Transformer Fault Case Study On Digital Subtation System Baturaja Based on Case Study TD #2 60 MVA 03 March 2021 Mohamat Abdul Khoir PT.
PLN (Peser.
UIP3B Sumatera.
UPT Bengkulu.
Suka Merindu.
Kec.
Sungai Serut.
Kota Bengkulu.
Bengkulu 38115.
Indonesia Email: Abdul.
khoir2@pln.
ABSTRAK
Informasi input dan output serta pengukuran seperti status, kontrol, pengukuran input analog CT/VT dari peralatan di switchyard tidak lagi dikirim langsung ke relai kontrol dan proteksi (IED) melalui kabel biasa .
, tetapi dalam bentuk jaringan data.
Perangkat yang mengubah atau mengubah informasi input, output, dan pengukuran dari switchgear ke data jaringan disebut Marging Unit (MU).
Kabel jaringan yang digunakan adalah fiber optic.
Sistem arsitektur DSS dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu: Process Bus yang merupakan jaringan untuk data dari gunit margin pada switchyard ke relay dan Station Bus yang merupakan jaringan untuk data dari relay ke perangkat SCADA.
Gangguan 3 Maret 2021 yang mengakibatkan REF LV bekerja pasca penggantian system gardu induk konvensional ke Digital Substation System by ABB menimbulkan banyak analisa baik dari pihak ABB atau dari PLN.
Analisa Ae analisa tersebut membuat banyak implementasi perbaikan untuk system yang lebih handal.
Salah satu pembahasannya yaitu penambahan logic under voltage supervision pada fungsi REF LV relay RET670 DSS TD #2 60MVA GI Baturaja.
Kata kunci: LV.
Transformer.
Digital Substation.
Fiber Optic.
GPS
PENDAHULUAN
Sistem arsitektur DSS memiliki beberapa komponen, yaitu:
A Relay/IED .
ontrol, proteksi, metering, regulato.
tergantung fungsinya, relay atau IED (Intelligent Electronic Devic.
adalah perangkat elektronik yang menjalankan fungsi pemantauan status dan kontrol, proteksi, pengukuran, atau pengatur suatu elektronik A Switch Ethernet mengatur lalu lintas .
data pada suatu jaringan.
A Server SCADA mengambil informasi indikasi/status dan pengukuran dari relai.
Selain itu juga dapat mengirimkan perintah kendali .
ke relai yang bersangkutan.
A Workstation/HMI (Human Machine Interfac.
HMI menampilkan gambar dengan animasi objek dinamis sesuai dengan kondisi Gardu Induk secara real-time, serta fitur untuk memberikan perintah kendali .
ke relai.
HMI mengambil data dari server SCADA dan menampilkannya dalam bentuk visual.
A Gateway, untuk mengubah data dari bentuk protokol IEC-61850 ke bentuk protokol IEC101/104 untuk komunikasi dengan RCC (Regional Control Cente.
A GPS (Sistem Pemosisian Globa.
Perangkat ini menangkap sinyal satelit GPS untuk mendapatkan informasi waktu dan lokasi yang akurat.
Informasi waktu yang diperoleh digunakan sebagai acuan untuk semua relay, merging unit dan SCADA.
GPS mendukung dua mekanisme sinkronisasi waktu yang digunakan dalam aplikasi DSS:
PTP .
rotokol Waktu presis.
untuk menyinkronkan peralatan pada proses bus (IED, unit penggabungan.
Eth.
Switch proses bu.
SNTP (Simple Network Time Protoco.
untuk sinkronisasi peralatan bus stasiun .
erver, hmi, gatewa.
A Mimic, adalah antarmuka berbasis perangkat keras .
engan sakelar, tombol, dan lamp.
untuk memantau dan mengontrol status sakelar.
A Workstation/HMI (Human Machine Interfac.
HMI menampilkan gambar dengan animasi objek dinamis sesuai dengan kondisi Gardu Induk secara real-time, serta fitur untuk memberikan perintah kendali .
ke relai.
HMI mengambil data dari server SCADA dan menampilkannya dalam bentuk visual.
Gambar 1.
Sistem Arsitektur DSS GI Baturaja REF Berfungsi untuk mengamankan transformator dari gangguan fasa ke tanah di dekat titik netral transformator.
Relai ini dipasang di transformator dengan desain vector group YNyn yang Daerah pengamanan REF ini adalah daerah yang tidak terdeteksi oleh relai diferensial.
Sehingga sensitifitas dari relai ini menjadi titik utama dari penyetingannya.
Dan besar arus gangguan fasa ke tanah tergantung dari besar nilai tahanan yang dipasang pada pentanahan titik netral.
Pertimbangan teknis pada penyetelan REF:
Tahanan dalam CT sisi Netral (Rct N ).
CT (Rct ) dan tahanan dalam aux CT (Ract ) Tahanan kabel kontrol antara CT fasa dengan relai (RL.
dan CT netral sampai dengan relai (RL.
