4.1
PLTM Aek Silau 2 dan PLTmH Tonduhan dalam Keadaan
Beroperasi
Jaringan distribusi 20 kV Penyulang PM 6 Gardu Induk Pematangsiantar terhubung dengan dua Distributed Generation (DG). Kedua DG tersebut adalah PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro) Aek Silau 2 dengan kapasitas terpasang 8,5 MW dan PLTmH (Pembangkit Listrik Tenaga mikro Hidro) Tonduhan dengan kapasitas 2 x 200 kW. Berikut merupakan aliran daya saat PLTMH Aek Silau 2 dan PLTmH Tonduhan dalam keadaan beroperasi.
4.1.1Aliran Daya Sebelum Pemasangan SVC
Sebelum melakukan penelitian terhadap pengaruh pemasangan SVC terhadap aliran daya pada jaringan distribusi primer, maka terlebih dahulu melakukan studi aliran daya pada jaringan dimaksud sebelum dipasang SVC. Simulasi aliran daya pada PM 6 dilakukan saat PLTMH Aek Silau 2 dan PLTmH Tonduhan beroperasi. Data yang digunakan untuk melakukan penelitian adalah keadaan existing data PT. PLN (Persero) jaringan distribusi 20 kV penyulang PM 6 Gardu Induk Pematangsiantar. Gambar 4.1 berikut merupakan diagram satu garis atau single line diagram (SLD) sistem 47 bus penyulang PM 6 yang telah dip Lump Load yang sedang beroperasi sehingga pada diagram satu garis tersebut tersaji data aliran daya sebelum SVC dipasang.
26 Gambar 4.1 Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi
Berikut akan dijelaskan aliran daya sebelum pemasangan SVC seperti yang terdapat pada Gambar 4.1di atas.
a. Aliran Daya dan Profil Tegangan
Aliran daya dan profil tegangan pada jaringan distribusi 20 kV penyulang PM 6 Pematangsiantar dengan beban telah dipLump Load dapat dilihat pada data hasil simulasi seperti pada Tabel 4.1berikut.
Table 4.1 Aliran Daya dan Profil Tegangan
Nama Bus Voltage (p.u) (derajat) Sudut Loading MW Loading MVAR
Bus2 1,00 0 49,315 37,408 Bus34 0,8429 15,1 0,4 0 Bus38 0,9241 23,8 8,2 0 Bus54 0,8218 9,2 5,457 4,681 Bus71 0,8419 14,9 7,484 1,837 Bus85 0,7961 13,7 0,223 0,138 Bus104 0,6929 7,6 0,631 0,391
Bus 2, bus 34 dan bus 38 pada Tabel 4.1 di atas merupakan bus yang menerima langsung daya dari sumber tenaga. Bus 85 merupakan bus beban yang paling jauh dari Gardu Induk dan bus 104 merupakan bus beban yang paling jauh dari titik interkoneksi (bus 71) DG pada jaringan PM 6. Bus 54 merupakan interkoneksi PM 6 dengan bagian jaringan yang menuju DG. Dari hasil simulasi keadaan existing tersebut dapat dilihat aliran daya. Pada bus 2, daya aktif sebesar 49,315 MW dan daya reaktif sebesar 37,408 MVAR. Dari hasil simulasi tersebut
28 juga diperoleh bahwa terdapat sekitar 89,36 % bus dengan tegangan di bawah 0,9 p.u (kritis) dengan tegangan minimum berada pada bus 104 sebesar 0,6929 p.u sementara tegangan maksimum berada pada level 1,0 p.u yaitu di bus 2. Hal ini menunjukkan adanya interval (range) yang sangat besar antara tegangan minimum dan tegangan maksimum. Bus dengan tegangan antara 0,9 p.u sampai dengan 0,95 p.u (marginal) ada sekitar 6,38 %. Sedangkan sisanya, hanya sekitar 4,26 % bus yang sehat (0,95 p.u < tegangan bus < 1,02 p.u). Data lengkap hasil simulasi aliran daya dan profil tegangan dapat dilihat pada Lampiran A.1.
b. Faktor Daya
Besarnya faktor daya atau Power Faktor (PF) pada suatu jaringan dapat ditulis sebagai berikut:
PF = (4.1)
Di mana: P = daya aktif (MW)
S = daya semu (MVA) = + Q = daya reaktif (MVAR)
Sehingga saat kondisi di mana SVC belum terpasang pada jaringan distribusi 20 kV, faktor daya jaringan distribusi Gardu Induk Pematangsiantar adalah:
PF = ,
, ,
= 79,67 %
Faktor daya dapat diperhatikan berdasarkan data hasil simulasi adalah 79,67% seperti yang terdapat pada Tabel 4.2 berikut.
