Analisa Stabilitas Transien dan perancangan pelepasan beban pada Industri Peleburan Nikel PT. Aneka Tambang di Pomaala (Sulawesi Tenggara)

Analisa Stabilitas Transien dan perancangan pelepasan beban pada Industri Peleburan Nikel PT. Aneka Tambang di Pomaala (Sulawesi Tenggara) Aminullah Ramadhan, Ontoseno Penangsang, Adi Soeprijanto Jurusan Teknik Elektro - FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih - Sukolilo Surabaya – 60111 PT. Aneka Tambang (PT.ANTAM) Pomaala, Sulawesi Tenggara adalah perusahaan peleburan nikel dan merupakan salah satu BUMN di Indonesia. Dalam usaha meningkatkan keandalan dan kelangsungan pelayanan, PT. Aneka Tambang telah melakukan perubahan sistem kelistrikaan dengan melakukan penon-aktifkan lima generator pada pabrik FeNi II serta penon-aktifkan beban furnance I pada pabrik FeNi II, pabrik PT.Aneka Tambang dilayani oleh enam buah pembangkit sendiri dengan kapasitas 17 MW yang terintegrasi dengan FeNi I, FeNi II dan FeNi III. Untuk memperoleh keandalan dari sistem kelistrikan PT.Aneka Tambang diperlukan pertimbangan skema jika terjadi gangguan hilang kestabilan. Pada tugas akhir ini dilakukan analisis kestabilan transien yang meliputi kestabilan frekuensi dan tegangan akibat terjadinya lepas generator, hubung singkat dan motor starting di PT. Aneka Tambang. Lepasnya pembangkit DG akibat gangguan dapat mempengaruhi sistem, maka dari itu diperlukan tahapan skema load shedding. Untuk kasus hubungan singkat bekerjanya CB dan pelepasan pembangkit. Sedangkan untuk kasus motor starting, sistem dapat stabil kembali.

2) 3) 4)

5)

sistem pengaman dan mengakibatkan terlepasnya generator pada sistem. Jenis gangguan pada unit pembangkit yang mengakibatkan unit pembangkit trip tidak disertakan. Gangguan beban berlebih karena adanya trip unit pembangkit. Pembangkit yang dianalisa terdapat pada FeNi III. Perangkat lunak yang digunakan yaitu ETAP 7.

II. TEORI PENUNJANG A. Stabilitas Transien Stabiltas transien adalah kemampuan dari suatu sistem tenaga mempertahankan sinkronisasi setelah mengalami gangguan besar yang bersifat mendadak selama sekitar satu “swing” (yang pertama) dengan asumsi bahwa pengatur teganngan otomatis (AVR) dan governor belum bekerja .

B. Standar Frekuensi Standar yang digunakan 50±1.5% atau 98.5% - 101.5% menurut Standar PLN luar Jawa.

C. Standar Undervoltage

Kata Kunci : Kestabilan transien, load shedding, motor starting.

I. PENDAHULUAN PT. Aneka Tambang (PT.ANTAM) Pomaala, Sulawesi Tenggara adalah perusahaan peleburan nikel dan merupakan salah satu BUMN di Indonesia. Dalam usaha meningkatkan keandalan dan kelangsungan pelayanan, PT. Aneka Tambang telah melakukan perubahan sistem kelistrikan dengan melakukan penonaktifkan lima generator pada pabrik FeNi II serta penon-aktifkan beban furnance I pada pabrik FeNi II, pabrik PT.Aneka Tambang dilayani oleh enam buah pembangkit sendiri dengan kapasitas 17 MW yang terintegrasi dengan FeNi I, FeNi II dan FeNi III. Untuk memperoleh keandalan dari sistem kelistrikan PT.Aneka Tambang diperlukan pertimbangan skema jika terjadi gangguan hilang kestabilan. Gangguan merupakan salah satu faktor penyebab ketidakstabilan pada sistem tenaga listrik. Gangguan pada sisi suplai dapat menyebabkan generator trip, mengakibatkan sistem pada pabrik tersebut terganggu dan mengakibatkan ketidakseimbangan antara jumlah suplai daya dengan daya beban. Begitu juga dengan gangguan hubung singkat. Pada gangguan hubung singkat umumnya menyebabkan daya suplai lebih besar dari daya beban. Pada motor starting juga mempengaruhi sistem jika motor besar dioperasikan dan mengambil arus starting yang besar akan mempengaruhi sistem tersebut. Untuk memperjelas bahasan dari tugas akhir ini perlu adanya pembatasan masalah. Adapun batasan tersebut adalah meliputi : 1) Analisa Kestabilan Transien di PT. Aneka Tambang dilakukan dengan memperhatikan respon generator, yang meliputi respon frekuensi dan tegangan akibat adanya gangguan berupa lepasnya suatu pembangkit, starting motor dan gangguan hubung singkat terhadap sistem PT. Aneka Tambang. Karena ketiga hal tersebut sebagai kontribusi nyata yang menyebabkan tidak bekerjanya

