SIMULASI PEMISAHAN BEBAN BERDASARKAN TINGKAT FLUKTUASI BEBAN PADA SUBSISTEM TENAGA LISTRIK 150KV

SIMULASI PEMISAHAN BEBAN BERDASARKAN TINGKAT FLUKTUASI BEBAN PADA SUBSISTEM TENAGA LISTRIK 150KV Samia Sofyan, I. Made Ardita Y. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok Email: [email protected] Abstrak

Kondisi fluktuasi beban yang sangat cepat harus diantisipasi dengan ketersediaan suplai yang memadai. Apabila beban meningkat tetapi suplai yang diberikan turun maka akan terjadi kelebihan beban. Kelebihan beban ini mengakibatkan suplai akan padam karena neracadaya tidak seimbang. Gangguan ini mengakibatkan tidak kontinuitasnya pelayanan daya. Kondisi tersebut diatasi dengan tahapan pemisahan beban (load shedding) secara terencana. Pemisahan beban dilakukan dengan simulasi analisa aliran daya pada software ETAP 7. Pada skenario pemisahan beban ini penulis menjadikan IBT 1 sebagai suplai cadangan ketika IBT 2 lepas. IBT 1 memberikan 30% suplai cadangannya kepada IBT 2. Hasil dari beban yang dilepas adalah load 1, load 2, lump 5, lump 6, load 3, load 4 dan lump 12 yaitu sebanyak 127,4 MVA atau 28,4% dari total pembebanan IBT 1 dan IBT 2. Kata kunci : Suplai Cadangan; Pemisahan Beban; Fluktuasi Beban Load Shedding Simulation Based on Load Fluctuation Rate in 150kV Electrical Power Subsystem Abstract

Conditions of very rapid load fluctuations must be anticipated with the availability of adequate supplies. If the load increases but supply is given off, there will be overloaded. This overload will lead to supply balance of power outages due to unbalanced. This disturbancemakepower service is not continuity. The condition was overcome by stage load separation (load shedding) in a planned. Load shedding executed by simulation of load flow analysis with software ETAP 7. At this load separation scenario writer makes IBT 1 as a backup supply when IBT 2 off. IBT 1 gives 30% supply of reserves to the IBT 2. The result of released load are load 1, load 2, 5 lump, lump 6, load 3, load 4 and lump 12 as many as 127.4 MVA or 28.4% of the total loading from IBT 1 and 2. Keyword: Back Up Supply; Load shedding; Load Fluctuations

I.

PENDAHULUAN Permintaan jumlah beban listrik yang tinggi di Indonesia harus dibarengi dengan

tersedianya jumlah pembangkit yang melayani beban tersebut. Oleh karena itu, kondisi fluktuasi beban yang sangat cepat ini harus diantisipasi dengan ketersediaan pembangkit yang memadai. Pada suatu sistem tenaga listrik dapat terjadi ketidakseimbangan antara kapasitas pembangkitan dan kebutuhan beban. Ketidakseimbangan ini dapat disebabkan karena gangguan dari dalam dan dari luar sistem. Dari dalam bisa disebabkan karena umurnya peralatan yang sudah tua. Gangguan dari luar sistem yaitu terputusnya saluran transmisi 1

Simulasi pemisahan..., Samia Sofyan, FT UI, 2013

utama, terlepasnya salah satu atau lebih unit pembangkit atau penambahan beban secara tibatiba. Gangguan ini mengakibatkan kontinuitas pelayanan listrik dapat berkurang atau tidak andal. Turunnya tegangan pada sistem atau undervoltage dapat mengakibatkan kegagalan sistem. Kegagalan ini berakibat fatal bagi kerusakan komponen listrik maupun kerugian operasional bagi beban yang memiliki fluktuasi yang tinggi, seperti pada sebuah industri. Sehingga turunnya tegangan menjadi indikator keseimbangan antara daya yang dibangkitkan dengan total beban sistem. Ketika ada gangguan, suatu sistem harus memiliki cadangan pembangkitan. Akan tetapi cadangan suplai tersebut hanya terbatas. Sehingga untuk menjaga kontinuitas pelayanan dibutuhkan suatu cara untuk mengatasi permasalahan tersebut. Pemisahan Beban adalah metode tahapan pemisahan beban secara terencana untuk mengatasi gangguan tersebut agar pelayanan listrik dapat terus berjalan. Penyebab pemisahan beban yang dibahas kali ini adalah hilangnya suplai pembangkit. Tujuan dari pemisahan beban itu sendiri adalah untuk pengelompokan beban. Beban listrik memiliki karakteristik dengan fluktuasi yang berbeda-beda. Oleh karena itu pengelompokan beban ini berguna untuk mendapatkan tahapan pemisahan beban yang sesuai dengan tingkat fluktuasi beban konsumen. Pemisahan beban terencana ini akan diurutkan dari beban yang berfluktuasi rendah ke beban yang berfluktuasi tinggi. Sehingga kerugian dari sisi pembangkit dan dari sisi beban dapat dikurangi. Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk mengidentifikasi beban yang akan diprioritaskan untuk dipisah serta dapat mensimulasikan tahapan pemisahan beban dari prioritas beban yang telah diidentifikasi. II.