Tegangan jepit pada relai dari sisi CT Netral adalah :
VrN = ( RCTN 2.
RL2 ) x Ihs / CT ratio volt Tegangan jepit pada relai dari sisi CT Netral adalah :
Vr = ( RCT 2.
RL1 RACT) x Ihs / CT ratio volt Seting tegangan dipilih nilai yang terbesar Vs = Vr Pengaruh tap ACT dapat mengakibatkan selisih arus antara primer dan sekunder trafo.
Gambar 2.
Wilayah Kerja Proteksi Trafo dan Penyulang METODE/PERANCANGAN PENELITIAN Terdapat lonjakan arus tiba tiba (Spik.
pada pembacaan CT REF LV (Stream REF-.
di relay Differential TD #2 dengan nominal 879A selama 11ms yang menyebabkan gangguan pada TD #2.
Sedangkan untuk setting yang terdapat pada REF LV TD #2 GI Baturaja adalah 200 A secara instant.
Gambar 3.
Record Gangguan Dengan adanya gangguan ini, maka setting pada REF LV disesuaikan dengan kondisi dilapangan, dengan cara mereferensikan tegangan di dalam settingannya.
Maka diubahlah menjadi referensi Under Voltage Supervision Detection & Trip Time Setting Operated : 80% Ubase Block Under :10% Ubase Revision Setting from PLN Date : 15-03-2021 Setting Operated : 90 % Ubase Block Under : 3 % Ubase Implementasi perbaikan pertama dilakukan dengan menambahkan function logic under voltage supervision untuk REF LV.
Sebelum penambahan, gambar PSL seperti dibawah:
Gambar 4.
logic sebelum penambahan function logic under voltage supervision untuk REF LV Sedangkan setelah penambahan fungsi logic under voltage supervision seperti berikut :
Gambar 5.
logic sesudah penambahan function logic under voltage supervision untuk REF LV Setelah perubahan Logic, dilakukan beberapa kali pengujian pada fungsi REF LV dengan beberapa kali penurunan Ubase.
Kondisi normal :
Kondisi 90% Ubase sebelum revisi setting Kondisi 90% Ubase setelah revisi setting Kondisi 78% Ubase sebelum revisi setting Kondisi 10,5% Ubase sebelum revisi setting Kondisi 10,4% Ubase sebelum revisi setting Kondisi 3% Ubase setelah revisi setting Sebelum pengoperasian kembali Trafo Daya #2 60MVA GI Baturaja pasca gangguan, dilakukan stability untuk memastikan bahwa semua fungsi stabil, terutama REF LV.
Maka didapatlah hasil stability sebagai berikut :
Gambar 6.
Stability REF LV TD #2 60MVA DSS GI Baturaja Selanjutnya dilakukan analisa terhadap kestabilan pengiriman data dari MTU (Material Transmisi Utam.
yang berkaitan dengan GPS.
Karna pada prinsipnya, penyampaian nilai atau pembacaan arus diteruskan ke Relay dengan menggunakan pengiriman data yang di digitalisasi di Marging Unit (MU) menggunakan Fiber Optic.
Pada hari rabu tanggal 03 maret 2021 mulai jam 00:00 WIB terjadi synchronize loss di Bay TD #2 60MVA DSS GI Baturaja.
Gambar 7.
tampilan HMI DSS GI Baturaja dengan keterangan synchronize loss di Bay TD #2 60MVA Hingga siang status GPS masih tidak synchro hingga kejadian trip TD #2 60MVA DSS GI Baturaja pada pukul 17:11:19.
Dengan kondisi waktu relay tidak syncro dan tidak valid penunjukan waktunya.
Pada saat kejadian untuk fungsi Differential dan REF HV dalam kondisi Block, sesuai dengan pengaturan Auto Block.
Namun REF LV tidak Block dan terjadilah gangguan yang berindikasi REF LV.
Setelah kejadian dilakukan pengujian terkait synchro dan unsynchro GPS, dengan melakukan beberapa kali percobaan:
- Konfigurasi awal, salah satu MU Unsynchro .
- Penambahan Logic Block, salah satu MU Unsynchro .
- Penambahan Logic Block.
MU Synchro .
- Pengujian GPS 1 lepas, transisi ke GPS 2 .
- Pengujian GPS 2 lepas, transisi ke GPS 1 .
- Pengujian GPS Unsynchro, switch ke BCU .
Dari rekonstruksi test yang telah dilakukan menggunakan playback comtrade maka diketahui penyebab trip REF-LV pada relay RET670 adalah signal spike yang diterima oleh relay dari peralatan SAM600-CT-2.
Hal ini menyebabkan adanya differential current pada proteksi REF-LV.
Sehingga ada pergeseran phase yang menyebabkan unstable.
Saat kejadian CT pengukuran REFLV juga tidak synchro dengan waktu GPS dan kondisinya tidak berfungsi secara Auto Block.
Hal ini bisa terjadi karena jalur SAM CT 2 REF-LV melewati jalur GPS 2 Bus Coupler.
