Analisis Pengaruh Harmonisa Terhadap Transformator Distribusi pada Tegangan Menengah 20kV (Studi Kasus : Transformator Distribusi PT. PLN (PERSERO) Area Jaringan Surabaya Barat
FITRI (22O5100025) Dosen Pembimbing : Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D I Gusti Ngurah Satriyadi H. H , ST, ST MT
PERMASALAHAN y Kinerja transformator distribusi dalam penyaluran
daya ke pusat beban dipengaruhi oleh munculnya harmonisa. y Penting untuk dilakukan suatu analisa untuk mengetahui seberapa besar pengaruh yang diakibatkan oleh harmonisa terhadap p p penurunan kinerja transformator distribusi.
LATAR BELAKANG y Sistem distribusi tenaga listrik mempengaruhi kualitas
sistem tenaga listrik y Beban non-linear menimbulkan efek harmonisa y Harmonisa dalam transformator distribusi mengganggu sistem distribusi tenaga listrik
dapat
TUJUAN PENELITIAN y Merancang model simulasi untuk melakukan penelitian mengenai
seberapa jauh level maksimum pembebanan yang diijinkan agar kinerja transformator tetap terjaga. y Menganalisa g hubungan g harmonisa terhadap p kinerja j transformator distribusi. y Menganalisa harmonisa terhadap indeks penurunan kapasitas daya terpasang pada transformator distribusi. distribusi y Mendapatkan rekomendasi untuk menyelesaikan permasalahan yang disebabkan oleh harmonisa terhadap penurunan kinerja transformator distribusi.
BATASAN MASALAH y Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data transformator y y y y
distribusi PT.PLN (PERSERO) AREA JARINGAN Surabaya Barat Data yang digunakan adalah data pada kondisi transformator berbeban. Pengaruh THD yang diteliti merupakan THD pada arus dan tegangan. tegangan Simulasi yang di gunakan pada tugas akhir ini adalah Simulasi ETAP Parameter yang akan digunakan untuk menguji kinerja dari transformator adalah kapasitas daya terpasang pada transformator
METODOLOGI y Studi literatur y Pengumpulan data y Perancangan dan permodelan model simulasi y Pengolahan P l h data d t y Analisa y Penarikan kesimpulan
HARMONISA Harmonisa adalah g gangguan gg yyang g terjadi j dalam sistem distribusi tenaga listrik yang disebabkan adanya distorsi gelombang arus dan tegangan. Distorsi gelombang arus dan tegangan ini disebabkan adanya pembentukan gelombanggelombang dengan frekuensi kelipatan bulat dari f k frekuensi i fundamentalnya. f d t l
TRANSFORMATOR Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolakbalik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, output dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.
TRANSFORMATOR DISTRIBUSI Transformator T f t Di t ib i adalah Distribusi d l h merupakan k suatu t komponen yang sangat penting dalam penyaluran tenaga g listrik dari g gardu distribusi ke konsumen. Kerusakan pada transformator distribusi menyebabkan kontinuitas pelayanan terhadap konsumen akan terganggu (terjadi pemutusan aliran listrik atau pemadaman)
PENGUMPULAN DATA Teknik pengumpulan data : • Pengukuran menggunakan alat Power Quality Analyzer (PQA) • Pengukuran hasil permodelan simulasi ETAP
PENGUKURAN PQA HIOKI 3196
Permodelan Sistem Sistem kelistrikan di wilayah AJ SBB dilayani oleh 8 GI (GARDU INDUK) meliputi: 1. GI Waru 2 2. GI Babatan 3. GI Driyorejo 4. GI Karang Pilang 5 5. GI Sumput 6. GI Kasih Jatim 7. GI Darmo Grand 8 8. GI Altaprima Data AJ SBB tercatat 51 penyulang, 556 KMS JTM, JTR 770 KMS, Gardu Distribusi 1326 Buah dan 150.970 pelanggan.
Permodelan Sistem Permodelan dilakukan terhadap 4 penyulang dengan 11 transformator distribusi : 1. Penyulang Bambe 2. Penyulang Injoko 3. Penyulang Plumbungan 4. Penyulang Gunung Sari Indah Daftar transformator distribusi :
GI. DARMO GRAND
GI. SURABAYA BARAT (SUMPUT)
TRF I 150 / 20 kV 50 MVA CELL MERLIN GERIN
TRF I 150 / 20 kV 60 MVA CELL GOLD STAR
1. P. LIDAH KULON 2. P. GUNUNGSARI INDAH
1. 2. 3. 4. 5. 6.
