Simulasi Perbaikan Transient Dengan Memanfaatkan Reclosing Circuit Breaker Studi Kasus Sistem Kelistrikan PT. Asahimas Flat Glass Tbk

Simulasi Perbaikan Transient Dengan Memanfaatkan Reclosing Circuit Breaker Studi Kasus Sistem Kelistrikan PT. Asahimas Flat Glass Tbk Sugeng Laksono, Ontoseno Penangsang, Adi Soeprijanto Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS Abstrak--- PT. Asahimas Flat Glass Tbk adalah perusahaan yang memproduksi flat glass yang berlokasi di daerah sepanjang sidoarjo jawa timur. Peran listrik pada PT. Asahimas Flat Glass Tbk. sangat penting, hal ini terlihat pada proses produksi sampai pengepakan barang jadi supply listrik tersebut diperoleh dari langganan PLN sebesar 8.660 KVA, 3 fasa, 20 KV atau dari pembangkitan diesel generator. Pembangkitan diesel generator tersebut, digunakan untuk menjaga continuitas supply listrik apabila terjadi gangguan/pemadaman listrik dari PLN. Pada tugas akhir ini dilakukan analisis perbaikan kestabilan transien yang meliputi kestabilan frekuensi dan tegangan akibat terjadinya hubung singkat ketika memakai sumber dari PLN, pemadaman PLN, Generator bekerja, dan PLN & generator bekerja bersamaan dengan memanfaatkan reclosing CB.Dari hasil analisis dapat disimpulkan bahwa ketika terjadi hubung singkat hanya memakai sumber dari PLN respon frekuensi tetap stabil 50 Hz sedangkan respon tegangan turun 71.96% naik menjadi 99.74% ketika open cb dan reclosing cb dapat kembali ke kondisi awal yaitu 98.69% pada tegangan nominalnya. Ketika terjadi hubung singkat PLN padam, Generator bekerja respon frekuensi turun 87.825% naik menjadi 101.938% ketika open cb dan reclosing cb mencapai 100.021%, sedangkan respon tegangan turun 55.04% naik menjadi 108.8% ketika open cb dan reclosing cb turun 99.13%. Ketika terjadi hubung singkat PLN & generator bekerja bersamaan frekuensi tetap stabil 50 Hz walau mengalami osilasi sedangkan respon tegangan turun 73.5% naik menjadi 108.8% ketika open cb dan reclosing cb turun 99.13%.

maka dapat menyebabkan frekuensi dan tegangan sistem bergeser dari posisi normalnya, dan sistem dapat dikatakan menjadi tidak stabil. Kestabilan sistem tenaga listrik dapat didefinisikan sebagai sifat sistem yang memungkinkan mesin untuk bergerak serempak dalam sistem dan memberikan reaksinya terhadap gangguan dalam keadaan kerja normal serta dapat kembali ke keadaan semula bila keadaan menjadi normal [3]. Ada berbagai macam hal yang dapat menyebabkan terjadinya ketidakstabilan suatu sistem tenaga listrik, yang antara lain : generator atau sumber listrik yang tiba-tiba lepas dari sistem, hilangnya eksitasi pada generator, terjadi hubung singkat dan juga dapat akibat dari motor starting. Oleh karena itu diperlukan adanya suatu analisa kestabilan dengan tujuan agar sistem tidak lepas dari batas kestabilannya apabila terdapat gangguan-gangguan yang timbul pada sistem seperti yang telah disebutkan di atas [1]. Pada Tugas Akhir ini dilakukan simulasi dan analisis kestabilan transien pada sistem kelistrikan PT. Asahimas Flat Glass Tbk yang supply listriknya diperoleh dari langganan PLN sebesar 8.660 KVA, 3fasa, 20 KV atau dari pembangkitan diesel generator. Pembangkitan diesel generator digunakan untuk menjaga continuitas supply listrik apabila terjadi gangguan atau pemadaman listrik dari PLN. Hal ini dilakukan untuk melihat bagaimana respon dari frekuensi dan tegangan sistem pada PT. Asahimas Flat Glass Tbk ketika terjadi gangguan berupa hubung singkat. Dari hasil simulasi dan analisis diharapkan didapatkan suatu rekomendasi yang dapat digunakan untuk mengatasi apabila terjadi gangguan hubung singkat.

