebanan dan suhu udara luar trafo. Urutan kerja relai suhu
minyak/ oil ini dibagi 2 tahap:
· Mengerjakan alarm (oil temperatur alarm)
· Mengerjakan perintah trip ke PMT (oil temperature trip)
5. Relai Arus Lebih (Over Current Relay)
Relai arus lebih bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi
suatu nilai pengaman yang telah ditentukan dan dalam jangka waktu yang telah
ditetapkan. Relai arus lebih akan pick up jika besar arus melebihi nilai setting.
Pada proteksi transformator daya, relai arus lebih digunakan sebagai tambahan
bagi relai differensial untuk memberikan tanggapan terhadap gangguan luar.
Relai ini digunakan untuk mengamankan peralatan terhadap gangguan hubung
singkat antar fasa, hubung singkat satu fasa ke tanah dan beberapa hal dapat
digunakan sebagai pengaman beban lebih.
6. Relai Tangki Tanah
Berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap hubung singkat antara fasa
dengan tangki trafo dan titik netral trafo yang ditanahkan.Relai 51G yang
terpasang, mendeteksi arus gangguan dari tangki trafo ketanah, kalu terjadi
kebocoran isolasi dari belitan trafo ke tangki, arus yang mengalir ketanah akan
dideteksi relai arus lebih melalui CT. Relai akan mentripkan PMT di kedua sisi
(TT dan TM). Jadi arus gangguan kembali kesistem melalui pembumian trafo.
7. Restricted Earth Fault (REF)
Relai gangguan tanah terbatas atau Restricted Earth Fault (REF) untuk
mengamankan transformator bila ada gangguan satu fasa ketanah didekat titik
netral transformator yang tidak dirasakan oleh rele diferensial

22. Syahrul Ramazan 22
1320 4030 06
8. Relai Diferensial (Differential Relay)
Relai diferensial berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap
gangguan hubung singkat yang terjadi di dalam daerah pengaman transformator.
Relai ini merupakan pengaman utama (main protection) yang sangat selektif dan
cepat sehingga tidak perlu dikoordinir dengan relai lain dan tidak memerlukan
time delay. Prinsip dari relai ini yaitu membandingkan arus yang masuk
keperalatan dengan arus yang keluar dari peralatan tersebut.
2.5. SISTEM PROTEKSI JARINGAN DISTRIBUSI
2.5.1. Sistem Distribusi Daya Listrik
Sistem distribusi daya listrik meliputi semua Jaringan Tegangan
Menengah (JTM) 20 KV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220
Volt hingga ke meter-meter pelanggan. Pendistribusian daya listrik dilakukan
dengan menarik kawat – kawat distribusi melalui penghantar udara. Penghantar
bawah tanah dari mulai gardu induk hingga ke pusat – pusat beban. pada sistem di
ranting Galang ada terpasang jaringan bawah tanah karena keadaan kota atau
daerahnya belum memungkinkan untuk dibangun jaringan tersebut. jadi untuk
daerah ini tetap disuplai melalui hantaran udara 3 phasa 3 kawat.
Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo-trafo
distribusi, dimana tegangan distribusi 20 KV diturunkan ke level tegangan yang
lebih rendah menjadi 380/220 Volt. Dari trafo-trafo ini kemudian para pelanggan
listrik dilayani dengan menarik kabel-kabel tegangan rendah menjelajah ke
sepanjang pusat-pusat pemukiman, baik itu komersial maupun beberapa industri
yang ada disini. Tenaga listrik yang lazim digunakan dalam kehidupan sehari-hari
untuk mengoperasikan peralatan-peralatan tersebut adalah listrik dengan tegangan
yang rendah (380/220 Volt). Sedangkan tenaga listrik yang bertegangan
menengah (sistem 20 KV) dan tegangan tinggi (sistem 150 KV) hanya
dipergunakan sebagai sistem penyaluran (distribusi dan transmisi) untuk jarak
yang jauh. Hal ini bertujuan untuk kehandalan sistem karena dapat memperkecil
rugirugi daya dan memliki tingkat kehandalan penyaluran yang tinggi, disalurkan

