BAB IV

RECLOSER

4.1

Pengertian Recloser Secara Umum

Gambar 4.1 Letak recloser pada jaringan distribusi 20kv

Recloser atau Pemutus Balik Otomatis (PBO) secara umum berfungsi
untuk menjaga system dari gangguan berupa arus lebih yang diakibatkan
adanya gangguan hubung singkat. Recloser hanya dipasang di saluran udara
tegangan menengah (SUTM). Prinsip kerjanya adalah menutup balik dan
membuka secara otomatis dalam selang waktu tertentu, dimana pada sebuah
gangguan temporer, recloser tidak membuka tetap (lock out), kemudian
recloser akan menutup kembali setelah gangguan itu hilang. Apabila
gangguan bersifat permanen, maka setelah membuka atau menutup balik
sebanyak setting yang telah didtentukan kemudian recloser akan membuka
tetap (lock out).
47

4.2 Bagian-Bagian dari Recloser

Ada banyak merk recloser yang digunakan PT PLN (Persero). Setiap
merk memiliki konstruksi berbeda, namun pada intinya prinsip kerjanya
adalah sama yaitu sebagai alat pengindra arus lebih. Bagian utama pada
peralatan recloser adalan bushing, manual trip, arrester, ground stud, dan
peredam. Untuk recloser Schneider tipe N-Series, peredam vacuum diisi
oleh gas SF6 (Sulphur Hexsflouride).

(a)

(b)

Gambar 4.2 Konstruksi Recloser Schneider N-Series

(a) Tampak dari Luar (b) Tampak atas

Bagian atas dipasang bushing 6 buah dan arrester 6 buah (untuk

Schneider tidak menyediakan arrester). Bushing diidentifikasikan sebagai
U1, V1, dan W1 pada sisi sumber. Sedangkan sisi satunya diidentifikasikan
dengan U2, V2, W2 sebagai sisi beban.

48

Gambar 4.4 Contoh penempatan bushing recloser sisi beban

Untuk pemasangan surja arrester, pada recloser Schneider tipe NSeries telah disediakan Surge Arrester Mounting Bracket yang berfungsi
sebagai tempat pemasangan arrester dan dipasang baik pada sisi sumber
maupun sisi bebannya. Arrester ini berfungsi sebagai proteksi terhadap
tegangan lebih dari petir.

Gambar 4.3 Bagian-bagian dalam dari Recloser Schneider N-Series

Keterangan Gambar :
1. Tank
49

2 SF6 insulating gas

3 Surge arrester bracket
4 HV cable tail
5 Bushing boot
6 Bushing
7 Central conductor
8 Capacitive Voltage Transformer (CVT)
9 Current Transformer (CT)
10 Vacuum interrupter
11 Contacts
12 Flexible connection
13. Push rod
14 Close selenoid
15 Mechanism plate
16 Opening spring
17 Contact spring
18 Latch
19 Trip bar
20 Trip bar armature
21 Trip seleniod
22 Manual trip lever
23 SCEM
24 Control cable

4.3

Konstruksi Jaringan dengan Recloser pada JTM

Berdasarkan Buku Pedoman Standard Konstruksi Jaringan Distribusi Tahun

2008, pemasangan recloser 3 fasa tegangan 20 KV disertai dengan peralatan

pendukung yang bertujuan agar recloser dapat bekerja secara handal dan mampu
mem back-up kinerja recloser pada saat terjadi kerusakan pada recloser ataupun
pada saat pemeliharaan recloser. Peralatan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Air Break Switch (ABSW)
2. Disconecting Switch (DS)
3. Grounding
4. Current/Potensial Transformer (CT/PT)
5. Control Box
Hal tersebut dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :

50

Gambar 4.4 Wiring Pemasangan ABSW, DS, Recloser dan Surja Arester

Pada bagian atas dipasang ABSW yang berfungsi sebagai bypass, sehingga
apabila dalam suatu kondisi tertentu recloser sedang dalam perbaikan maka
jaringan tetap akan continue karena dibypass dengan menggunakan ABSw. Di
bawah ABSw dipasang Disconecting Switch (DS) untuk keperluan manuver. DS
berfungsi untuk memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak
bertegangan.

