1.1 Latar Belakang
Untuk menunjang kebutuhan tenaga listrik di Pulau Jawa dan Bali, PT. PLN (Persero) melakukan penambahan kapasitas pembangkit sekitar 39.1 Giga Watt (GW) dan penambahan Gardu Induk Ekstra Tegangan Tinggi (GITET) pada Muara Karang, Cigelereng, Cibatu Baru, Pamulang, Tandes dan Krian. Sistem transmisi Jamali 500 kV ini merupakan sistem multi mesin dimana terdiri dari banyak generator pembangkit yang saling terkoneksi dan bersinkronasi dengan tujuan untuk menjaga kontinuitas dan ketersediaan tenaga listrik di Jamali. Diperlukan analisis kestabilan transien yang berguna untuk menjaga sistem transmisi Jamali tersebut ditengah kenaikan beban yang dari tahun ke tahun semakin meningkat. Pada analisis kestabilan transien ini dilihat dari respon frekuensi, sudut rotor, dan tegangan. Pada sistem transmisi multi mesin, khusunya pada generator, ketika terjadi gangguan seperti hubung singkat akan terjadi loss of synchronism (keluar dari sinkronasi) apabila sudut rotor tidak stabil. Hal ini juga menyebabkan pelepasan generator dan akhirnya sistem tersebut kekurangan daya. Untuk respon frekuensi, saat terjadi gangguan hubung singkat frekuensi generator harus dalam range / batasan aman karena jika melebihi batas dapat merusak generator maupun peralatan lain yang disuplai oleh generator tersebut. Begitu pula dengan tegangan, harus berada di dalam batasan yang sudah ditentukan agar sistem tidak kekurangan suplai tegangan.
Dari data terbaru dimana terdapat penambahan beberapa GITET baru, maka diperlukan studi kasus analisis kestabilan transien dengan gangguan hubung singkat pada salah satu GITET baru tersebut. Gangguan hubung singkat diberikan pada salah satu GITET baru guna untuk mengetahui seberapa berpengaruhnya GITET tersebut terhadap sistem transmisi Jamali 500 kV. Hubung singkat 3 fasa diberikan pada GITET Krian dan diasumsikan terjadi didekat bus krian kemudian akan dilakukan analisis kestabilan transien. GITET Krian dipilih karena merupakan GITET terbaru dan yang mempunyai beban tertinggi diantara GITET Muara Karang, Cigelereng, Cibatu Baru, Pamulang dan Tandes. GITET Krian mempunyai pembebanan yang tinggi, yaitu sekitar 860 MW dikarenakan terdapat banyak industri dan apabila terjadi hubung singkat 3 fasa maka akan berdampak pada sistem transmisi Jamali 500 kV. Metode yang digunakan untuk memperbaiki kestabilan transien ketika
2
gangguan hubung singkat 3 fasa dengan menentukan Critical Clearing Time (CCT) menggunakan kombinasi metode biseksi dan Time Domain Simulation (TDS). Dengan menggunakan penentuan CCT, maka diperoleh hasil dari respon frekuensi, sudut rotor, dan tegangan saat terjadi gangguan. Keadaan yang stabil akan menjadi tujuan utama dengan respon frekuensi, sudut rotor, dan tegangan yang masih bekerja pada batasan yang ditentukan.
1.2 Permasalahan dan Batasan Masalah
Hal yang menjadi permasalahan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana mendapatkan load flow (Aliran Daya) sistem transmisi Jamali 500 kV.
2. Bagaimana memperbaiki permasalahan kestabilan transien sistem transmisi Jamali 500 kV ketika terjadi gangguan.
3. Bagaimana menentukan Critical Clearing Time (CCT) atau waktu kritis pemutusan saluran ketika terjadi gangguan agar sistem transmisi Jamali 500 kV tetap stabil.
Untuk menyelesaikan masalah dalam Tugas Akhir ini, maka perlu diberi batasan-batasan sebagai berikut:
1. Sistem transmisi diasumsikan model saluran transmisi pendek. 2. Perhitungan aliran daya menggunakan software MATLAB. 3. Sistem yang digunakan adalah Jamali 500 kV berdasarkan data
dari data 2019.