II. KESTABILAN SISTEM TENAGA LISTRIK [2] Kata Kunci : Kestabilan transien, Reclosing CB

I.

L

PENDAHULUAN

istrik merupakan sumber energi yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari kita. Hampir disegala macam bidang, kebutuhan kita akan listrik tidak pernah hilang, contohnya saja pada bidang industri, dengan semakin berkembangnya pabrikpabrik di Indonesia, maka kebutuhan akan listrik agar peralatanperalatan yang terdapat pada pabrik tersebut dapat beroperasi juga semakin besar. Oleh karena itulah listrik yang tersalurkan pada konsumen harus memiliki kualitas yang baik. Pada berbagai bidang industri perubahan beban yang bervariasi dapat menyebabkan timbulnya ketidakstabilan pada sistem tenaga listrik, agar sistem dapat tetap stabil maka setiap kali beban bertambah atau berkurang harus diikuti dengan dengan perubahan daya mekanik pada penggerak awal generator, jika daya mekanis pada poros penggerak awal generator tidak segera disesuaikan dengan besarnya daya elektrik pada beban listrik

Stabilitas sistem tenaga listrik didefinisikan sebagai kemampuan suatu sistem tenaga listrik atau bagian komponennya untuk mempertahankan sinkronisasi dan keseimbangan sistem tersebut. Kestabilan steady state didefinisikan kemampuan dari suatu sistem tenaga mempertahankan sinkronisasi antara mesinmesin dalam sistem setelah mengalami gangguan kecil. Kestabilan transien didefinisikan kemampuan dari suatu sistem tenaga mempertahankan sinkronisasi setelah mengalami gangguan besar yang bersifat mendadak selama sekitar satu “swing” (yang pertama) dengan asumsi bahwa pengatur tegangan otomatis (AVR) dan governor belum bekerja. Kestabilan dinamik didefinisikan Stabilitas dinamik terjadi bila setelah swing pertama (periode stabilitas transient) sistem belum mampu mempertahankan sinkronisasi sampai sistem mencapai keadaan seimbang yang baru.

Halaman 1 dari 7

III. Reclosing CB [4] 4.3 Simulasi Stabilitas Transien Ketika suatu sistem tenaga listik terkena gangguan yang dapat meyebabkan daya yang tersedia tidak dapat mencukupi kebutuhan beban, misalnya akibat hubung singkat, maka untuk menghindari sistem mengalami keadaan collapsed dibutuhkan pembukaan cb. Ketika pembukaan cb respon frekuensi dan tegangan sistem mengalami keadaan transient, maka dalam penutupan cb kembali perlu diatur setting waktu terbaik berdasarkan standard yang ada untuk memperbaiki keadaan transient, Sehingga sistem dapat stabil kembali.

Pada sub-bab ini akan dijelaskan mengenai hasil dari analisa stabilitas transien setiap studi kasus yang dijalankan dilengkapi dengan gambar respon frekuensi dan tegangan dari hasil simulasi untuk memperjelas analisa.

4.3.1. Studi Kasus TS 1: PLN ON Pada studi kasus TS1 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, cb 52F1, open pada detik 1.3. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 2 dan 3

------ bus B52F17

Gambar 2. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 1

Gambar 1. Pengaruh dari High-Speed Circuit Breaking and High Speed Re-closing ketika terjadi gangguan [9]

IV. SIMULASI DAN ANALISA 4.1 Sistem Kelistrikkan PT. Asahimas Flat Glass TBK PT. Asahimas Flat Glass Tbk adalah perusahaan yang memproduksi flat glass yang berlokasi di daerah sepanjang sidoarjo jawa timur. Peran listrik pada PT.Asahimas Flat Glass Tbk. sangat penting, hal ini terlihat pada proses produksi sampai pengepakan barang jadi. Supply listrik tersebut diperoleh dari langganan PLN sebesar 8.660 KVA, 3fasa, 20KV atau dari pembangkitan diesel generator. Pembangkitan diesel generator digunakan untuk menjaga continuitas supply listrik apabila terjadi gangguan/pemadaman listrik dari PLN. PTAsahimas Flat Glass Tbk. mempunyai 7 buah generator sinkron, yaitu 6 buah generator dengan bahan bakar minyak dan 1 buah generator natural gas. Dalam operasi secara manual PT. Asahimas Flat Glass Tbk. menggunakan supply PLN untuk memenuhi kebutuhan listriknya. Operasi Generator baru dilakukan apabila ada masalah penyaluran listrik dari PLN. Didalam operasinya generator yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan beban bila terjadi gangguan dari PLN, digunakan 3 buah generator yang semuanya dihubungkan secara paralel. Jadi bisa dilihat jika terjadi gangguan tidak semua beban bisa digunakan, atau kurang lebih hanya sebagian dari total jumlah beban pabrik yang digunakan. Apabila diperlukan barulah generator diparalel lagi sesuai keperluan beban yang dbutuhkan.

