Cara Meningkatkan Indeks Keandalan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.4 Cara Meningkatkan Indeks Keandalan

Berdasarkan penelitian yang dilakukan Brown, peningkatan pada indeks keandalan sistem distribusi dapat dicapai dengan beberapa cara, yaitu[15]:

1. Penambahan Peralatan Pemisah (Increased Reclosing Devices)

Hal ini dilakukan dengan cara meletakkan peralatan proteksi berupa saklar penutup (normally closed) pada penyulang. Dengan menambahkan peralatan proteksi seperti fuse dan recloser dapat menurunkan jumlah konsumen yang terganggu akibat terjadinya gangguan. Penambahan saklar dengan memiliki kemampuan dalam menghapus gangguan dapat meningkatkan keandalan yang semakin fleksibel ketika gangguan sedang terjadi selama sistem rekonfigurasi.

Gambar 2. 7Skenario penambahan peralatan pemisah

Berdasarkan skenario yang ditunjukkan pada Gambar 2.7, Penambahan Jumlah peralatan pemisah akan mengurangi jumlah konsumen yang terganggu.Pada saat terjadinya gangguan permanen, recloser berfungsi memisahkandaerah atau jaringan yang terganggu secara cepat sehingga dapatmemperkecil daerah yang terganggu.Pada saat terjadinya gangguan sesaat, recloser akanmemisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan tersebut akandianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuaisettingannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis.

Pada Gambar-2.7dapat bahwa saluran distribusi terbagi atas tiga cabang, Jika gangguan terjadi pada beban daerah Bus 3 maka peralatanpemisah recloser2 akan mengamankan saluran pada Bus1 dan Bus 2, Sehingga beban yang terhubung pada Bus 2 tetap mendapatkan supplaienergi listrik. Recloser bekerja pada daerah lingkupan proteksinya masing-masing dan hal ini mengakibatkan semakin kecilnya daerah lingkupan yang terganggu dan menyebabkan terjadinya peningkatan keandalan.

2. Tie Point Baru (New Tie Points)

Tie Points adalah saklar terbuka (normally open) yang memperbolehkan sebuah penyulang terhubung dengan penyulang lainnnya. Penambahan tie points dapat meningkatkan jumlah transfer daya dan merupakan cara yang ekonomis untuk meningkatkan keandalan sistem distribusi pada suatu penyulang dengan kemampuan transfer daya yang rendah.

Gambar 2. 8Sistem konfigurasi open loop (tie line)

Sistem Open Loop merupakan pengembangan dari sistem radial dengan penambahan tie line, sebagai akibat diperlukannya keandalan yang lebih tinggi dan umumnya sistem ini dapat dipasok dalam satu gardu induk. Dimungkinkan

juga dari gardu induk lain tetapi harus dalam satu sistem di sisi tegangan tinggi karena hal ini diperlukan untuk memudahkan manufer beban pada saat terjadi gangguan atau kondisi-kondisi pengurangan beban. Proteksi untuk sistem ini masih sederhana tetapi harus memperhitungkan panjang jaringan pada titik manufer terjauh di sistem tersebut. Sistem ini umunya banyak digunakan di PLN baik pada saluran udara tegangan menengah maupun saluran kabel tegangan menengah.

3. Peningkatan Jalur Transfer (Transfer Path Upgrade)

Jalur transfer adalah jalur alternatif untuk melayani beban ketika gangguan telah dihapus. Jika sebuah jalur transfer memilki kapasitas yang terbatas karena memiliki penghantar yang kecil, dengan menggantikan penghantar dengan ukuran yang lebih besar dapat meningkatkan keandalan sistem distribusi.

4. Pemasangan Distributed Generation (DG)

IEEE mendefinisikan Distributed Generation sebagai pembangkitan yang menghasilkan energi dalam kapasitas yang lebih kecil dibandingkan pusat-pusat pembangkit konvensional dan dapat dipasangkan hampir pada setiap titik sistem tenaga listrik. IEA (2002) mendefinisikan Distributed Generation sebagai unit-unit yang menghasilkan energi pada sisi konsumen atau dalam jaringan distribusi lokal.