Table 4.2 Faktor Daya
ID Rating Rated kV MW MVAR % PF
GI P.Siantar 269,94 MVA 150 49,315 37,408 79,67 PLTMH TONDUHAN 2X200 kW 0,4 MW 0,4 0,4 0 100 PLTM AEK SILAUp2 8,5 MW 6,3 8,2 0 100 c. RugipRugi
Rugiprugi pada saluran/penghantar dapat dihitung dengan terlebih dahulu menghitung aliran daya pada saluran. Aliran daya tersebut dapat ditulis sebagai berikut:
= ∗ (4.2)
Nilai dapat diperoleh dari persamaan umum , yaitu Persamaan (2.14):
= ( p ) (4.3)
Di mana: = aliran daya semu dari bus i ke bus j
= arus yang mengalir dari bus i ke bus j
30
= tegangan pada bus i
= tegangan pada bus j
Dengan persamaan di atas maka dapat ditentukan besarnya rugiprugi daya aktif maupun rugiprugi daya reaktif secara teoritis. Sebagai satu contoh, rugiprugi daya pada kasus PM 6 dihitung pada salah satu saluran yang dipilih secara random.
Bus 54 dan bus 61 dihubungkan oleh saluran line 51 dengan admitansi saluran 0,0399∠p54,810 pada base 100 MVA. Tegangan pada bus 54 adalah 0,82175∠9,20 dan tegangan pada bus 61 adalah 0,81306∠90. Maka berdasarkan Persamaan (4.3):
= ( p )
= 0,0399∠p54,810 (0,82175∠9,20 p 0,81306∠90) = 0,0399∠p54,810 (0,092∠27,120)
= 0,00367∠p27,690
Sehingga aliran daya dari bus 54 ke bus 61 sesuai Persamaan (4.2) adalah:
= ∗
= 0,82175∠9,20 x 0,00367∠27,690
= 0,0030158∠36,890
= 0,002412 + j 0,00181
= p
= 0,00367∠152,310
Sementara aliran daya dari bus 61 menuju bus 54 adalah:
= 0,81306∠90 x 0,00367∠207,690 = 0,0029839∠216,690
= – 0,002393 – j 0,001783
Dengan demikian, rugiprugi daya pada saluran line 51 tersebut adalah sebesar:
SL = +
= 0,002412 – 0,002393 p.u
= 0,00019 x 100 MW
= 19 kW
Jadi, berdasarkan perhitungan rugiprugi daya pada saluran line 51 adalah 19 kW.
Dengan cara yang sama seperti rugiprugi pada saluran line 51, maka rugip rugi pada saluran yang lain dapat dicari secara teoritis. Rugiprugi trafo distribusi T1 dan T3 secara berurut adalah 0,002 kW dan 0,037 kW, serta rugiprugi trafo daya TD 2 adalah 0,301 kW. Sehingga total rugiprugi pada jaringan distribusi 20 kV GI PM 6 Pematangsiantar sebelum SVC dipasang adalah 2.445 kW. Hasil
32 4.1.2Aliran Daya Setelah Pemasangan SVC
Penambahan SVC pada jaringan distribusi akan memperbaiki faktor daya jaringan, memperbaiki profil tegangan dan mengurangi rugiprugi daya. Pemasangan satu SVC sedapat mungkin ditempatkan pada pusat beban. Secara umum lokasi terbaik adalah titik dekat bus generator dengan tegangan paling besar. Normalnya, titik tengah/pusat dari jaringan adalah kandidat yang baik untuk penempatan [11]. Karena SVC akan mengkompensasi daya reaktif, maka pusat beban yang dimaksud adalah pusat beban reaktif. Buspbus pusat beban akan menjadi kandidat di mana SVC akan diletakkan. Kandidat bus sendiri ditentukan berdasarkan faktor daya bus beban yang lebih kecil. Sementara, untuk pemasangan SVC lebih dari satu, sedapat mungkin terdistribusi secara merata pada pusatppusat beban. Akan tetapi, dalam hal ini kapasitas total SVC adalah setara dengan kapasitas satu SVC sehingga ukuran kapasitasnya adalah variabel tetap.