23. Syahrul Ramazan 23
1320 4030 06
melalui saluran transmisi ke berbagai wilayah menuju pusat-pusat pelanggan.
Gambar 5.1. Diagram satu garis sistem penyaluran Tenaga Listrik
Keterangan dari gambar:
1. Saluran distribusi adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan
tegangan dari gardu distribusi ke trafo distribusi ataupun trafo pemakaian
sendiri bagi konsumen besar.
2. Trafo distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan 20 KV dari Jaringan
Tegangan Menengah (JTM) menjadi tegangan rendah 380/220 Volt.
Tegangan rendah inilah yang kemudian didistriibusikan ke pelanggan kecil
melalui jaringan tegangan rendah (JTR) yang berupa sistem 3 phasa empat
kawat.
3. Konsumen besar adalah konsumen yang menggunakan energi yang besar
yang biasanya langsung mengambil sumber listrik dari gardu terdekat
untuk kemudian disalurkan ke Gardu Induk (GI ) pemakaian sendiri.
4. Konsumen biasa adalah konsumen-konsumen yang menggunakan tenaga
istrik dengan level tegangan rendah (380/220 Volt) seperti rumah tangga,
industri kecil, perkantoran, pertokoan dan sebagainya.

24. Syahrul Ramazan 24
1320 4030 06
2.5.2. Pembagian Jaringan Distribusi
Jaringan distribusi adalah kumpulan dari interkoneksi bagian-bagian
rangkaian listrik dari sumber daya ( Trafo Daya pada GI distribusi ) yang besar
sampai saklar-saklar pelayanan pelanggan. Secara garis besar jaringan distribusi
dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :
1. Distribusi Primer
Distribusi primer adalah jaringan distribusi daya listrik yang bertegangan
menengah (20 KV). Jaringan distribusi primer tersebut merupakan jaringan
penyulang. Jaringan ini berawal dari sisi skunder trafo daya yang terpasang pada
gardu induk hingga kesisi primer trafo distribusi yang terpasang pada tiang-tiang
saluran.
2. Distribusi Sekunder
Distribusi skunder adalah jaringan daya listrik yang termasuk dalam
kategori tegangan rendah (sistem 380/220 Volt), yaitu rating yang sama dengan
tegangan peralatan yang dilayani. Jaringan distribusi skunder bermula dari sisi
skunder trafo distribusi dan berakhir hingga ke alat ukur (meteran) pelanggan.
Sistem jaringan distribusi sekunder ini disalurkan kepada para pelanggan melalui
kawat berisolasi. Penyulang pahat merupakan salah satu Feder Utama 20 KV yang
mendistribusikan daya ke konsumen yang sebelumnya melalui sistem
pendistribusisn tegangan yaitu melalui penurunan tegangan 20 KV –380/220 Volt
melalui tranformator step down.
2.5.3. Peralatan Sistem Distribusi
Jaringan distribusi yang baik adalah jaringan yang memiliki perlengkapan
dan peralatan yang cukup lengkap, baik itu peralatan guna kontruksi maupun
peralatan proteksi. Untuk jaringan distribusi sistem saluran udara, peratan-
peralatanm proteksi dipasangkan diatas tiang-tiang listrik berdekatan dekat letak
pemasangan trafo, perlengkapan utama pada sistem distribusi tersebut antara lain:
1. Tiang
Berfungsi Untuk meletakkan penghantar serta perlengkapan system seperti
transformator, Fuse, isolator, arrester, recloser dan sebagainya. Tiang dibagi
menjadi 3 jenis yaitu tiang kayu, besi dan beton sesuai dengan fungsi bawah
tanah.
2. Penghantar
Berfungsi sebagai penyalur arus listrik dari trafo daya pada gardu induk
ke konsumen. Kebanyakan penghantar yang digunakan pada sistem distribusi.
Begitu juga dengan beberapa kawat jaringan bawah tanah.
3. Kapasitor
Berfungsi untuk memperbesar factor daya pada system penyaluran.

