PERENCANAAN FILTER HARMONISA PADA SISI TEGANGAN RENDAH UNTUK MENGURANGI HARMONISA AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN PT

PERENCANAAN FILTER HARMONISA PADA SISI TEGANGAN RENDAH UNTUK MENGURANGI HARMONISA AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR GRESIK

Pembimbing: 1. Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc., Ph.D. 2. Ir. Sjamsjul Anam, MT Arko Setiyo P 2208 100 067

Jurusan Teknik Elektro FTI- ITS Surabaya 2012

Daftar Isi PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENYELESAIAN KASUS DASAR TEORI HARMONISA PADA SISTEM KELISTRIKAN PT.WILMAR GRESIK

EXISTING SYSTEM DAN PENAMBAHAN BEBAN PERHITUNGAN DAN ANALISIS KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

PENDAHULUAN • 1. Latar Belakang • 2. Batasan Masalah

PENDAHULUAN (Latar Belakang)

PENAMBAHAN BEBAN NON LINEAR VFD

BEBAN NON LINEAR VFD

DISTORSI HARMONISA

PEMASANGAN FILTER PASIF

SINGLE TUNED

HARMONISA SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR GRESIK AMAN

PENDAHULUAN (Batasan Masalah) Sistem Kelistrikan dalam keadaan steady state, semua beban beroperasi, dan menggunakan standar harmonisa IEEE 519-1992 SIMULASI DAN ANALISA

MENGGUNAKAN

SOFTWARE ETAP 7.0

Filter harmonisa dipasang pada tegangan rendah 0,4 kV dengan metode redaman individual menggunakan

Single Tuned Filter

PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENYELESAIAN KASUS DASAR TEORI

HARMONISA PADA SISTEM KELISTRIKAN PT.WILMAR GRESIK


LANGKAH-LANGKAH PENYELESAIAN KASUS




DASAR TEORI DASAR TEORI

HARMONISA

PENGARUH HARMONISA

FILTER PASIF

SINGLE TUNED

HARMONISA (1) a.Gelombang sinus frekuensi fundamental b.Gelombang harmonisa ke-3 c.Gelombang harmonisa ke-5 d.Gelombang harmonisa ke-7

PRE-DOMINANT HARMONICS

Beban linier merupakan sumber harmonisa

DEVICE

3rd 1 Ph Computer Power Supplies 1 Ph Welding Machines 3 Ph Computer Power Supplies 3 Ph UPS 1 Ph Lighting (fluorescent) Electronic Ballast

6 Pulse Variable Speed Drive

5th

7th

9th

11th

13th

HARMONISA (2) •

Total Harmonic Distortion (THD) adalah persentase total komponen harmonisa terhadap komponen fundamentalnya. 1

2 k 2 U  n    x100% THD   n  2 U1

•

Digunakan dua limitasi distorsi harmonisa yaitu THD tegangan dan THD arus. Total Demand Distortion (TDD) adalah perbandingan nilai rms antara komponen arus harmonisa dengan arus beban demand maksimum.

LIMIT DISTORSI HARMONISA ARUS

LIMIT DISTORSI HARMONISA

BERDASARKAN IEEE Std 519-1992

TEGANGAN BERDASARKAN IEEE Std 519-1992

Distorsi Harmonisa Arus Maksimum dalam Persen terhadap IL Orde Harmonisa Individual (Harmonisa Orde Ganjil) ISC/IL

<11

11h17

17h23

23h35

35h

TDD

< 20*

4

2

1,5

0,6

0,3

5

20 – 50

7

3,5

2,5

1

0,5

8

50 – 100

10

4,5

4

1,5

0,7

12

100 – 1000

12

5,5

5

2

1

15

> 1000

15

7

6

2,5

1,4

20

Harmonisa orde genap dibatasi 25% dari Harmonisa orde ganjil di atas. Tidak diperbolehkan distorsi arus yang dihasilkan sistem DC, contohnya konverter setengah gelombang

*Semua

peralatan pembangkit listrik terbatas pada nilai-nilai distorsi arus terlepas dari ISC/IL aktual.