Undervoltage adalah penurunan nilai efektif dari tegangan yang nilainya kurang dari 90 persen dari tegangan nominal dan durasinya lebih lama dari satu menit. Undervoltage biasanya disebabkan oleh peristiwa gangguan. pembebanan yang berlebihan juga dapat mengakibatkan undervoltage. Setelah terjadi penurunan tegangan diharapkan tegangan dapat kembali ke posisi stabil. Tegangan sistem harus dipertahankan dengan batasan sebagai berikut : Tegangan Nominal Kondisi Normal 500 kV +5%, -5% 150 kV +5%, -10% 70 kV +5%, -10% 20 V +5%, -10%

D. Standar Voltage Sagging Salah satu efek dari transien, adalah penurunan tegangan dalam waktu yang singkat. Penurunan tegangan dalam waktu yang sekejap, dinamakan kedip tegangan (Voltage sagging). VOLTAGE SAG DURATION Second (s)

< 0.05 s

Cycles at 60 Hz

Cycles at 50 Hz

VOLTAGE SAG Percent (%) of Equipment Nominal Voltage

< 2.5 cycles 2.5 to 10 cycles 10 to 25 cycles

Not specified

0.5 to 1.0 s

< 3 cycles 3 to 12 cycles 12 to 30 cycles 30 to 60 cycles

25 to50 cycles

80%

>1.0 s

> 60 cycles

> 50 cycles

Not specified

0.05 to 0.2 s 0.2 to 0.5 s

50% 70%

E. Pelepasan Beban Skema pelepasan beban menurut standar ANSI/IEEE C37.106-1987 ada dua jenis, yakni pelepasan beban menggunakan tiga langkah, seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah.

Halaman 1 dari 8

Step

Frequency Trip Point (Hz)

1

59.3

2

58.9

3

58.5

Percent of Load Shedding (%)

Fixed Time Deelay (Cycles) on Reelay

Kasus

Keterangan Kaasus

DG20DG30

DG3 trip

DG3 deletee

load shedding 1

6

10

4

6

15

1.171

8.4 MW

CB57 closee

1.218

2 MW 25.3

DG5 dan DG6 trip

DG5 deletee

1.000

33.4 MW

CB10 openn DG50DG60

DG6 deletee load shedding 1

5

load shedding 2

ELISTRIKAN PT. ANTA AM III. SISTEM KE Single Line L diagram Sistem S Kelistriikan PT. Antam ma

6

Hubungan singgkat bus 2 CB8 berkerja CB4 berkerja CB5 berkerja

Motor 7

Gambar 3.1 S Single Line diaggram Sistem Keelistrikan PT. Antama A

M) Pomaala, Sulawesi S PT. Aneka Tambanng (PT.ANTAM Tenggara adallah perusahaan peleburan nikeel dan merupakkan salah satu BUMN ddi Indonesia. Dalam D usaha meningkatkan m keeandalan dan kelangsuungan pelayannan, PT. Anneka Tambang g telah melakukan perrubahan sistem kelistrikan denngan melakukan n penonaktifkan lima generator padaa pabrik FeNi II I serta penon--aktifkan beban furnancce I pada pabriik FeNi I, pabrrik PT.Aneka Tambang T dilayani oleh enam e buah pem mbangkit sendirri dengan kapaasitas 17 MW yang terinntegrasi dengann FeNi I, FeNi II I dan FeNi III.

IV. SIMULASII DAN ANAL LISIS 4.1

Studi Kasus K Simulasi Stabilitas Traansien Studi ini i menganalisaa stabilitas sisteem dan efektifi fitas load shedding ketikka terjadi kejaadian yang tidaak direncanakaan yaitu, generator lepaas (trip), hubunggan singkat dann motor startingg. Kasus yang di analisiis adalah :