51

ABS
W
D
S

P
T
Reclose
r

Control Box
Handle
ABSW
Groundin
g

Gambar 4.5 Konstruksi Peralatan Pendukung Recloser 3 Phasa 20 KV

Tampak Depan

1. Air Break Switch (ABSw)

Air Break Switch (ABSw) adalah peralatan hubung yang berfungsi
sebagai pemisah dan biasa dipasang pada jaringan luar. ABSw dilengkapi
dengan peredam busur api yang berfungsi untuk meredam busur api yang
ditimbulkan pada saat membuka / melepas pisau ABSw yang dalam kondisi
bertegangan. Selain itu ABSw juga dilengkapi dengan isolator tumpu

52

sebagai penopang pisau ABSw, pisau kontak sebagai kontak gerak yang
berfungsi membuka/memutus dan menghubung/memasukkan ABSw , serta
stang ABSw yang berfungsi sebagai tangkai penggerak pisau ABSw.
Perawatan rutin yang dilakukan untuk ABSw karena sering dioperasikan,
mengakibatkan pisau-pisaunya menjadi aus dan terdapat celah ketika
dimasukkan ke peredamnya / kontaknya. Celah ini yang mengakibatkan
terjadi lonjakan bunga api yang dapat membuat ABSw terbakar.
Pemasangan ABSw pada jaringan, antara lain digunakan untuk :
1. Penambahan beban pada lokasi jaringan
2. Pengurangan beban pada lokasi jaringan
3. Pemisah jaringan secara manual pada saat jaringan mengalami
gangguan

Gambar 4.6 ABSw NO

Gambar 4.7 Handle ABSw

ABSW terdiri dari :

1. Stang ABSW

4. Pisau Kontak

2. Cross Arm Besi

5. Kawat Pentanahan

3. Isolator Tumpu

6. Peredam Busur Api

2. Disconecting Switch (DS) / Saklar Pemisah

53

Adalah sebuah alat pemutus yang digunakan untuk menutup dan

membuka pada komponen utama pengaman/recloser. DS tidak dapat
dioperasikan secara langsung karena alat ini mempunyai desain yang
dirancang khusus dan mempunyai kelas atau spesifikasi tertentu, jika
dipaksakan untuk pengoperasian langsung, maka akan menimbulkan busur
api, yang dapat berakibat fatal. Yang dimaksud dengan pengoperasian
langsung adalah penghubungan atau pemutusan tenaga listrik dengan
menggunakan DS pada saat DS tersebut masih dialiri tegangan listrik.
Pengoperasian DS tidak dapat secara bersamaan melainkan dioperasikan
satu-persatu karena antara satu DS dengan DS yang lain tidak berhubungan ,
biasanya menggunakan stick (tongkat khusus) yang dapat dipanjangkan atau
dipendekkan sesuai dengan jarak dimana DS itu berada. DS sendiri terdiri
dari bahan keramik sebagai penopang dan sebuah pisau yang berbahan besi
logam sebagai switch-nya.

Gambar 4.8 Disconecting Switch

3. Grounding (Pentanahan)
Grounding (Pentanahan) pada jaringan distribusi digunakan sebagai
pengaman langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya
gangguan tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan
lebih pada peralatan jaringan distribusi. PT, recloser, dan Control Box digrounding dalam satu titik.
Fungsi dari grounding antara lain :
1. Mengalirkan arus gangguan
54

2. Membuang arus muatan statis ke bumi

3. Menstabilkan keseimbangan tegangan
4. Mengamankan terhadap bahaya tegangan sentuh atau tegangan
langkah
5. Memproteksi peralatan dari tegangan lebih / arus lebih
4. Current Transformer (CT) - Potensial Transformer (PT)
Current Transformer (CT) atau trafo arus merupakan peralatan listrik
untuk menurunkan arus yang besar menjadi arus yang kecil. Arus yang besar
perlu diturunkan karena relai hanya mampu dilewati arus yang kecil
misalnya maksimum 5 A. Perbandingan arus yang diturunkan disebut
dengan Rasio CT misalnya 500/5 A, artinya arus yang masuk pada sisi
primer yang besarnya 500 A sebanding dengan arus yang keluar pada sisi
sekunder 5 A. Perbandingannya adalah 500:5 = 100 atau rasio CT tersebut
sebesar 100 kali.
Demikian juga untuk tegangan yang besar perlu diturunkan menjadi
tegangan yang kecil karena relai didesain untuk dialiri tegangan yang kecil.
Peralatan

untuk

menurunkan

tegangan

tersebut

dinamakan

Trafo

Tegangan/Potential Transformer (PT). Contoh Rasio PT : 20000/ 100 Volt =

200 kali .
Baik CT maupun PT tersebut memiliki kelas ketelitian yang diperlukan
untuk proteksi maupun pengukuran. Kelas CT-PT tersebut menentukan
tingkat kesalahan/ error dari arus/ tegangan yang diturunkan, sehingga perlu
dipilih kelas yang sesuai penggunaannya berdasarkan standard yang
ditentukan.
Potensial Transformer merupakan suatu peralatan listrik yang dapat
memperkecil tegangan tinggi menjadi tegangan rendah , yang dipergunakan
dalam rangkaian arus bolak-balik. Fungsi Potensial Transformer adalah
untuk memperoleh tegangan yang sebanding dengan tegangan yang hendak
dipergunakan dan untuk memisahkan sirkuit dari sistem dengan tegangan
tinggi terhadap sirkuit dimana alat ukur tersambung.