GI. DRIYOREJO
SINGLE LINE DIAGRAM 20 KV AREA JARINGAN SURABAYA BARAT
TRF III 150 / 20 kV 50 MVA CELL ALSTOM
1. P. EVERTEX TRF IV 150 / 20 kV 60 MVA CELL ALSTOM
1. P. SEGORO MULYO 2. P. WING SURYA
GI. WARU
GI. KASIH JATIM
1. P. PURNOMO SEJATI II
TRF III 150 / 20 kV 60 MVA CELL ALSTOM
TRF I 150 / 20 kV 60 MVA CELL MERLIN GERIN
1. P. DOMAS
GI. ALTAPRIMA TRF I 150 / 20 kV 30 MVA
PT. SURYATAMA MEGAH PT. CEMERLANG RC034 ARTHA MANDIRI TJAKRINDO RC030 RC017
TRF I 150 / 20 kV 50 MVA CELL SIEMENS
GH. TAMBAK DONO
1. 2. 3. 4. 5. 6.
PCT LBS BOBOH TIMUR
PT. MILENIUM ROTTANINDO RC035
LBS GADING WATU
GI. DARMO GRAND
RC023
LBS KRNG. TURI ATAS
LBS KOPEL SETRO
LBS BRINGKANG (MOTORIZE)
GI SURABAYA GI. BARAT ( SUMPUT )
LBS PERUMNAS
LBS PETIKEN
6 LBS SUMPUT ATAS LBS SUMPUT BAWAH
3
LBS PUSKOPKAR
1 TRF III 150 / 20 kV 50 MVA
2
TRF IV 150 / 20 kV 60 MVA
5
1
2
LBS SEGORO MULYO LBS MUKA GI
GI. DRIYOREJO
5
1
WING SURYA
VS AGRINDO
LBS SOSRO LBS KORAMIL
HARGO DUMADI
LBS MERAPI
LBS SBY WIRE
LBS MEKABOX LUAR
PGS BANJAR PERTAPAN
LBS GENTENG BAMBE
LBS SARIMAS ATAS
LBS RUSUN
LBS SUPARMA
LBS AT-TAQWA
VS BULU PINGGIR
LBS KEL WARU GUNUNG
( SUTM KOSONG ) LBS SARI REJO
LBS LIK TROSOBO
LBS GG BAGONG
PT. CAMCO OMYA
PGS SIDODADI
LBS KEL. BEBEKAN
LBS BRINGIN KULON
P. I N J O K O UPJ DK. KUPANG
PGS KEL. BEBEKAN
2 1
GI. WARU
LBS KORAMIL
3 LBS DPN MECO RY KALIJATEN
LBS SAWUNG GALING
PGS NUSA INDAH VS KLETEK
LBS KOPEL KAPAL API
PT. IWATANI
LBS KEBONSARI KOPEL TOL LBS PAGESANGANKEBONSARI
RY KETEGAN
1
PT CAROEN PT.
PT. LANGGENG MAKMUR
PT. JAWA METALINDO
VS BEBEKAN TENGAH
PT. ASAHI MAS
PT. CENTRAL
VS JAMBANGAN
LBS JEMBATAN LAMA
LBS BLK POM BENSIN LBS METALINA DALAM
LBS METALINA LUAR
PT. INDOKOPI
PGS UNDAGI
LBS BUMI PALAPA
LBS DEPAN BCA VS NGELOM
LBS CHAROEN VS BRINGIN
PCT LBS MARINIR
LBS PDAM LBS BULU PINGGIR ( PDAM )
VS KREMBANGAN
LBS ABON
UPJ DK. KUPANG
AVS BROMO
LBS BANJAR PERTAPAN LBS SDN TROSOBO
VS LAPANGAN KARANGPILANG
VS TAWANG SARI
LBS TANJUNGSARI BARAT
LBS KOPEL POM BENSIN TROSOBO
P P. IWATANI P. SAMBUNG REJO P. PLUMBUNGAN P. TAMAN PONDOK JATI
LBS KEBRAON 2 SELT
PGS BALAS KLUMPRIK BAWAH
ASIA PT. SARIMAS KEDAWUNG PT. SUPARMA PERMAI PDAM VICTORY SETIA SPINDO
VS AKASIA
LBS MEKABOX DLM
LBS SDN BAMBE
PGS MAKAM
1. 1 2. 3. 4.
LBS TOL RC 001 PCT KEBONSARI 002
LBS KOPEL
PT. WIRA JATIM
DIAMOND
LBS KOPEL POLSEK
LBS SURYA KERTAS LBS
CO LBS KOPEL DIAMOND
PT. PT. SURABAYA MEKABOX WIRE
PT. SAMATOR
LBS TIPLAS
RC
P. WILAYUT (APJ SDA) P. KLOPO SEPULUH P. JATISUMA P. JEMUNDO P. GILANG P. BRINGIN BENDO
TRF II 150 / 20 kV 50 MVA CELL GOLD STAR
PGS KEBRAON
LBS KOPEL PGS BALAS KEBRAON 2 KLUMPRIK LBS KEBRAON 2 UTR ATAS
LBS BANGKINGAN BAWAH TRF II 150 / 20 kV 50MVA
TMS LBS FENDI MUNGIL
1. P. JUR. TJAKRINDO
4
TRF I 150 / 20 kV 50MVA
4 AVS TIMUR MEGAH STELL
PGS KOTEREM
1. 2. 3. 4. 5. 6.