DG10

Keteranggan Kasus DG1(swing)) trip

DG1 deleete

Waktu (detik) 1.000

1

DG60

DG6 trip

DG6 deleete

1.000

16.7 MW

load sheddin ng 1

CB57 opeen

1.241

8.4 MW

DG1(swing)) dan

DG1 deleete

1.000

34 MW

DG2(swing)) trip

DG2 deleete

load sheddin ng 1

CB57 opeen

1.241

8.4 MW

load sheddin ng 2

CB57 cloose

1.338

25.3 MW

1.000

33.7 MW

2 DG10DG200

3

DG20DG300

DG2(swing)) dan

DG2 deleete

1.151

8.4 MW

CB57 closee

1.185

2 MW 25.3

Bus2 fault

1.000

CB8 open

1.300

Starting

Motor IM-3 staart

Cb4 open CB5 open Motor IM-33

1.000

1410 kW 1

start

Selanjuttnya langkah-langkah yang akaan diambil dalaam aanalisa stabilitass transien adalaah: 1. Mengaamati respon allami frekuensi ddan tegangan bu us saat terjadii lepas pembaangkit, hubungg singkat dan motor startinng saat t=1 detikk. 2. Mengaamati perubah han nilai resspon frekuensi dan teganggan bus, apaakah menjadi stabil atau tidak berdassarkan atas acuaan standar yangg digunakan. 3. Jika respon r frekuensi dan tegangaan tidak stabil maka akan dilakukan peleepasan beban sesuai s dengan skema pelepaasan beban yangg telah direncannakan. 44.2. Simulasi Sttabilitas Transsien 44.2.1 Studi Kaasus DG10: Generator G DG 1 (swing) trip p saat semua sumber energi aktif: DG1 D Delete (t = 1 detik). G10 akan dituunjukkan hasiil dari Pada sttudi kasus DG simulasi stabilittas transien dissaat DG 1 tripp dan sumber energi yyang lainnya akktif. Apabila ke k enam generaator dapat mennyaplai ddaya sebesar 1000.8 MW. Dan total keseluruhhan beban pabrrik tiga ppabrik feronikel (FeNi I, FeN Ni II dan FeNii III) sebesar 84.112 8 M MW. DG 1 memiliki kappasitas 17 MW. M Generatorr DG ddisimulasikan trrip pada t = 1 detik. Hasil simulasi s dapat dilihat ppada Gambar 4.1 dan 4.2.

Daya 17 MW

Gambar 4.1 Respon frekuennsi MainBus-033 dan MainBus-04.

CB10 cloose 4

CB57 openn

CB10 openn SC‐1

Aksi

Daya

CB57 openn

before 58.2 Hz

Kasus

Waktu (detik)

load shedding 2

As required to arrest decline

3.1

Aksi

Dari Gam mbar 4.1. dan 4.2. di atas daapat kita lihat bahwa trripnya generattor DG 1 meenyebabkan resspon frekuensii pada M MainBus-03 dann MainBus-04 yang merupakaan bus generatoor dari sistem nilainya mencapai teren ndah 98.75% daari frekuensi noominal yyaitu 50Hz dan steady state paada nilai 98.76% %. Dari nilai teersebut reespon frekuenssi dikatakan am man, dengan 500±1.5% atau 98 8.5% 101.5% menuruut Standar PLN luar Jawa.

Halaman 2 dari d 8

Sedangkkan respon tegaangan pada buss menurun sesaaat dan kkemudian kembbali naik. Teg gangan pada bus b MainBus-0 03 dan M MainBus-04 mencapai m nilai terendah seebesar 98.35% % dari teegangan nominnalnya pada detik d ke 1.001 dan mencapaai nilai 999.93% pada saat kondisi steeady state. Unntuk respon teggangan m masih sesuai denngan standar PL LN (100-10% dan d 100-5%).

Gambarr 4.2 Respon tegaangan MainBus-003 dan MainBus-004

Sedanggkan respon teggangan pada buus menurun sesaat dan kemudian kem mbali naik. Pennurunan sesaat inilah yang dinnamakan dengan voltagge sagging. Tegangan pada bus MainBus-03 dan MainBus-04 mencapai nillai terendah sebesar 98.75 5% dari minalnya pada detik ke 1.1881 dan mencap pai nilai tegangan nom 99.95% pada saat kondisi steady s state. Untuk U respon tegangan t P (100-10% % dan 100-5%). masih sesuai ddengan standar PLN 4.2.2 Studi K Kasus DG60: Generator DG G 6 trip saatt semua sumber energgi aktif: DG6 Delete D (t = 1 deetik). Pada studi kasus DG60 D akan ditunjukkan d haasil dari simulasi stabiilitas transien disaat d DG 6 trrip dan sumbeer energi yang lainnya aktif. Apabila ke enam geneerator dapat menyaplai daya sebesar 1100.8 MW. Daan total keseluruuhan beban pabbrik tiga pabrik feronikkel (FeNi I, FeeNi II dan FeN Ni III) sebesarr 84.112 MW. DG 6 memiliki kappasitas 16.7 MW M yang meerupakan pembangkit bberoperasi sebaagai voltage control. c Generaator DG disimulasikan trip pada t = 1 detik. Hasil simulasi dapaat dilihat pada Gambar 44.3 dan 4.4.

44.2.2.1 Studi Kasus K DG60: Generator G DG G 6 trip saat semua s sumber energii aktif: DG6 Deelete (t = 1 detiik), Load Sheddding 1 (tt =1.241 detik)). Pelepasaan beban tahap p pertama dilaakukan saat frrekunsi m mencapai nilai 98.8% 9 atau 49.44 Hz. Dari Gam mbar 4.3 dapat dilihat bbahwa frekuenssi mencapai 988.8% pada detiik ke 1.141 sehhingga ppelepasan bebann tahap pertam ma dilakukan pada t = 1.241 detik, ddengan delay sebesar s 0.1 deetik. Pada pellepasan beban tahap ppertama ini dilepas d beban sebesar 10% % dari total beban kkeseluruhan. Gambar G 4.5 dan 4.6 secara berturuut-turut m menunjukkan gaambar respon frrekuensi sistem m dan respon teggangan ppada bus MainB Bus-03 dan Main nBus-04.