Dengan perubahan struktur energi listrik yang terus berkembang, saat ini DG telah dimanfaatkan sebagai pembangkitan siaga yang memberi keuntungan pada sistem tenaga listrik sebagai sumber energi pada saat beban puncak, kehilangan daya pada sistem dan meningkatkan kualitas daya para konsumen.

Beberapa perkembangan terus dilakukan dan membuat DG tidak hanya mungkin dilakukan tetapi suatu potensi yang diharapkan dalam upaya peningkatan keandalan.

5. Otomasi Penyulang (Feeder Automation)

Saklar yang dikontrol oleh SCADA pada penyulang lebih cepat dalam menganalisa gangguan dari pada saklar yang bekerja dengan cara manual, hal ini memungkinkan pelanggan mengalami gangguan sesaat daripada gangguan menetap.Konfigurasi sistem SCADA secara umum dapat dilihat pada Gambar

2.10

Gambar 2. 10Prinsip Kerja SCADA Automation dengan Wireless Technology

BAB III

METODE PENELITIAN

3. 1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakanpada jaringan distribusi 20kV penyulang PM. 6dari Gardu Induk Pematangsiantar yang terhubung dengan PLTM Silau 2 dan PLTmH Tonduhan. Penelitian akan dilaksanakan setelah proposal tugas akhir disetujui pada seminar proposal tugas akhir. Lama penelitian direncanakan selama 3 (tiga) bulan.

3.2 Data-data yang Diperlukan

Adapun data-data yang diperlukan untuk melakukan penelitian ini adalah berupa data :

• Single line diagram jaringan 20kV penyulang PhotoPM. 6.

• Peralatan-peralatan pada sistem distribusi dan kapasitas beban.

• Laju kegagalan, waktu perbaikan, dan waktu peralihan pada peralatan yang terhubung pada sistem distribusi.

3.3 Pelaksanaan Penelitian

Dalam melaksanakan penelitian, dilakukan pengumpulan data yang dibutuhkan terlebih dahulu. Data yang diperoleh selanjutnya diolah dan dilakukan perancangan pada software ETAP 12.6.0 untuk mendapatkan nilai-nilai indeks keandalan. Hasil dari simulasi ETAP 12.6.0 akan disimpan sebagai nilai-nilai indeks keandalan yang belum dilakukan evaluasi peningkatan. Selanjutnya dilakukan skenario perancangan dengan mengacu pada penelitian Brown.

Masing-masing scenario dibandingkan lalu ditentukan scenario terbaik dalam upaya peningkatan indeks keandalan sistem distribusi Area Pematangsiantar.

3.4 Variabel yang Diamati

Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi:

1. Indeks frekuensi gangguan pemadaman rata-rata per tahun.

2. Indeks durasi gangguan pemadaman rata-rata per tahun.

3. Indeks rata-rata durasi pelanggan mengalami gangguan pemadaman per tahun.

3.5 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian dapat dilihat pada halaman selanjutnyapada Gambar 3.1.

dan Gambar 3.2.

Gambar 3. 1Flowchart Penelitian Sebelum Connector X

Gambar 3. 2Flowchart Penelitian Sesedah Connector X

Berdasarkann Gambar 3.1 dan Gambar 3.2, proses penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Pengambilan data dan pembuatan one line diagram jaringan distribusi yang terhubung dengan Distributed Generation di software ETAP 12.6.0.

Adapun data yang dibutuhkan dalam penelitian ini diperoleh dari PT. PLN (Persero). Data yang dibutuhkan antara lain:

a. Data Gardu Induk (Grid)

Berikut data gardu induk (grid) yang diperlukan:

o Tegangan Nominal Gardu o MVAsc

o Mode Operasi Gardu b. Generator

Berikut data generator yang diperlukan:

o Generator SI

o Kapasitas Generator o Tegangan Generator o Faktor Daya

o Jumlah Kutub

o Putaran Nominal Generator o Mode Operasi

c. Kabel yang Digunakan Pada Saluran Distribusi Berikut data kabel yang diperlukan:

o Jenis Kabel o Rating Tegangan o Diameter Kabel o Panjang Kabel

d. Line yang Digunakan Pada Saluran Distribusi Berikut data line yang diperlukan:

o Jenis Line

o Rating Tegangan o Diameter Kabel o Panjang Kabel e. Transformator

Berikut data transformator yang diperlukan:

o Tegangan Primer dan Sekunder Transformator o Kapasitas Transformator

o Persen Impedansi Positif dan Nol o Rasio X/R Positif dan Nol

f. Lumped Load (Bus Beban)

