i STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Di susun Oleh : ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
ii LEMBAR PERSETUJUAN
1. LEMBAR PERSETUJUAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh: ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIDN: 0718036502
iii
LEMBAR PENGESAHAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
Tanggal Ujian : 26 Juli 2016 Periode Wisuda : Agustus 2016 Disetujui Oleh :
1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIDN: 0718036502
(Pembimbing I)
2. Ilham Pakaya, ST.
NIDN: 0717018801 (Pembimbing II)
3. Ir. Nurhadi, MT
NIDN: 0731126202 (Penguji I)
4. Machmud Effendy, ST., M.Eng.
NIDN: 0715067402 (Penguji II)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
iv
LEMBAR PENYATAAN
2. LEMBAR PENYATAANYang bertanda tangan dibawah ini:
NAMA : ALIEFATIN AGUSTINA
Tempat/Tgl Lahir : Bojonegoro, 23 Agustus 1993
NIM : 201210130311132
FAK./JUR. :TEKNIK/ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
Malang, 04 Agustus 2016 Yang Membuat Pernyataan
Aliefatin Agustina
Mengetahui,
Dosen Pembimbing I
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
Dosen Pembimbing II
v
ABSTRAK
3. ABSTRAKKestabilan sistem merupakan hal yang penting dalam sebuah sistem tenaga listrik, kestabilan tersebut meliputi bagaimana suatu sistem dapat melayani beban secara stabil dengan tegangannya, serta memenuhi standart yang berlaku. Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang bagaimana kondisi suatu sistem tenaga kembali stabil setelah terjadi pelepasan beban. Studi kasus untuk tugas akhir ini adalah pelepasan beban di Power Plant 1 di JOB P-PEJ. Dimana di JOB ada beberapa tahap pelepasan beban yang dilakukan. Pada simulasi dalam kasus di Power Plant 1 akan terjadi shut down pada generator yang mensupplay sistem kelistrikan meliputi TEG1, TEG2, TEG3, TEG4 dan DOG yang akan di ikuti dengan lepasnya beban-beban. Hal ini dilakukan agar kestabilan sistem tenaga tetap terjaga.
vi ABSTRACK
4. ABSTRACK
The stability of the system is important in an electric power system, the stability of the covering how a system can serve the load stably with voltage, and meet the standards that apply. In this final project will be discussed about how state power system is stable again after the load shedding. The case study for this thesis is load shedding in Power Plant 1 in JOB P - PEJ. Where there are several stages in JOB load shedding is done. In the simulation in the case at power plant 1 will occur shut down the generator supplying the electrical system includes TEG 1, TEG2, TEG3, TEG4 and DOG which will be followed by the release of loads. This is done so that the stability of the power system is maintained.
vii
LEMBAR PERSEMBAHAN
5.
LEMBAR PERSEMBAHANRasa syukur kepada Allah SWT yang memberikan rahmat−Nya, nikmat−Nya, dan hidayah−Nya dan Rasulullah SAW yang memberikan petunjuk ke jalan terang dan benar sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kupersembahkan skripsi ini untuk:
Banyak pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini. pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada:
1. Kedua orang tuaku yang tercinta atas doa restu dan perjuangan keras kedua nya dalam segala hal sehingga dapat menghantarkan penulis menyelesaikan kuliah ini. Terima kasih banyak Bapak, Mamak.
2. Kedua orang adikku yang tercinta atas semangat dalam segala hal sehingga dapat menghantarkan penulis semakin berjuang untuk lulus. Terima kasih banyak Sholik dan Dek Atip.
3. Ir. Nur Hadi, MT selaku dosen wali atas kebaikan dan kemurahan hati dan memberikan motivasi.
4. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku dosen pembimbing I dan Ketua Jurusan Teknik Elektro atas saran, masukan, dan waktu yang diberikan hingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.
5. Ilham Pakaya ST. selaku pembimbing II atas saran, masukan dan waktu yang diberikan hingga akhirnya tugas akhir ini dapat terselesaikan sebagaimana mestinya.
6. Para Bapak dan Ibu Dosen jurusan Teknik Elektro atas waktu dan perhatian, motivasi dan masukan nya yang sangat berharga.