TEORI

A. Klasifikasi Beban Berdasarkan jenis konsumen energi listrik, secara garis besar, jenis beban dapat diklasifikasikan ke dalam[1] : 1. Beban Rumah Tangga 2. Beban Komersial 3. Beban Industri 4. Beban Fasilitas Umum

2


Pengklasifikasian ini sangat penting artinya bila kita melakukan analisa karakteristik beban untuk suatu sistem yang sangat besar. Perbedaan yang paling prinsip dari empat jenis beban diatas, selain dari daya yang digunakan dan juga waktu pembebanannya. B. Sistem Keandalan Tingkat Tinggi Sistem tenaga listrik yang baik adalah yang tingkat keandalannya tinggi di mana frekuensi dan durasi terjadinya pemadaman sangat rendah. Sistem dengan keandalan tinggi sangat dibutuhkan pada instansi pemerintahan, industri, ataupun perusahaan yang mengutamakan kontinuitas daya listrik ke beban. Menurut Kriteria Desain Jaringan Distribusi PLN [8], secara ideal tingkat keandalan kontinuitas penyaluran terbagi menjadi 5 tingkat, antara lain : • Tingkat-1 : pemadaman dalam orde beberapa jam. Umumnya terjadi pada sistem saluran udara dengan konfigurasi radial • Tingkat-2 : Pemadaman dalam orde kurang dari satu jam. Mengisolasi penyebab gangguan dan pemulihan penyaluran kurang dari satu jam. Umumnya pada sistem dengan pasokan penyulang cadangan atau sistem loop • Tingkat-3 : Pemadaman dalam orde beberapa menit. Umumnya pada sistem yang mempunyai sistem SCADA. • Tingkat-4 : Pemadaman dalam orde detik. Umumnya pada sistem dengan fasilitas automatic switching pada sistem fork. • Tingkat-5 : Sistem tanpa pemadaman. Keadaan di mana selalu ada pasokan tenaga listrik, misalnya pada sistem spotload, transformator yang bekerja parallel. C. Sistem Pemisahan Beban Tujuan utama dari sistem pemisahan beban adalah untuk mengantisipasi dan mencegah kolapsnya sistem tenaga yang disebabkan oleh transformator IBT yang kelebihan beban. Proses kelebihan beban ini dapat terjadi dalam waktu yang cukup lama disebabkan oleh naiknya nilai beban melebihi kapasitas transformator maupun dalam waktu instan yang terjadi karena satu transformator trip dan melepas beban ke transformator lain. Akibat gangguan berupa beban lebih dapat mempengaruhi keseimbangan antara daya yang dibangkitkan dan permintaan beban sehingga menyebabkan beberapa hal yang dapat mengganggu kestabilan sistem, penurunan Tegangan Sistem. Strategi pemisahan beban terdiri dari pengurangan beban, manual load shedding dan automatic load shedding. Pengurangan beban akan dilakukan untuk mengantisipasi terjadinya

