BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di dalam suatu sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik, sistem pengaman tenaga listrik merupakan salah satu komponen penting (Supriyadi, 1999: 3). Hal ini disebabkan oleh letak sistem transmisi dan distribusi yang tersebar di berbagai daerah, sehingga seringkali terjadi gangguan pada sistem tersebut baik yang disebabkan oleh alam maupun sebab-sebab lain (Arismunandar dan Kuwahara, 1993: 69). Gangguan dimaksud dapat berupa arus lebih dan tegangan lebih (Supriyadi, 1999: 21; Short, 2004: bab 8) maupun hubung singkat dan putusnya kawat (Arismunandar dan Kuwahara, 1993: 69; Short, 2004: bab 8). Sistem Pengaman juga merupakan salah satu skenario yang dapat ditempuh untuk meningkatkan keandalan sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik (Short, 2004: sub-bab 9.5).
Salah satu elemen penting di dalam sistem pengaman adalah relay pengaman, mengingat kemampuannya untuk melindungi sistem distribusi dan peralatan terhadap kerusakan dengan cara menghilangkan gangguan secara cepat dan tepat serta membatasi daerah yang terkena gangguan seminimum mungkin (Arismunandar dan Kuwahara, 1993: 79; Borbely dan Kreider, 2001). Dengan beroperasinya relay pengaman, maka besaran-besaran seperti arus, tegangan, daya sudut fase, frekuensi, impedansi, dan sebagainya dapat diukur atau dibandingkan, sehingga relay pengaman akan memberikan sinyal untuk membuka circuit breaker (pemutus tenaga) ketika terjadi kondisi yang membahayakan (Supriyadi, 1999: 21). Dengan berbagai peranan tersebut, relay pengaman merupakan elemen penting di dalam keamanan dan keandalan suatu sistem tenaga listrik (Meliopoulos dan Cokkinides, 2004: 104).
2
mencakup keterandalan, selektivitas, sensitivitas, kecepatan kerja, dan ekonomis (Supriyadi, 1999: 22-24) serta frekuensi gangguan, pentingnya saluran yang hendak dilindungi, dan kekurangan dan kelebihan jenis yang satu terhadap yang lain (Arismunandar dan Kuwahara, 1993: 79).
Berkebalikan dengan pentingnya pemilihan relay pengaman yang mempertimbangkan berbagai kriteria, bahasan maupun penelitian tentang hal tersebut sulit didapatkan. Dari 21 (dua puluh satu) daftar pustaka maupun 48 (empat puluh delapan) daftar bacaan yang ditelusuri oleh peneliti, baik yang berupa buku teks maupun artikel jurnal ilmiah, hanya 2 (dua) buku teks terbitan tahun 1993 dan 1999 yang membahas tentang kriteria pemilihan relay pengaman dan tidak satu pun artikel jurnal yang berisi bahasan maupun penelitian tentang hal tersebut. Berdasarkan temuan ini dan mengingat arti penting relay pengaman, maka penelitian tentang pemilihan relay pengaman berdasarkan berbagai kriteria yang relevan sangat diperlukan.
Perusahaan Umum Listrik Negara (PLN) (Persero) Area Pelayanan dan Jaringan (APJ) Surakarta merupakan salah satu sistem distribusi tenaga listrik yang tidak terlepas dari keberadaan relay pengaman. Berdasarkan diskusi yang dilakukan oleh peneliti dengan rekan sejawat di Universitas Muhammadiyah Surakarta (UMS) maupun dengan pihak manajemen APJ Surakarta, manajemen PT. PLN APJ Surakarta seringkali dihadapkan pada kebutuhan pengadaan dan penyediaan relay pengaman, baik untuk mengganti relay pengaman lama yang sudah rusak maupun untuk persediaan dan cadangan. Dilatarbelakangi hal tersebut, manajemen PLN APJ Surakarta harus mengajukan usulan pengadaan kepada pihak manajemen PLN pada level yang lebih tinggi. Untuk keperluan pengajuan tersebut, diperlukan adanya pertimbangan-pertimbangan tertentu yang rasional.
1.2 Perumusan Masalah
antar-3
kriteria tersebut dimungkinkan terjadinya konflik. Di samping itu, proses pemilihan usulan relay pengaman melibatkan preferensi pihak-pihak yang berkompeten maupun memiliki otoritas terhadap keberadaan relay pengaman dimaksud, sehingga seringkali bersifat subyektif.