4. Permodelan generator sinkron menggunakan classical generator (tanpa damping) dan generator yang ada pada sistem dimodelkan secara multi machine. Sedangkan beban dimodelkan constant impedance.
5. Simulasi sudut rotor berbasis waktu didasarkan pada Power
System Toolbox yaitu toolbox yang dikembangkan oleh Hadi
Saadat.
6. Gangguan Hubung singkat 3 fasa diasumsikan terjadi di dekat dengan bus Krian pada sistem transmisi Jamali 500 kV dan juga studi kasus pada bus lainnya transmisi Jamali 500 kV.
3
1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam Tugas Akhir ini :
1. Mengetahui aliran daya (load flow) sistem transmisi Jamali 500 kV terbaru dengan data terbaru 2019.
2. Melakukan analisa kestabilan terhadap pengaruh dari gangguan hubung singkat di GITET Krian terhadap sistem transmisi Jamali 500 kV data 2019.
3. Mengetahui pengaruh GITET Krian terhadap sistem transmisi Jamali 500 kV ketika terjadi gangguan hubung singkat.
4. Mencegah terjadinya generator mengalami kehilangan sinkronasi dikarenakan adanya ganguan hubung singkat di GITET Krian. 5. Mengetahui waktu pemutusan saluran atau Critical Clearing Time
(CCT) ketika terjadi gangguan agar sistem transmisi Jamali 500 kV tetap stabil.
1.4 Metode Penelitian
Metodologi yang digunakan pada penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Pengambilan Data
Penulis akan melakukan pengambilan data yang dibutuhkan dari sistem transmisi kelistrikan Jawa-Madura-Bali (Jamali) 500 kV pada tahun 2019 untuk melakukan analisis transient.
2. Pengolahan data
Data yang diperoleh digunakan untuk memperoleh aliran daya (load flow) yang disimulasikan menggunakan sotware MATLAB. 3. Simulasi dan Analisa
Simulasi dilakukan dengan menggunakan plant Jamali 500 kV tahun 2019. Menentukan gangguan hubung singkat pada bus Krian dan analisa waktu pemutusan (CCT) dengan metode biseksi. 4. Penarikan Kesimpulan dan Penulisan Buku Laporan
Dari hasil analisa penulis dapat menarik kesimpulan jawaban dari batasan waktu CB untuk melakukan pemutusan pada sistem transmisi kelistrikan Jawa-Madura-Bali (Jamali) 500 kV pada tahun 2019 saat terjadi hubung singkat.
4
1.5 Sistematika Pembahasan
Terdapat lima bab pada sistematika pembahasan penulisan dalam buku Tugas Akhir ini, sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Pada bab pendahuluan ini akan dibahas mengenai latar belakang, permasalahan dan batasan masalah, tujuan, metode penelitian, sistematika pembahasan dan relevansi.
BAB II Dasar Teori
Pada bab ini secara garis besar akan diterangkan teori mengenai stabilitas transient, Critical Clearing Time (CCT) dan Metode Biseksi.
BAB III Metodologi dan Data .
Pada bab ini membahas Sistem Transmisi Kelistrikan Jawa-Madura-Bali (Jamali) 500 kV pada tahun 2019, data saluran transmisi, kapasitas dan pembangkitan, data pembebanan Gitet dan metologi simulasi dengan software MATLAB.
BAB IV Simulasi dan Analisis
Pada bab ini dilakukan simulasi dengan software MATLAB dengan disimulasikan gangguan hubung singkat dan Time Domain Simulation. Dianalisis waktu pemutusan kritis CB dengan menggunakan metode biseksi.
BAB V Penutup
Pada bab ini dijelaskan mengenai kesimpulan dan saran mengenai analisis kestabilan transient dan Critical
Clearing Time (CCT) yang telah dibahas.
1.6 Relevansi
Diharapkan dari Tugas Akhir ini mendapatkan hasil yang dapat bermanfaat dan bisa digunakan sebagai referensi pada analisa selanjutnya tentang analisa kestabilan transient sistem Jawa-Madura-Bali (Jamali) 500 kV pada tahun 2019.
5 BAB 2