4.2 Studi Kasus Simulasi Stabilitas Transien Parameter yang diamati dalam analisa stabilitas transien ini adalah: 1.Frekuensi di bus B52F17, sesaat dan setelah terjadi gangguan juga recolsing CB 2.Tegangan di bus B52F17, sesaat dan setelah terjadi gangguan juga recolsing CB 3.Jika respon frekuensi dan tegangan tidak stabil maka akan dilakukan recolsing CB sesuai dengan setting waktu recolsing CB yang telah direncanakan [8].

Respon frekuensi saat studi kasus TS 1 pada bus B52F17 tetap stabil sampai mencapai keadaan steady state pada nilai 100% dari frekuensi nominal yaitu 50 Hz. Dari nilai tersebut respon frekuensi dikatakan aman karena tidak terjadi osilasi pada frekuensi sistem ini karena daya dari PLN sangat mencukupi. Nilai frekuensi tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi, untuk sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali diusahakan variasi frekuensinya ±0,5 % sedangkan daerah lainnya tidak boleh melebihi ±1,5 %. Dari hasil simulasi didapatkan nilai frekuensi yang memenuhi standart sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali yaitu 50 ± 0.5 Hz

------ bus B52F17

Gambar 3. Respon tegangan saat studi kasus TS 1 Respon tegangan saat studi kasus TS 1 pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 98.69% dan turun mencapai nilai 71.96 % dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat cb 52F1 dibuka naik mencapai nilai 99.74% sampai kondisi steady state. Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 70% dan 100 % diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik.Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt dari tegangan nominalnya.

4.3.2. Studi Kasus TS 2: PLN ON Pada studi kasus TS 2 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, cb 52F1open pada detik 1.3 dan cb closed cb 52F1detik 5-10 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.

Halaman 2 dari 7

------ bus B52F17 ------ bus B52F17 Gambar 4. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 2 Gambar 7. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 3

Respon frekuensi saat studi kasus TS 2 nilinya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 1.

------ bus B52F17

Respon tegangan saat Studi Kasus TS 3 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 2 tetapi dengan memperbaiki setting waktu reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 3 yang menyebabkan sistem lebih cepat menuju stabil dan kembali nilai awal tegangannya dibandingkan pada saat studi kasus TS 1 dan TS 2.

4.3.4. Studi Kasus TS 4: PLN ON Gambar 5. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 2 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 2 pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 98.69% dan turun mencapai nilai 71.96 % dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat cb 52F1 dibuka naik mencapai nilai 99.74% Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 70% dan 100% diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik dan saat reclosing cb 52F1 turun menjadi 98.69% dan tetap stabil sampai kondisi steady state 98.69%. Saat reclosing cb terjadi voltage sagging yang diakibatkan aliran arus bertambah yang menuju ke busB52F11. Akibatnya tegangan di sekitar bus B52F11 tersebut dapat turun secara menuju ke kondisi awal nilai tegangannya.Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena masih memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt. Dengan memanfaatkan reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 2 yang menyebabkan sistem lebih cepat menuju stabil dan kembali nilai awal tegangannya dibandingkan pada saat studi kasus TS 1.

4.3.3. Studi Kasus TS 3: PLN ON Pada studi kasus TS 3 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, cb 52F1, open pada detik 1.3dan cb closed cb 52F1pada detik 0.2 - 5 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 6 dan 7.

------ bus B52F17

Pada studi kasus TS 2 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, cb 52F1, open pada detik 1.3..dan cb closed cb 52F1 pada detik 1.355. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 8 dan 9.

------ bus B52F17

Gambar 8. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 4 Respon frekuensi saat studi kasus TS 4 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 1, TS 2 dan TS 3.