dimana : ISC = Arus hubung singkat maksimum pada PCC IL = Arus beban maksimum (komponen frekuensi fundamental) pada PCC

Distorsi Tegangan Individual (%)

THD (%)

3

5

1,5

2,5

1

1,5

Tegangan Bus Pada PCC

69 kV dan ke bawah 69,001 kV sampai 161 kV 161,001 kV dan ke atas

PENGARUH HARMONISA Kapasitor selain digunakan untuk memperbaiki faktor daya juga dapat menyebabkan timbulnya resonansi sistem lokal yang diikuti dengan naiknya arus yang sangat besar. Resonansi dibedakan menjadi dua buah resonansi sistem, yaitu resonansi pararel dan resonansi seri.

Resonansi Paralel : Tegangan Harmonisa Tinggi

Resonansi Seri : Arus Harmonisa Tinggi

Pengaruh harmonisa pada transformator adalah adanya arus Eddy dan tekanan isolasi. Harmonisa pada transformator konverter tidak terpengaruh oleh adanya filter yang dipasang pada sisi sistem AC [ J. Arrillaga, DA. Bradley, dan PS. Bodger “Power System Harmonics”]

FILTER PASIF •

SINGLE TUNED FILTER Filter pasif berfungsi untuk mengurangi amplitudo satu atau lebih frekuensi tertentu dari sebuah tegangan atau arus dengan cara menyediakan jalur yang rendah impedansinya pada frekuensi-frekuensi harmonisa.

•

•

Nilai Quality Factor (Q) adalah perbandingan antara Xo dan R.

X0 Q R

Nilai Q yang tinggi ditala secara tajam pada satu frekuensi harmonisa yang rendah.

Grafik Fungsi Frekuensi Terhadap Impedansi




SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR GRESIK Alternatif suplai listrik pada sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik : Daya Terpasang (MW)

Source ID

Type

Mode Operasi

BKR PLN

Grid

Voltage Control

5,5

STG 1

Steam Turbine Generator

Swing

15

STG 2

Steam Turbine Generator

Stand by

15

DEG 1

Diesel Generator

Stand by

1,6

DEG 2

Diesel Generator

Stand by

1,6

Suplai listrik diperoleh dari: • BKR PLN (8.963 MVASc ) yang diambil dari Gardu Induk Segara Madu dan STG 1 15 MW PT. Wilmar Gresik memiliki 35 unit beban. Level tegangan distribusi yang digunakan (dalam kV) adalah 20kV;10,5kV; 3,3kV dan 0,4kV.

PEMODELAN SISTEM KELISTRIKAN PT. WILMAR GRESIK (1)




SUMBER HARMONISA Sumber harmonisa: a. Variable Frequency Drive (VFD) enam pulsa bertipe current source harmonic. Fractionation, Refinery, SNB, BD 01, BD 02, ME Fract, FA-01 Plant, H2 Gas Plant, Oleo TF, dan Boiler Utility. b. Charger enam pulsa bertipe current source harmonic pada beban Electrolyzer 1, 2, dan 3.

c. Variable Frequency Drive (VFD) pada beban baru : FA-02/03 Plant, Compressor, Future PK- Crush , dan Future Flour Mill Penggunaan peralatan ini mengakibatkan kondisi harmonisa sistem yang melebihi standar IEEE 519-1992.




ALIRAN DAYA SISTEM KONDISI EXISTING PF 84,7% STG 02

.

Sistem existing menggunakan kapasitor bank pada beban PK-Crush 01, PK-Crush 02, SNB Plant, dan NPK Plant

HARMONISA TEGANGAN SISTEM EXISTING Bus Beban

kV

% kV

THDV (%)

Standar IEEE Kondisi (%)