3


kekurangan pembangkitan sehingga sistem masih memiliki waktu untuk mengkoordinasikan pengurangan beban dengan konsumen. Biasanya sekitar 5 jam sebelum kekurangan itu muncul. Sebelum dilakukan pemisahan beban yang bertujuan untuk pemulihan sistem, ketiga kriteria dibawah ini harus terpenuhi, dengan begitu pemisahan beban aman untuk dilakukan, ketiga kriteria tersebut adalah : 1. Pemisahan beban dilakukan secara bertahap dengan tujuan apabila pada pemisahan tahap pertama tegangan bus belum juga pulih masih dapat dilakukan pemisahan beban tahap berikutnya untuk memperbaiki tegangan bus. 2. Jumlah beban yang dipisahkan hendaknya seminimal mungkin sesuai dengan kebutuhan sistem tenaga listrik dalam memperbaiki tegangan bus. 3. Beban

yang

dipisahkan

adalah

beban yang memiliki prioritas paling rendah

dibandingkan beban lain dalam suatu sistem tenaga listrik. Oleh sebab itu seluruh beban terlebih dahulu diklasifikasikan menurut kriteria tertentu, seperti menurut tingkat fluktuasi beban listrik. III. METODE Metode penelitian pada skripsi ini adalah dengan pengambilan data di PT. PLN (persero) P3BJB Region Jakata-Banten. Data ini digunakan sebagai acuan pembuatan subsistem yang akan disimulasikan pada skripsi ini. A. Perencanaan Pemisahan Beban Dengan ETAP 7.0.0 Model pemisahan beban yang digunakan pada skripsi ini mengacu pada pemisahan beban secara manual dengan melihat persentase susut tegangan pada bus. Perencanaan pemisahan beban dilakukan sedemikian rupa sehingga setelah terjadinya kekurangan daya pembangkitan akan tepat ditentukan besar kelebihan beban untuk selanjutnya dapat ditentukan besar beban minimal yang akan dipisah agar sistem dapat bekerja pada kondisi tegangan yang diizinkan yaitu +5%, -10%[6]. Apabila pada sistem besar, hal ini sulit dilakukan karena bebannya bervariasi. Oleh karena itu pada perencanaan pemisahan beban kali ini dilakukan pengelompokan beban menurut tingkat fluktuasinya agar mempermudah pemisahan beban. Diagram satu garis sistem kelistrikan subsistem transmisi tenaga listrik 150 kV dibuat dengan software ETAP 7.0.0. Dari sistem kelistrikan subsistem ini akan dilakukan simulasi load flow pada software ETAP 7.0.0. Pada simulasi akan dilihat kondisi tegangan bus sebelum dan setelah dilakukan tahapan pemisahan beban. Akhirnya didapatkan besar perbaikan 4


tegangan yang terjadi setelah terjadinya pemisahan beban berdasarkan tingkat fluktuasi beban subsistem. Berikut diagram satu garis sistem kelistrikan subsistem ini :

Gambar 1. Diagram Satu Garis Sistem Kelistrikan Subsistem Tenaga Listrik 150kV Jaringan yang akan dianalisis adalah jaringan 150kV dengan berbagai macam tipe beban. Jaringan ini merupakan salah satu model subsistem dimana subsistem ini memiliki dua IBT 500/150kV sebagai sumber daya utama bagi jaringan 150kV. Dari diagram satu garis subsistem di atas dapat dilihat bahwa sistem kelistrikan subsistem ini memiliki Bus 500kV, Bus 150kV dan Bus 20kV. Standar kelistrikan yang digunakan adalah milik IEC dan frekuensi sistem 50 Hz. Pada subsistem ini kedua IBT memiliki daya tampung beban masing-masing. Pada saat tidak terjadi gangguan, alat pemutus tenaga (CB 13) yang menghubungkan Bus B dan bus C dalam kondisi terbuka. Apabila terjadi gangguan yaitu suplai salah satu IBT lepas, maka CB tersebut akan tertutup (closed). Sehingga beban pada salah satu IBT akan dipenuhi oleh IBT lainnya. Pada sistem ini IBT 2 akan trip sehingga IBT 1 akan memberikan 30% dari persentase pembebanannya sehingga dilakukan pemisahan beban. Simulasi yang penulis gunakan pada software ETAP 7.0.0 adalah simulasi aliran daya (load flow). Pada simulasi, metode aliran daya yang digunakan adalah metode accelerated Gauss-Seidel[4], dengan iterasi maksimum 2000. Secara garis besar, tahapan-tahapan dalam melakukan simulasi aliran daya hingga memperoleh data hasil simulasi adalah sebagai berikut:

5


Gambar 2. Diagram Alir Proses Simulasi B. Prioritas Beban Pada Subsistem Penggolongan beban ini dilakukan agar dapat melakukan pemisahan beban dari beban berfluktuasi rendah yaitu perumahan sampai beban berfluktuasi tinggi yaitu industri besar. Sehingga tingkat fluktuasi pembebanan dalam subsistem dapat dibagi menjadi tiga yaitu: a. Fluktuasi Rendah b. Fluktuasi Sedang c. Fluktuasi Tinggi Beban berfluktuasi tinggi dikategorikan sebagai beban pada industri besar. Pada industri ini penggerak utama yang digunakan adalah motor induksi. Motor dikatakan beban berfluktuasi tinggi karena sensitif terhadap perubahan tegangan dan frekuensi. Pada beban yang lebih besar, waktu start motor akan lebih panjang, arus kerja motor lebih tinggi dan putaran kerja motor lebih rendah. Sementara itu karena besarnya arus motor, temperatur kerja motor akan lebih tinggi pula.

6


Pada industri ketergantungan akan sumber listrik juga sangat tinggi karena industri bekerja berpatokan pada jam kerja. Berapa banyak barang yang dapat dihasilkan pada waktu tertentu. Jika suplai terhenti maka produksi industri akan terhambat dan pabrik akan mengalami kerugian. Oleh karena itu konsumen industri harus memiliki sistem keandalan tingkat tinggi. Adanya hilang tegangan sekejap sangat menggangu, karena [7] : • Peralatan atau industri yang menggunakan kontaktor magnetik, kontaktor akan berhenti (lepas/jatuh) sehingga suplai terhenti • Kerusakan mutu produk dan terhentinya proses pemintalan pada pabrik pemintalan yang terdiri dari puluhan ribu mata pintal. • Kerusakan mutu pertenunan. Hilang tegangan sekejap akan mengubah putaran mesin dengan mendadak; akibatnya pola pertenunan berubah. • Kerusakan mutu produksi kertas karena berubahnya putaran mesin yang mendadak. Pada sofware ETAP 7.0.0 beban yang digunakan untuk simulasi yaitu beban lump yang merupakan campuran dari statis dan motor serta beban load yang merupakan beban statis saja. Beban lump memiliki persentase motor dan statis yang berbeda-beda sesuai dengan tingkat fluktuasinya.

Gambar 3. Penggolongan Beban Subsistem Pada gambar di atas beban pada subsistem digolongkan menjadi daerah-daerah tertentu. Daerah A,B,C dan D menjadi tanggung jawab IBT 1 untuk menyalurkan daya. Sedangkan daerah E, F,G dan H menjadi tanggung jawab IBT 2. Beban berfluktuasi tinggi memiliki persentase motor lebih besar dari 50%. Beban yang berfluktuasi menengah mempunyai persentase motor sama dengan 50%. Sedangkan beban yang berfluktuasi rendah persentase motor nya dibawah 50%. Sesuai dengan tabel dibawah ini :

7


Tabel 1. Prioritas Pemisahan Beban IBT 1 IBT 1 No

Daerah

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

D D C C B B B A A

Nama Beban Tingkat Fluktuasi Load 2 Load 1 Lump 6 Lump 5 Lump 3 Lump 4 Lump 14 Lump 2 Lump 1

Rendah Rendah Rendah Rendah Sedang Sedang Tinggi Tinggi Tinggi

Rating S (Mva) %Pf 20 85 15 85 28 95 25 95 26 95 23 95 27 95 36 95 38 95

Tipe Beban % Statis % Motor 100% 0% 100% 0% 80% 20% 60% 40% 50% 50% 50% 50% 20% 80% 20% 80% 0% 100%

Tabel 2. Prioritas Pemisahan Beban IBT 2 IBT 2 Rating

No

Daerah

Nama Beban

Tingkat Fluktuasi

S (Mva)

%Pf

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

G G H F G F E H E

Load 3 Load 4 Lump 12 Lump 9 Lump 11 Lump 10 Lump 8 Lump 13 Lump 7

Rendah Rendah Rendah Rendah Rendah Sedang Tinggi Tinggi Tinggi

10 15 26 24 29 28 33 26 31

85 85 95 95 95 95 95 95 95

Tipe Beban % % Statis Motor 100% 0% 100% 0% 90% 10% 80% 20% 80% 20% 50% 50% 30% 70% 20% 80% 30% 70%

IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS Simulasi dilakukan dengan melihat kondisi sistem saat dalam keaadan normal dan saat dilakukannya pemisahan beban sesuai dengan gambar dibawah ini. Sistem Dalam Keadaan Normal

Saat ini CB 13 masih dalam keadaan terbuka, Tegangan Bus dalam Kondisi Normal

Skenario IBT 2 Lepas

CB 13 akan menutup -‐-‐> IBT 1 akan memberikan 30% cadangannya kepada IBT 2 -‐-‐> Dilakukan pemisahan beban pada IBT 1

Skenario Pemisahan Beban IBT 2

Dilakukan beberapa tahap pemisahan beban hingga mendapatkan tegangan bus dalam kondisi normal

Gambar 4. Proses Simulasi Pemisahan Beban

8


A. Subsistem Saat Kondisi Normal Pada saat sistem dalam keadaan normal, pembebanan masing-masing IBT adalah sebagai berikut: Tabel 3. Pembebanan IBT Saat Kondisi Normal Trafo

Aliran MVA %Pembebanan

IBT 1

230,89

46,2

IBT 2

217,46

43,5

Jumlah

448,35

89,7

Dari tabel diatas dapat diketahui persentase pembebanan IBT 1 lebih besar dari IBT 2. Hal ini disebabkan oleh variasi beban yang ditanggung oleh IBT 1 lebih banyak beban berfluktuasi tinggi (sesuai dengan tabel 1 dan 2) atau pada ETAP direpresentasikan lebih banyak persentase beban motor dibandingkan persentase statis. Hasil dari analisa aliran daya sistem dalam kondisi normal didapatkan besar susut tegangan bus adalah sebagai berikut : Tabel 4. Persentase Susut Tegangan Subsistem Saat Normal Bus ID Bus Power Grid Bus A Bus C Bus B Bus G Bus I Bus H Bus D Bus F Bus E Bus 20 Bus 14 Bus 21 Bus 11 Bus 16 Bus 15 Bus 12 Bus 17 Bus 13 Bus 6

%Tegangan

%Susut Keadaan Tegangan

100

0,00

Normal

96,37 93,7 93.43 93.35 93.15 92.88 92.53 92.32 92.26 91.94 91.65 91.51 91.42 91.28 91.27 91.2 91.04 91.02 90.79

3,63 6.30 6.57 6.65 6.85 7.12 7.47 7.68 7.74 8.06 8.35 8.49 8.58 8.72 8.73 8.80 8.96 8.98 9.21

Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal 9


Bus 9 Bus 19 Bus 5 Bus 4 Bus 7 Bus 8 Bus 10 Bus 3

90.73 90.61 90.54 90.41 90.39 90.25 90.2 90.08

9.27 9.39 9.46 9.59 9.61 9.75 9.80 9.92

Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal

Susut tegangan dihitung dengan cara: %!"#"$ !"#$%#$% = !""% − % !"#$%#$% Susut tegangan maksimum yang diijinkan oleh PLN adalah 10%. Pada keadaan diatas susut tegangan masih dibawah 10% sehingga sistem berada pada kondisi normal. B. Skenario IBT2 Lepas Pada tahap ini akan dilakukan skenario lepasnya IBT 2 yaitu CB 2 dalam keaadan open. Simulasi dilakukan dengan memutus CB yang tersambung pada IBT 1. Lepasnya suplai tersebut akan memberikan dampak pada tegangan bus. Dapat dilihat dari gambar dibawah ini bahwa semua bus kecuali bus A, dalam kondisi yang critical.

Gambar 5. Kondisi Sistem Saat IBT 2 Lepas Pada bus yang mengalami kondisi critical, menandakan bahwa susut tegangan yang terjadi lebih besar dari batas toleransi yang diizinkan. C. Skenario Pemisahan Beban Pada IBT 1 Persentase pembebanan IBT 1 saat IBT 2 lepas adalah 89,3 %. Pada IBT 1 akan dilepas beban Load 1, Load 2, Lump 5 dan Lump 6 sesuai dengan tabel prioritas beban. Beban yang dilepas ini merupakan 30% dari persentase pembebanan IBT 1. Persentase pembebanan IBT

10


1 setelah pemisahan beban adalah 74,3%. Dapat dilihat pada gambar diagaram satu garis bahwa bus 150 kV sudah kembali normal.