Dari data hasil studi aliran daya sebelum pemasangan SVC, faktor daya pada buspbus beban diperoleh seperti pada Tabel 4.3 berikut.
Tabel 4.3 Faktor Daya Buspbus Beban
Nama Bus Voltage (p.u) Loading MW Loading MVAR Faktor Daya (%)
Bus2 1,00 49,315 37,408 79,67
Bus34 0,8429 0,4 0 100
Bus38 0,9241 8,2 0 100
Bus54 0,8218 5,457 4,681 75,9
Bus71 0,8419 7,484 1,837 97,12
Bus85 0,7961 0,223 0,138 85,03
Bus104 0,6929 0,631 0,391 85
Untuk hasil lengkap, faktor daya pada masingpmasing bus beban dapat dilihat pada Lampiran C. Mengingat jumlah bus beban ada sebanyak 47, perlu dilakukan pembatasan untuk menetapkan kandidatpkandidat bus penempatan SVC. Dalam hal ini ditetapkan 85% sebagai acuan batas minimum faktor daya sesuai dengan Standar PLN. Dengan demikian, terdapat 18 bus beban yang memiliki faktor daya di bawah 85% seperti yang terdapat pada Tabel 4.4 berikut.
Tabel 4.4 Kandidat Bus dan Rating SVC
No. Nama Bus Tegangan (p.u.) Daya (%) Faktor MVAR (cos ϕ = 0.85) Kekurangan MVAR Rating SVC (MVAR) 1 Bus113 0,8819 4,49 0,183444 6,395556 6,4 2 Bus147 0,9393 11,10 0,492077 6,616923 6,62 3 Bus46 0,8819 12,47 0,512529 6,066471 6,07 4 Bus19 1,00 14,40 0,67862 6,84538 6,84 5 Bus48 0,8661 23,80 0,904207 5,049793 5,05 6 Bus50 0,85 28,10 0,963083 4,343917 4,34 7 Bus53 0,8329 34,30 1,168218 3,993782 3,99 8 Bus58 0,8329 40,99 1,398763 3,624237 3,62 9 Bus54 0,8218 75,90 3,381945 1,299055 1,3 10 Bus2 1,00 79,67 30,56269 6,845308 6,84 11 Bus52 0,8325 84,91 0,139442 0,000558 0 12 Bus94 0,7632 84,91 0,078708 0,000292 0
34 13 Bus100 0,7405 84,94 0,163613 0,000387 0 14 Bus73 0,8215 84,96 0,179726 0,000274 0 15 Bus80 0,8046 84,96 0,179726 0,000274 0 16 Bus90 0,7643 84,97 0,16981 0,00019 0 17 Bus67 0,8095 84,99 0,123949 5,11 x 10p5 0 18 Bus57 0,8304 84,99 0,229925 7,49 x 10p5 0 Berdasarkan Persamaan (4.1) PF = =
Maka besarnya daya reaktif agar faktor daya setidaknya mencapai 85% adalah:
0,85 =
Q = ( , ) −
Dengan demikian, terdapat 10 kandidat bus beserta kapasitas SVC yang akan dipasang pada bus yang bersangkutan seperti yang telah tertera pada Tabel 4.4 di atas.
4.1.2.1Dengan Satu SVC
SVC yang akan disimulasikan pada jaringan distribusi 20 kV PM 6 Pematangsiantar adalah Type Thyristor Switched Capacitor (TSC). Berdasarkan Tabel 4.4 di atas, kekurangan terbesar daya reaktif adalah pada bus 2 atau bus 19 yaitu sekitar 6,84 MVAR. Harga ini sendiri sebenarnya adalah untuk kebutuhan bus itu sendiri, sementara SVC akan mengkompensasi jaringan bukan satu bus saja. Sehingga penulis menetapkan kapasitas total SVC yang akan dipasang adalah 10 MVAR, dengan pertimbangan 20 MVAR tidak konvergen. Berdasarkan hasil simulasi pemasangan SVC pada berbagai bus kandidat menggunakan ETAP, bus 54 adalah bus yang paling baik untuk dipasang SVC. Hal ini sesuai dengan pertimbangan perbaikan faktor daya Gardu Induk Pematangsiantar, perbaikan profil tegangan, dan penurunan rugiprugi total pada jaringan distribusi PM 6 Pematangsiantar.