SP-BUS-41006

10,5

99,90

7,32

5

Exceeds Limit

SP-BUS-51001

10,5

99,86

7,34

5

Exceeds Limit

SP-BUS-51002

10,5

99,78

7,38

5

Exceeds Limit

SP-BUS-51003

10,5

99,79

7,37

5

Exceeds Limit

SP-BUS-51004

10,5

99,85

7,35

5

Exceeds Limit

SP-BUS-51005

10,5

99,87

7,34

5

Exceeds Limit

SP-BUS-52001

10,5

99,85

7,41

5

Exceeds Limit

SP-BUS-52002

10,5

99,85

7,42

5

Exceeds Limit

SP-BUS-53001

10,5

99,99

7,32

5

Exceeds Limit

SP-BUS-53002

10,5

99,94

7,32

5

Exceeds Limit

SP-BUS-54001

10,5

99,94

7,30

5

Exceeds Limit

SP-BUS-54002

10,5

99,94

7,30

5

Exceeds Limit

SP-BUS-54003

10,5

99,93

7,35

5

Exceeds Limit

SP-BUS-56001

10,5

99,88

7,29

5

Exceeds Limit

SP-BUS-56002

10,5

99,89

7,24

5

Exceeds Limit

CPKO PLANT

0,4

99,90

7,09

5

Exceeds Limit

HARMONISA TEGANGAN SISTEM EXISTING Standar IEEE (%)

Bus Beban

kV

% kV

THDV (%)

Kondisi

FA-01 PLANT

0,4

99,18

10,21

5

Exceeds Limit

OLEO-TF

0,4

99,94

12,37

5

Exceeds Limit

H2 GAS PLANT

0,4

99,39

7,25

5

Exceeds Limit

PK-CRUSHING 01

0,4

99,88

10,38

5

Exceeds Limit

PK-CRUSHING 02

0,4

99,89

10,27

5

Exceeds Limit

NPK-01 PLANT

0,4

99,72

9,55

5

Exceeds Limit

JETTY

0,4

99,78

7,08

5

Exceeds Limit

CEN-BOILER UTILITY

0,4

99,23

13,29

5

Exceeds Limit

AIR COMP-UTILITY

0,4

99,86

6,89

5

Exceeds Limit

FRACT-PLANT

0,4

99,78

12,53

5

Exceeds Limit

REFINERY-PLANT

0,4

99,79

10,94

5

Exceeds Limit

TF-NKB

0,4

99,82

7,21

5

Exceeds Limit

TF-KB

0,4

99,82

6,94

5

Exceeds Limit

SNB-PLANT

0,4

98,69

10,05

5

Exceeds Limit

WTR-RESERVOIR

0,4

99,53

7,07

5

Exceeds Limit

BD 01

0,4

99,48

9,67

5

Exceeds Limit

BD 02

0,4

99,28

10,73

5

Exceeds Limit

ME FRACT

0,4

99,70

10,04

5

Exceeds Limit

Spektrum harmonisa tegangan SP-BUS-41000

Spectrum harmonisa tegangan bus CEN-BOILER UTILITY

Resonansi Sistem

Karakteristik impedansi bus SP-BUS-41000

Karakteristik impedansi bus SP-BUS-42000

Resonansi paralel akibat keberadaan kapasitor bank tercatat pada BUS SP-BUS41000 terletak di frekuensi 650 Hz dengan impedansi sebesar 3,4 Ω. Sedangkan pada bus SP-BUS-42000 terletak di frekuensi 650 Hz dengan impedansi 3,482 Ω

HARMONISA ARUS SISTEM EXISTING Terdapat tujuh beban yang memiliki distorsi harmonisa arus kondisi existing melebihi standar IEEE 519-1992. Bus Beban

Beban

TDDI (%)

Standar IEEE (%)

Orde Dominan

SP-BUS-51002

REFINERY

13,31

8

5, 11, dan 13

SP-BUS-53001

FA-01

9,19

8

5, 7, dan 11

SP-BUS-53002

H2-GAS PLANT

23,56

12

5, 7, dan 11

OLEO TF

16,48

12

5, 7, dan 11

SP-BUS-54003

BOILER UTILITY

16,75

12

5, 7, dan 11

SP-BUS-56001

PK-CRUSH 01

18,75

8

5, 7, dan 11

PK-CRUSH 02

17,10

8

5, 7, dan 11

HARMONIC LOAD FLOW

THDv 9,67% Orde Dominan 5

T

T

LIMIT TDD HARMONISA ARUS SP-TRF-56003 : 8% LIMIT THD TEGANGAN : 5%

THDv 10,73% Orde Dominan 5 & 7

T

: 8%

THDI 18,75% Orde Dominan 5 & 7

T

LIMIT TDD HARMONISA ARUS SP-TRF-56002

THDI 17,10% Orde Dominan 5 & 7

Aliran Daya Pada Penambahan Beban Baru Bus Beban WS-02

kV

kW

kVAR

kVA

PF (%)

