BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISIS KESTABILAN
4.4. Rekapitulasi Data
4.4.1 Rekapitulasi Beban Load Shedding
Setelah dilakukan simulasi berdasarkan case Generator Outage yang didefinisikan pada Tabel 4.2.1 dan skema load shedding berdasarkan frekuensi standard Pertamina RU IV Cilacap pada kondisi stabilitas untuk frekuensi dan tegangan serta sistem load sheding yang dibutuhkan. Pada semua kasus transient stability 1-17 terdapat beberapa kasus dengan load shedding tahap 1 sampai 3 berikut keterangannya :
➢ LS 1
• TS Case-7 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 8 MW area 50 dan satu generator 20 MW area 500 tidak aktif (Gen 51G3 dan 51G201 OFF). Semua beban aktif.
o Generator 20 MW (051G101) Trip
• TS Case-8 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 8 MW area 50 dan satu generator 20 MW area 05 tidak aktif (Gen 51G3 dan 051G103 OFF). Semua beban aktif.
o Generator 20 MW (051G101) Trip o Generator 20 MW (051G201) Trip
• TS Case-9 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 8 MW area 500 dan satu generator 20 MW area 05 tidak aktif (Gen 510G301 dan 051G103 OFF). Semua beban aktif.
o Generator 20 MW (051G101) Trip o Generator 20 MW (051G201) Trip
• TS Case-10 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 20 MW area 500 dan satu generator 20 MW area 05 tidak aktif (Gen 51G201 dan 051G103 OFF). Semua beban aktif.
o Generator 8 MW (51G1) Trip o Generator 8 MW (510G601) Trip
• TS Case-12 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Dua generator 8 MW dan 20 MW area 500 tidak aktif (Gen 510G601 dan 51G201 OFF). Semua beban aktif.
91
• TS Case-14 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 20 MW area 500 tidak aktif (Gen 51G201 OFF). Semua beban aktif.
o Beban PLN A dan B masuk eksisting
• TS Case-15 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 20 MW area 500 dan Satu Generator 8 MW tidak aktif (Gen 51G201 OFF dan Gen 510G301 OFF). Semua beban aktif.
o Beban PLN A dan B masuk Eksisting ➢ LS 2
• TS Case-10 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Satu generator 20 MW area 500 dan satu generator 20 MW area 05 tidak aktif (Gen 51G201 dan 051G103 OFF). Semua beban aktif.
o Generator 20 MW (051G101) Trip
• TS Case-13 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Dua generator 20 MW area 05 tidak aktif (Gen 051G102 dan 051G103 OFF). Semua beban aktif
o Generator 20 MW (51G201) Trip ➢ LS 3
• TS Case-17 : Normal Operasi Kondisi Eksisting. Dua generator 20 MW area 05 tidak aktif (Gen 051G102 dan 051G103 OFF). Semua beban aktif
o Beban PLN A dan B masuk Eksisting dan Generator 8 MW (51G601) Trip
o Beban PLN A dan B masuk Eksisting dan Generator 20 MW (510G201) Trip* + (10 MW LS)
92
4.4.2 Rekapitulasi Kondisi Frekuensi dan Tegangan Generator
Outage
93
Tabel 4.3 (Lanjutan)
Frekuensi
Bus Generator 05EE0101D 50EE504 500EE0002 (Trip) 13.8 kV 13.8 kV 13.8 kV Min 99,45 99,33 93,73 97,50 Steady 99,75 99,72 96,96 99,13 Min 98,37 96,60 96,62 97,50 Steady 99,22 98,88 99,44 99,36 Min 99,48 99,41 99,03 98,55 Steady 99,75 99,71 99,59 99,07 Min 98,49 98,48 96,66 93,99 Steady 99,39 99,06 98,36 95,84 Min 99,13 98,98 91,31 95,18 Steady 99,66 99,56 96,56 98,41 Min 97,82 96,18 95,84 96,70 Steady 99,44 99,34 99,69 99,84 Min 99,18 99,11 97,51 95,83 Steady 99,67 99,44 98,94 97,25 Min 99,24 99,18 93,79 97,91 Steady 99,66 99,65 96,99 99,15 Min 97,89 94,91 95,80 96,88 Steady 99,44 98,47 99,55 99,40 Min 99,29 98,87 98,71 98,59 Steady 99,66 99,67 99,60 99,30 Min 97,92 97,55 96,88 95,80 Steady 99,58 99,68 99,17 98,11 Min 99,23 98,95 96,79 99,05 Steady 99,66 99,70 98,68 99,48 Min 97,98 94,82 96,06 96,66 Steady 99,43 98,48 99,51 99,45 Min 99,29 98,89 98,80 98,42 Steady 99,66 99,65 99,57 99,14 Min 97,89 97,58 97,18 94,74 Steady 99,58 99,53 99,04 97,08 Min 98,00 98,77 95,91 97,78 Steady 99,96 100,18 98,97 99,91 Min 96,79 93,13 95,00 94,97 Steady 99,82 99,39 100,32 100,69 Min 98,00 98,85 98,18 96,26 Steady 99,96 99,96 99,59 98,32 Min 99,42 98,67 81,81 94,26 Steady 99,77 99,61 86,20 97,89 Min 98,40 97,36 95,15 98,08 Steady 99,39 98,99 96,46 99,39 Min 99,39 99,48 94,96 97,57 Steady 99,76 99,71 96,29 98,85 Min 98,01 97,46 92,78 95,16 Steady 99,24 99,11 95,30 97,23 Case Observasi Tegangan (V) % Kondisi F V TS-6 A B C D TS-7 A B C TS-8 A B C D TS-9 A B C D TS-10 A B C TS-11 A B C D V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V X V V V V V V V V V V V V