Berdasarkan uraian tersebut dan uraian di bagian Pendahuluan, maka permasalahan yang ada dapat dirumuskan sebagai berikut:
“Dengan mempertimbangkan berbagai kriteria pengambilan keputusan yang relevan serta dengan menyertakan preferensi pengambil keputusan, alternatif usulan relay pengaman manakah yang terbaik bagi suatu sistem distribusi tenaga listrik?”
1.3 Asumsi yang Digunakan
Asumsi yang digunakan di dalam pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut:
[1] Selama penelitian berlangsung diasumsikan tidak ada perubahan kebijakan manajemen dalam hal pengadaan relay pengaman maupun peralatan lainnya [2] Informasi sekunder maupun informasi primer yang diperoleh dari pihak
manajemen PT. PLN APJ Surakarta diasumsikan benar
[3] Informasi sekunder yang diperoleh dari website PT. PLN adalah benar
1.4 Batasan Penelitian
Agar pembahasan yang dilakukan lebih terfokus dan tidak melebar, maka penelitian ini dibatasi oleh hal-hal sebagai berikut:
1. Penelitian dilaksanakan di PT. Perusahaan Umum Listrik Negara (PLN) (Persero) Area Pelayanan dan Jaringan (APJ) Surakarta.
4
3. Untuk memenuhi keperluan uji konsistensi, digunakan pendekatan distribusi beta (Kwong dan Bai, 2003: 622) di dalam mencari nilai crisp pembandingan berpasangan hasil sintesis.
4. Di dalam menggali penilaian berpasangan dari responden, digunakan skala kepentingan linguistik maupun skala fuzzy triangular sebagaimana diusulkan oleh Perçin (2008: 273).
5. Pemunculan kriteria pengambilan keputusan dilakukan melalui studi literatur dan wawancara dengan pihak manajemen APJ Surakarta.
6. Pemunculan alternatif relay pengaman didasarkan pada kebutuhan relay pengaman yang sesuai dengan kondisi sistem distribusi di lokasi penelitian. 7. Relay pengaman yang diteliti adalah relay pada feeder Gardu Induk (GI) yang
menjadi area kerja APJ Surakarta.
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar, Artono dan Kuwahara, S. (1993), Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, cetakan keenam. Pradnya Paramita, Jakarta.
Ayağ, Zeki (2005), ‘A fuzzy AHP-based simulation approach to concept evaluation in a NPD environment’, IIE Transaction, Vol. 37, pp. 827-842. Ayağ, Zeki dan Özdemir, Rifat Gürcan (2007), ‘A combined fuzzy AHP-goal
programming approach to assembly-line selection’, Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, Vol. 18, pp. 345-362.
Bayou, Mohamed E. dan Reinstein, Alan (2005), ‘Analyzing the product mix decision by using a fuzzy hierarchical model’, Managerial Finance, Vol. 31, No. 5, pp. 35 – 48.
Borbely, Ann-Marie dan Kreider, Jan F. (eds.) (2001), Distributed Generation: The Power Paradigm for the New Millennium. CRC Press, Boca Raton. Büyüközkan, Gülcin, Kahraman, Cengiz, dan Ruan, Da (2004), ‘A fuzzy
multi-criteria decision approach for software development strategy selection’,
International Journal of General Systems, Vol. 33, No. 2, pp. 259 – 280. Chan, Felix T.S., Kumar, N., Tiwari, M.K., Lau, H.C.W., dan Choy, K.L. (2008),
‘Global supplier selection: a fuzzy AHP approach’, International Journal of Production Research, Vol. 46, No. 14, pp. 3825-3857.
El-Hawary, Mohamed E. (2000), Electrical Energy Systems. CRC Press, Boca Raton.
Ertuğrul, İrfan dan Karakaşoğlu, Nilsen (2008), ‘Comparison of fuzzy AHP and fuzzy TOPSIS methods for facility location selection’, Int J Adv Manuf Technol, Vol. 39, pp. 783-795.
Gu, Xiangbai dan Zhu, Qunxiong (2006), ‘Fuzzy multi attribute decision-making method based on eigenvector of fuzzy attribute evaluation space’, Decision Support Systems, No. 41, pp. 400 – 410.