10,5

332

184

380

87,5

COMPRESSOR

0,4

94

62

113

83,4

FAL-01 PLANT

0,4

1065

764

1311

81,2

BIOREFINERY

0,4

1183

692

1371

86,3

FUTURE PK-CRUSH

0,4

1986

1097

2269

87,5

FUTURE SOYA BEAN

0,4

1517

1020

1828

83

FUTURE FLOUR MILL

0,4

1728

1057

2026

85,3

ELECTROLYZER 1

0,4

1822

1330

2256

80,8

ELECTROLYZER 2

0,4

1822

1330

2256

80,8

ELECTROLYZER 3

0,4

1822

1330

2256

80,8

FA 02/03

0,4

1534

600

1647

93,1

MES

0,4

508

327

604

84.1

NPK 02 PLANT

0,4

256

457

524

48,8

CPC 02 PLANT

0,4

86

41

95,273

90,2

PK-CRUSH 03

0,4

678

690

967

70,1

Perbandingan Harmonisa Sebelum Dan Sesudah Penambahan Beban Baru PERBANDINGAN DISTORSI HARMONISA ARUS KONDISI EXISTING DAN SESUDAH PENAMBAHAN BEBAN

Beban

Kondisi Existing

PERBANDINGAN DISTORSI HARMONISA TEGANGAN KONDISI EXISTING DAN SESUDAH PENAMBAHAN BEBAN

TDDI (%)

THDV (%)

Kondisi Setelah Penambahan Beban


Beban Status

Kondisi Existing

Status

REFINERY

13,31

14,04

Increase

REFINERY

10,94

13,09

Increase

TF-KB

6,47

8,23

Increase

TF-KB

6,94

8,87

Increase

FA-01

9,19

8,55

Decrease

FA-01

10,21

11,98

Increase

H2 GAS PLANT

23,56

22,69

Decrease

H2 GAS PLANT

7,25

9,92

Increase

OLEO TF

16,48

15,82

Decrease

OLEO TF

12,37

14,70

Increase

13,29

15,36

Increase

CEN.BOILER UTILITY

16,75

16,21

Decrease

CEN.BOILER UTILITY

PK-CRUSH 01

18,75

22,45

Increase

PK-CRUSH 01

10,38

13,27

Increase

PK-CRUSH 02

17,10

22,47

Increase

PK-CRUSH 02

10,27

13,16

Increase




PERHITUNGAN FILTER HARMONISA Filter pasif akan dipasang pada bus Refinery-Plant, BD 01, BD 02, Fractionary , CEN-BOILER UTILITY , ME FRACT, OLEO TF, SNB PLANT, FA-01 PLANT, FA-02/03 PLANT, FAL-01 PLANT, Biorefinery, dan FUTURE PK-CRUSH. Bus

Jenis Filter

Komponen Filter (3 fasa)

kVAR (3 fasa)

Q facto r

C (μF)

L (μH)

R (Ω)