Lumped Load merupakan beban yang dominan adalah industri, berikut data yang diperlukan:

o Kapasitas Beban o Tegangan Beban o Faktor Daya Beban

g. Static Load (Bus Beban)

Static Load merupakan beban yang dominan adalah beban rumah tangga (statis), berikut data static load yang diperlukan:

o Kapasitas Beban o Tegangan Beban o Faktor Daya Beban

2. Melakukan perhitungan rating fuse dan setelan recloser

Melakukan pemilihan rating fuse dan setelan recloser di sepanjang jaringan distribusi berdasarkan standar yang digunakan PT. PLN (Persero) dan metode yang telah dipilih sehingga dicapai koordinasi fuse dan recloser pada jaringan distribusi yang terhubung dengan Distributed Generation.

3. Masukkan data indeks keandalan peralatan

Berikut Data Indeks Keandalan Peralatan yang diperlukan:

o Laju Kegagalan Peralatan o Waktu reparasi peralatan o Waktu Peralihan peralatan

Indeks keandalan peralatan sesuai dengan peraturan SPLN No 59 Tahun 1985[18] yang dapat dilihat pada Tabel 3-1.

Tabel 3-1 Indeks keandalan peralatan No Komponen Laju Kegagalan Waktu

Perbaikan(jam)

4. Melakukan simulasi

Setelah dilakukan pengumpulan data, dilakukan simulasi pada softwareETAP 12.6.0. Simulasi pertama dilakukan pada sistem jaringan distribusi PM.6 Photoanpa terhubung DG. Selanjutnya akan didapatkan Hasil SAIFI, SAIDI, dan CAIDI. Pada sistem jaringan distribusi penyulang PM.6 Phototanpa terhubung DG dilakukan skenario jaringan berdasarkan pada metode Brown I yaitu dengan penambahan peralatan pemisah dan metode Brown II yaitu saluran tie baru. Maka, akan didapatkan hasil SAIFI, SAIDI, dan CAIDI. Pada sistem jaringan distribusi penyulang PM.6 Photodengan terhubung DG dilakukkan simulasi dan didapatkan hasil SAIFI, SAIDI, dan CAIDI.

5. Menganalisis hasil simulasi

Hasil dari masing-masing simulasi dianalisis dan dibandingkan. Evaluasi yang dilakukan berdasarkan metode Brown akan mempengaruhi nilai indeks keandalan SAIFI, SAIDI, dan CAIDI. Semakin kecil nilai SAIFI, SAIDI, dan CAIDI maka akan semakin meningkat keandalan dari sistem

distribusi begitu sebaliknya, semakin besar nilai SAIFI, SAIDI, dan CAIDI maka akan semakin menurun keandalan sistem distribusi.

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum

Evaluasi keandalan sistem pada jaringan distribusi merupakan salah satu faktor yang penting untuk menentukan segala langkah yang diambil dalam menangani permasalahan yang menyebabkan tidak terjaganya kontinuitas penyaluran energi listrik kepada konsumen. Evaluasi keandalan pada penelitian tugas akhir ini dilakukan pada jaringan distribusi 20 kV penyulang PM.6 Photo gardu induk Pematangsiantar. Penyulang PM.6 Photo beroperasi untuk melayani pelanggan pada wilayah Tanah Jawa dengan total pelanggan yang dilayani sebanyak 38.232 pelanggan. Penyulang PM.6 Photo terinterkoneksi dengan Distributed Generation (DG) yaitu PLTmH Tonduhan dengan kapasitas 2x200 kW dan PLTM Aek Silau dengan kapasitas 2x4,5 MW.

Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi indeks keandalan jaringan distribusi 20 kV penyulang PM.6 Photodengan menggunakan metode Brown yang disimulasikan pada software ETAP 12.6.0. Untuk memperoleh hasil simulasi indeks keandalan maka dibutuhkan data indeks peralatan yang ditunjukkan pada Tabel 3-1.Pada penyulang PM.6 Photo terdapat :

1. 365 transformator, berikut kode transformator ditunjukkan pada Lampiran A.Masing-masing indeks keandalan tranformator diubah berdasarkan tabel 3-1. seperti ditunjukkan pada Lampiran B.

2. 509 saluran udara yang terhubung pada penyulang PM.6 Photo.

Masing-masing indeks keandalan saluran diubah berdasarkan tabel 3.1.

3. 877 rel tegangan (bus bar) yang terhubung pada penyulang PM.6 Photo. Masing-masing indeks keandalan rel tegangan (bus bar) berdasarkan tabel 3-1. seperti ditunjukkan pada Lampiran D.

4. 73 fuse yang terhubung pada penyulang PM.6 Photo. Masing-masing indeks keandalan fuse diubah berdasarkan tabel 3-1. seperti ditunjukkan Lampiran E

5. 4 Penutup Balik (recloser) yang terhubung pada penyulang PM.6 Photo. Masing-masing indeks keandalan recloser diubah berdasarkan tabel 3-1. seperti ditunjukkan pada Lampiran F.

Selanjutnya, simulasi dijalankan dalam keadaan DGtidak terhubung dan tidak dilakukan skenario apapun.Hasil simulasi yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4-1.

Tabel 4-1 Perbandingan hasil simulasi sistem distribusi jaringan 20kV penyulang PM.6 Phototanpa DGdengan nilai standar indeks keandalan berdasarkan SPLN 68-2 : 1986

Indeks Keandalan PM.6 Photo tanpa DG SPLN 68-2 : 1986

SAIFI (kali/tahun) 20,9743 3,2

SAIDI (jam/tahun) 78,7132 21

CAIDI (jam/tahun) 3,753 6,5625

Nilai Standar Indeks Keandalan Berdasarkan SPLN 68-2 : 1986[19]

Berdasarkan Tabel 4-1, tingkat keandalan jaringan distribusi penyulang PM.6Photo tidak memiliki keandalan yang tinggi. Jaringan distribusi penyulang PM.6 Photobisa dikatakan memiliki keandalan yang tinggi apabila tingkat keandalan SAIFI, SAIDI, dan CAIDI berada dibawah dari Standar Nilai Indeks Keandalan PT. PLN (persero). Namun demikian, tidak ada nilai yang menetapkan bahwa sistem jaringan distribusi layak untuk bekerja atau tidak. Karena pada dasarnya angka dari indeks keandalan tersebut bergantung pada keandalan dan pemeliharaan peralatan itu sendiri, konfigurasi topologi sistem, dan perilaku dari sistem tersebut.

4.2 Penambahan Peralatan Pemisah

Pada skenario ini dilakukan penambahan peralatan pemisah berupa Recloser.Recloser berfungsi memisahkandaerah atau jaringan yang terganggu secara cepat sehingga dapatmemperkecil daerah yang terganggu.Recloser ditempatkan berdasarkan pada tren hasil simulasi indeks keandalan yang menurun pada jaringan. Penurunan keandalan pada titik tertinggi merupakan tempat yang menjadi acuan dalam penempatan recloser. Penambahan Recloserdilakukan pada saluran 180, 274, dan 472.

o Pada Saluran 180 antara Bus 308 dan Bus 309 adalah tempat

penampatan untuk recloser ke-5. Gambar 4.1menunjukkan penempatan recloser ke-5pada saluran 180 dalam one line diagram jaringan

distribusi 20 KV penyulang PM.6Photo.

Gambar 4. 1Recloser-5 pada Saluran 180 dalam one line diagram

o Pada Saluran 274 antara Bus 466 dan Bus 469 adalah tempat

penampatan untuk recloser ke-6. Gambar 4.2menunjukkan penempatan recloserke-6 pada saluran 274 dalam one line diagram jaringan

distribusi 20 KV penyulang PM.6Photo.