------ bus B52F17

Gambar 9. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 4 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 4 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 2 dan TS 3 tetapi dengan memperbaiki setting waktu reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 4 yang menyebabkan sistem lebih cepat menuju stabil dan kembali nilai awal tegangannya dibandingkan pada saat studi kasus TS 1, TS 2 dan TS 3.

4.3.5. Studi Kasus TS 5: PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON Gambar 6. Respon frekuensi saat Studi Kasus TS 3 Respon frekuensi saat studi kasus TS 3 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 1 dan TS 2.

Pada studi kasus TS 5 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 open pada detik 1.3. Hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 10 dan 11.

Halaman 3 dari 7

------ bus B52F17

------ bus B52F17

Gambar 10. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 5 Respon frekuensi saat studi kasus TS 5 pada bus B52F17 pada keadaan awal bernilai 100% dari frekuensi nominal yaitu 50 Hz. Pada saat hubung singkat dibus B52F22 maka respon frekuensi pada bus B52F17 turun sampai 87.825%, setelah cb 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 open maka respon frekeunsi naik menjadi 101.938% dan mencapai keadaan steady state dengan nilai 100.021%. Dari nilai tersebut respon frekuensi dikatakan aman karena tidak terjadi osilasi yang sangat besar pada frekuensi sistem ini karena daya dari generator mencukupi. Nilai frekuensi tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi, untuk sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali diusahakan variasi frekuensinya ±0,5 % sedangkan daerah lainnya tidak boleh melebihi ±1,5 %. Dari hasil simulasi didapatkan nilai frekuensi yang memenuhi standart sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali yaitu 50 ± 0.5 Hz

------ bus B52F17

Gambar 12. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 6 Respon frekuensi saat studi kasus TS 6 pada bus B52F17 pada keadaan awal bernilai 100% dari frekuensi nominal yaitu 50 Hz. Pada saat hubung singkat dibus B52F22 maka respon frekuensi pada bus B52F17 turun sampai 87.825%, setelah cb 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 open maka respon frekeunsi naik menjadi 106.938% dan saat cb52F1 closed frekuensi turun menjadi 98.877% dan mencapai keadaan steady state dengan nilai 100.042%. Dari nilai tersebut respon frekuensi dikatakan aman karena tidak terjadi osilasi yang sangat besar pada frekuensi sistem ini karena daya dari generator mencukupi. Nilai frekuensi tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi, untuk sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali diusahakan variasi frekuensinya ±0,5 % sedangkan daerah lainnya tidak boleh melebihi ±1,5 %. Dari hasil simulasi didapatkan nilai frekuensi yang memenuhi standart sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali yaitu 50 ± 0.5 Hz Dengan memanfaatkan reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 6, walaupun frekeuensi masih mengalami oslilasi, tetapi frekuensi sistem masih mampu lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 5

Gambar 11. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 5 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 5 pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 104% dan turun mencapai nilai 55.04% dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat 52F1,52F6, PF1,PF2,PF29 dibuka naik mencapai nilai 108.8% sampai kondisi steady state bernilai 99.13%. Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 50% dan 100 % diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik. Respon tegangan ini dapat dikatakan belum aman karena tidak memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt dari tegangan nominalnya. Sehingga diperlukan perbaikan dengan memanfaatkan reclosing cb agar tegangan memenuhi standard ANSI / IEEE

4.3.6. Studi Kasus TS 6: PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON Pada studi kasus TS 6 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, cb 52F1,52F6, PF1,PF2,PF29, open pada detik 1.3 dan cb closed 52F1detik 5-15 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 12 dan 13.

------ bus B52F17

Gambar 13. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 6 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 6 pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 104% dan turun mencapai nilai 55.04% dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat cb 52F17 dibuka naik mencapai nilai 108.8%. Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 50% dan 100 % diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik. Saat reclosing cb 52F1turun menjadi 98.58% dan mencapai kondisi steady state 99.77%. Saat reclosing cb terjadi voltage sagging yang diakibatkan aliran arus bertambah yang menuju ke bus B52F17. Akibatnya tegangan Bus B52F17 tersebut dapat turun secara signifikan. Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena masih memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt. Dengan memanfaatkan reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 6 yang menyebabkan sistem lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 5.

4.3.7. Studi Kasus TS 7: PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON Pada studi kasus TS 7 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON, terjadi hubung singkat pada bus bus B52F22

Halaman 4 dari 7

pada detik 1, cb 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29, open pada detik 1.3 dan cb closed 52F1 pada detik 0.2-5 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 14 dan 15.

reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 7 yang menyebabkan tegangan sistem lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 5 dan TS 6.