Gambar 4.5 4 Respon frekueensi MainBus-03 dan MainBus-044

Gambar 4.6 4 Respon tegang gan MainBus-03 dan MainBus-04 Gambarr 4.3 Respon frekkuensi MainBus-003 dan MainBus-004


Gambar 4.3. daan 4.4. di atas dapat kita lihaat bahwa Dari G tripnya generaator DG 6 menyyebabkan respoon frekuensi darri sistem nilainya menccapai terendah 97.55% dari frrekuensi nominnal yaitu 50Hz, naik seesaat mencapaii 98.20% dan steady s state paada nilai 98.03%. Darii nilai tersebutt respon frekuuensi dikatakann belum aman, dengann 50±1.5% atau u 98.5% - 1011.5% menurut Standar PLN luar Jaw wa. Untuk itu diperlukan d skem ma load sheddiing yang mengacu keppada skema pelepasan bebban menurut standar ANSI/IEEE C37 C 106-1987 tig ga langkah peleepasan beban.

Dengan dilakukan pelepasan p bebban tahap peertama, teegangan pada setiap bus yaang ditunjukkann pada Gambaar 4.6, m mengalami peniingkatanmenjad di 99.97%. hal ini i diakibatkan beban yyang dilepas cuukup besar. Seedangkan untuuk Gambar 4.5 5 yaitu ggambar respon frekuensi sistem m mengalami peningkatan p sehhingga nnilai terendahny ya menjadi 97.285% dan meencapai nilai 99.27% 9 saat steady statee. 44.2.3 Studi Kaasus DG10DG220: Generatorr DG 1 (swingg) dan G Generator DG 2 (swing) trip p saat semua su umber energi aktif: D DG1 dan DG2 Delete D (t = 1 deetik). Pada stuudi kasus DG10DG20 akan ditunjukkan d hassil dari simulasi stabilitaas transien disaaat DG 1 dan DG D 2 trip, saat sumber s eenergi yang laiinnya aktif. Dengan D tripnyaa 2 generator sangat m mempengaruhi sistem yang memiliki m beban sebesar 84.1122 MW. D DG 1 dan DG G 2 memiliki kapasitas 34 MW. M Generatoor DG ddisimulasikan trrip pada t = 1 detik. Hasil simulasi s dapat dilihat ppada Gambar 4.7 dan 4.8. 4 di bawah dapat d kita lihat bahwa Dari Gaambar 4.7. dan 4.8. trripnya generatoor DG 1 dan DG D 2 menyebabbkan respon frekuensi ddari sistem nilaainya mencapaii terendah 61.778%, terus berrosilasi hhingga detik ke--30 dengan nilaai 69.16%. Darii nilai tersebut respon r fr frekuensi dikataakan tidak aman n, yang dapat mengakibatkan m sistem m mengalami colllape. Untuk itu u diperlukan skema s load sheedding

Halaman 3 dari d 8

yang mengacuu kepada skem ma pelepasan beban b menurut standar ANSI/IEEE C37 C 106-1987 tig ga langkah peleepasan beban.

Gambar 4..10 Respon tegan ngan MainBus-03 dan MainBus-044

Gambarr 4.7 Respon frekkuensi MainBus-003 dan MainBus-004


44.2.3.2 Studi Kasus K DG10DG G20: Generatoor DG 1 (swing g) dan G Generator DG 2 (swing) trip p saat semua su umber energi aktif: D DG1 dan DG2 Delete (t = 1 detik), Load Shedding S 1 (t =1.241 = d detik) dan Load d Shedding 2 (tt =1.338 detik). Pelepasaan beban tahap p kedua dilakkukan saat frekuensi sistem mencapaai 98.16%. Paada kasus ini frekuensi mencapai 998.16% pada deetik ke 1.238, sehingga s pelepaasan beban dilaakukan ppada detik ke 1.338 dengan jum mlah beban sehharusnya yang dilepas d aadalah 15% darri total jumlah beban b seluruhnnya, tetapi padaa kasus inni tidak memungkin lepaasnya beban 15%, jadi untuk m mengantisipasi hal h itu beban Furnace F 2 di leppas dengan menngbuka C CB10 yaitu sebbesar 25.3 MW W yang merupakkan 30% dari jumlah j bbeban keseluruh han dan menuutup kembali CB57, C yang diilewati ddaya sebesar 8.5 MW. Grrafik dari resspon frekuenssi dan teegangannya dappat dilihat padaa Gambar 4.11. dan 4.12. di bawah inni:

b mengalam mi osilasi Sedanggkan respon teegangan pada bus juga dimana tegangan naiik dan turun hingga detikk ke-30. Bus-04 mencappai detik Tegangan padda bus MainBuss-03 dan MainB ke-30 sebesaar 90.89% daari tegangan nominalnya. Hal ini meletakatan teegangan pada leevel kritis, sebaab itu diperlukaan skema load sheddingg. 4.2.3.1 Studi Kasus DG10D DG20: Generattor DG 1 (swiing) dan Generator DG G 2 (swing) triip saat semua sumber energ gi aktif: DG1 dan DG G2 Delete (t = 1 detik), Loadd Shedding 1 (tt =1.241 detik). hap pertama diilakukan saat frekunsi Pelepaasan beban tah mencapai nilai 98.8% atau 499.4 Hz. Dari Gambar 4.7 dapaat dilihat bahwa frekuennsi mencapai 98.8% 9 pada deetik ke 1.141 sehingga s pelepasan bebban tahap pertaama dilakukan pada t = 1.2441 detik, dengan delayy sebesar 0.1 detik. Pada pelepasan p bebaan tahap pertama ini dilepas bebann sebesar 100% dari totall beban keseluruhan. Gambar 4.9 dan 4.10 secara bertuurut-turut t menunjukkan gambar respon frekuensi sisteem dan respon tegangan pada bus MainnBus-03 dan MainBus-04.

Gambar 4..11 Respon frekuensi MainBus-033 dan MainBus-04 4

Gambar 4.12 Respon tegaangan MainBus-003 dan MainBus-0 04

Dari Gaambar 4.11. dap pat dilihat bahhwa respon frekuensi sistem terjadi kenaikan nilai frekuensi menjadi 100.597%. S Sedangkan tegaangan pada bu us mengalami kkenaikan diakibbatkan aadanya pelepasaan beban. Teggangan bus mengalami peningkatan m menjadi 100.019%. Sedangkkan untuk haasil tersebut sudah m memenuhi standar, sehingga dapat dikatakaan bahwa kesttabilan sistem pada sttudi kasus inii dapat terjagga setelah dilaakukan ppelepasan beban n sebanyak dua tahap. Gambarr 4.9 Respon frekkuensi MainBus-003 dan MainBus-004

Setelahh dilakukan pelepasan bebann pertama diddapatkan respon frekueensi sistem sepperti ditunjukkkan oleh Gamb mbar 4.9, belum menunnjukan perubaahan yang beerarti. Maka dari d itu diperlukan pellepasan beban tahap t kedua. Seedangkan untukk respon tegangan massih menunjukan n osilasi dapatt dilihat pada Gambar 4.10.

44.2.4 Studi Kaasus DG20DG330: Generatorr DG 2 (swingg) dan G Generator DG 3 trip saat seemua sumber energi aktif:: DG2 d dan DG3 Deletee (t = 1 detik). Pada studi s kasus DG20DG30 akan ditunjukkan d hassil dari simulasi stabilitaas transien disaaat DG 2 dan DG D 3 trip, saat sumber s eenergi yang laiinnya aktif. Dengan D tripnyaa 2 generator sangat m mempengaruhi sistem yang memiliki m beban sebesar 84.1122 MW. D DG 2 dan DG 3 memiliki kapasitas k 33.7 MW. Generatoor DG

Halaman 4 dari d 8

disimulasikan trip pada t = 1 detik. Hasil simulasi dapaat dilihat pada Gambar 44.13 dan 4.14.


Gambar 4.13 Respon frekkuensi MainBus-003 dan MainBus--04

Gambar 4.14 Respon tegaangan MainBus-003 dan MainBus--04

Dari G Gambar 4.13. daan 4.14. di atass dapat kita lihaat bahwa tripnya generaator DG 2 dan DG 3 menyebaabkan respon frekuensi fr dari sistem niilainya mencappai terendah 611.92%, terus berosilasi hingga detik kke-30 dengan niilai 69.17%. Daari nilai tersebuut respon frekuensi dikaatakan tidak am man, yang dapatt mengakibatkan sistem mengalami coollape. Untuk itu diperlukan skema load shedding s yang mengacuu kepada skem ma pelepasan beban b menurut standar ANSI/IEEE C37 C 106-1987 tig ga langkah peleepasan beban. Sedanggkan respon teegangan pada bus b mengalam mi osilasi juga dimana tegangan naiik dan turun hingga detikk ke-30. Tegangan padda bus MainBuss-03 dan MainB Bus-04 mencappai detik ke-30 sebesaar 90.88% daari tegangan nominalnya. Hal ini meletakatan teegangan pada leevel kritis, sebaab itu diperlukaan skema load sheddingg. DG30: Generattor DG 2 (swiing) dan 4.2.4.1 Studi Kasus DG20D Generator DG G 3 trip saat semua sumbeer energi aktif: DG2 dan DG3 Deleete (t = 1 detik k), Load Sheddiing 1 (t =1.171 detik). Pelepaasan beban tah hap pertama dilakukan saat frekunsi mencapai nilaai 98.8% atau 49.4 Hz. Darri Gambar 4.113 dapat dilihat bahwaa frekuensi meencapai 98.8% pada detik ke k 1.071 sehingga peleppasan beban tahhap pertama dillakukan pada t = 1.171 detik, dengan delay sebesar 0.1 0 detik. Pada pelepasan bebaan tahap pertama ini dilepas bebann sebesar 100% dari totall beban keseluruhan. Gambar 4.155 dan 4.16 secara bertuurut-turut menunjukkan gambar respon frekuensi sisteem dan respon tegangan t pada bus MainnBus-03 dan MainBus-04.