94
4.4.3 Rincian Case yang perlu di lakukan Load Shedding
95
4.4.4 Rekapitulasi Kondisi Frekuensi dan Tegangan Short Circuit Tabel 4.5 Rekapitulasi Frekuensi dan Tegangan saat case short circuit
4.4.5 Rekapitulasi Kondisi Tegangan saat Motor Starting Tabel 4.6 Rekapitulasi Tegangan saat case Motor Starting
Fre kue nsi
Bus Ge ne rator 05EE0101D 50EE504 500EE0002
13.8 kV 13.8 kV 13.8 kV 13.8 kV Min 99,9489 99,6286 94,8992 98,3652 Steady 100,016 100,012 100,077 100,026 Min 99,9941 93,2317 84,9598 70,4429 Steady 100,065 100,059 100,089 100,232 Min 100 2,167E-07 87,1035 71,3788 Steady 100,023 100,13 100,021 100,037
C ase O bse rvasi
Te gangan (V) % Kondisi
F V
SC 0,38 kV V V
SC 3,45 kV V V
SC 13,8 kV V V
10EE104A 05EE0101D 50EE504 500EE0002
3.45 kV 13.8 kV 13.8 kV 13.8 kV
MS Min 78,74 99,51 96,88 99,04
14K-602 A Steady 97,4 99,84 98,75 99,6 V V
C ase O bse rvasi
Te gangan (V) % Kondisi
96
97
BAB 5
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari simulasi dan analisis pada tugas akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
a) Dari 17 macam kasus lepasnya pembangkit, 2 diantaranya menyebabkan kondisi sistem kelistrikan yang berbahaya, yaitu ketika terdapat respon tegangan tidak sesuai standar yang diperbolehkan. Kasus tersebut adalah saat 11-A dan 13-B yang menyebabkan trip 1 area dikarenakan initial condition pada case tersebut terdapat 2 generator off dalam 1 area + 1 trip pada area tersebut. Pada semua case selain 2 case diatas kondisi stabilitas transient aman
b) Skema load shedding yang digunakan PT.PERTAMINA RU IV Cilacap dapat digunakan acuan untuk berbagai macam kondisi seperti contoh kasus pada generator outage.
c) Konfigurasi Generator paling aman dari 13 kasus adalah 1 X 20 MW OFF + X Trip. Konfigurasi diatas ketika disimulasikan mampu mempertahankan kestabilan tanpa adanya mekanisme
Load shedding
d) Pada Case 17-B dibutuhkan Load shedding tambahan karena meskipun dengan load shedding tahap 3 belum mampu mengembalikan sistem kembali kondisi stabil dan steady state e) Pada kasus hubung singkat didapatkan bahwa ketika terjadi
kasus SC 0.38 kV, SC 3.45 kV dan , SC 13.8 kV sistem masih dapat mempertahankan kestabilannya. Sementara itu, pada kasus
SC 13.8 kV terjadi penurunan tegangan minimum hingga kurang
dari 60%, hal ini perlu diwaspadai karena dapat membahayakan peralatan pabrik pada sistem meskipun respon tegangan, frekuensi, dan sudut rotor dapat kembali stabil dalam batas standar yang diperbolehkan.
f) Pada kasus starting motor terbesar 2825 kW pada PT.PERTAMINA RU IV Cilacap dengan initial condition 2 x20
98
MW generator OFF tegangan pada bus utama (13.8 kV) sempat mengalami penurunan namun tidak sampai 90 % dan mampu kembali pada kondisi stabil dan steady state
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan setelah melakukan anlisis adalah sebagai berikut :
a) Dalam melakukan perancangan pelepasan beban, sebaiknya beban yang dilepas adalah beban yang berada di dekat generator yang mengalami kasus outage.
b) Untuk kasus hubung singkat, sebaiknya bus-bus yang mengalami penurunan tegangan cukup besar diberikan rele
undervoltage dengan waktu delay minimal sebesar total durasi
waktu saat tegangan bus kurang dari 90%.
c) Untuk kasus hubung singkat SC 13.8 kV,sebaiknya lebih diperhatikan nilai dari kedip tegangan (voltage sag) karena dapat mempengaruhi kerja dari peralatan-peralatan elektronik atau peralatan kontrol dalam pabrik.
