20 BAB III PERACANGAN DAN SISTEM Diagram Alir Perancangan dan Pembuatan Sistem Untuk melakukan penelitian perencanaan reduksi bahaya arc flash pada sistem kelistrikan pabrik indarung VI PT. Semen padang, dapat dilakukan dengan beberapa langkah seperti digambarkan dalam diagram alir berikut ini : START Pengumpulan Data dan Literatur Pemodelan Single Line Diagram Sistem pada software ETAP Simulasi dan analisis Hubung Singkat Simulasi dan Analisis Koordinasi Sistem Proteksi Sistem Koordinasi Aman ? Resetting /Add Protection Tidak Simulasi Arc Flash Ya Bahaya Arc Flash Aman ? Tidak Pembuatan Laporan Ya STOP Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir
16
Embed
BAB III PERACANGAN DAN SISTEMeprints.umm.ac.id/39982/4/BAB 3.pdf · Sistem Kelistrikan Sistem kelistrikan di pabrik indarung VI PT. Semen Padang memiliki sistem kelistrikan yang cukup
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
20
BAB III
PERACANGAN DAN SISTEM
Diagram Alir Perancangan dan Pembuatan Sistem
Untuk melakukan penelitian perencanaan reduksi bahaya arc flash pada
sistem kelistrikan pabrik indarung VI PT. Semen padang, dapat dilakukan dengan
beberapa langkah seperti digambarkan dalam diagram alir berikut ini :
START
Pengumpulan Data dan Literatur
Pemodelan Single Line Diagram Sistem pada software ETAP
Simulasi dan analisis Hubung Singkat
Simulasi dan Analisis Koordinasi Sistem Proteksi
Sistem Koordinasi Aman ? Resetting /Add ProtectionTidak
Simulasi Arc Flash
Ya
Bahaya Arc Flash Aman ?Tidak
Pembuatan Laporan
Ya
STOP
Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir
21
Sistem Kelistrikan
Sistem kelistrikan di pabrik indarung VI PT. Semen Padang memiliki
sistem kelistrikan yang cukup kompleks dan sangat besar yang terhubung dengan
tegangan 150kV dari PLN. Sistem pendistribusian tenaga listik yang digunakan
adalah sistem distribusi radial. Tegangan listrik di distribusikan ke seluruh beban
melalui 3 unit trafo daya step down 150/6.3 kV dengan kapasitas masing-masing
trafo 30/35 MVA (ONAN/ONAF). Sistem distribusi tersebut terintegrasi, daya dari
suplai PLN di 150 kV disalurkan ke beban (substation) di Pabrik Indarung VI
melalui beberapa kabel tanah di 6.3 kV dan 20 kV (khusus untuk SS 268 PIT Limit
Tambang). Bus incoming PLN pada jaringan distribusi sistem tenaga listrik Pabrik
Indarung VI menggunakan level tegangan 150 kV, kemudian level tegangan
tersebut diturunkan menjadi 6.3 kV oleh trafo step down 150/6.3 kV untuk melayani
beban medium voltage. Selanjutnya, level tegangan diturunkan menjadi level
tegangan rendah 0.4 kV untuk melayani beban tegangan rendah.
Beban di Pabrik Indarung VI di bagi atas 3 kelompok dengan MVA
hubung singkat feeder PLN sebesar 2259.29 MVAsc. Data trafo dan pembebanan
Berikut adalah data penyetelan rele pada bus medium voltage 6.3 kV
sebelum kondisi resetting pada sistem kelistrikan pabrik indarung VI.
Tabel 3.6 Data Setelan Rele Eksiting
Pickup Range Pickup Time Dial
Nama Incoming 158-1
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 348.1
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 348.2
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 428-1
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 448
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 468
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 731
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
Nama Incoming 548
Manufacture Siemens
Model 7SJ62
No CT RatioRele ID
600/5 0.5 -20 sec - 5A 3.54 0.4
5
2000/5 0.5 -20 sec - 5A 3
1
2 2000/5 0.5 -20 sec - 5A 3.75 0.4
3
4
6
7
8
0.4
1000/5 0.5 -20 sec - 5A 5 0.4
4.5 0.4
1000/5 0.5 -20 sec - 5A 3 0.4
1000/5 0.5 -20 sec - 5A
2000/5 0.5 -20 sec - 5A 4 0.4
2000/5 0.5 -20 sec - 5A 4 0.4
29
Studi Analisis Arc Flash
Tujuan dari studi analisis arc flash adalah untuk mengetahui nilai incident
energy saat terjadi fenomena arc flash.
Pada software ETAP ada dua pilihan untuk melakukan perhitungan
analisis arc flash yaitu :
Menggunakan quick incident energi calculator untuk analisis 1 bus
Menggunakan running a global AF calculation untuk semua bus
3.6.1 Quick Incident Energy Calculator
Berdasarkan standar perhitungan energi arc flash IEEE 1584, salah satu
parameter dalam perhitunagn arc flash ialah gap dan x-faktor dimana x-faktor
sebagai pengali dalam perhitungan energi arc flash dan gap merupakan jarak antar
konduktor.