Setelah dilakukan pelepasan beban pertama didappatkan reespon frekuenssi sistem seperrti ditunjukkann oleh Gambarr 4.15, bbelum menunju ukan perubahaan yang beraarti. Maka daari itu ddiperlukan peleppasan beban tahhap kedua. Seddangkan untuk respon r teegangan masihh menunjukan osilasi dapat dilihat d pada Gambar G 44.16. 44.2.4.2 Studi Kasus K DG20DG G30: Generatoor DG 2 (swing g) dan G Generator DG 3 trip saat seemua sumber energi aktif:: DG2 d dan DG3 Delette (t = 1 detik), Load Sheddin ng 1 (t =1.171 detik) d dan Load Sheddding 2 (t =1.218 detik). Pelepasaan beban tahap p kedua dilakkukan saat frekuensi sistem mencapaai 98.16%. Paada kasus ini frekuensi mencapai 998.16% pada deetik ke 1.118, sehingga s pelepaasan beban dilaakukan ppada detik ke 1.218 dengan jum mlah beban sehharusnya yang dilepas d aadalah 15% darri total jumlah beban b seluruhnnya, tetapi padaa kasus inni tidak memungkin lepaasnya beban 15%, jadi untuk m mengantisipasi hal h itu beban Furnace F 2 di leppas dengan menngbuka C CB10 yaitu sebbesar 25.3 MW W yang merupakkan 30% dari jumlah j bbeban keseluruh han dan menuutup kembali CB57, C yang diilewati ddaya sebesar 8.5 MW. Grrafik dari resspon frekuenssi dan teegangannya dappat dilihat padaa Gambar 4.177. dan 4.18. di bawah inni:




Dari Gaambar 4.17. dap pat dilihat bahhwa respon frekuensi sistem terjadi keenaikan nilai frekuensi fr menjaadi 100%. Sedaangkan G Gambar 4.18 tegangan pada bu us mengalami kenaikan diakib batkan aadanya pelepasaan beban. Teggangan bus mengalami peningkatan m menjadi 99.99% %. Sedangkan untuk hasil terseebut sudah mem menuhi sttandar, sehingg ga dapat dikataakan bahwa keestabilan sistem m pada sttudi kasus ini dapat terjaga setelah dilakukkan pelepasan beban sebanyak dua taahap.

Halaman 5 dari d 8

4.2.5 Studi Kasus DG50DG G60: Generatorr DG 5 dan Geenerator mber energi aktif: DG5 daan DG6 DG 6 trip saaat semua sum Delete (t = 1 d detik). Pada studi s kasus DG G50DG60 akan ditunjukkan hasil h dari simulasi stabillitas transien diisaat DG 5 dan DG 6 trip, saatt sumber energi yang lainnya aktif. Dengan tripnyya 2 generatorr sangat mempengaruhhi sistem yang memiliki bebann sebesar 84.112 MW. DG 5 dan DG 6 memiliki kapasitas 33.77 MW. Generaator DG disimulasikan trip pada t = 1 detik. Hasil simulasi dapaat dilihat pada Gambar 44.19 dan 4.20. Dari G Gambar 4.19. dan d 4.20. di di bawah dapat kita k lihat bahwa tripnyaa generator DG G 5 dan DG 6 menyebabkann respon frekuensi darii sistem nilainyya mencapai teerendah 61.92% %, terus berosilasi hinngga detik ke-330 dengan nillai 69.17%. Dari nilai tersebut respoon frekuensi dikatakan tidaak aman, yang dapat mengakibatkann sistem menggalami collape.. Untuk itu dipperlukan skema load sshedding yang g mengacu keppada skema peelepasan beban menuruut standar ANS SI/IEEE C37 106-1987 1 tiga langkah pelepasan beban.




44.2.5.2 Studi Kasus DG500DG60: Geneerator DG 5 dan G Generator DG 6 trip saat seemua sumber energi aktif:: DG5 d dan DG6 Delette (t = 1 s), Loaad Shedding 1 (t =1.151 detik k) dan L Load Shedding 2 (t =1.185 dettik). Pelepaasan beban tahhap kedua dilakkukan saat frekuensi sistem mencapaai 98.16%. Paada kasus ini frekuensi mencapai 998.16% pada deetik ke 1.085, sehingga s pelepaasan beban dilaakukan ppada detik ke 1.185 dengan jum mlah beban sehharusnya yang dilepas d aadalah 15% darri total jumlah beban b seluruhnnya, tetapi padaa kasus inni tidak memungkin lepaasnya beban 15%, jadi untuk m mengantisipasi hal h itu beban Furnace F 2 di leppas dengan menngbuka C CB10 yaitu sebbesar 25.3 MW W yang merupakkan 30% dari jumlah j bbeban keseluruh han dan menuutup kembali CB57, C yang diilewati ddaya sebesar 8.5 MW. Grrafik dari resspon frekuenssi dan teegangannya dappat dilihat padaa Gambar 4.177. dan 4.18. di bawah inni:


b mengalam mi osilasi Sedanggkan respon teegangan pada bus juga dimana tegangan naiik dan turun hingga detikk ke-30. Bus-04 mencappai detik Tegangan padda bus MainBuss-03 dan MainB ke-30 sebesaar 90.88% daari tegangan nominalnya. Hal ini meletakatan teegangan pada leevel kritis, sebaab itu diperlukaan skema load sheddingg. G50DG60: Generator DG 5 dan 4.2.5.1 Studii Kasus DG Generator DG G 6 trip saat semua sumbeer energi aktif: DG5 dan DG6 Deleete (t = 1 detik k), Load Sheddiing 1 (t =1.151 detik). Pelepaasan beban tahhap pertama dillakukan saat frekuensi fr mencapai nilaai 98.8% atau 49.4 Hz. Darri Gambar 4.119 dapat dilihat bahwaa frekuensi meencapai 98.8% pada detik ke k 1.051 sehingga peleppasan beban tahhap pertama dillakukan pada t = 1.151 detik, dengan delay sebesar 0.1 0 detik. Pada pelepasan bebaan tahap pertama ini dilepas bebann sebesar 100% dari totall beban keseluruhan. Gambar 4.211 dan 4.22 secara bertuurut-turut t menunjukkan gambar respon frekuensi sisteem dan respon tegangan pada bus MainnBus-03 dan MainBus-04.



Setelahh dilakukan pelepasan bebann pertama diddapatkan respon frekueensi sistem sepperti ditunjukkaan oleh Gambbar 4.21, belum menunnjukan perubaahan yang beerarti. Maka dari d itu diperlukan pellepasan beban tahap t kedua. Seedangkan untukk respon tegangan massih menunjukan n osilasi dapatt dilihat pada Gambar 4.22.

pat dilihat bahhwa respon frekuensi Dari Gaambar 4.23. dap sistem terjadi keenaikan nilai freekuensi menjaddi 99.12%. Sedaangkan G Gambar 4.24 tegangan pada bu us mengalami kenaikan diakib batkan aadanya pelepasaan beban. Teggangan bus mengalami peningkatan m menjadi 99.97% %. Sedangkan untuk hasil terseebut sudah mem menuhi

Halaman 6 dari d 8

standar, sehinngga dapat dikaatakan bahwa kestabilan k sisteem pada studi kasus inni dapat terjagaa setelah dilakkukan pelepasaan beban sebanyak dua tahap. 4.2.6 Studi Kasus K SC-1 : Hububungan H singkat pada Bu us2 (t=1 detik), CB8 oppen (t=1.1 detiik), CB4 open (t=1.1 detik) dan d CB5 open (t=1.1 deetik). Saat teerjadi gangguan n hubung singkat pada bus 2, CB C yang terhubung deengan bus terrsebut akan segera s bekerjaa untuk memutuskan aarus hubungan singkat, sehinngga gangguan hubung singkat yang terjadi dapat diamankan. d Waaktu pelepasan dari CB g hubuung singkat terjjadi. Hal ini adalah 0.3 detik setelah gangguan ujuan agar hubuung singkat yanng terjadi tersebut dilakuukan dengan tuj dapat segera ddi-isolir sehingg ga tidak menggaanggu bus utam ma. Gambarr 4.28 Single line pada studi kasuss motor starting

Gambar 4..29 Respon frekuensi MainBus-033 dan MainBus-04 4 Gambarr 4.25 Single linee pada studi kasuss hubungan singk kat

Pada sstudi kasus ini, CB yang dileppas melalui OC CR (Over Current Relayy) adalah CB 8 juga diikkuti dengan peelepasan pemabngkit ddisebabkan buss yang mengaalami kasus huubungan singkat memilliki beban yang besar, waktu pelepasan p pada simulasi adalah 1.3 deetik yaitu selanng 0.3 detik dari d gangguan hubung singkat yang terjadi (t = 1 detik). Untukk lebih jelasny ya dapat Gambar 4.25 dan n 4.26. dilihat pada G Gambar 4..30 Respon tegan ngan MainBus-03 dan MainBus-044

d sistem mampu menjallankan motor dengan d Setelah di-run, kkapasitas 1410 KW. Hal ini dikarenakan d supplay daya dari sistem ccukup untuk staart motor besarr. Hal ini dibukktikan dengan respon r teegangan atau frekensi darri sistem massih dalam staandard A ANSI/IEEE C377 106-1987 unttuk frekuensi daan standar SEM MI F47 ddimana voltage sagging s masih dalam standar aacuan. Gambar 4.26 Respon frekkuensi MainBus-003 dan MainBus--04