Gambar 4.2 berikut merupakan diagram satu garis sistem kelistrikan PM 6 Pematangsiantar setelah SVC dipasang pada bus 54. Seperti halnya pada Gambar 4.1, pada Gambar 4.2 tersebut merupakan diagram satu garis sistem kelistrikan yang sedang beroperasi. Sehingga, dari gambar tersebut dapat dilihat aliran daya yang ditampilkan hasil simulasi setelah SVC dipasang.
Selain itu, dari Gambar 4.2 dapat dilihat rugiprugi yang disajikan dalam bentuk bilangan kompleks. Data yang ditampilkan pada dasarnya tidaklah presisi, sehingga untuk hasil yang lebih akurat akan dijelaskan lebih detail pada bagian berikutnya.
36 Gambar 4.2 Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi dengan
Satu SVC
Berikut akan dijelaskan aliran daya setelah pemasangan satu SVC seperti yang terdapat pada Gambar 4.2di atas.
a. Aliran Daya dan Profil Tegangan
Aliran daya dan profil tegangan pada jaringan distribusi PM 6 Pematangsiantar setelah penambahan SVC pada bus 54 dapat diperhatikan pada data hasil simulasi seperti yang telah terdapat pada Tabel 4.5 berikut.
Table 4.5 Aliran Daya dan Profil Tegangan
Nama Bus Voltage (p.u) (derajat) Sudut Loading MW Loading MVAR
Bus2 1,00 0 50,096 31,768 Bus34 0,9689 4,4 0,401 0,001 Bus38 1,0435 11,1 8,2 0 Bus54 0,9516 0,1 5,201 5,143 Bus71 0,9685 4,2 7,577 1,767 Bus85 0,9177 3 0,285 0,177 Bus104 0,807 p1,5 0,822 0,509
Hasil simulasi setelah satu SVC dengan kapasitas 10 MVAR dipasang pada bus 54, aliran daya berubah. Secara keseluruhan, daya aktif yang mengalir pada buspbus penyulang PM 6 meningkat dan daya reaktif turun. Fenomena ini akan dijelaskan kemudian pada Sub Bab 4.3.1 dan Sub Bab 4.3.2. Perubahan aliran daya ini dapat dilihat pada Tabel 4.5 di atas, daya aktif pada bus 2 meningkat menjadi 50,096 MW. Sementara daya reaktif turun menjadi 31,768 MVAR. Dari data hasil simulasi pada Tabel 4.5 di atas dapat dilihat bahwa bila dibandingkan
38 simulasi setelah pemasangan satu SVC tersebut juga diperoleh bahwa terdapat sekitar 23,40 % bus dengan tegangan di bawah 0,9 p.u (kritis) dengan tegangan minimum yang sebelumnya 0,6929 p.u menjadi 0,807 p.u pada bus 104. Hal ini menunjukkan adanya peningkatan yang signifikan setelah SVC dipasang pada bus 54. Bus dengan tegangan antara 0,9 p.u sampai dengan 0,95 p.u atau antara 1,02 p.u sampai dengan 1,05 p.u (marginal) ada sekitar 36,17 %. Sedangkan sisanya, mencapai 40,43 % bus yang sehat (0,95 p.u < tegangan bus < 1,02 p.u). Dari statistik ini jelas bahwa bus yang berada pada keadaan kritis tinggal sebagian kecil lagi dibanding sebelum pemasangan SVC. Sebaliknya, bus yang sehat sudah lebih banyak dibanding bus yang dalam keadaan kritis atau marginal. Data lengkap hasil simulasi aliran daya dan profil tegangan dapat dilihat pada Lampiran A.2.
b. Faktor Daya
Berdasarkan Persamaan (4.1), faktor daya pada jaringan distribusi Gardu Induk Pematangsiantar setelah dipasang SVC adalah:
PF = ,
, ,
= 84,45 %
Faktor daya setelah SVC dipasang pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar juga dapat diperhatikan berdasarkan data hasil simulasi, yaitu sebesar 84,45 % seperti yang terdapat pada Tabel 4.6 berikut.