Gambar 6. Kondisi Diagram Satu Garis Sistem Setelah Pemisahan Beban Sebanyak 30% Pemisahan beban dilakukan agar sistem berada pada kondisi tegangan yang normal tetapi masih ada bus 20 kV yang kondisinya belum normal. Setelah pemisahan beban pada IBT, dapat dilihat besar susut tegangan di masing-masing bus adalah : Tabel 5. Keaadaan Tegangan Saat Pemisahan Beban Pada IBT 1 Bus ID Bus 3 Bus 4 Bus 5 Bus 6 Bus 11 Bus 12 Bus 13 Bus 14 Bus 15 Bus 16 Bus 17 Bus 19 Bus 20 Bus 21 Bus A BusB Bus C BusD BusE BusF

Nominal %Susut %Tegangan kV tegangan 20 88.82 11.18 20 89.18 10.82 20 89.83 10.17 20 90.08 9.92 20 89.99 10.01 20 89.71 10.29 20 89.53 10.47 20 90.2 9.80 20 89.81 10.19 20 89.84 10.16 20 89.55 10.45 20 89.89 10.11 20 90.51 9.49 20 90.07 9.93 500 96.95 3.05 150 92.24 7.76 150 92.24 7.76 150 91.82 8.18 150 91.83 8.17 150 91.83 8.17 11


BusG BusH BusI Bus Power Grid

150 150 150

91.89 91.42 91.69

8.11 8.58 8.31

20

100

0.00

: Critical : Normal Diperlukan pemisahan beban selanjutnya di IBT 2 agar sistem kembali normal. D. Skenario Pemisahan Beban Pada IBT 2 Pada skenario pemisahan beban ini dilakukan dari sisi pembebanan IBT 2. Pada IBT 2 akan dilakukan beberapa tahapan pemisahan beban sesuai dengan prioritas beban yang telah disebutkan sebelumnya,. Tahap pertama, kedua dan seterusnya dilakukan hingga mendapatkan keadaan sistem kembali normal. 1) Pemisahan Beban Tahap 1 Pada tahap ini dilakukan pemisahan load 3 yaitu dengan membuka CB 18 pada rangkaian. Selanjutnya setelah dilakukan analisa aliran daya didapatkan diagram satu garis sistem dan tabel susut tegangan sebagai berikut.

Gambar 7. Keaadan Sistem Saat Pemisahan Beban Tahap 1

12


Tabel 6. Persentase Susut Tegangan Saat Load 3 Dipisah Bus ID

%Tegangan

Bus 3 Bus 4 Bus 5 Bus 6 Bus 12 Bus 13 Bus 14 Bus 15 Bus 16 Bus 17 Bus 19 Bus 20 Bus 21 Bus A BusB Bus C BusD BusE BusF BusG BusH BusI Bus Power Grid

89.36 89.71 90.34 90.59 90.23 90.05 90.71 90.32 90.34 90.08 90.41 91.12 90.68 97.16 92.75 92.75 92.34 92.34 92.34 92.51 91.93 92.2

%Susut Tegangan 10.64 10.29 9.66 9.41 9.77 9.95 9.29 9.68 9.66 9.92 9.59 8.88 9.32 2.84 7.25 7.25 7.66 7.66 7.66 7.49 8.07 7.80

100

0.00

: Critical : Normal Dari gambar 7 didapatkan besar tegangan bus 150kV telah berubah normal. Namun pada tabel 6 masih ada batas kurang tegangan (undervoltage) sebesar 10% yang belum terpenuhi, sehingga masih terdapat tegangan bus yang critical yaitu pada bus 3 dan bus 4. Sehingga harus dilakukan pemisahan beban tahap kedua. 2) Pemisahan Beban Tahap 2 Pada pemisahan beban tahap kedua dilakukan dengan cara membuka CB 20, yaitu dengan beban Load 4 pada transformator T 18 sebesar 18 MVA. Setelah itu dilakukan analisa aliran daya pada ETAP sehingga didapatkan besar persentase tegangan bus saat load 4 dipisah. Gambar dan tabel dari sistem setelah dilakukannya pemisahan beban tahap kedua ini adalah sebagai berikut.