4.2.7 Studi K Kasus MOTOR R START : Mootor IM-3 Starrt (t = 1 detik) TART akan diilakukan Pada mode operasii MOTOR ST simulasi startting motor terbbesar yang beerada pada PT. Aneka Tambang. Laalu akan dilih hat apakah prooses penyalaann motor tersebut dapat mengganggu kerja k sistem. Deengan waktu peenyalaan C seperrti gambar di baawah ini t = 1 detik, di--plot pada bus CMB-32, :

55.1 KESIMPUL LAN Berdaasarkan hasil yang y didapatkaan dari simulasi dan aanalisis pada tugas akhir ini, dapat diambil beberapa kesim mpulan sebagai berikut:  Lepasnya satu DG akkibat gangguan dapat mempenngaruhi m menyebabkaan frekuensi sistem s turun secara sistem signifi fikan menjadi 988.03% maka daari itu diperlukaan satu tahap skema load shedding unntuk mengembbalikan frekueensi ke batas yaang stabil dengaan melepaskan beban sebesaar 8.4 MW.  Ketikaa dua DG meengalami ganggguan, menyebbabkan responn frekuensi dari sistem nilainyya mencapai terrendah 61.78% %. Sedangkaan respon teegangan padaa bus mengaalami osilasi ju uga dimana tegaangan naik dann turun hinggaa detik ke-30 0. Pada detik ke-30 teganggannya sebesaar 90.89% dari tegangan nomiinal. Maka dipeerlukan dua taahap skema loa ad shedding uuntuk mengembbalikan frekueensi ke batas yaang stabil.  Pada kasus k hubungann singkat, CB88 open dan dikuuti juga pelepaasan pembangkkit, karena buus yang menggalami hubunngan singkat meemiliki kapasitaas beban yang besar. b

Halaman 7 dari d 8



Saatt menyalakan motor dengann kapasitas day ya 1410 KW W, yang merupakkan motor denngan daya palinng besar, sisteem bisa kemballi stabil dengan respon frekuennsi 99.93 % daan respon tegan ngan terendah 99.06%. 9

DAFTA AR PUSTAK KA 1

2 3

4

5

6

Penangsanng, Ontoseno. “Diktat Kuliah Anallisis Sistem Tenag ga Listrik 2”, Jurusan Teknik Elektrro, Institut Teknoologi Sepuluh Nopember, N Surabaya, 2006 M Saadat, Haadi, “Power Systtem Analysis (Seccond Edition)”, McGrawHill Educaation (Asia), Singgapore, 2004. Robandi, II. dan Pujiantara, M., “Analisis Sistem S Tenaga [P Pengantar Stabilitas Dinamik]” Prroyek Percepataan Pendidikan Insinyur th.1996/19997 FTI ITS, Suraabaya, 1997. Haryaseptaa P ,Median, “Analisis Sttabilitas Transiien Dan Perancanggan Pelepasan Beban B Pada Sisteem Kelistrikkan Pabrik 1 Pt. Pupukk Kujang”, Juruusan Teknik Elekktro, Fakultas Teknologi T Industri, IInstitut Teknolog gi Sepuluh Nopem mber, Surabaya, Bab II, 2010. Nurul, “Analisis Stabilitas S Transieen pada sistem kelistrikan k Azizah, N Larantuka ka (NTB) akibat penambahan p PL LTU 2x4 MW pada Tahin 2013”, Juurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi T Industrri, Institut Teknologgi Sepuluh Nopem mber, Surabaya, Bab B II, 2011. ANSI/IEE EE C37.106-19877, “IEEE Guide for f Abnormal Frequency F Protectionn for Power Geneerating Plants”.

RIWA AYAT HIDUP P Aminullah Raamadhan. Lahirr di kota Sungaii Penuh, Jambi pada tanggal 21 Mei M 1987, beragaama Islam. Temppat tinggal penuulis di Jl. Perumdos ITS W-5. P Penulis pernah menjalani m pendid dikan di TK Karttika yudha, Sungai Penuh, SD I/III I Sungai Pennuh, SLTP Nuruul Ikhlas Tanah Datar, SMA Nurul N Ikhlas Tanaah Datar, ma 3 Teknik Elek ktronika – Prograam Studi Diplom Politek knik Universitas Andalas, Padangg. Setelah bekerjaa 1 tahun di suatu peerusahaan pertambangan ddi Jakarta, kemud dian penulis melanjutkan pendidiikan pada program studi lintas jalur S1 tekknik elektro – biidang studi sistem m tenaga, jurusan teknik eelektro – Institut Teknologi Sepulluh Nopember ( ITS ), Surabaya.

Halaman 8 dari d 8

Analisa Stabilitas Transien dan perancangan pelepasan beban pada Industri Peleburan Nikel PT. Aneka Tambang di Pomaala (Sulawesi Tenggara)

Recommend Documents