LBS TOL KARAH
LBS KELURAHAN KEBRAON
LBS BANGKINGAN ATAS
GI. KARANGPILANG
VS PETIKEN LANGGAR
AVS PETIKEN
GI. BABADAN
CO
VS P. ES BRANTAS
LBS PONDOK MARITIM
LBS TELOGO TANJUNG
AVS SDN MULUNG
LBS EVA
1
RANDUPUKAH ATAS
LBS PASAR KEDURUS
LBS GSI
LBS GEMOL
LBS PERUM TPI
LBS SUMUR WELUT
2 3
LBS RANDUPUKAH BAWAH LBS DPN. KANT. PERUMNAS
LBS PASAR PERUMNAS
1. P. PURNOMO SEJATI I
TRF I 150 / 20 kV 30 MVA
LBS KEBRAON UTAMA
6
6
4
LBS
LBS PERUM PONDOK ROSAN
5
LBS JERUK
TRF II 150 / 20 kV 60 MVA
GI. KASIH JATIM
VS 4 GADUNG BAWAH VS GADUNG ATAS
3
1 TRF I 150 / 20 kV 60 MVA
LBS BABATAN LBS LBS PERUM. LBS BABATAN INDAH LIDAH KULON LEMBAH HARAPAN LBS KOPEL PERUM BANGKINGAN PGS RUMDIS POLISI BANGKINGAN
2
VS LABAN WETAN
VS RANDEGAN SARI
TRF VII 150 / 20 kV 30 MVA CELL MUDALEX
P. BALE KAMBANG P. KEMLATEN P. SUMUR WELUT P. MARINIR P. KEDURUS P. WIYUNG
GI. ALTAPRIMA
LBS GOGOR
LBS BABATAN
LBS BANJAR MLATI
LBS BRINGKANG
1. P. SUPARMA I 2. P. SUPARMA II 3. P. GRAHA PENA
TRF I 150 / 20 kV 50 MVA CELL HITACHI
PGS LIDAH KULON MAKAM BAWAH LBS KOPEL Ds. LONTAR
LBS LK.SANTRI
P. PAGESANGAN P. BAMBE P. TROSOBO P. KRAMAYUDA
TRF V 150 / 20 kV 50 MVA CELL ALSTOM
2
VS LIDAH KULON MAKAM ATAS LBS CITRA LAND
PGS PUSKESMAS
TRF I 150 / 20 kV 50 MVA
1
LBS GEMPOL KURUNG
VS SIDOJANGKUNG LBS DOMAS
1. 2. 3. 4. 5. 6.
LBS NGASINAN
PT. KAKA RUBERRINDO
LBS MILENIUM
P. BOBOH P. CAHAYA BARU P. JERUK P. MEKABOX P. WARU GUNUNG P. GARDU HUBUNG KEBRAON
TRF II 150 / 20 kV 50 MVA CELL SIEMENS
LBS AYAM MAS LBS CEMERLANG TIMUR
LBS KOPEL CEMERLANG BARAT
TRF IV 150 / 20 kV 60 MVA CELL ALSTOM
1. 2. 3. 4.