Gambar 4. 2Recloser-6 pada Saluran 274 dalam one line diagram

o Pada Saluran 472 antara Bus 780 dan Bus 817 adalah tempat

penampatan untuk recloser ke-7. Gambar 4.3menunjukkan penempatan recloser ke-7 pada saluran 472 dalam one line diagram jaringan

distribusi 20 KV penyulang PM.6Photo.

Gambar 4. 3Recloser-7 pada Saluran 472 dalam one line diagram

o Indeks keandalan peralatan dari recloser tambahan disesuaikan dengan SPLN No 59 Tahun 1985 seperti ditunjukkan pada Lampiran G.

Hasil simulasi yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 4-2.

Tabel 4-2Hasil simulasi sistem distribusi jaringan 20kV penyulang PM.6 Photo tanpa DG dengan skenario penambahan peralatan pemisah

SAIFI (kali/tahun) 19,3081 SAIDI (jam/tahun) 72,7286 CAIDI (jam/tahun) 3,767

Jika dibandingkan dari hasil simulasi tanpa DG, maka pengaruh penambahan peralatan pemisah dapat dilihat pada Tabel 4-3.

Tabel 4-3Peningkatan indeks keandalan setelah penambahan peralatanpemisah

Indeks Keandalan Hasil simulasi tanpa DG

SAIFI (kali/tahun) 20,9743 19,3081 7,9440%

SAIDI (jam/tahun) 78,7132 72,7286 7,6030%

CAIDI (jam/tahun) 3,7530 3,767 0,3730%

Pada Tabel 4-3dapat dilihat bahwa, terjadi peningkatan keandalan pada nilai SAIFI, SAIDI, dan CAIDI berturut-turut sebesar 7,9440%, 7,6030% dan 0,3730%.Recloser merupakan solusi terbaik dalam menurunkan waktu pemadaman (SAIDI) akibat kegagalan peralatan[5]. Disamping itu penempatan recloser secara tepat juga akan berdampak terhadap peningkatan keandalan yang signifikan dalam menurunkan frekuensi pemadaman (SAIFI).

Pada skenario ini recloser berperan penting dalam mengurangi daerah terjadinya gangguan.Ketika terjadigangguan permanen, recloser berfungsi memisahkandaerah atau jaringan yang terganggu secara cepat sehingga dapatmemperkecil daerah yang terganggu.Pada saat terjadinya gangguan sesaat, recloser akanmemisahkan daerah gangguan secara sesaat sampai gangguan

tersebut akandianggap hilang, dengan demikian recloser akan masuk kembali sesuaisettingannya sehingga jaringan akan aktif kembali secara otomatis.

Secara analisis, mengacu pada persamaan 2.6,

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =𝛴𝛴𝜆𝜆_𝑑𝑑 𝑁𝑁_𝑑𝑑

∑ 𝑁𝑁𝑑𝑑

𝛴𝛴𝜆𝜆_𝑑𝑑 𝑁𝑁_𝑑𝑑 merupakan jumlah dari keseluruhan hasil kali dari laju kegagalan peralatan dengan beban pada setiap titik i. Sedangkan ∑ 𝑁𝑁𝑑𝑑 merupakan total dari seluruh beban i. Ketika terjadi gangguan yang menyebabkan kegagalan dari sebuah peralatan maka recloserakan bekerja dan memisahkan jaringan sebagian dari daerah perlindungannya. Sehingga terjadi penurunan nilai 𝛴𝛴𝜆𝜆𝑑𝑑 𝑁𝑁𝑑𝑑 , hal ini dikarenakan hanya sebagian peralatan yang mengalami kegagalan. Sedangkan nilai ∑ 𝑁𝑁𝑑𝑑 tetap. Hal ini akan menyebabkan penurunan nilai SAIFI. Penurunan nilai SAIFI merupakan peningkatan keandalan dalam menurunkan frekuensi pemadaman rata-rata.Hal serupa juga terjadi pada nilai SAIDI, secara analisis, mengacu pada persamaan 2.6,

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =𝛴𝛴𝑈𝑈_𝑑𝑑 𝑁𝑁_𝑑𝑑

∑ 𝑁𝑁𝑑𝑑

𝛴𝛴𝑈𝑈𝑑𝑑𝑁𝑁𝑑𝑑merupakan jumlah keseluruhan dari hasil kali waktu pemadaman akibat kegagalan peralatan dengan beban di setiap titik i. Sedangkan ∑ 𝑁𝑁_𝑑𝑑 merupakan total dari seluruh beban i. Waktu pemadaman merupakan hasil kali dari waktu perbaikan dengan laju kegagalan. Hal ini dapat dilihat pada persamaan 4.1.

