Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya dan juga kepada kedua adik penulis yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1 Bapak Ir. Riswan Dinzi, M.T selaku Dosen Pembimbing, Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T dan Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Penguji penulis yang telah banyak meluangkan waktu dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
iii
Universitas Sumatera Utara 2 Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku dosen wali penulis yang banyak memberikan masukan dan pengarahan selama perkuliahan.
3 Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik dan seluruh staf pengajar.
4 Kedua orang tua tercinta, Ir. Bernat Tindaon dan Juniar Simanjuntak yang memberikan segenap dukungan doa, daya dan dana kepada penulis dalam menyelesaikan perkuliahan.
5 Kedua adik tersayang, Rani dan Dian yang mengisi keceriaan penulis selama perkuliahan, sahabat bercanda, sahabat bersedih, sahabat berjuang membangun keluarga tercinta bersama.
6 Sahabat-sahabat seperjuangan penulis : Youki, Sandro, Yudha, Ari, Riandi, Mian. Teman sepermainan saat memulai perkuliahan di semester awal, mengisi suka-duka perkuliahan, teman liburan bersama, teman Kerja Praktek hingga menjadi sahabat dan mengakhiri perkuliahan bersama.
7 Teman-teman satu stambuk 2011 yang banyak membantu penulis dalam perkuliahan : Memory, Winner, Anriadi, Guntur, Anry, Tony, Hans, dan teman-teman elektro semuanya.
8 Sahabat-sahabat Sion Ministry yang telah mendoakan penulis : Bg Johnris Samosir, Kak Sarah, Daniel, Bg Robert, adik-adik PA, teman sedivisi dan seluruh pekerja. Terima kasih atas pembentukan karakter penulis selama perkuliahan.
iv
Universitas Sumatera Utara 9 Semua pihak yang telah membantu penulis dan tidak dapat penulis
sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, September 2015 Penulis,
Dedy Widya Sitindaon
v
Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x 1. PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan ... 2 1.4 Batasan Masalah ... 3 1.5 Manfaat ... 3 1.6 Metode Penelitian ... 3 1.7 Langkah-langkah Penelitian ... 4
2. SALURAN TRANSMISI SISTEM TENAGA LISTRIK ... 6
2.1 Pengertian Umum Saluran Transmisi ... 6
2.2 Karakteristik Listrik Dari Saluran Transmisi ... 7
2.2.1 Resistansi ... 7
2.2.2 Induktansi ... 9
2.2.3 Kapasitansi ... 12
2.3 Karakteristik Penyaluran Daya... 16
2.3.1 Saluran Transmisi Jarak Pendek ... 16
2.3.2 Saluran Transmisi Jarak Menengah ... 17
2.3.3 Saluran Transmisi Jarak Jauh ... 19
2.4 Studi Aliran Daya Sistem Tenaga Listriik ... 19
2.5 Profil Arus dan Tegangan Saluran Transmisi Pada Saat Beban Nol... 23
2.6Hubungan Daya Reaktif dengan Profil Tegangan ... 25
2.7 Tegangan Lebih Pada Sistem Tenaga Listrik ... 26
vi
Universitas Sumatera Utara
2.7.1 Analisis Transien : Gelombang Berjalan ... 26
2.7.2 Analisi Transien : Gelombang Pantul ... 29
2.8 Efek Feranti Pada Saluran Transmisi ... 31
2.9 Arus Pengisian ... 33
3. PENGARUH PEMASANGAN REAKTOR SHUNT PADA SALURAN TRANSMISI ... 34
3.1 Kompensasi Saluran Transmisi ... 34
3.2 Pengaruh Pemasangan Reaktor Shunt Terhadap Daya Reaktif ... 35
3.3 Profil Tegangan Sepanjang Saluran Dengan Kompensator Reaktor Shunt ... 35
3.5 Persamaan untuk Menentukan Rating Reaktor Shunt ... 36
4. PERANCANGAN SIMULASI PELEPASAN BEBAN... 38
4.1 ETAP (Electrical Transient Analysis Program) ... 38
4.2 Sistem Tenaga Listrik Tragi Binjai PT PLN (Persero)... 39
4.3 Variabel Masukan dan Keluaran Simulasi ... 42
4.3.1 Variabel Masukan Peralatan ... 42
4.3.2 Perhitungan Jumlah Beban ... 44
4.3.3 Variabel yang Diamati ... 45
4.3.4 Prosedur Penelitian ... 46
5. SIMULASI DAN ANALISA ... 47
5.1 Skenario Pelepasan Beban ... 47
5.2 Menjalankan Simulasi ... 49
5.3 Hasil Simulasi ... 50
5.4 Analisa Data ... 73
5.4.1 Simulasi Pelepasan Beban Tanpa Reaktor Shunt ... 73
5.4.2 Simulasi Pelepasan Beban Dengan Reaktor Shunt ... 76
5.5 Menentukan cara menghitung Rating Reaktor Shunt yang Efisien Sesuai dengan Parameter Transmisi ... 82
5.6Analisis Manfaat Pemasangan Reaktor Shunt dengan Kapasitas 59,5 MVAR di GI 275 kB Binjai ... 86
6. KESIMPULAN DAN SARAN ... 89
6.1 Kesimpulan ... 89
vii
Universitas Sumatera Utara 6.2 Saran ... 90 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN 1 PLTU 2 SUMATERA UTARA 2X220 MW MEDAN INSPECTION REPORT
LAMPIRAN 2 EQUIPMENT BASIC TECHNICAL PARAMETER PLTU PANGKALAN SUSU
LAMPIRAN 3 DATA BEBAN HARIAN PENYULANG GI BINJAI TANGGAL 1-7 JULI 2015 UPT SUMABGUT, TRAGI BINJAI