Jarak antar konduktor ini ditentukan oleh tegangan dan tipe bus itu sendiri, ada
beberapa tipe bus antara lain : MCC, switchgear, switchboard, panel board dan
open air. Sehingga dalam melakukan analisis diharuskan memilih tipe bus
kemudian menetukan gap/jarak antar konduktor dengan cara memilih typical data
yang berada pada tampilan bus editor seperti pada gambar 3.7
Gambar 3.7 Menu Bus Editor
30
Kemudian selanjutnya menetukan working distance atau jarak kerja,
dimana working distance didefiniskan sebagai jarak tubuh pekerja dengan peralatan
bertegangan, biasanya pada tegangan rendah working distance adalah 18 inci.
Kemudian menetukan konfigurasi grounding peralatan bertegangan dan fault
clearing time (FCT), fault clearing time merupakan waktu kerja sebuah peralatan
pengaman dimana FCT ini menjadi parameter penting untuk menetukan nilai dari
arc flash. Langkah untuk menentukan nilai-nilai working distance, konfigurasi
grounding dan fault clearing time pada tampilan yang sama bus editor menuju tab
arc flash dan beralih pada user-defined seperti pada gambar 3.8
Gambar 3.8 Tab Arc Flash Bus Editor
3.6.2 Running a Global AF Calculation
Bagian sebelumnya telah menjelaskan cara cepat untuk melakukan
skenario analisis arc flash, namun hal ini tidak efisien apabila diperbelakukan untuk
31
bus yang berjumlah banyak, sehingga untuk terhindar dari kesalahan input data
analisis digunakan cara kedua yaitu running a global AF calculation.
Langkah pertama dengan memilih toolbar short-circuit analysis dilanjutkan dengan
edit study case dan kemudian mengatur konfigurasi seperti pada gambar 3.9
Gambar 3.9 Study Case AF Data
Langkah kedua menetukan metode perhitungan arc flash, dalam tugas akhir ini
digunakan metode perhitungan IEEE 1584 sehingga pada opsi dipilih metode yang
sesuai dan menentukan nilai fault clearing time, pada opsi ini terdapat 2 pilihan
yaitu auto select dimana nilai FCT akan mengacu pada setingan rele dan user
defined yaitu nilai FCT akan ditentukan oleh user.
32
Gambar 3.10 Study Case Arc Flash
Langkah ketiga menjalankan program simulasi Run AF Calculation untuk
mengetahui nilai incident energy, sehingga akan ditampilkan output berdasarkan
konfigurasi. Parameter yang ditampilkan berupa kategori arc flash, arcing fault
current, working distance dan nilai short circuit seperti pada gambar 3.11.
Gambar 3.11 Contoh Program Tool Analisis Arc Flash
33
Yang terakhir melakukan analisis menggunakan tool AF result analyser, dalam tool
ini dapat meninjau hasil dari beberapa output sebagai perbandingan, menemukan
potensi masalah dengan mudah, dan menentukan kondisi terburuk saat terjadi arc
flash. Pada tool yang sama dapat dibuat label peringatan, work permits, dan lembar
data dihasilkan dan langsung dapat dicetak untuk pengaplikasian langsung seperti
pada gambar 3.12
Gambar 3.12 Contoh AF result analyzer
Perhitungan Energi Arc Flash Berdasarkan Standar IEEE 1584
Pada perhitungan dengan standar IEEE 1584 yang harus pertama di cari
adalah nilai arcing fault current, nilai arcing fault current dapat ditemukan
dengan persamaan berikut :
Arcing fault current (Ia) :
lg Ia = 0,00402 + 0,983 lg Ibf ................................................................................................................. (3.6)
Dari persamaan (3.6) dapat ditulis kembali dengan persamaan sebagai berikut :
lg Ia - 0,983 lg Ibf = 0,00402
lg Ia - lg Ibf 0,983
= 0,00402
lg ( Ia / Ibf 0,983 ) = 0,00402
Ia / Ibf 0,983 = 10 0,00402
Ia / Ibf 0,983 = 1,00929
34
Ia = 1,01 × Ibf 0,983 ....................................................................................................................................... (3.7)
dimana,
lg = log10
Ia = arus busur api / arcing current (kA)
Ibf= bolted three-phase fault at the bus symetrical rms (kA)
Selanjutnya untuk menghitung incident energy normalized dengan persamaan
berikut :
Energi arc-flash (Joule/cm2):
lg En = K1 + K2 + 1,081 lg Ia + 0,0011G ......................................................... (3.8)
kemudian bisa dituliskan dengan persamaan berikut,
En =10���� ........................................................................................................................................................ (3.9)
Dimana :
En = incident energy (j/�� �).
K1 = -0.792 untuk konfigurasi terbuka.
= -0.555 untuk konfigurasu tertutup.
K2 = 0 untuk sistem ungrounded or high resistance, dan
=-0,113 untuk sistem grounded.
G = jarak antar konduktor.
Dengan adanya variabel waktu, x faktor dan jarak antara peralatan dengan
pekerja maka akan menghasilkan jumlah energi yang dilepaskan ke udara. Besarnya
dapat dituliskan dalam persamaan berikut dalam satuan cal/cm2.