GI. KARANGPILANG
1
LBS RY. BOTENG
P. BANJAR ANYAR P. TIMUR MEGAH STEEL P. KESAMBEN P. SAMATOR P. MULUNG P. DIAMOND
LBS MUKA KANTOR PLN AJ
TRF III 150 / 20 kV 60 MVA
4 2
LBS KOLAM PANCING
LBS BAMBE MUKA GI
1 LBS MUKA GI
VS SAMBISARI VS SADANG UTARA VS SADANG SELATAN
LBS SADANG UTARA LBS MUKA GI TRF I 150 / 20 kV 50 MVA
LBS WULET
6
TRF II 150 / 20 kV 50 MVA
1
PGS BANGSRI 2 LBS WAPD
5
1
3 LBS PEKARUNGAN PCT WILAYUT
VS GELURAN DALAM PGS SAWUNGGALING II LBS GUBAH LBS MASANGAN LBS PONDOK JATI KULON LBS LBS MASANGAN MUKA GI LBS 4 MUKA GI LBS MUKA GI LBS 2 LBS TOL MASANGAN ( APJ SIDOARJO ) MUKA GI
PGS ISPATINDO
2
1
2
4 3
TRF VII 150 / 20 kV 30 MVA TRF V 150 / 20 kV 50 MVA TRF IV 150 / 20 kV TRF VI 150 / 20 kV 60 MVA 60 MVA
PLN UPB WARU RD714
4 3
GI. BABADAN LBS SAMBUNG REJO
LBS TAMAN 3
PGS JEMUNDO
VS BRINGIN PT. KOPI WETAN KAPAL API
3
LBS SUKODONO LAP
PCT MASANGAN
PGS KEBON AGUNG
( APJ SIDOARJO )
SURABAYA, NOVEMBER 2007 MANAJER
LBS WILAYUT LBS SAIMBANG
Ir. R. MANURUNG, MM
Alur Permodelan Sistem start
1. Single line Diagram PLN 2. Run data PQA dari HIOKI 3 3. Data kapasitas trafo dan beban 4. Data Hasil pengukuran alat PQA
Library harmonisa arus dan tegangan One-line diagram per penyulang
Edit parameter trafo dan beban (Library harmonisa di input pada beban)
Run Harmonic Analysis pada ETAP
Selesai
Yes
Masukan hasil simulasi dalam excel
Hasil perbandingan pengukuran dan simulasi dalam grafik
end
No
Permodelan Sistem Library sumber harmonisa tegangan pada ETAP
Permodelan Sistem Libraryy sumber harmonisa arus p pada ETAP
Model Simulasi ETAP
Penyulang Bambe
Penyulang Plumbungan
injoko
Model Simulasi ETAP
Penyulang Injoko
Penyulang Gunung Sari Indah
Hasil Pengukuran g y Hasil pengukuran memberikan data : y I rms (arus rms) y I max (arus ( maksimum) k i ) y THD arus y THD tegangan y Perhitungan dengan metode THDF : y THDF =
[1,414 x (arus rms) / (arus maksimum)] x 100% y Rekomendasi KVA Baru = KVA nominal x THDF y Derating = ( KVA rating nominal – KVA baru ) x 100% KVA rating nominal
Hasil Pengukuran g Alat PQA
Hasil Pengukuran ETAP
Analisa Hasil Pengukuran THD tegangan maksimal ditunjukan pada gardu transformator RB147 sebesar 1.90% (PQA), sebesar 1.81% (ETAP). Batas maksimum IEEE-519 adalah 5%.
A li Hasil Analisa H il Pengukuran P k THD arus maksimal ditunjukan j pada g p gardu transformator RB741 sebesar 17.98% (PQA), sebesar 19.94% (ETAP). Batas maksimum IEEE-519 adalah 15%
Analisa Hasil Pengukuran
Analisa Hasil Pengukuran Derating g maksimal ditunjukan j p pada g gardu transformator RB741 sebesar 22.55% (PQA), sebesar 19.96% (ETAP).
A li Hasil Analisa H il Pengukuran P k Pembeban tertinggi gg ditunjukan j p pada g gardu transformator RB741 sebesar 77.45% (PQA), sebesar 80.04% (ETAP).
Karakteristik Beban Transformator Transformator distribusi yang diteliti dapat dikategorikan berdasarkan lingkungannya menjadi: • Pemukiman penduduk di pinggiran kota • Pemukiman penduduk di dalam kota • Komplek perumahan dan pertokoan (ruko) di dalam kota • Komplek perumahan menengah ke bawah di pinggiran kota • Komplek perumahan menengah ke atas di dalam kota
Karakteristik Beban Transformator
Karakteristik Beban Transformator y Hasil pengukuran menunjukan derating tertinggi terjadi
pada komplek perumahan menengah ke bawah pada daerah pinggiran kota yaitu sebesar 22.55% (pengukuran PQA) dan 19.96% (simulasi). y Nilai derating terendah ditunjukan terjadi pada daerah
komplek perumahan dan pertokoan di dalam kota sebesar 6.99% 6 99% (pengukuran PQA) dan 5.06% 5 06% (simulasi). (simulasi)
Kesimpulan y Dapat diketahui nilai THD tegangan maksimum terjadi pada gardu RB147
sebesar 1.90% (PQA), dan sebesar 1.81% pada simulasi ETAP. y THD arus maksimum terjadi pada gardu RB741 sebesar 17.98% (PQA) dan
dalam simulasi ditunjukan THD arus sebesar 19.94%. y Besar nilai THD arus yang semakin tinggi juga memberikan nilai penurunan
kapasitas (derating) yang semakin tinggi juga yaitu sebesar 22.55% (PQA) dan 19.96% (simulasi). y Rekomendasi KVA baru yang terbesar adalah 202.23 202 23 KVA (PQA) dan
209.99 KVA (simulasi) pada transformator distribusi RB196. y Hasil pengukuran menunjukan bahwa nilai penurunan kapasitas trafo
(derating) yang berkaitan erat dengan THD arus sangat berkaitan dengan karakteristik pelanggannya masing-masing.
Terima Kasih