𝑈𝑈𝑑𝑑 = 𝑡𝑡𝑑𝑑× 𝜆𝜆 (4.1)

Dimana,

𝑡𝑡_𝑑𝑑 = waktu perbaikan peralatan

Ketika terjadi gangguan yang menyebabkan kegagalan dari sebuah peralatan maka recloserakan bekerja dan memisahkan jaringan sebagian dari daerah perlindungannya. Sehingga terjadi penurunan nilai, 𝑈𝑈_𝑑𝑑 = 𝑡𝑡_𝑑𝑑 × 𝜆𝜆, penurunan tersebut berbanding lurus terhadap penurunan nilai𝛴𝛴𝑈𝑈_𝑑𝑑 𝑁𝑁_𝑑𝑑 , hal ini dikarenakan hanya sebagian peralatan yang mengalami kegagalan. Sedangkan nilai ∑ 𝑁𝑁𝑑𝑑 tetap.

Hal ini akan menyebabkan penurunan nilai SAIDI. Penurunan nilai SAIDI merupakan peningkatan keandalan dalam menurunkan waktu pemadaman rata-rata.

Pada nilai CAIDI, dapat dilihat berdasarkan persamaan 2.9

𝐶𝐶𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆

Nilai SAIFI berbanding terbalik terhadap nilai SAIDI. Penurunan nilai SAIFI lebih besar dari pada penurunan nilai SAIDI. Hal ini akan menyebabkan peningkatan keandalan dalam menurunkan waktu pelanggan mengalami gangguan pemadaman rata-rata.

4.3 Saluran Tie Baru

Pada skenario ini dilakukan perombakan jaringan listrik radial menjadi jaringan listrik open loop. Terdapat 4 Penyulang yang saling interkoneksi, diantaranya Penyulang PM.6 PhotoPematang Siantar, TG.3 Parapat, dan PM.1 Perdagangan, dan KN.2 Kisaran. Pada masing-masing penyulang disambungkan saluran tie yang baru dengan kontak open loop dari sebuah switching.

o Saluran Tie ditambahkan untuk menghubungkan antara penyulang PM.6 PhotoPematangsiantar dengan penyulang TG.3 Parapat secara open loop. Gambar 4.4 menunjukkan hubungan secara open loop melalui saluran Tie yang baru antara penyulang PM.6 PhotoPematangsiantar dengan penyulang TG.3 Parapat.

Gambar 4. 4Saluran Tie antara Penyulang PM.6 dan TG.3

o Saluran Tie ditambahkan untuk menghubungkan antara penyulang PM.6 PhotoPematangsiantar dengan penyulang PM.1 Perdagangan secara open loop. Gambar 4.5 menunjukkan hubungan secara open loop melalui saluran Tie yang baru antara penyulang PM.6 PhotoPematangsiantar dengan penyulang PM.1 Perdagangan.

Gambar 4. 5 Saluran Tie antara Penyulang PM.6 dan PM.1

o Saluran Tie ditambahkan untuk menghubungkan antara penyulang PM.6 PhotoPematangsiantar dengan penyulang KN.2 Kisaran secara open loop. Gambar 4.6 menunjukkan hubungan secara open loop melalui saluran Tie yang baru antara penyulang PM.6Photo Pematangsiantar dengan penyulang KN-2 Kisaran.

Hasil simulasi yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 4-4.