4.3.8. Studi Kasus TS 8: PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON

------ bus B52F17

Pada studi kasus TS 8 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN OFF, G1, G2, G3, G4, G5, G6 ON, terjadi hubung singkat pada bus bus B52F11 pada detik 1, 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 open pada detik 1.3 dan cb closed 52F1 pada detik 1.355 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 16 dan 17.

Gambar 14. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 7 Respon frekuensi saat studi kasus TS 7 pada bus B52F17 pada keadaan awal bernilai 100% dari frekuensi nominal yaitu 50 Hz. Pada saat hubung singkat dibus B52F22 maka respon frekuensi pada bus B52F17 turun sampai 87.825%, setelah cb 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 open maka respon frekeunsi naik menjadi 106.938% % dan saat cb 52F1closed frekuensi turun menjadi 100.123% dan mencapai keadaan steady state dengan nilai 100.022%. Dari nilai tersebut respon frekuensi dikatakan aman karena tidak terjadi osilasi yang sangat besar pada frekuensi sistem ini karena daya dari generator mencukupi. Nilai frekuensi tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi, untuk sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali diusahakan variasi frekuensinya ±0,5 % sedangkan daerah lainnya tidak boleh melebihi ±1,5 %. Dari hasil simulasi didapatkan nilai frekuensi yang memenuhi standart sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali yaitu 50 ± 0.5 Hz Dengan memanfaatkan reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 7, walaupun frekeuensi masih mengalami oslilasi, tetapi frekuensi sistem masih mampu lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 5 dan TS 6.

------ bus B52F17

------ bus B52F17 Gambar 16. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 8 Respon frekuensi saat studi kasus TS 8 pada bus B52F17 pada keadaan awal bernilai 100% dari frekuensi nominal yaitu 50 Hz. Pada saat hubung singkat dibus B52F11 maka respon frekuensi pada bus B52F17 turun sampai 87.825%, setelah 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 open maka respon frekeunsi naik menjadi 97.352% dan saat cb52F1 closed frekuensi turun menjadi 95.991% dan mencapai keadaan steady state dengan nilai 99.85%. Dari nilai tersebut respon frekuensi dikatakan aman karena tidak terjadi osilasi yang sangat besar pada frekuensi sistem ini karena daya dari generator mencukupi. Nilai frekuensi tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi, untuk sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali diusahakan variasi frekuensinya ±0,5 % sedangkan daerah lainnya tidak boleh melebihi ±1,5 %. Dari hasil simulasi didapatkan nilai frekuensi yang memenuhi standart sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali yaitu 50 ± 0.5 Hz.Dengan memperbaiki setting waktu reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 8, walaupun frekuensi masih mengalami oslilasi, tetapi frekuensi sistem masih mampu lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 5, TS 6, dan TS 7.

Gambar 15. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 7

Respon tegangan saat Studi Kasus TS 7 Pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 104% dan turun mencapai nilai 55.04% dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 dibuka naik mencapai nilai 113.47%. Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 50% dan 100 % diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik. Saat reclosing cb 52F1 turun menjadi 99% dan mencapai kondisi steady state 99.79%. Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt dari tegangan nominalnya. Saat reclosing cb terjadi voltage sagging yang diakibatkan aliran arus bertambah yang menuju ke bus B52F17. Akibatnya tegangan Bus B52F17 tersebut dapat turun secara signifikan. Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena masih memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt.Dengan memperbaiki setting waktu

------ bus B52F17

Gambar 17. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 8 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 8 pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 104% dan turun mencapai nilai 55.04% dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat 52F1, 52F6, PF1, PF2, PF29 dibuka naik mencapai nilai 110.53%. Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 50% dan 100 % diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik. Saat reclosing cb 52F17 turun menjadi 99% dan mencapai kondisi batas stabil transient 99.84%. Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt dari tegangan

Halaman 5 dari 7

nominalnya. Saat reclosing cb terjadi voltage sagging yang diakibatkan aliran arus bertambah yang menuju ke bus B52F17. Akibatnya tegangan Bus B52F17 tersebut dapat turun secara signifikan. Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena masih memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt. Dengan memperbaiki setting waktu reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 8 yang menyebabkan tegangan sistem lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 5, TS 6 dan TS 7.