7. Para teman-teman elektro dari berbagai angkatan. Terima kasih atas support perhatian dan kerjasamanya selama ini. Berkat kalian juga akhirnya tugas akhir ini dapat terselesaikan.
viii 9. Terima kasih keluarga besar JOB P-PEJ terutama untuk pembimbing
lapangan saya di electric section.
10. Untuk Engga, Tiwi, Rivi, Yanti, Arip, Juki, Dian, Bian, Endik, Mondo, Mul, Sau, Mbak Indah, Nana, Dea, Sasy, Sara, Silmi, Rizki, Devi, Lia, Mas Dea dan Mas Sadam yang selama ini telah memberikan dukungan semangat. 11. Untuk Ailin Rohmatul F. terima kasih saudaraku untuk motivasi dan
dukungan yang selalu membawaku lebih semangat untuk skripsi ini.
12. Teman-teman di elektro C yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Terima kasih atas kebersamaannya selama ini.
Kepada Bapak dan Mamak, Bapak/Ibu dosen serta teman-teman sekalian, terima kasih atas semuanya. Berkat kalian semua tugas akhir ini akhirnya dapat terselesaikan. Semoga segala kebaikan dibalas dengan pahala disisi Allah SWT. Amin
Akhirnya, kesempurnaan tetap hanya milik Allah. Inilah karya terbaik yang dapat penulis persembahkan. Untuk segala ketidak sempurnaan dan kekurangan penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak agar dapat menjadi lebih baik dimasa-masa mendatang. Semoga karya ini dapat bermanfaat bagi banyak orang, khususnya masyararakat desa Bukit Makmur. Semoga dapat dengan segera menikmati listrik untuk kehidupan yang lebih baik. Amin.
Malang, 04 Agustus 2016
ix
KATA PENGANTAR
6. KATA PENGANTARDengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, 04 Agustus 2016
x DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ... v
ABSTRAKSI ... vi 2.1 Sistem Pembangkit listrik ... 4
2.2 Pelepasan Beban (Load Shedding) ... 4
2.2.1Pengertian Load Shedding ... 4
2.2.2 Beban – BebanPenting ... 5
2.2.2.1 Beban – beban yang kurangpenting ... 5
2.2.2.2 Beban – bebanpenting ... 5
2.2.3 MasalahPokok Load Shedding ... 6
2.3 Kestabilan Transien ... 6
2.3.1 Definisi Kestabilan ... 6
xi
2.3.3 Stabilitas Transient ... 8
2.4 Rotor Angle ... 11
2.5 Mechanical Power dan Electrical Power (kW) ... 11
2.6 Penyebab Transien ... 12
2.6.1 Faktor Manusia dan Alam ... 13
2.6.2KestabilanInternal ... 13
2.6.3 Short-circuit (hubungan pendek) ... 13
2.6.4 KelebihanTegangan(over voltage)... 14
2.6.5 Overload (kelebihanbeban) ... 14
2.6.6 Power Back (reverse power) ... 14
2.6.7 Loss of Excitation(hilangnya eksitasi) ... 14
2.7 Dampak Transient PadaSistem Tenaga Listrik ... 14
2.8 Respon Transien dan pencegahan ... 15
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 TinjauanUmumSistemKelistrikan JOB P-PEJ, Tuban ... .16
3.2 SkemaPelepasanbeban (Load shedding) ... 20
3.3 Diagram AlurPenelitian ... 23
3.4 Flowchart ... 24
3.5 Pembuatan Program Simulasi ... 25
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 PemodelanSistemKelistrikan Joint Operating Body Pertamina-PetroChina East Java (JOB P-PEJ), Tuban. ... 46
4.2 HasilSimulasi ... 48
4.2.1 HasilSimulasiLoad sheddingTahap 1 (TS1) ... 48
4.2.2HasilSimulasiLoad sheddingTahap 2 (TS2) ... 54
4.2.3HasilSimulasiLoad sheddingTahap 3 (TS3) ... 60
4.2.4HasilSimulasiLoad sheddingTahap 4 (TS4) ... 66
4.2.5HasilSimulasiLoad sheddingTahap 5 (TS5) ... 72
4.2.6HasilSimulasiLoad sheddingTahap 6 (TS6) ... 78
xii
5.1 Kesimpulan ... 88
5.2 Saran ... 88
DAFTAR PUSTAKA ... 89
xiii DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Listrik ... 4