55

Gambar 4.9 Potensial Transformer

5. Control Box Recloser

Peralatan kontrol dapat membaca dan menampilkan informasi yang
tersimpan di recloser dan menyediakan proteksi dan komunikasi untuk
recloser. Recloser terdiri dari pengontrol switchgear yang memonitor
recloser, dan menyediakan komunikasi dan fungsi proteksi. Disuplai dengan
tegangan bantu 110, 220 atau 240 VAC dikoneksikan dengan recloser
dengan menggunakan kabel kontrol.
Control Box Recloser didesain untu keperluan luar ruangan, tahan air,
dan anti terhadap masuknya hewan seperti hama yang dapat mengganggu
kinerja peralatan kontrol.

56

Gambar 4.10 Control Box Recloser Schneider

6. Baterai
Fungsi dari penggunaan baterai adalah untuk menyalakan peralatan
kontrol dan berfungsi sebagai suplai cadangan peralatan kontrol sehingga
apabila terjadi padam, peralatan kontrol masih bisa berjalan. Tegangan
diambil dari JTM 20kV kemudian dimasukkan ke dalam Current
Transformer (CT) agar keluaran tegangannya sesuai dengan yang
dibutuhkan. Pada recloser merk Schneider tipe N-Series, baterai yang
digunakan untuk suplai peralatan kontrol adalah 110, 220 atau 240 VAC.

Gambar 4.11 Wiring Baterai pada Peralatan Kontrol

4.3 Prinsip Kerja Recloser

57

Gambar 4.12 Wiring Koordinasi PMT dan OCR GFR

Prinsip kerja dari recloser saat terjadi gangguan adalah sebagai berikut:
1. Kondisi normal Switch S menutup. Bila terjadi gangguan fasa tanah
maka relai akan bekerja dan memberikan perintah trip ke PMT. Pada
saat itu juga recloser mulai bekerja (saat mendapat tegangan positiF
dari relai), elemen yang start adalah elemen dead time (DT) dan
block time (BT).
2. Setelah beberapa waktu (sesuai setting) elemen DT menutup
kontaknya dan memberi perintah PMT untuk masuk (reclose),
bersamaan itu juga mengenergise elemen BT.
3. Elemen BT ini segera membuka rangkaian closing coil PMT
sehingga PMT tidak akan bisa reclose lagi.
4. Setelah waktu elemen BT terlampaui sesuai settingnya maka elemen
BT akan reset kembali. Selanjutnya recloser siap kembali untuk
melakukan reclose PMT bila terjadi gangguan baru. Secara umum
setelan DT adalah 1 detik dan BT adalah 40 detik.

58

Gambar 4.13 Alur Kerja Recloser saat terjadi gangguan

Keterangan :
a. Dead Time (Waktu Interval Reclose)
Selang waktu dari PMT trip sampai masuk kembali, fungsinya untuk
memadamkan busur api gangguan arus dan menghilangkan gangguan
temporer.
b. Blocking/ Reclaim Time
Memblok dead time beberapa waktu setelah PMT masuk. Memberikan
kesempatan untuk memulihkan tenaga setelah melakukan siklus reclosing.
c. Repetitive
Reset otomatis setelah recloser sukses
d. Non Repetitive
Memerlukan reset manual
4.4 Setting Relai Pada Recloser
Berdasarkan jumlah perintah reclosing ke PMT dapat dibedakan dalam
duajenis reclosing relai, yaitu:
4.4.1Single Shot Reclosing Relay

Relai ini hanya dapat memberikan perintah reclosing ke PMT satu kali
dan baru dapat melakukan reclosing lagi setelah waktu blocking time
berakhir. Bila terjadi gangguan pada periode blocking time, PMT trip dan
tidak bisa recloser lagi (lock out). Bila gangguan terjadi lagi setelah periode

59

blocking time, maka reclosing relai akan melihatnya sebagai gangguan baru
dan proses reclose di atas akan berulang.