25. Syahrul Ramazan 25
1320 4030 06
3. Recloser
Berfungsi untuk memutuskan saluran secara otomatis ketika terjadi
gangguan dan akan segera menutup kembali beberapa waktu kemudian sesuai
dengan setting waktunya. Biasanya alat ini disetting untuk dua kali bekerja,
yaitu dua kali pemutusan dan dua kali penyambungan . Apabila hingga kerja
recloser yang kedua keadaan masih membuka dan menutup, berarti telah
terjadi gangguan permanen.
4. Fuse
Berfungsi untuk memutuskan saluran apabila terjadi gangguan beban lebih
maupun adanya gangguan hubung singkat.
6. PMT
Berfungsi untuk memutuskan saluran secara keseluruhan pada tiap out put.
Pemutusan dapat terjadi karena adanya gangguan sehingga secara otomatis
PMT akan membuka ataupun secara manual diputuskan karena adanya
pemeliharaan jaringan.
7. Tansformator
Berfungsi untuk menurunkan level tegangan sehingga sesuai dengan
tegangan kerja yang diinginkan
8. Isolator
Berfungsi untuk melindungi kebocoran arus dari penghantar ke tiang
maupun ke penghantar lainnya.
Perlengkapan – perlengkapan diatas sangat penting keberadaannya, terutama
untuk peralatan proteksi. Agar dapat bekerja dengan baik dan terjaminnya
kontinuitas pelayanan, maka harus dilakukan pemeliharaan secara rutin untuk
mengetahui kerusakan dan kehandalan dari masing-masing peralatan tersebut.
Pemeliharan peralatan yang rutin sangat penting dilakukan agar setiap saat
dapat diawasi keadaannya apakah masih layak dipakai atau tidak.
2.5.4. Transformator Distribusi
Transformator adalah salah komponen elektro yang berkerja untuk
menaikan tegangan serta menurunkan tegangan dengan perinsip kerja gandengan
elektromagnetik. Dalam sistem distribusi tenaga listrik transformator dapat dibagi
berdasarkan sistem kerja menjadi dua macam yaitu: 1. Transformator Step Up (
11,6 KV menjadi 150 KV ) 2. Transformator Down ( 150 KV menjadi 20 KV )
dan ( 20 KV menjadi 380 / 220 Volt ) Sistem distribusi menggunakan jenis
transformator step down untuk menghasilkan tegangan yang diinginkan.
Berdasarkan jenis belitan transformator yang digunakan maka dalam sistem
tenaga listrik terdapat dua macam jenis belitan antara lain:

26. Syahrul Ramazan 26
1320 4030 06
1. Belitan bintang
2. Belitan delta
2.5.5. Arrester
Arrester adalah suatu alat untuk melindungi isolasi atau peralatam listrik
terhadap tegangan lebih yang diakibatkan oleh sambaran petir atau tegangan
transient yang tinggi dari suatu penyambungan atau pemutusan rangkaian
(sirkuit), dengan jalan mengalirkan arus denyut (Surge Current) ketanah serta
membatasi berlangsungnya arus ikutan (Follow Current) serta mengembalikan
keadaan jaringan ke keadaan semula tanpa mengganggu sistem.
1. Prinsip Kerja Arrester
Bagi sebuah arester bila terjadi tegangan lebih pada jaringan , arester
berkerja dengan mengalirkan arus surge ( Surge Current ) ketanah , kemudian
setelah tegangan normal kembali, arester tersebut harus segera memutus arus
yang mengikuti kemudian Follow Current.
2. Karakteristik Arrester
Sebuah alat pengamanan memiliki beberapa karakteristik begitu juga
dengan arrester yang memiliki beberapa karakteristik antara lain :
a. Pada tegangan operasional, harus mempunyai impedansi yang sangat tinggi
atau tidak menarik arus listrik
b. Bila mendapat tegangan transient abnormal diatas harga tegangan tembusnya
harus tembus ( Break Down ) dengan cepat.
c. Arus pelepasan selama Break Down ( Tembus ) tidak boleh melebihi arus
pengelepasan nominal supaya tidak merusak.
d. Arus dengan frekwensi normal harus diputuskan dengan segera apabila
tegangan transien telah turun dibawah harga tegangan tembusnya.