Hsu, Pi-Fang dan Chen, Bi-Yu (2007), ‘Developing and implementing a selection model for bedding chain retail store franchisee using Delphi and fuzzy AHP’,
Quality & Quantity, Vol. 41, pp. 275-290.
Johnsson, Mattias dan Daalder, Jaap E. (2003), ‘An adaptive scheme to prevent undesirable distance protection operation during voltage instability’, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 18, No. 4, pp. 1174 – 1180.
Kwong, C.K. dan Bai, H. (2003), ‘Determining the importance weights for the customer requirements in QFD using a fuzzy AHP with an extent analysis approach’, IIE Transactions, Vol. 35, pp. 619-626.
Marimin (2004), Teknik dan Aplikasi Pengambilan Keputusan Kriteria Majemuk.
Grasindo, Jakarta.
Martin, Francisco dan Aguado, José A. (2003), ‘Wavelet-based ANN approach for transmission line protection’, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 18, No. 4, pp. 1572 – 1574.
Meliopoulos, A.P. Sakis dan Cokkinides, George J. (2004), ‘A virtual environment for protective relaying evaluation and testing’, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 19, No. 1, pp. 104 – 111.
Mikhailov, L. dan Tsvetinov, P. (2004), ‘Evaluation of services using a fuzzy analytic hierarchy process’, Applied Soft Computing, No. 5, pp. 23 – 33. Nagahanumaiah, Ravi, B., dan Mukherjee, N.P. (2007), ‘Rapid tooling
manufacturability evaluation using fuzzy-AHP methodology’, International Journal of Production Research, Vol. 45, No. 5, pp. 1161-1181.
Nassar, Syed A. (1990), Schaum’s Outline of Theory and Problems of Electric Power Systems, 4th ed. McGraw-Hill Companies, Inc., New York.
Perçin, Selçuk (2008), ‘Use of fuzzy AHP for evaluating the benefits of information-sharing decisions in a supply chain’, Journal of Enterprise Information Management, Vol. 21, No. 3, pp. 263-284.
Saaty, Thomas L. (2001), Decision Making with Dependence and Feedback: The Analytic Network Process, 2nd ed. RWS Publications, Pittsburg.
Shin, Myong-Chul, Park, Chul-Won, dan Kim, Jong-Hyung (2003), ‘Fuzzy logic-based relaying for large power transformer protection’, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 18, No. 3, pp. 718 – 724.
Short, T.A. (2004), Electric Power Distribution Handbook. CRC Press, Boca Raton.
Srdjevic, Bojan dan Medeiros, Yvonilde Dantas Pinto (2008), ‘Fuzzy AHP assessment of water management plans’, Water Resour Manage, Vol. 22, pp. 877-894.
Stevenson, Jr., William D. (1982), Elements of Power Systems Analysis, 4th ed. McGraw-Hill,Inc., Singapore.
Supriyadi (1999), Sistem Pengaman Tenaga Listrik. Adicita Karya Nusa, Yogyakarta.
Tseng, Kuo-Hsiung, Kao, Wen-Shiow, dan Lin, Jia-Renn (2003), ‘Load model effects on distance relay settings’, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 18, No. 4, pp. 1140 – 1146.
LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA
PEMILIHAN RELAY PENGAMAN
DI DALAM SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
MENGGUNAKAN KRITERIA MAJEMUK
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional
Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian 188/SP2H/PP/DP2M/III/2008, TERTANGGAL 06 MARET 2008
Oleh:
Eko Setiawan, ST, MT
Fakultas Teknik
RINGKASAN
Mengingat arti penting relay pengaman di dalam sistem distribusi tenaga listrik, maka relay pengaman yang digunakan haruslah relay pengaman terbaik. Namun berkebalikan dengan hal tersebut, penelitian tentang relay pengaman amatlah sedikit. Berdasarkan dua hal yang bertolak belakang tersebut, maka penelitian tentang pemilihan relay pengaman berdasarkan berbagai kriteria yang relevan sangat diperlukan.
Sebagai kerangka acuan, penelitian menggunakan metode AHP yang diintegrasikan dengan metode fuzzy. Untuk mendapatkan bobot kepentingan yang diperlukan, kepada metode fuzzy AHP tersebut diterapkan prinsip extent analysis.