4.3.9. Studi Kasus TS 9: PLN ON, G4, G5, G6 OFF Pada studi kasus TS 9 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, G4, G5, G6 OFF, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, pada detik 1, cb 52F1, open pada detik 1.3 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 18 dan 19.

52F1pada detik 5 - 15 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 20 dan 21.

------ bus B52F17 Gambar 21. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 10 Respon frekuensi saat studi kasus TS 10 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 9.

------ bus B52F17 ------ bus B52F17

Gambar 18. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 9 Respon frekuensi saat studi kasus TS 9 pada bus B52F17 tetap stabil sampai mencapai keadaan steady state pada nilai 100% dari frekuensi nominal yaitu 50 Hz. Dari nilai tersebut respon frekuensi dikatakan aman karena tidak terjadi osilasi pada frekuensi sistem ini karena daya dari PLN dan generator sangat mencukupi. Nilai frekuensi tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi, untuk sistem tenaga listrik interkoneksi Jawa-Bali diusahakan variasi frekuensinya ±0,5 % sedangkan daerah lainnya tidak boleh melebihi ±1,5 %. Dari hasil simulasi didapatkan nilai frekuensi yang memenuhi standart sistem tenaga listrik interkoneksi JawaBali yaitu 50 ± 0.5 Hz

------ bus B52F17

Gambar 21. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 10 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 10 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 9 tetapi dengan memanfaatkan reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 10 yang menyebabkan tegangan sistem lebih cepat menuju stabil dan kembali pada nilai tegangan awalnya dibandingkan pada saat studi kasus TS 9.

4.3.11. Studi Kasus TS 11 : PLN ON, G4, G5, G6 OFF Pada studi kasus TS 11 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, G4, G5, G6 OFF, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, pada detik 1, cb 52F1open pada detik 1.3 detik dan cb closed cb 52F1pada detik 0.2 - 5 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 22 dan 23

------ bus B52F17 Gambar 22. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 11

Gambar.19. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 9 Respon tegangan saat studi kasus TS 9 Pada Bus B52F17 saat kondisi awal bernilai 98.58% dan turun mencapai nilai 73.5% dari tegangan nominalnya pada saat terjadi gangguan dan saat cb 52F1 dibuka naik mencapai nilai 100.87% sampai kondisi steady state bernilai 99.12%. Voltage sagging ini masih memenuhi standar SEMI-F47 dimana voltage sagging yang bernilai antara 50% dan 100 % diperbolehkan terjadi selama 0.3 detik.Respon tegangan ini dapat dikatakan aman karena memenuhi standar tegangan yang berlaku. Nilai tegangan memenuhi standart ANSI / IEEE yaitu ± 5 % volt dari tegangan nominalnya.

4.3.10. Studi Kasus TS 10: PLN ON, G4, G5, G6 OFF Pada studi kasus TS 10 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, G4, G5, G6 OFF, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, pada detik 1, cb 52F1open pada detik 1.3 detik dan cb closed cb

Respon frekuensi saat studi kasus TS 11 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 9 dan TS 10.

------ bus B52F17

Gambar 23. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 11 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 11 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 9 dan TS 10 tetapi dengan memperbaiki setting waktu reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 11 yang menyebabkan tegangan sistem lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 9, dan TS 10.

Halaman 6 dari 7

4. 4.3.12. Studi Kasus TS 12: PLN ON, G4, G5, G6 OFF Pada studi kasus TS 12 akan ditunjukkan hasil dari simulasi stabilitas transien disaat sumber dari PLN ON, G4, G5, G6 OFF, terjadi hubung singkat pada bus B52F11 pada detik 1, pada detik 1, cb 52F1, open pada detik 1.3 detik dan cb closed cb 52F1pada detik 1.355 detik. Hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 24 dan 25.

------ bus B52F17

Gambar 24. Respon Frekuensi saat Studi Kasus TS 12 Respon frekuensi saat studi kasus TS 12 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 9, TS 10 dan TS 11.

------ bus B52F17

Gambar 25. Respon tegangan saat Studi Kasus TS 12 Respon tegangan saat Studi Kasus TS 12 nilainya sama dengan respon pada saat studi kasus TS 9, TS 10 dan TS 11 tetapi dengan memperbaiki setting waktu reclosing cb dapat memperbaiki keadaan transient pada saat studi kasus TS 12 yang menyebabkan tegangan sistem lebih cepat menuju stabil dibandingkan pada saat studi kasus TS 9, TS 10 dan TS 11.