Table 4.6 Faktor Daya
ID Rating Rated kV MW MVAR % PF
GI P.Siantar 269,94 MVA 150 50,096 31,768 84,45 PLTMH TONDUHAN 2X200 kW 0,4 MW 0,4 0,4 0 100 PLTM AEK SILAUp2 8,5 MW 6,3 8,2 0 100 c. RugipRugi
Dengan melakukan perhitungan pada kasus yang sama seperti pada Sub Bab 4.1.1 poin c, setelah pemasangan satu SVC perhitungan rugiprugi juga dapat dilakukan pada saluran yang sama seperti berikut ini.
Tegangan pada bus 54 adalah 0,95164∠0,10 dan tegangan pada bus 61 adalah 0,94183∠p0,70. Dengan base yang sama dan besar admitansi yang sama yaitu 0,0399∠p54,810 Maka berdasarkan Persamaan (4.3):
= ( p )
= 0,0399∠p54,810 (0,95164∠0,10 p 0,94183∠p0,10) = 0,0399∠p54,810 (0,103516678∠18,610)
= 0,00413∠p36,20
40 I*
54-61 = 0,00413∠36,20
Aliran daya dari bus 54 ke bus 61 sesuai Persamaan (4.2) adalah:
= ∗ = ∗ = 0,95164∠0,10 x 0,00413∠36,20 = 0,00393∠36,30 = 0,0031673 p j 0,0023266 = – = – (0,0033327 – j0,0024392) = – 0,0033327 + j0,0024392 = 0,00413∠143,80 I* 61-54 = – 0,0033327 – j0,0024392 I* 61-54 = 0,00413∠216,20
Sementara aliran daya dari bus 61 menuju bus 54 adalah:
= ∗
= 0,94183∠p0,10 x 0,00413∠216,20
= 0,00389∠216,10
= – 0,0031431 – j 0,002292
Dengan demikian, rugiprugi daya pada saluran line 51 tersebut adalah sebesar:
SL = +
= 0,0031673 – 0,0031431 p.u
= 0,000242 x 100 MW
= 24,2 kW
Jadi, berdasarkan perhitungan rugiprugi daya pada saluran line 51 adalah 24,2 kW.
Dengan cara yang sama seperti rugiprugi pada saluran line 51, maka rugip rugi pada saluran yang lain dapat dicari secara teoritis. Rugiprugi trafo distribusi T1 dan T3 secara berurut adalah 0,001 kW dan 0,029 kW, serta rugiprugi trafo daya TD 2 adalah 0,276 kW. Sehingga total rugiprugi pada jaringan distribusi 20 kV PM 6 GI Pematangsiantar setelah satu SVC dipasang adalah 1.345 kW. Hasil lengkap rugiprugi PM 6 dapat dilihat pada Lampiran B.2.
4.1.2.2Dengan Dua SVC
Berbeda dengan pemasangan satu SVC yang diusahakan sedapat mungkin tepat di pusat beban pada jaringan, pemasangan beberapa SVC (dalam hal ini dua) sedapat mungkin dipasang berada di sekitar pusat beban sehingga distribusi daya reaktif bisa lebih merata. Dengan cara yang sama untuk melakukan penempatan SVC, bus 46 dan bus 91 adalah bus yang paling baik untuk interkoneksi. Gambar 4.3 berikut merupakan diagram satu garis PM 6 setelah dua SVC dipasang.
42 Gambar 4.3 Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi dengan
Dua SVC
Berikut akan dijelaskan aliran daya setelah pemasangan dua SVC seperti yang terdapat pada Gambar 4.3di atas.
a. Aliran Daya dan Profil Tegangan
Aliran daya dan profil tegangan pada jaringan distribusi PM 6 Pematangsiantar setelah penambahan SVC pada bus 46 dan bus 91 dapat diperhatikan pada data hasil simulasi seperti yang telah terdapat pada Tabel 4.7 berikut.