Tabel 4-4Hasil simulasi sistem distribusi jaringan 20kV penyulang PM.6 Photo tanpa DG dengan skenario penambahan saluran tie baru

SAIFI (kali/tahun) 20,9743 SAIDI (jam/tahun) 75,2822 CAIDI (jam/tahun) 3,5890

Jika dibandingkan dari hasil simulasi tanpa DG

Tabel 4-5Peningkatan indeks keandalan setelah penambahan saluran tie baru

Indeks Keandalan

SAIFI (kali/tahun) 20,9743 20,9743 0%

SAIDI (jam/tahun) 78,7132 75,2822 4,3589%

CAIDI (jam/tahun) 3,7530 3,5890 4,3698%

Pada Tabel 4-5dapat dilihat bahwa, terjadi peningkatan keandalan pada nilai SAIDI dan CAIDI berturut-turut sebesar 4,3589% dan 4,3698%. Sedangkan pada nilai SAIFI tidak terjadi peningkatan. Penambahan Saluran Tie Baru dapat bertujuan untuk meningkatkan keandalan dengan sistem yang memiliki jalur transfer yang rendah dan hal ini juga merupakan cara yang ekonomis karena hanya memerlukan proteksi yang sederhana.

Peningkatan SAIDI dan CAIDI yang terjadi hanya 4,3589% dan 4,3698%.

Hal ini tidak terlalu besar dikarenakan sistem jaringan hanya memiliki jalur transfer yang rendah. Untuk menjadikan penyulang sebagai back-up untuk penyulang lain harus diperlukan cadangan daya yang besar sehingga ketika satu penyulang tersebut sedang mengalami down sistem maka penyulang yang lain dapat mengambil alih sebagian atau seluruh beban dari penyulang tersebut.

Berdasarkan persamaan 2.6

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =

^{𝛴𝛴𝑈𝑈}_{∑ 𝑁𝑁}^{𝑑𝑑𝑁𝑁𝑑𝑑}

𝑑𝑑

,

nilai SAIDI dipengaruhi oleh waktu reparasi yang dibutuhkan oleh sebuah penyulang. Dengan penambahan saluran tie baru maka akan menurunkan waktu perbaikan sehingga ketika 𝑈𝑈𝑑𝑑 semakin kecil dengan 𝑁𝑁𝑑𝑑 bernilai sama maka SAIDI akan semakin kecil. Secara matematis, waktu pemadaman dapat ditulis sesuai dengan persamaan 4.1

𝑈𝑈

_𝑑𝑑

= 𝑡𝑡

_𝑑𝑑

× 𝜆𝜆

Dimana,

𝑡𝑡_𝑑𝑑 = waktu perbaikan peralatan

4.4 PemasanganDistributed Generation (DG)

Pada Penyulang PM.6 Phototerinterkoneksi dengan Distributed Generation (DG) yaitu PLTmH Tonduhan dengan kapasitas 2x200 kW dan PLTM Aek Silau dengan kapasitas 2x4,5 MW. Karena tidak ada standar PLN mengenai laju kegagalan, waktu perbaikan, dan waktu peralihan untuk Distributed Generationmaka digunakan standar IEEE-Std 1366 – 2003.

PLTmH Tonduhan dengan kapasitas 2x200 kW terkoneksi pada bus 661-662 dan PLTM Aek Silau dengan kapasitas 2x4,5 MW terkoneksi pada bus 666-667. Penempatan DGini merupakan penempatan optimum yang dilakukan PT.

PLN (Persero) dalam upaya peningkatan keandalan.

Gambar 4. 7 PLTmH Tonduhan 2x200 KW terhubung pada Bus 661 dan 662

Gambar 4. 8 PLTM Aek Silau 2x4,5 MW terhubung pada Bus 666 dan 667

Hasil simulasi yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 4-6.

Tabel 4-6Hasil simulasi sistem distribusi jaringan 20kV penyulang PM.6 Photo dengan DG

SAIFI(kali/tahun) 20,4047 SAIDI(jam/tahun) 78,3868 CAIDI(jam/tahun) 3,8420

Jika dibandingkan dari hasil simulasi

Tabel 4-7Peningkatan indeks keandalan setelah penambahan DG

Indeks Keandalan

SAIFI (kali/tahun) 20,9743 20,4047 2,7157%

SAIDI (jam/tahun) 78,7132 78,3868 0,4147%

CAIDI (jam/tahun) 3,7530 3,8420 -2,3714%

Berdasarkan Tabel 4-7dapat dilihat bahwa, terjadi peningkatan nilai SAIFI dan CAIDI berturut-turut 2,7157% dan 0,4147%. Namun disisi lain, nilai CAIDI mengalami penurunan sebesar 2,3174%. Pemasangan DGdapat meningkatkan indeks keandalan namun pemasangan DGsecara multiple (lebih dari satu) akan menyebabkan penurunan keandalan[4].