REFINERY-PLANT

Single Tuned 5th

479

40

9529

43,571

0,0003

BD 01

Single Tuned 5th

118

40

2348

176,8

0,001

BD 02

Single Tuned 5th

36

30

716,2

5,797

0,006

Single Tuned 7th

23

30

457,6

459,7

0,009

Single Tuned 5th

152

40

3024

137,2

0,001

Single Tuned 7th

200

30

3979

52,76

0,001

Single Tuned 5th

38,49

40

765,7

542,2

0,004

FRACTIONARY

CEN-BOILER UTILITY

Single Tuned 7th

85,151

40

1694

124

0,004

ME FRACT

Single Tuned 5th

28

30

557,9

744,2

0,0076

OLEO TF

Single Tuned 5th

53

45

1054

393,9

0,0026

SNB PLANT

Single Tuned 5th

133

40

2646

156,19

0,001

FA-01 PLANT

Single Tuned 5th

868

40

17268

24

0,0005

FA-02/03 PLANT

Single Tuned 5th

480

40

9558

43,4

0,0005

FAL-01 PLANT

Single Tuned 5th

420

40

8360

49,66

0,0003

BIOREFINERY

Single Tuned 5th

314

40

6247

66,642

0,0005

FUTURE PKCRUSH

Single Tuned 5th

474

40

9430

440

0,0003

Bus BD 01 memiliki faktor daya 89,9 % lagging. Perbaikan faktor daya pada bus ini direncanakan hingga mencapai 95%. Daya reaktif yang akan diinjeksikan ke sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik melalui bus BD 01 diperoleh dari perhitungan di bawah ini:

Besarnya daya reaktif yang akan diinjeksikan ke bus BD 01 adalah sebesar 118,5 kVAR dan dibulatkan menjadi 118 kVAR. Kapasitor (C) Diketahui frekuensi fundamental sistem kelistrikan PT. Wilmar Gresik menggunakan 50 Hz.

PERHITUNGAN FILTER HARMONISA Resistor (R) Induktor (L)

Orde harmonisa yang hendak diredam adalah orde 5 sehingga didapat frekuensi tuning sebesar 250 Hz. Pemilihan frekuensi tuning untuk meredam harmonisa diberi toleransi dibawah 250 Hz menjadi frekuensi tuning sebesar 247 Hz.

Faktor kualitas filter (Q) untuk jenis Single Tuned Filter berada dalam rentang 30 sampai 60 dan dipilih Q = 40. Maka nilai resistornya adalah:

INPUT HASIL PERHITUNGAN

ALIRAN DAYA SETELAH PEMASANGAN FILTER HARMONISA PF 98,6 % STG 02

ANALISIS HARMONISA TEGANGAN SETELAH PEMASANGAN FILTER HARMONISA Bus Beban SP-BUS-41006 SP-BUS-51001

SP-BUS-51002 SP-BUS-51003 SP-BUS-51004 SP-BUS-51005 SP-BUS-52001 SP-BUS-52002 SP-BUS-53001 SP-BUS-53002 SP-BUS-54003 SP-BUS-56001 SP-BUS-56002 CPKO PLANT AIR COMPUTILITY FRACT-PLANT

THDV (%) Kondisi Setelah Setelah Penambahan Pemasangan Beban Filter 9,49 3,49 9,52 3,48

9,55 9,55 9,53 9,52 9,59 9,60 9,56 9,80 9,55 9,40 9,21 9,11

3,46 3,46 3,47 3,47 3,47 3,48 3,45 3,81 3,49 3,40 3,38 3,04

8,82

2,79

14,54

3,23

THDV (%) Bus Beban REFINERY-PLANT TF-NKB TF-KB SNB-PLANT WTR-RESERVOIR BD 01 BD 02 ME FRACT FA-01 PLANT OLEO-TF H2 GAS PLANT PK-CRUSHING 01 PK-CRUSHING 02 PK-CRUSHING 03 NPK-01 PLANT JETTY CEN-BOILER UTILITY RO/ETP FAL 01 PLANT BIOREFINERY FUTURE PK CRUSH

Kondisi Setelah Penambahan Beban 13,09 9,34 8,87 11,79 9,08 11,75 12,82 12,34 11,98 14,70 9,92 13,27 13,16 13,16 12,09 8,95 15,36 9,17 12,09 10,28 10,84

Setelah Pemasangan Filter 1,97 3,28 2,79 4,55 2,98 2,97 3,59 4,87 2,05 4,86 4,82 2,85 2,93 2,93 2,95 3,06 3,49 3,10 1,75 1,34 1,93