Table 4.7 Aliran Daya dan Profil Tegangan
Nama Bus Voltage (p.u) (derajat) Sudut Loading MW Loading MVAR
Bus2 1,00 0 50,271 31,279 Bus34 0,953 10,7 0,399 0 Bus38 1,0283 18,6 8,201 0,001 Bus54 0,9351 5,5 5,245 3,015 Bus71 0,9525 10,5 7,571 1,77 Bus85 0,9023 9,3 0,277 0,172 Bus104 0,8404 3,9 0,883 0,547
Seperti pada pemasangan satu SVC, aliran daya mengalami perubahan saat pemasangan dua SVC. Secara keseluruhan, daya aktif juga mengalami kenaikan sementara daya reaktif mengalami penurunnan. Dari data hasil simulasi pada Tabel 4.7 di atas dapat diperhatikan bahwa profil tegangan mengalami perbaikan bila dibandingkan dengan Tabel 4.1 maupun Tabel 4.5. Hasil simulasi setelah dua SVC dengan kapasitas masingpmasing 5 MVAR dipasang pada bus 46 dan bus 91,
44 diperoleh bahwa terdapat sekitar 6,38 % bus dengan tegangan di bawah 0,9 p.u (kritis) dan 68,08 % bus dengan tegangan antara 0,9 p.u sampai dengan 0,95 p.u atau antara 1,02 p.u sampai dengan 1,05 p.u (marginal). Sedangkan sisanya, mencapai 27,66 % bus yang sehat (0,95 p.u < tegangan bus < 1,02 p.u). Dapat diperhatikan bahwa hanya tinggal sekitar 6,38 % bus yang berada dalam keadaan kritis.
Tegangan minimum yang terdapat pada bus 104 merupakan salah satu di antara 6,38 % tersebut yaitu 0,8404 p.u. Sedangkan tegangan maksimum adalah 1,0283 p.u yang masih berada pada marginal. Hal ini menunjukkan interval (range) antara tegangan minimum dengan tegangan maksimum yang semakin kecil. Artinya, hasil ini menyajikan profil tegangan yang lebih baik lagi bila dibandingkan dengan pemasangan satu SVC. Data lengkap hasil simulasi aliran daya dan profil tegangan dapat dilihat pada Lampiran A.3.
b. Faktor Daya
Berdasarkan persamaan (4.1), faktor daya pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar setelah dua SVC dipasang pada bus 46 dan bus 91 adalah:
PF = ,
, ,
= 84,91 %
Faktor daya setelah dua SVC dipasang pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar juga dapat diperhatikan berdasarkan data hasil simulasi, yaitu sebesar 84,91 % seperti yang terdapat pada Tabel 4.8 berikut.
Table 4.8 Faktor Daya
ID Rating Rated kV MW MVAR % PF
GI P.Siantar 269,94 MVA 150 50,271 31,28 84,91 PLTMH TONDUHAN 2X200 kW 0,4 MW 0,4 0,4 0 100 PLTM AEK SILAUp2 8,5 MW 6,3 8,2 0 100 c. RugipRugi
Rugiprugi untuk tiap saluran dapat dihitung seperti halnya pada kasus sebelum pemasangan SVC dan pemasangan satu SVC. Rugiprugi total pada jaringan distribusi 20 kV PM 6 GI Pematangsiantar setelah dipasang SVC menjadi 1.427 kW. Hasil lengkap tentang rugiprugi daya pada pemasangan dua SVC dapat dilihat pada Lampiran B.3.
4.1.2.3Dengan Empat SVC
Seperti halnya pemasangan dua SVC, pemasangan empat SVC juga diusahakan sedapat mungkin dipasang berada di sekitar pusat beban sehingga distribusi daya reaktif bisa lebih merata. Dengan menggunakan metode yang sama untuk melakukan penempatan SVC pada bus jaringan, bus 48, bus 54, bus 88 dan bus 107 adalah bus yang paling baik untuk empat SVC sekaligus dengan kapasitas masingpmasing 2,5 MVAR pada PM 6 Pematangsiantar.
Gambar 4.4 berikut merupakan diagram satu garis atau Single Line Diagram (SLD) jaringan distribusi PM 6 Pematangsiantar setelah SVC dipasang.