13


Gambar 8. Keadaan Sistem Saat Pemisahan Beban Tahap 2 Tabel 7. Persentase Susut Tegangan Saat Load 4 Dipisah Bus ID

%Tegangan

Bus 3 Bus 4 Bus 5 Bus 6 Bus 12 Bus 13 Bus 14 Bus 15 Bus 16 Bus 17 Bus 19 Bus 21 Bus A BusB Bus C BusD BusE BusF BusG BusH BusI Bus Power Grid

89.8 90.14 90.77 91.01 90.66 90.48 91.13 90.75 90.76 90.51 90.84 91.19 97.34 93.17 93.17 92.76 92.76 92.76 93.03 92.35 92.63

%Susut Tegangan 10.20 9.86 9.23 8.99 9.34 9.52 8.87 9.25 9.24 9.49 9.16 8.81 2.66 6.83 6.83 7.24 7.24 7.24 6.97 7.65 7.37

100

0.00

: Critical : Normal

14


Pada tabel 7 diatas masih terdapat kondisi tegangan dimana batas kurang tegangan (undervoltage) sebesar 10% belum terpenuhi, sehingga masih terdapat tegangan bus yang critical yaitu pada bus 3. Sehingga harus dilakukan pemisahan beban tahap ketiga. 3) Pemisahan Beban Tahap 3 Pemisahan beban tahap ketiga dilakukan dengan cara membuka CB 21, yaitu dengan beban Lump 12 pada transformator T 12 sebesar 26 MVA. Setelah itu dilakukan analisa aliran daya pada ETAP sehingga didapatkan besar persentase tegangan bus saat lump 12dipisah. Gambar dan tabel dari sistem setelah dilakukannya pemisahan beban tahap ketiga ini adalah sebagai berikut

Gambar 9. Keadaan Sistem Saat Pemisahan Beban Tahap 3 Tabel 8. Persentase Susut Tegangan Saat Lump 12 Dipisah Bus ID Bus 3 Bus 4 Bus 5 Bus 6 Bus 12 Bus 13 Bus 14 Bus 15 Bus 17 Bus 19 Bus 21 Bus A BusB Bus C BusD BusE BusF

Nominal % Susut %Tegangan kV Tegangan 20 90.41 9.59 20 90.73 9.27 20 91.35 8.65 20 91.59 8.41 20 91.25 8.75 20 91.07 8.93 20 91.82 8.18 20 91.45 8.55 20 91.35 8.65 20 91.43 8.57 20 91.76 8.24 500 97.59 2.41 150 93.75 6.25 150 93.75 6.25 150 93.34 6.66 150 93.34 6.66 150 93.34 6.66 15


BusG BusH BusI Bus Power Grid

150 150 150

93.6 93.19 93.33

6.40 6.81 6.67

20

100

0.00

: Normal Setelah dilakukan pemisahan beban lump 12, persentase susut tegangan kembali pada kondisi normal. Sehingga pada pemisahan beban tahap ketiga ini kondisi tegangan sistem telah kembali normal. Hal itu dilihat dari nilai persentase tegangan yang berada pada batas kurang tegangan (undervoltage) yang diijinkan yaitu 10%. Pada pemisahan beban tahap ketiga ini didapatkan besar tegangan di semua bus kembali normal. Besar pembebanan IBT 1 menjadi 64,2%. Beban yang dipisah pada tahap ketiga ini merupakan beban dengan prioritas yang telah ditentukan sebelumnya. Karena pada tahap ketiga ini tegangan sistem telah kembali normal maka pemisahan beban tahap selanjutnya tidak perlu dilakukan. Perbandingan besar tegangan bus sebelum dan setelah dilakukannya pemisahan beban adalah sebagai berikut : Tabel 10. Perbandingan Susut Tegangan Bus ID Bus 3 Bus 4 Bus 5 Bus 6 Bus 12 Bus 13 Bus 14 Bus 15 Bus 17 Bus 19 Bus 21 Bus A Bus B Bus C Bus D Bus E Bus F Bus G Bus H Bus I