Gambar 4.14 Grafik Waktu Single Shoot Reclosing Relay 70

4.6.2 Multi Shot Reclosing Relay

Relai ini dapat memberikan perintah reclosing ke PMT lebih dari satu
kali. Dead time antar reclosing adalah berbeda beda, sebagai contoh
gambar di bawah diberikan gambar diagram dari relai reclosing yang
diprogram untuk melakukan 3 kali reclosing.
Bila terjadi gangguan, relai GFR memberikan perintah trip ke PMT dan
pada saat yang sama juga menjalankan reclosing relai. Setelah dead time t1
yang sangat pendek (kurang dari 0.6 detik), relai memberikan perintah
reclose ke PMT. Jika gangguan masih ada maka PMT akan trip kembali dan
relai reclosing akan melakukan reclose yang kedua setelah dead time t2 yang
cukup lama (antara 10- 60 detik). Jika gangguan masih ada maka PMT akan
trip kembali dan relai reclosing akan melakukan reclose yang ketiga setelah
dead time (t2=t3). Bila terjadi gangguan lagi dalam periode blocking time
tB3, maka PMT akan trip dan lock out.

60

Gam
bar 4.15 Grafik Waktu Multi Shoot Relay
Recloser dapat reclose dua kali atau lebih, dan dead time dapat berbeda atau
sama.
4.5

Karakteristik Relai Arus Lebih Recloser

Dalam setting waktu recloser, digunakan kurva waktu inverse. Pertama

sebagai kurva instantaneous atau dan berfungsi utama sebagai pengaman

terhadap fuse saat terjadi gangguan sementara. Kedua sebagai kurva time
delay atau yang berfungsi untuk menunda tripnya recloser dan memberikan
kesempatan kepada fuse untuk melebur saat terjadi gangguan permanen.
4.5.1

Karakteristik Instant (Instantaneous)

Jangka waktu relai mulai pick-up sampai selesainya. Kerja relai tanpa
penundaan waktu, kerjanya sangat cepat / waktunya pendek (20100 milli
detik).

61

Gambar 4.16 Kurva Karakteristik Waktu Instant

4.5.2 Karakteristik Waktu Tertentu (Definite Time)
Jangka waktu relai mulai pick-up sampai selesai kerja relai
diperpanjang dengan nilai waktu tertentu dan tidak tergantung dari
besarnya arus yang menggerakkannya.

Gambar 4.17 Kurva Karakteristik Waktu Tertentu

4.5.3 Karakteristik Waktu Terbalik (Invers Time)
Jangka waktu relai mulai pick-up sampai selesai kerja relai
diperpanjang dengan nilai waktu tertentu dan tergantung dari besarnya
arus yang menggerakkannya. Semakin besar arus yang lewat relai,
maka semakin cepat relai bekerja,dan sebaliknya.
Karakteristik OCR Inverse ada 4 macam:
1. Normal Inverse
2. Very Inverse
3. Extremelly Inverse

62

4. Long Time Inverse

Gambar 4.18 Kurva Karakteristik Waktu Untuk Relai Arus Lebih

Invers
4.8

Koordinasi Relai pada Recloser

Jika relai dilewati arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu (arus
setting/ setelan waktu tertentu), maka relai akan mulai bekerja. OCR
bekerja berdasarkan kenaikan arus yang terdeteksi oleh relai.

4.8.1 Wiring Diagram Over Current Relay dan Ground Fault Relay

Gambar 4.19 Wiring Diagram Kerja OCR GFR

Jika relai dilewati arus yang melebihi nilai pengamanan tertentu (arus
setting/ setelan waktu tertentu), maka relai akan mulai bekerja. OCR
bekerja berdasarkan kenaikan arus yang terdeteksi oleh relai.
4.8.2 Cara Kerja OCR Saat Hubung Singkat 3 Fasa

63

Gambar 4.20 Wiring Diagram Kerja OCR saat Hubung Singkat 3Fasa
Gangguan terjadi pada fasa R,S dan T. Arus gangguan hubung singkat
mengalir di jaringan. Karena arus tersebut lebih besar dari rasio CT
pada sekunder CT mengalir arus masuk ke OCR. Dari OCR memasok
arus ke PMT, sehingga PMT trip.
4.8.3 Cara Kerja OCR saat Hubung Singkat 1 Fasa ke Tanah

Gambar 4.21 Wiring Diagram Kerja OCR saat Hubung Singkat 1 Fasa
ke Tanah
Gangguan hubung singkat terjadi pada fasa T, arus mengalir masuk ke

GFR sehingga mengakibatkan PMT trip.

64