FUTURE SOYA BEAN

8,70

2,80

FUTURE FLOUR MILL ELECTROLYZER 1 ELECTROLYZER 2 ELECTROLYZER 3 FA-02/03 MES NPK 02 PLANT CPC 02 PLANT

9,73 26,42 26,42 26,42 15,13 8,68 12,09 9,13

4,65 21,56 21,56 21,56 3,60 2,79 3,09 3,14

Perbandingan Harmonisa Arus Sebelum dan Setelah Pemasangan Filter Harmonisa TDDI (%) Beban


Setelah Pemasangan Filter

Kondisi Harmonisa

TDDI (%) Beban

TF-KB

8,23

2,60

Decrease

CPC-01

7,40

2,60

Decrease

CPC-02

7,91

2,41

Decrease

SNB

6,96

11,09

Increase

WTR_RESERVOIR

7,77

2,56

Decrease



Kondisi Harmonisa

JETTY

7,25

2,47

Decrease

FAL-01 PLANT

9,01

7,18

Decrease

BIOREFINERY

5,46

9,83

Increase

FUTURE PK-CRUSH

9,31

5,96

Decrease

BD 01

6,38

10,31

Increase

BD 02

7,58

7,42

Decrease

ME Fract

6,38

4,87

Decrease

FUTURE FLOUR MILL

2,51

5,90

Increase

FA-01

8,55

6,19

Decrease

FUTURE SOYA BEAN

6,74

2,07

Decrease

FA-02/03

8,13

4,37

Decrease

OLEO TF

15,82

7,62

Decrease

H2-GAS PLANT

22,69

25,00

Increase

ELECTROLYZER 1

30,57

30,64

Increase

ELECTROLYZER 2

30,57

30,64

Increase

ELECTROLYZER 3

30,57

30,64

Increase

TF-NKB

3,62

1,20

Decrease

RO/ETP LUMP

7,51

2,54

Decrease

16,21

6,46

Decrease

CEN.BOILER UTILITY MES

6,77

2,08

Decrease

PK-CRUSH 01

22,45

2,04

Decrease

PK-CRUSH 02

22,47

1,95

Decrease

PK-CRUSH 03

22,47

1,95

Decrease

NPK 01 PLANT

10,81

NPK 02 PLANT

10,81

1,31 1,31

Decrease Decrease

Penggunaan Filter Harmonisa Tegangan Menengah Dari Referensi Tugas Akhir Sebelumnya Sebagai Pertimbangan Untuk Lebih Menekan Tingkat Distorsi Harmonisa •

Setelah pemasangan filter pada bus tegangan rendah yang ditentukan, terjadi penurunan tingkat distorsi harmonisa tegangan pada sistem kelistrikan PT.Wilmar. Namun, untuk bus ME FRACT, SNB PLANT, OLEO TF, H2 GAS PLANT, dan FUTURE FLOUR MILL tingkat distorsi harmonisa tegangannya masih tinggi dan hampir mendekati 5 %. Mempertimbangkan hal tersebut maka dilakukan pemasangan filter pasif tegangan menengah yang telah dirancang oleh Ersalina W pada tugas akhir sebelumnya. THDV (%)