viii
Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 ... Siklus Transposisi ... 12
Gambar 2.2 ... Metode Muatan Bayangan ... 15
Gambar 2.3 ... Rangkaian Ekivalen untuk Saluran Transmisi Jarak Pendel .. 16
Gambar 2.4a ... Rangkaian Ekivalen untuk Saluran Transmisi Jarak ... Menengah Rangkaian T ... 18
Gambar 2.4b ... Rangkaian Ekivalen untuk Saluran Transmisi Jarak ... Menengah Rangkaian ... 18
Gambar 2.5 ... Fasor-fasor Persamaan (2.20) Dilukis Dalam Bidang ... Kompleks ... 20
Gambar 2.6 ... Diagram Daya yang Diperoleh dengan Menggeser Titik ... Asal Sumbu Koordinat pada Gambar 2.5 ... 22
Gambar 3.1 ... Profil Tengangan Sepanjang Saluran dengan Kompensasi ... Reaktor Shunt ... 36
Gambar 3.2 ... Rangkaian Pengganti Saluran Transmisi Setelah Dipasang Reaktor Shunt ... 37
Gambar 4.1a ... Single Line Diagram GI 275 kV Binjai ... 40
Gambar 4.1b ... Single Line Diagram GI 150 kV Binjai ... 41
Gambar 4.2 ... Menara SUTET 275kV Pangkalan Susu-Binjai ... 44
Gambar 4.3 ... Diagram Alir Penelitian ... 46
Gambar 5.1 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 10% tanpa Reaktor Shunt ... 51
Gambar 5.2 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 20% tanpa Reaktor Shunt ... 52
Gambar 5.3 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 30% tanpa Reaktor Shunt ... 53
Gambar 5.4 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 40% tanpa Reaktor Shunt ... 54
Gambar 5.5 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 50% tanpa Reaktor Shunt ... 55
Gambar 5.6 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 60% tanpa Reaktor Shunt ... 56
Gambar 5.7 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 70% tanpa Reaktor Shunt ... 57
Gambar 5.8 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 80% tanpa Reaktor Shunt ... 58
Gambar 5.9 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 90% tanpa Reaktor Shunt ... 59
Gambar 5.10 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 100% tanpa Reaktor Shunt ... 60
Gambar 5.11 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 10% dengan Reaktor Shunt ... 61
Gambar 5.12 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 20% dengan Reaktor Shunt ... 62
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.13 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 30% dengan Reaktor Shunt ... 63
Gambar 5.14 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 40% dengan Reaktor Shunt ... 64
Gambar 5.15 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 50% dengan Reaktor Shunt ... 65
Gambar 5.16 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 60% dengan Reaktor Shunt ... 66
Gambar 5.17 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 70% dengan Reaktor Shunt ... 67
Gambar 5.18 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 80% dengan Reaktor Shunt ... 68
Gambar 5.19 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 90% dengan Reaktor Shunt ... 69
Gambar 5.20 ... Kurva V-t Pelepasan Beban 100% dengan Reaktor Shunt .... 70
x
Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 ... Nilai Parameter Generator di PLTU Pangkalan Susu ... 42 Tabel 4.2 ... Data Kapasitas Transformator yang Terpasang pada Sistem ... Tenaga Listrik Pangkalan Susu-Binjai ... 43 Tabel 4.3 ... Saluran Transmisi SUTET 275kV Pangkalan Susu-Binjai ... 43 Tabel 4.4 ... Data Beban Penyulang di GI 150 kV Binjai ... 45 Tabel 5.1 ... Skenario Pelepasan Beban Untuk Simulai Transient Stability ... ETAP 11.0 ... 48 Tabel 5.2 ... Hasil Simulasi Pelepasan Beban, Sistem Tidak Terpasang ... Reaktor Shunt (1 pu = 275 kV) ... 71 Tabel 5.3 ... Hasil Simulasi Pelepasan Beban, Sistem Terpasang dengan
... Reaktor Shunt (1 pu = 275 kV) ... 71 Tabel 5.4 ... Hasil Simulasi Pelepasan Beban tanpa Reaktor Shunt ... 72 Tabel 5.5 ... Hasil Simulasi Pelepasan Beban dengan Reaktor Shunt ... 72 Tabel 5.6 ... Besar Tegangan Lebih Transien pada Saat Pelepasan Beban
... Di Tragi Binjai Tanpa Reaktor Shunt ... 80 Tabel 5.7 ... Besar Tegangan Lebih Transien pada Saat Pelepasan Beban di
... Tragi Binjai dengan Terpasang Reaktor Shunt ... 81 Tabel 5.8 ... Persentase Penurunan Kenaikan Tegangan Lebih Akibat
... Pemasangan Reaktor Shunt ... 82 Tabel 5.9 ... Besar Tegangan Lebih Transien pada Saat Pelepasan Beban di
Tragi Binjai dengan Terpasang Reaktor Shunt 38,5 MVAR . 86 Tabel 5.10 ... Perbandingan Nilai Tegangan Lebih yang Timbul Saat Pelepasan
Beban ... 88