27. Syahrul Ramazan 27
1320 4030 06
2.5.6. Recloser(Pemutus Balik Otomatis)
Salah satu tujuan pengamanan sistem tenaga listrik ialah terjaminnya
penyaluran tenaga listrik, artinya bila terjadi gangguan (misalnya gangguan pada
sistem distribusi yang sering terjadi) kalau mungkin tidak menimbulkan
pemutusan daya, ataupun bila terpaksa, pemutusan tersebut diusahakan sesingkat
mungkin. Peralatan yang bertugas untuk memberikan perintah memutus /
menghubungkan daya secara otomatis adalah Pemutus Balik Otomatis(PBO) atau
Recloser. Dengan penambahan rele penutup balik maka gangguan sementara tidak
mengakibatkan pemutusan daya secara keseluruhan, atau hanya terjadi pemutusan
daya dalam waktu yang sangat singkat (beberapa detik). Klasifikasi Recloser
Recloser dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Menurut jumlah fasanya – Fasa tunggal – Fasa tiga
b. Menurut media peredam busur api – Media minyak 6 – Media hampa udara
(vacum)
c. Menurut peralatan pengendalinya – Pengaturan hidrolik – Pengaturan
elektronik.
2.5.7. Sectionalizer
Sectionalizer atau yang disebut juga saklar seksi otomatis (SSO) adalah
sebuah alat pemutus beban yg secara otomatis dapat dibebankan, seksi-seksi
yang tergantung dari suatu sistem distribusi atau dapat melokalisasi gangguan
pada seksi yang terganggu, sehingga sistem yang tidak mengalami gangguan
tetap mendapat energi listrik.
Saklar seksi otomatis (SSO) bekerja sendiri untuk membuka rangkaian
setelah perhitungan operasi pemutusan dari peralatan-peralatan disisi
sumbernya, dan pembukaannya dilakukan pada saat peralatan disisi sumber
sedang dalam posisi terbuka. Dalam pemasangannya dapat diperlihatkan pada
bagan dibawah ini:

28. Syahrul Ramazan 28
1320 4030 06
BAB III
PENUTUP
1. KESIMPULAN
1. Current transformer (CT) atau Trafo Arus adalah peralatan pada
sistem tenaga listrik yang berupa trafo yang digunakan untuk
pengukuran arus yang besarnya hingga ratusan ampere dan arus yang
mengalir pada jaringan tegangan tinggi.
2. Transformator adalah suatu alat listrik statis yang dipergunakan untuk
mengubah tegangan bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah
dan digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik
ke rangkaian lainnya tanpa merubah frekuensi.
3. Generator sebagai sumber energi listrik dalam sistem perlu diamankan
jangan sampai mengalami kerusakan karena kerusakan generator akan
sangat menggangu jalannya operasi system tenaga listrik.
4. Sistem Proteksi adalah susunan perangkat proteksi secara lengkap
yang terdiri dari perangkat utama dan perangkat-perangkat lain yang
dibutuhkan untuk melakukan fungsi tertentu berdasarkan prinsip-
prinsip proteksi sesuai dengan definisi yang terdapat pada standar IEC
6255-20.
5. Proteksi Sistem Tenaga Listrik adalah sistem proteksi yang dilakukan
kepada peralatan-peralatan listrik yang terpasang pada suatu sistem
tenaga misalnya generator, transformator jaringan dan lain-lain,
terhadap kondisi tidak normal operasi sistem itu sendiri.
2. SARAN
Penulis dalam kesempatan ini menyarankan kepada segenap
mahasiswa dan pembaca makalah yang berhubungan dengan isi makalah
ini, supaya memberikan kritikan atau saran yang dapat membangun untuk
penyusunan makalah yang akan mendatang.

29. Syahrul Ramazan 29
1320 4030 06
DAFTAR PUSTAKA
ABB. 2007. “ANSI / IEC three-phase recloser
OVR” http://www.abb.comDownload 16th November 2007
Arismunandar, A dan Kuwahara, S. 1972. Teknik Tenaga Listrik, jilid III gardu
induk.Jakarta: PT. Pradnya Paramita
http://unimed-proteksisistemtenagalistrik.blogspot.com/
https://ugmmagatrika.wordpress.com/2014/04/26/pembagian-jaringan-
distribusi-dan-sistem-proteksinya/
http://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2013/04/relay-proteksi-generator.html