THDV (%) Bus Beban

Sebelum Pemasangan Filter MV

Setelah Pemasangan Filter MV

2,97

2,27

3,59

2,92

ME FRACT

4,87

4,09

2,01

FA-01 PLANT

2,05

1,99

2,01

OLEO-TF

4,86

4,09

2,01

H2 GAS PLANT

4,82

3,83

2,01

PK-CRUSHING 01

2,85

1,53

PK-CRUSHING 02

2,93

1,60

PK-CRUSHING 03

2,93

1,60

NPK-01 PLANT

2,95

1,61

2,02

SP-BUS-51001

3,48

2,02

SP-BUS-51002

3,46

SP-BUS-51003

3,46

SP-BUS-51005 SP-BUS-52001

3,47 3,47


BD 02

3,49

3,47

Sebelum Pemasangan Filter MV BD 01

SP-BUS-41006

SP-BUS-51004

Bus Beban

2,04

SP-BUS-52002

3,48

2,04

SP-BUS-53001

3,45

1,99

JETTY

3,06

1,71

SP-BUS-53002

3,81

2,31

CEN-BOILER UTILITY

3,49

3,05

SP-BUS-54003

3,49

2,02

RO/ETP

3,10

1,72

1,97

FAL 01 PLANT

1,71

1,41

BIOREFINERY

2,71

2,25

FUTURE PK CRUSH

1,92

1,81

FUTURE SOYA BEAN

2,67

1,39

FUTURE FLOUR MILL

4,51

3,51

SP-BUS-56001 SP-BUS-56002 CPKO PLANT

3,40 3,38 3,04

1,96 1,67

AIR COMP-UTILITY

2,79

1,47

FRACT-PLANT

3,23

2,94

ELECTROLYZER 1

21,46

19,85

REFINERY-PLANT

1,97

1,67

ELECTROLYZER 2

21,46

19,85

1,86

ELECTROLYZER 3

21,46

19,85

1,53

FA-02/03

3,68

3,56

MES

2,66

1,38

NPK 02 PLANT

2,95

1,61

CPC 02 PLANT

3,00

1,64

TF-NKB TF-KB SNB-PLANT WTR-RESERVOIR

3,28 2,79 4,55 2,98

3,88 1,63

Penggunaan Filter Harmonisa Tegangan Menengah Dari Referensi Tugas Akhir Sebelumnya Sebagai Pertimbangan Untuk Lebih Menekan Tingkat Distorsi Harmonisa TDDI (%) Beban


TDDI (%)


Kondisi Harmonisa

Kondisi Harmonis a



RO/ETP LUMP

2,54

1,40

Decrease

CEN.BOILER UTILITY

6,46

3,71

Decrease

Beban

CPKO

1,84

1,00

Decrease

AIR COMP

2,59

1,31

Decrease

FRACTIONARY

6,00

2,63

Decrease

REFINERY

9,19

3,35

Decrease

MES

2,08

1,08

Decrease

2,04

1,20

Decrease

TF-KB

2,60

1,38

Decrease

PK-CRUSH 01

CPC-01

2,60

1,32

Decrease

PK-CRUSH 02

1,95

1,06

Decrease

1,95

1,06

Decrease

2,41

1,43

Decrease

PK-CRUSH 03

11,09

7,06

Decrease

NPK 01 PLANT

2,56

1,39

Decrease

NPK 02 PLANT

1,31

0,7

Decrease

BD 01

10,31

4,94

Decrease

JETTY

2,47

1,37

Decrease

BD 02

7,42

3,93

Decrease

FAL-01 PLANT

7,18

3,03

Decrease

ME Fract

4,87

3,23

Decrease

BIOREFINERY

9,83

6,38

Decrease

FA-01

6,19

3,38

Decrease

FUTURE PK-CRUSH

5,96

3,42

Decrease

FUTURE FLOUR MILL

5,90

6,74

Increase

FUTURE SOYA BEAN

2,07

1,08

Decrease

CPC-02 SNB WTR_RESERVOIR

FA-02/03

4,37

2,85

Decrease

OLEO TF

7,62

5,83

Decrease

H2-GAS PLANT

25,00

25,53

Increase

ELECTROLYZER 1

30,64

30,65

Increase

ELECTROLYZER 2

30,64

30,65

Increase

ELECTROLYZER 3

30,64

30,65

Increase

1,20

1,86

Decrease

TF-NKB

1,31

0,7

Decrease

PERBANDINGAN WAVEFORM ARUS Sebelum Pemasangan Filter


PENDAHULUAN LANGKAH-LANGKAH PENYELESAIAN KASUS

DASAR TEORI HARMONISA PADA SISTEM KELISTRIKAN PT.WILMAR GRESIK


KESIMPULAN Pada kondisi existing, kapasitor bank yang dipergunakan untuk koreksi faktor daya menyebabkan fenomena resonansi paralel yang memperbesar total distorsi harmonisa sistem (harmonic amplification). Pemasangan tiga unit beban Electrolyzer serta penambahan beban VFD baru merupakan penyebab tingginya THD arus dan tegangan. Untuk mengoptimalkan faktor daya dan meredam distorsi harmonisa serta meminimalkan potensi resonansi sistem, maka perlu direncanakan filter pasif yang dipasang pada level tegangan rendah. Bus yang dipilih sebagai lokasi pemasangan filter harmonisa adalah bus Refinery Plant, BD 01, BD 02, Fractionary , Central Boiler Utility , ME Fract, OLEO TF, SNB Plant, FA-01 Plant, FA-02/03 Plant, FAL-01 Plant, Biorefinery, dan Future PK-CRUSH.