V. PENUTUP Dari hasil simuasi dan analisis, maka dalam tugas akhir ini dapat di tarik kesimpulan yang penting sebagai berikut: 1.

Hubung singkat menyebabkan frekuensi dan tegangan turun secara signifikan menjadi 50-70% baik ketika memakai sumber PLN maupun Genset, jika tidak dihilangkan maka menyebabkan terganggunya proses produksi sehingga menimbulkan kerugian yang besar.

2.

Reclosing cb menyebabkan respon frekeunsi turun secara sementara dan naik lagi 97,88% - 100,25% sampai kondisi stady state menuju batas stabil. Naik dan turun respon frekeunsi ketika reclosing disebabkan arus mengalir kembali pada sistem setelah cb terbuka lalu menutup.

3.

Reclosing cb menyebabkan respon tegangan naik secara sementara dan turun lagi 105% - 99,98% sampai kondisi stady state menuju batas stabil. Naik dan turun respon tegangan ketika reclosing disebabkan aliran arus bertambah yang menuju pada sistem setelah cb terbuka lalu menutup

Reclosing CB dapat memperbaiki respon frekuensi dan tegangan pada saat kedaan transient dan mengembalikan respon frekuensi dan tegangan ke batas stabil.

DAFTAR PUSTAKA [1]

Operasi dan Pemeliharan Sistem Penyaluran, “Pendahuluan”, [2] Penangsang, Ontoseno.”Kestabilan Sistem Tenaga Listrik” Diktat Kuliah Analisis Sistem Tenaga Listrik 2, Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya [3] Stevenson, Wiliam, D.Jr., “Analisis Sistem Tenaga Listrik”, Alih bahasa Kamal Idris. Jakarta : Erlangga. Bab 5, 1990 [4] PLN.Diklat.1999, “Recloser”, Tegal, 1999 [5] GridShield™ “Outdoor vacuum reclosers 15–27 kV” www.Toshiba.com/mediumvoltage [6] SPLN 52-3:1983“ Pola Pengamanan Sistem Bagian tiga sistem distribusi 6kv dan 20 KV” Lampiran Surat Keputusan Direksi PLN No.173/DIR/83, tanggal 19 juli 1983 [7] Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (PMESDM) No.3 tahun 2007 tentang aturan jaringan sistem tenaga listrik Jawa-MaduraBali [8] Mohd. Hasan Ali, Toshiaki Murata, Junji Tamura, “Transient Stability Enhancement by Fuzzy Logic-Controlled SMES Considering Coordination With Optimal Reclosing of Circuit Breakers” IEEE Transactions On Power Systems, Vol. 23, No. 2, May 2008 [9] Materi pelatihan ETAP 2, “System Stability of Power Grid”, Lab.B103 Crew, Februari, 2010 [10] Pasific Gas and Electric Company, “Voltage Sag Immunity Standards SEMI-F47 and F42”, Power Quality Bulletin, 2007

RIWAYAT HIDUP PENULIS Sugeng Laksono, lahir di Probolinggo 17 januari 1987, anak kedua dari tiga bersaudara, memulai pendidikan pada tingkat dasar di SDN Pondokkelor 02 (1993-1999), tingkat menengah di SMPN 1 Paiton (1999-2002), tingkat atas di SMUN 1 Kraksaan (2002-2005), tingkat DIII di Teknik Elektro Industri PENS-ITS (2005-2009), aktif di HIMA ELIN ((2006-2007 Staf Dalam Negeri), (2007-2008 Ketua Divisi Olahraga)), juga menjadi salah satu pencetus lahirnya Elecric Vehicle Comunity (EVC) di ELIN-PENS-ITS, dan menjabat sebagai Manager senoir HRD (2008-sekarang) juga Kadiv Mekanik EVC (2008-2009), juga Pelatih tim ukm futsal di ELIN-PENS-ITS (2010sekarang).Melanjutkan ke tingkat sarjana pada tahun 2009 di jurusan Teknik Elektro ITS bidang studi Sistem Tenaga dan menjadi anggota tim ukm futsal Elektro (2010-sekarang).

Halaman 7 dari 7