Pemasangan DGtidak begitu berdampak terhadap peningkatan indeks keandalan SAIFI, SAIDI, dan CAIDI. Pemasangan DGakan menurunkan indeks ENS (Energy Not Supplied mwh/year) sampai 50% dari sebuah penyulang[5]. Hal ini dikarenakan DGmemiliki pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan kualitas aliran daya, profil tegangan, dan penurunan rugi-rugi daya. Sedangkan SAIFI, SAIDI, dan CAIDI adalah indeks keandalan yang dipengaruhi oleh gangguan tetap yang disebabkan oleh rusaknya peralatan sistem seperti kegagalan isolasi, rusaknya kabel, atau gagal peralatan untuk bekerja.

4.5 Perbandingan Hasil Evaluasi Keandalan

Pada umumnya, keandalan sistem tergantung pada :

1) Keandalan dan pemeliharaan peralatan termasuk didalamnya kegagalan dan waktu perbaikan distribusi, mode kegagalan dan efeknya, serta pengaruh lingkungan.

2) Konfigurasi atau topologi sistem.

3) Perilaku sistem (karakteristik operasional, prosedur switching, dan pelayanan).

Ada dua cara utama untuk memperbaiki keandalan suatu sistem tenaga listrik, cara pertama adalah mengurangi frekuensi terjadinya gangguan, dan kedua adalah mengurangi durasi gangguan.Untuk mengurangi jumlah gangguan maka perlu dilakukan pemeliharaan jaringan secara preventif, sedangkan untuk mengurangi lama/durasi gangguan, maka disadari pentingnya otomatisasi sistem distribusi.

Sebuah sistem terdapat satu atau beberapa komponen, yang saling berhubungan sedemikian rupa sehingga sistem bisa melaksanakan sejumlah fungsi diperlukan. Untuk mencegah kegagalan sistem, misalnya, kegagalan yang mencegah sistem itu melakukan fungsi yang diharapkannya, maka potensi kegagalan harus dikenali.Oleh karena itu perlu dikembangkan suatu metode untuk mengevaluasi keandalan suatu sistem tenaga listrik.

Hasil Evaluasi Keandalan denganmengadopsi Metode Brown I,II, dan Pemasangan DG yang disimulasikan melalui software ETAP 12.6.0 dapat dilihat pada Tabel 4-8.

Tabel 4-8Perbandingan hasil evaluasi peningkatan keandalan masing-masing skenario

Berdasarkan Tabel 4-8 dapat dilihat bahwa penambahan peralatan pemisah dapat menurunkan nilai SAIFI, dan SAIDI lebih baik diantara skenario lainnya.

Sedangkan pada penambahan saluran tie baru dapat menurunkan nilai CAIDI lebik baik diantara skenario lainnya. Pemasangan DGdapat meningkatkan keandalan namun, pemasangan DGlebih dari satu justru juga akan berdampak terhadap penurunan keandalan [4]. Hal ini dapat dilihat pada tabel 4-9, nilai CAIDI meningkat sehingga terjadi kenaikan waktu pelanggan menggalami gangguan pemadaman rata-rata.

(kali/tahun) 20,9743 19,3081 20,9743 20,4047 SAIDI

(jam/tahun) 78,7132 72,7286 75,2822 78,3868 CAIDI

(jam/tahun) 3,7530 3,7670 3,5890 3,8420

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari evaluasi keandalan jaringan distribusi 20kV penyulang PM.6 Photo diperoleh kesimpulan :

1. Penambahan peralatan pemisah dapat meningkatkan SAIFI = 7,9440%, SAIDI = 7,6030%, dan CAIDI = 0,3730%

1. Penambahan peralatan pemisah dapat meningkatkan SAIFI = 7,9440%, SAIDI = 7,6030%, dan CAIDI = 0,3730%