•Single Tuned Filter orde 5 dipasang pada bus Refinery Plant, BD 01, BD 02, Fractionary, Central Boiler Utility , ME Fract, OLEO TF, SNB Plant, FA-01 Plant, FA-02/03 Plant, FAL01 Plant, Biorefinery, dan Future PK-CRUSH untuk meredam harmonisa orde 5 dan Single Tuned Filter orde 7 dipasang pada bus Fractionary, BD 02, Central Boiler Utility, dan ME Fract.

•Harmonisa tegangan untuk keseluruhan sistem berhasil diturunkan. Namun masih terdapat lima unit beban yang harmonisa tegangannya cukup besar dan mendekati 5 % yaitu ME FRACT, SNB Plant, OLEO TF, H2 Gas Plant, dan Future Flour Mill. Sehingga sebagai referensi dipergunakan filter pasif hasil perancangan dari Ersa W.M, S.T yang dipasang Filter dipasang pada bus tegangan menengah 10,5 kV. •Terdapat delapan unit beban yang mengalami kenaikan total distorsi harmonisa arus termasuk tiga unit beban Electrolyzer sedangkan dua puluh dua unit beban lainnya berhasil diturunkan secara signifikan.

SARAN •Distorsi harmonisa arus pada beban Electrolyzer terbukti cukup efektif diredam menggunakan filter pasif yang dipasang pada level tegangan rendah dengan metode peredaman individual. Namun masih terdapat lima unit beban yang harmonisa tegangannya cukup besar dan mendekati 5 %. Sebagai tindak lanjut upaya peredaman harmonisa maka dapat diuji menggunakan filter pasif yang dipasang dengan gabungan antara metode peredaman individual dan group. •Seiring dengan penambahan beban serta penambahan kapasitas daya, diperlukan pula studi lebih lanjut mengenai permasalahan kualitas daya (power quality) seperti kompensasi daya reaktif dan peredamanan distorsi harmonisa untuk mengamankan peralatan tenaga listrik pada pabrik serta memperpanjang umur dari peralatan tersebut.

DAFTAR PUSTAKA 1. Kusko, Alexander, Marc T.Thompson. “Power Quality in Electrical Systems”. McGraw-Hill Companies, Inc. 2007. 2. Werda Mukti, Ersalina. “Analisis Pemasangan Electrolyzer dan Perencanaan Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan PT. Wilmar Gresik Untuk Meredam Tingkat Distorsi Harmonisa”. Tugas Akhir. ITS. 2011. 3. Pujiantara, Margo., “Penyempurnaan Desain Filter Harmonisa Menggunakan Kapasitor Eksisting Pada Pabrik Soda Kaustik Di Serang-Banten”, JAVA Journal of Electronics Engineering, Vol.1, no.2, pp. 18-19, 2003. 4. Rizkytama, Ardian. “Perencanaan High Pass dan Single Tuned Sebagai Filter Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Tabang Coal Uograding Plant (TCUP) Kalimantan Timur”. Tugas Akhir. ITS. 2009. 5. Kusko, Alexander, Marc T.Thompson. “Power Quality in Electrical Systems”. McGraw-Hill Companies, Inc. 2007. 6. Stevenson, William D, “Analisis Sistem Tenaga Listrik ”, Diterjemahkan oleh Kamal Idris, Erlangga, Jakarta.1983.

TERIMA KASIH

PERENCANAAN FILTER HARMONISA PADA SISI TEGANGAN RENDAH UNTUK MENGURANGI HARMONISA AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN PADA SISTEM KELISTRIKAN PT

Recommend Documents