Gambar 2.2 Klasifikasi Stabilitas Sistem Tenaga listrik ... 8
Gambar 2.3 Sudut Rotor dengan gangguan ... 9
Gambar 2.4 Kriteria Luas Sama ... 10
Gambar 2.5. Hubungan rotor dengan poros torsi ... 11
Gambar 3.1 Water Storage ... 19
Gambar 3.2 Compressor ... 20
Gambar 3.3 Cerobong Oxidizer ... 20
Gambar 3.4 Diagram Alur Penelitian ... 23
Gambar 3.5 Flowchart ... 24
Gambar 3.6 Saturn Turbin Generator ... 25
Gambar 3.7 Black Start Generator ... 27
Gambar 3.8 Single line diagram power plant 1 ... 29
Gambar 3.9 Action list kondisi N ... 31
Gambar 3.10 Action list kondisi N1 ... 32
Gambar 3.11 Action list kondisi N2 ... 34
Gambar 3.12 Action list kondisi TS1 ... 35
Gambar 3.13 Action list kondisi TS2 ... 37
Gambar 3.14 Action list kondisi TS3 ... 39
Gambar 3.15 Action list kondisi TS4 ... 40
Gambar 3.16 Action list kondisi TS5 ... 42
Gambar 3.17 Action list kondisi TS6 ... 44
Gambar 3.18 Action list kondisi Black Out ... 44
Gambar 4.1 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS1 ... 49
Gambar 4.2 Generator Exciter Current pada Study Case TS1 ... 49
Gambar 4.3 Generator Reactive Power pada Study Case TS1 ... 50
Gambar 4.4 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS1 ... 50
Gambar 4.5 Generator Electrical Power pada Study Case TS1 ... 51
xiv
Gambar 4.7 Generator Speed pada Study Case TS1 ... 52
Gambar 4.8 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS1 ... 52
Gambar 4.9 Generator Terminal Current pada Study Case TS1 ... 53
Gambar 4.10 Bus Frequency pada Study Case TS1 ... 53
Gambar 4.11 Bus Voltage pada Study Case TS1 ... 54
Gambar 4.12 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS2 ... 55
Gambar 4.13 Generator Exciter Current pada Study Case TS2 ... 55
Gambar 4.14 Generator Reactive Power pada Study Case TS2... 56
Gambar 4.15 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS2... 56
Gambar 4.16 Generator Electrical Power pada Study Case TS2 ... 57
Gambar 4.17 Generator Mechanical Power pada Study Case TS2 ... 57
Gambar 4.18 Generator Speed pada Study Case TS2 ... 58
Gambar 4.19 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS2 .... 58
Gambar 4.20 Generator Terminal Current pada Study Case TS2 ... 59
Gambar 4.21 Bus Frequency pada Study Case TS2 ... 59
Gambar 4.22 Bus Voltage pada Study Case TS2 ... 60
Gambar 4.23 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS3 ... 61
Gambar 4.24 Generator Exciter Current pada Study Case TS3 ... 61
Gambar 4.25 Generator Reactive Power pada Study Case TS3... 62
Gambar 4.26 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS3... 62
Gambar 4.27 Generator Electrical Power pada Study Case TS3 ... 63
Gambar 4.28 Generator Mechanical Power pada Study Case TS3 ... 63
Gambar 4.29 Generator Speed pada Study Case TS3 ... 64
Gambar 4.30 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS3 .... 64
Gambar 4.31 Generator Terminal Current pada Study Case TS3 ... 65
Gambar 4.32 Bus Frequency pada Study Case TS3 ... 65
Gambar 4.33 Bus Voltage pada Study Case TS3 ... 66
Gambar 4.34 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS4 ... 67
Gambar 4.35 Generator Exciter Current pada Study Case TS4 ... 67
Gambar 4.36 Generator Reactive Power pada Study Case TS4... 68
xv
Gambar 4.38 Generator Electrical Power pada Study Case TS4 ... 69
Gambar 4.39 Generator Mechanical Power pada Study Case TS4 ... 69
Gambar 4.40 Generator Speed pada Study Case TS4 ... 70