%Susut Tegangan Normal Sebelum Sesudah 9.92 13.58 9.59 9.59 13.17 9.27 9.46 12.95 8.65 9.21 12.7 8.41 8.8 12.61 8.75 8.98 12.8 8.93 8.35 12.07 8.18 8.73 12.48 8.55 8.96 12.77 8.65 9.39 12.93 8.57 8.49 12.19 8.24 3.63 4.04 2.41 6.57 10.05 6.25 6.3 10.05 6.25 7.47 10.94 6.66 7.74 11.21 6.66 7.68 11.15 6.66 6.65 10.38 6.4 7.12 10.87 6.81 6.85 10.59 6.67 16


Bus Power Grid

100

0

0

: Kondisi Normal : Kondisi IBT 2 Lepas : Kondisi Setelah Pemisahan Beban Dari perbandingan di atas dapat dilihat bahwa terjadi perbaikan susut tegangan setelah dilakukannya pemisahan beban. Pemisahan beban berhasil dilakukan tanpa adanya pemisahan beban berfluktuasi tinggi. Kontinuitas pelayanan listrik dapat terjaga sehingga tujuan pengelompokan beban tersebut tercapai. Besar beban yang dipisahkan oleh sistem didapatkan dari analisa aliran daya adalah : Tabel 11. Perbandingan Persentase Pembebanan Sistem Trafo IBT 1 IBT 2

Sebelum Pemisahan Beban Aliran %Pembebanan MVA 230,89 46,2 217,46 43,5

Setelah Pemisahan Beban Aliran MVA

%Pembebanan

320,95

64,2 Lepas

Pada kondisi normal, persentase pembebanan IBT 1 46,2%. Setelah dilakukannya pemisahan beban akibat dari IBT 2 lepas, maka didapatkan persentase pembebanan IBT 1 menjadi 64,2 %. Faktor yang menyebabkan persentase pembebanan IBT 1 ini meningkat adalah karena saluran transmisi yang menghubungkan IBT dengan beban sebagian telah dipisahkan menurut pemisahan beban.Beban yang dipisah adalah Load 1, Load 2, Lump 5, Lump 6, load 3, load 4 dan lump 12. Sehingga rugi-rugi transmisi dapat berkurang akibat dari lepasnya beban-beban tersebut. V.

KESIMPULAN

1. Persentase pembebanan IBT 1 yang tadinya sebesar 46,2% menjadi 64,2% 2. Beban yang dipisah adalah load 1, load 2, lump 5, lump 6, load 3, load 4 dan lump 12 yaitu sebanyak 127,4 MVA atau 28,4% dari total pembebanan IBT 1 dan IBT 2 3. Pada pemisahan beban tahap ketiga telah terjadi perbaikan susut tegangan yaitu pada bus 3 dari 10,2 % menjadi 9,59 % sehingga pada setiap bus persentase susut tegangan kembali normal. 4. Dengan adanya tahapan pemisahan beban ini maka kontinuitas pelayanan listrik masih terjaga pada beban yang berfluktuasi tinggi

17


5. Penulis merekomendasikan pengelompokan beban pada suatu sistem agar mudah dalam melakukan pemisahan beban apabila terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik VI. REFERENSI [1] Kadir, Abdul. (2000). Distribusi Dan Utilisasi Tenaga Listrik. Jakarta: UI Press. [2] Marsudi, Djiteng. (2005). Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta: Erlangga. [3] Bidang Operasi Sistem PT. PLN (Persero) P3BJB (2012). Operasi Sistem Jawa-Bali. Gandul: Operasi-SJB. [4] Williams D., Stevenson Jr. (1996). Analisis Sistem Tenaga Listrik. Erlangga :Jakarta [5] Chapman, Stephen J. (2002). Electrical Machinery Fundamental. New York: McGrawHill. [6] Peraturan Menteri ESDM No 07 2010 tentang Tarif Dasar Listrik PT PLN (2010). [7] SPLN. 1986. Tingkat Jaminan Sistem Tenaga Listrik, Bagian Dua : Sistem Distribusi. PT.PLN (Persero): Jakarta. [8] Tim Penulis. 2010. Kriteria Desain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. PT.PLN (Persero) : Jakarta.

18


SIMULASI PEMISAHAN BEBAN BERDASARKAN TINGKAT FLUKTUASI BEBAN PADA SUBSISTEM TENAGA LISTRIK 150KV

Recommend Documents