46 Gambar 4.4 Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi
dengan Empat SVC
Berikut akan dijelaskan aliran daya setelah pemasangan empat SVC seperti yang terdapat pada Gambar 4.4di atas.
a. Aliran Daya dan Profil Tegangan
Aliran daya dan profil tegangan pada jaringan distribusi PM 6 Pematangsiantar setelah penambahan SVC pada bus 48, bus 54, bus 88 dan bus 107 dapat diperhatikan pada data hasil simulasi seperti yang telah terdapat pada Tabel 4.9 berikut.
Table 4.9 Aliran Daya dan Profil Tegangan
Nama Bus Voltage (p.u) (derajat) Sudut Loading MW Loading MVAR
Bus2 1,00 0 50,405 31,198 Bus34 0,9675 3,7 0,4 0 Bus38 1,0421 10,4 8,2 0 Bus54 0,9501 p0,6 5,206 3,023 Bus71 0,967 3,6 7,578 1,769 Bus85 0,9163 2,4 0,284 0,176 Bus104 0,8667 p5,4 0,933 0,578
Pada segmen ini juga dapat diperhatikan bahwa pemasangan SVC mengakibatkan perubahan pada aliran daya. Daya aktif mengalami kenaikan dan daya reaktif mengalami penurunan yang mana akan dijelaskan kemudian sebab kenaikan dan penurunan tersebut. Bila dibandingkan dengan hasilphasil sebelumnya, yaitu sebelum pemasangan SVC (Tabel 4.1), dengan satu SVC (Tabel 4.5), bahkan dengan dua SVC (Tabel 4.7), profil tegangan dengan empat
48 SVC jauh lebih baik. Hasil ini cukup signifikan, seperti yang terdapat pada Tabel 4.9 di atas. Hasil simulasi setelah empat SVC dengan kapasitas masingpmasing 2,5 MVAR dipasang pada bus 48, bus 54, bus 88 dan bus 107, diperoleh bahwa terdapat sekitar 4,25 % bus dengan tegangan di bawah 0,9 p.u (kritis) dan 55,32 % bus dengan tegangan antara 0,9 p.u sampai dengan 0,95 p.u atau antara 1,03 p.u sampai dengan 1,05 p.u (marginal). Sedangkan sisanya, mencapai 42,55 % bus yang sehat (0,95 p.u < tegangan bus < 1,02 p.u). Tegangan minimum yang masih dalam keadaan kritis adalah 0,8667 p.u yaitu pada bus 104. Sedangkan tegangan maksimum setelah lima SVC dipasang adalah 1,0421 p.u. Dari hasil ini, interval antara tegangan minimum dan tegangan maksimum pada pemasangan empat SVC ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan interval tegangan sebelum SVC dipasang, satu SVC dipasang bahkan interval tegangan setelah dua SVC dipasang.
Data lengkap hasil simulasi aliran daya dan profil tegangan dapat dilihat pada Lampiran A.4.
b. Faktor Daya
Berdasarkan persamaan (4.1), faktor daya pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar setelah empat SVC dipasang pada bus 48, bus 54, bus 88 dan bus 107 adalah:
PF = ,
, ,
= 85,03 %
Faktor daya setelah empat SVC dipasang pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar juga dapat diperhatikan berdasarkan data hasil simulasi, yaitu sebesar 85,03 % seperti yang terdapat pada Tabel 4.10 berikut.
Table 4.10 Faktor Daya
ID Rating Rated kV MW MVAR % PF
GI P.Siantar 269,94 MVA 150 50,405 31,198 85,03 PLTMH TONDUHAN 2X200 kW 0,4 MW 0,4 0,4 0 100 PLTM AEK SILAUp2 8,5 MW 6,3 8,2 0 100 c. RugipRugi
Rugiprugi total pada jaringan distribusi 20 kV GI PM 6 Pematangsiantar setelah dipasang empat SVC menjadi 1.354 kW dan 1.339 kVAR. Hasil lengkap tentang rugiprugi daya pada pemasangan dua SVC dapat dilihat pada Lampiran B.4.
4.1.2.4Dengan Lima SVC
Dengan pertimbangan dan metode penentuan letak SVC yang sama dengan pemasangan dua SVC dan empat SVC, maka pada pemasangan lima SVC diperoleh buspbus yang paling tepat untuk mencapai hasil terbaik. Buspbus tersebut adalah bus 46, bus 53, bus 61, bus 91 dan bus 107.