Signal Spike yang diterima oleh Relay RET670, bisa di mungkinkan :
- Faktor External dari SAM600 CT ada fault di rangkaian netral trafo.
NCT LV, rangkaian sekunder netral LV.
Setelah dilakukan pengecekan secara visual, pengujian individu peralatan dan hasil rekaman relay tidak ditemukan adanya anomaly/sumber penyebab gangguan.
- Faktor Internal SAM600 CT berupa hardware dan software.
Data data peralatan SAM600 CT (Serial Number.
Hasil Disturbance Recorder gangguan tanggal 03 Maret di RET670.
Log Dignostic Stream Output dari SAM600 CT) dikirimkan ke pihak pabrikan.
Dari data data yang yang dikirimkan tersebut pihak pabrikan belum dapat memastikan sumber dari signal spike tersebut.
Setelah dilakukan pengujian ulang injeksi terhadap sam600 CT2 didapatkan hasil tidak error dalam proses pengiriman stream data.
Gambar 8.
Proses pengiriman stream data Selain dari itu juga dilakukan pengecekan pada relay SBEF yang menerima arus dari CT yang berdekatan dengan CT- REF LV dan tidak terdapat rekaman pada tanggal 03 Maret 2021 saat kejadian trip tersebut.
Adapun pada hari sebelum terjadinya gangguan pada tanggal 02 Maret 2021 ada indikasi rekaman SBEF Start.
Dengan nilai arus A 234 A.
Implementasi yang lainnya yaitu perbaikan rangkaian di CT dan Konfigurasi GPS, sebagai Perbaikan rangkaian CT Melakukan pemindahan CT pengukuran dari sebelumnya pada SAM CT-2 ke SMU615.
Hasil dari pemindahan tersebut sudah dilakukan stability priber untuk memastikan kondisi wiring baru telah stabil.
Kondisi sebelum pemindahan CT-REF LV pada SAM600-CT2 sebagai berikut:
Kondisi setelah dilakukan pemindahan CT-REF LV pada SMU615 dipanel SAS 20Kv sebagai Perbaikann tangkaian dan antenna GPS - Penggantian support antenna ke non metal - Melakukan perbaikan system arsitektur pola change over switch GPS 1 dan GPS 2.
Kondisi sebelum perbaikan sistemnya adalah sebagai berikut:
Kondisi setelah dilakyukan perbaikan GPS 1 dan GPS 2 sudah auto dan jika fail kedua GPS akan menjadikan MPU (Differentia.
sebagai time master:
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN DAN SARAN
Bahwa penyebab trip REF-LV adalah sinyal spike yang diterima dari SAM600-CT2.
Sumber Spike sinyal dapat berasal dari External / Internal Sam600 CT.
Sampai saat ini pihak pabrikan berkesimpulan tidak ditemukan anomali pada internal SAM600CT sebagai penyebab signal spike yang dikirimkan SAM600 CT.
Untuk langkah menghindari kondisi unsynchro dan CT REF LV tersebut maka telah dilakukan perbaikan :
Pemindahan CT REF LV yang semula pada MK menjadi di SMU615 pada panel SAS20KV.
Pada grup CT measurement sisi 20kV.
Penambahan function block Diff , block REF HV,block REF LV.
Block OCR.
Block Earth Fault.
Block SBEF saat kondisi unsynchro.
Perbaikan Synchronisasi GPS yang semula GPS 1 dan GPS 2 pada masing masing AFS677 menjadi GPS1 dan GPS2 pada AFS677 Bay Trafo 2 yang sudah auto switch synchro dan ketika kedua GPS fail akan menjadikan MPU sebagai time master.
Dan setelah dilakukan pengujian dengan menggunakan penambahan function under voltage Relay tidak trip saat playback comtrade gangguan tanggal 3 Maret 2021 menggunakan tegangan normal 100% x Ubase , indikasi hanya REF LV Start Relay Trip saat play comtrade gangguan tanggal 3 Maret 2021 menggunakan tegangan 77% x Ubase : UL1-N .
UL2-N .
UL3-N , dan UL123 dengan setting pickup 80% x Ubase Nilai drop off dari under voltage block 10.
4% x Ubase yaitu 1.
2 kV dimana sensitifitas fungsi block tidak mendeteksi under voltage.
Pengukuran Arus MV .
Arus REF LV .
Tegangan MV , sudah pada unit yang sama di SMU615 dan Stream Merge Unit yang sama yaitu MU-9202 terkonfigurasi pada relay
RET670
Stability telah dilakukan kembali tanggal 14 Maret 2021 dengan hasil baik (Stabi.
Untuk selanjutnya, jika terdapat projek pengadaan transisi dari Gardu Induk Konvensional ke Digital Substation System agar dilakukan perencanaan yang matang, dengan melihat kasus kasus yang terjadi seperti ini.
Dengan harapan PLN dapat mengikuti perkembangan industry 4.
0 yang mendigitalisasikan system kelistrikan PLN dengan baik dan cermat.
DAFTAR PUSTAKA