Gambar 4.41 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS4 .... 70
Gambar 4.42 Generator Terminal Current pada Study Case TS4 ... 71
Gambar 4.43 Bus Frequency pada Study Case TS4 ... 71
Gambar 4.44 Bus Voltage pada Study Case TS4 ... 72
Gambar 4.45 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS3 ... 73
Gambar 4.46 Generator Exciter Current pada Study Case TS3 ... 73
Gambar 4.47 Generator Reactive Power pada Study Case TS3... 74
Gambar 4.48 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS3... 74
Gambar 4.49 Generator Electrical Power pada Study Case TS3 ... 75
Gambar 4.50 Generator Mechanical Power pada Study Case TS3 ... 75
Gambar 4.51 Generator Speed pada Study Case TS3 ... 76
Gambar 4.52 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS3 .... 76
Gambar 4.53 Generator Terminal Current pada Study Case TS3 ... 77
Gambar 4.54 Bus Frequency pada Study Case TS3 ... 77
Gambar 4.55 Bus Voltage pada Study Case TS3 ... 78
Gambar 4.56 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS4 ... 79
Gambar 4.57 Generator Exciter Current pada Study Case TS4 ... 79
Gambar 4.58 Generator Reactive Power pada Study Case TS4... 80
Gambar 4.59 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS4... 80
Gambar 4.60 Generator Electrical Power pada Study Case TS4 ... 81
Gambar 4.61 Generator Mechanical Power pada Study Case TS4 ... 81
Gambar 4.62 Generator Speed pada Study Case TS4 ... 82
Gambar 4.63 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS4 .... 82
Gambar 4.64 Generator Terminal Current pada Study Case TS4 ... 83
Gambar 4.65 Bus Frequency pada Study Case TS4 ... 83
xvi DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Generator pada Power Plant JOB P-PEJ, Tuban ... .16
Tabel 3.2 Data Generator pada Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. ... 17
Tabel 3.3 Data Motor Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. ... 17
Tabel 3.4 Skenario Pelepasan Beban pada Power Plant 1 di JOB P-PEJ, Tuban. ... 22
Tabel 3.5 Deskripsi Sistem Study Case N ... 30
Tabel 3.6 Deskripsi Sistem Study Case N1 ... 31
Tabel 3.7 Deskripsi Sistem Study Case N2 ... 33
Tabel 3.8 Deskripsi Sistem Study Case TS1 ... 34
Tabel 3.9 Deskripsi Sistem Study Case TS2 ... 36
Tabel 3.10 Deskripsi Sistem Study Case TS3 ... 37
Tabel 3.11 Deskripsi Sistem Study Case TS4 ... 39
Tabel 3.12 Deskripsi Sistem Study Case TS5 ... 41
Tabel 3.13 Deskripsi Sistem Study Case TS6 ... 42
Tabel 4.1 Penjelasan Kasus Stabilitas Transien ... 47
xvii
DAFTAR PUSTAKA
[1] Kundur, Prabha, dkk,Definition and Classification of Power System Stability, IEEE Transactions on Power System, Vol. 19,
[2]https://electricdot.wordpress.com/2011/10/30/load-shedding-pelepasan-beban/ [3] Waluyo,Triwahyu Rubianto, Syahrial, 2013.“Studi Load shedding Pada
Sistem Kelistrikan Pengeboran Minyak Lepas Pantai”. Elektro Institut Teknologi Nasional Bandung.
[4] ANSI/IEEE C37.106-2003, “IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection for Power Generating Plants”.
[5] Steven,W.D.Jr, “Power System Analysis”.McGraw-Hill, Inc, 1994.
[6] IEEE std 141-1993, IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants. The Institute of electrical and electronics engineers, Inc.1993.
[7] Drs. Yon Rijono. Dasar Teknik Tenaga Listrik, Edisi Revisi, Yogyakarta, Andi, 1997.
[8] 2004 Stevenson Jr, William D. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik Edisi Ke Empat