50 Gambar 4.5 Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi
dengan Lima SVC
Berikut akan dijelaskan aliran daya setelah pemasangan empat SVC seperti yang terdapat pada Gambar 4.5di atas.
a. Aliran Daya dan Profil Tegangan
Aliran daya dan profil tegangan pada jaringan distribusi PM 6 Pematangsiantar setelah penambahan SVC pada bus 46, bus 53, bus 61, bus 91 dan bus 107 dengan kapasitas masingpmasing 2 MVAR dapat diperhatikan pada data hasil simulasi seperti yang telah terdapat pada Tabel 4.11 berikut.
Table 4.11 Aliran Daya dan Profil Tegangan
Nama Bus Voltage (p.u) (derajat) Sudut Loading MW Loading MVAR
Bus2 1,00 0 50,396 31,169 Bus34 0,9662 3,8 0,4 0 Bus38 1,0408 10,6 8,2 0 Bus54 0,9488 p0,5 5,21 3,022 Bus71 0,9657 3,7 7,577 1,769 Bus85 0,915 2,5 0,284 0,176 Bus104 0,8649 p5,2 0,929 0,576
Dari Tabel 4.11 di atas dapat dilihat bahwa daya aktif meningkat menjadi 50,396 MW dan daya reaktif turun menjadi 31,169 MVAR. Fenomena ini sama seperti pada kasuspkasus pemasangan SVC lainnya. Bila dibanding dengan tanpa menggunakan SVC, pemasangan lima SVC telah memperbaiki profil tegangan. Bahkan lebih baik lagi bila dibanding dengan pemasangan satu atau dua SVC. Hasil ini dapat dilihat pada Tabel 4.11 di atas. Akan tetapi, hasil ini sebenarnya
52 sudah hampir sama dengan pemasangan empat SVC. Hal ini dapat diperhatikan pada margin kedua profil tegangan. Sebagai perbandingan, pada pemasangan empat SVC, tegangan maksimumnya adalah 1,0421 p.u yaitu pada bus 38 dan bus 42 serta tegangan minimumnya 0,8667 p.u pada bus 104. Untuk pemasangan lima SVC, tegangan maksimumnya adalah 1,0408 pada bus 38 dan bus 42 serta tegangan minimumnya 0,8649 p.u pada bus 104.
Hasil simulasi setelah lima SVC dipasang, diperoleh bahwa terdapat sekitar 4,25 % bus dengan tegangan di bawah 0,9 p.u (kritis) dan 57,45 % bus dengan tegangan antara 0,9 p.u sampai dengan 0,95 p.u atau antara 1,03 p.u sampai dengan 1,05 p.u (marginal). Sedangkan sisanya, mencapai 40,42 % bus yang sehat (0,95 p.u < tegangan bus < 1,02 p.u).
Data lengkap hasil simulasi aliran daya dan profil tegangan dapat dilihat pada Lampiran A.5.
b. Faktor Daya
Berdasarkan persamaan (4.1), faktor daya pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar setelah lima SVC dipasang pada bus 46, bus 53, bus 61, bus 91 dan bus 107 adalah:
PF = ,
, ,
= 85,05 %
Faktor daya setelah dua SVC dipasang pada jaringan distribusi GI Pematangsiantar juga dapat diperhatikan berdasarkan data hasil simulasi, yaitu sebesar 85,05 % seperti yang terdapat pada Tabel 4.12 berikut.
Table 4.12 Faktor Daya
ID Rating Rated kV MW MVAR % PF
GI P.Siantar 269,94 MVA 150 50,396 31,169 85,05 PLTMH TONDUHAN 2X200 kW 0,4 MW 0,4 0,4 0 100 PLTM AEK SILAUp2 8,5 MW 6,3 8,2 0 100 c. RugipRugi
Rugiprugi total pada jaringan distribusi 20 kV PM 6 GI Pematangsiantar setelah dipasang SVC menjadi 1.356 kW dan 1.344 kVAR. Hasil lengkap tentang rugiprugi daya pada pemasangan lima SVC dapat dilihat pada Lampiran B.5.