111
DAFTAR PUSTAKA
[1] IEEE, “Guide for Abnormal Frequency Protection for Power
Generating Plants”, 1987. IEEE Std C37.106-2003 (Revision of
ANSI/IEEE C37.106-1987).
[2] Stevenson, W.D., Jr and Genger, J.J., “Elements o Power System
Analysis, 4th Edition”. McGraw-Hill, Inc, 1994.
[3] Das, J.C., “Transient in Electrical Systems, Analysis ,Recognition,
and Mitigation“ , McGraw-Hill Companies Inc, Ch. 12, 2010.
[4] IEEE, “Guide for Abnormal Frequency Protection for Power
Generating Plants”, 1987. IEEE Std C37.106-1987.
[5] Hafidz, Isa, “Analisis Kestabilan Transien dan Mekanisme Pelepasan Beban di Project Pakistan Deep Water Container Port”, Bab. 2, 2014. [6] IEEE/CIGRE Joint Task Force on Stability Terms and Definitions, “Definition and Classification of Power System Stability”, IEEE Transactions on Power system , vol. 19, no. 2, may 2004.
[7] Marsudi, Djiteng, “Operasi Sistem Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Graha Ilmu, 2006.
[8] Kundur, Prabha, “Power System Stability and Control”, McGraw-Hill Compnies Inc, 1994.
[9] Rakhadiman, Hilman., “Analisis Stabilitas Transien dan Mekanisme Pelepasan Beban di PT. Pupuk Kalimantan Timur Pabrik 5 (PKT-5)”, 2013.
[10] Aji, Waskito, “Analisis Kestabilan Transien di PT. PUSRI Akibat Penambahan Pmebangkit 35 MW dan Pabrik P2-B Menggunakan Sistem Synchronizing Bus 33 Kv”, 2014.
112
BIOGRAFI PENULIS
Rahmat Febrianto Wijanarko, dilahirkan
di kota Surabaya pada tanggal 17 Februari 1995.Penulis menulai jenjang pendidikan di TK Dharma Wanita pada tahun 1999-2001, SD Kalisari 1 Surabaya pada tahun 2001-2007, SMPN 19 Surabaya tahun ajaran 2007-2010 dan SMA Negeri 2 Surabaya pada tahun 2010-2013 dan sejak 2013 menempuh pendidikan sebagai mahasiswa bidang studi Teknik Sistem Tenaga, Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya. Selama kuliah, penulis aktif sebagai asisten Laboratorium Instrumentasi Pengukuran dan Identifikasi Sistem Tenaga (LipistB204).
LAMPIRAN
SLD PT. PERTAMINA RU IV CILACAP Eksisting
SLD PT. PERTAMINA RU IV Setelah Integrasi
50EE504 13,8 KV 51G1 8 MW 51G2 8 MW 51G3 8 MW 500EE0002 13,8 KV 05EE0101D 13,8 KV 510G301 8 MW 510G601 8 MW 51G201 20 MW 4,3 MW 5,8 MW 8,6 MW 16 MVA 16 MVA 12 MW 10,6 MW 051G101 20 MW SWING 051G102 20 MW 051G103 20 MW 13 MW 10,1 MW 8,7 MW SISTEM EKSISTING 8,1 MW RFCC 13,8 KV 152G501A 15 MW 152G501B 15 MW 152G501C 15 MW 11,6 MW 9,4 MW
AREA 50 AREA 500 AREA 05
AREA RFCC SISTEM EKSISTING Load PLN FEEDER A 2 MW 40/50 MVA ONAN/ONAF Grid PLN (A) 8000 MVAsc 40/50 MVA ONAN/ONAF Grid PLN (B) 8000 MVAsc NO Load PLN FEEDER B 4 MW 50EE504 13,8 KV 51G1 8 MW 51G2 8 MW 51G3 8 MW 500EE0002 13,8 KV 05EE0101D 13,8 KV 510G301 8 MW 510G601 8 MW 51G201 20 MW 7,2 MW 8,7 MW 2,8 MW 16 MVA 16 MVA 11,3 MW 1,7 MW 051G101 20 MW SWING 051G102 20 MW 051G103 20 MW 10,2 MW 8,4 MW 6,1 MW 5,3 MW
AREA 50 AREA 500 AREA 05
SISTEM PLN
10,5 MW 6,7 MW
NO
Setting Governor
Tipe : 505
Tipe : 505