Dari hasil penelitian, dapat diambil kesimpulan bahwa relay digital merupakan relay feeder Gardu Induk terbaik di keempat wilayah kerja APJ Surakarta yang menjadi obyek penelitian. Pada sisi yang lain, tidak terdapat perbedaan bobot kriteria, sub-kriteria, maupun alternatif yang mencolok di antara keempat wilayah kerja yang diteliti meskipun lokasi-lokasi tersebut saling berjauhan.
SUMMARY
Protective relays play an important role in a electrical power distribution system, therefore protective relays used in such a system should be those which is the best ones. On the other hand, research on protective relays are not extensively undertaken. These two contradictory facts lead to the need of certain research on protective relay selection which is based on multiple criteria of selection.
As a framework, this research applied an AHP method combined with fuzzy approach. Extent analysis approach was then used to derive priorities of various criteria, sub-criteria, and alternatives included in the research.
PRAKATA
Assalamu’alaikum wr. wb.
Pelaksanaan penelitian merupakan dharma kedua dari Tridharma Perguruan
Tinggi. Hal ini mendorong peneliti untuk melaksanakan penelitian dengan judul
“Pemilihan Relay Pengaman di dalam Sistem Distribusi Tenaga Listrik Menggunakan Kriteria Majemuk”.
Dan alhamdulillah, setelah melaksanakan penelitian selama kurang lebih 7
(tujuh) bulan, penelitian tersebut berhasil terselesaikan. Di mana penelitian ini
difokuskan pada pemilihan relay pengaman pada feeder Gardu Induk ditinjau dari
bahan baku pembuatannya.
Berlangsungnya penelitian ini tidak terlepas dari bantuan beberapa pihak.
Oleh karena itu, pada kesempatan ini peneliti ini mengucapkan terima kasih
kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan penelitian tersebut.
Peneliti sekaligus juga mengharapkan adanya kritik dan saran demi kebaikan
penelitian ini sendiri.
Wassalamu’alaikum wr. wb.
Surakarta, Oktober 2008
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN...
i
A. LAPORAN HASIL PENELITIAN
RINGKASAN ...
BAB I PENDAHULUAN ...
1
1.1 Latar Belakang ...
1
1.2 Perumusan Masalah ...
2
1.3 Asumsi yang Digunakan ...
3
1.4 Batasan Penelitian ...
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...
5
2.1 Sistem Pengaman Tenaga Listrik ...
5
2.2 Relay Pengaman ... ... 5
2.3 Penelitian tentang Relay Pengaman...
7
2.4 Analytic Hierarchy Process (AHP)... 9
2.5 Pustaka tentan Fuzzy AHP...
9
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ...
14
3.1 Tujuan Penelitian ...
14
3.2 Manfaat Penelitian ...
14
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN ...
12
4.1 Metode Penelitian ...
15
4.2 Kerangka Pemecahan Masalah ...
22
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ...
23
5.1 Pengumpulan Data ...
23
5.2 Hasil Pengolahan Data ...
5.3 Pembahasan ...
28
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...
31
6.1 Kesimpulan ...
31
6.2 Saran ...
31
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR BACAAN
LAMPIRAN
B. DRAF ARTIKEL ILMIAH
DAFTAR TABEL
TABEL 4.1 Skala kepentingan, skala fuzzy, dan skala fuzzy resiprokal yang
digunakan ...
18
TABEL 4.2 Konversi skala linguistik ke dalam kuesioner serta pengertian skala
fuzzy-nya ... 19
TABEL 4. 3 Besarnya RI ...
20
TABEL 5.1 Hasil uji konsistensi ...
27
TABEL 5.2 Rekapitulasi bobot global ...
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1 Sistem pengaman tenaga listrik...
5
GAMBAR 4.1 Flowchart kerangka pemecahan masalah ... 22
GAMBAR 5.1 Struktur organisasi PT. PLN (Persero) ...
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Contoh kuesioner yang digunakan
LAMPIRAN 2 Rekapitulasi kuesioner - Jajar
LAMPIRAN 3 Rekapitulasi kuesioner - Banyudono
LAMPIRAN 4 Rekapitulasi kuesioner - Palur
LAMPIRAN 5 Rekapitulasi kuesioner - Wonogiri
LAMPIRAN 6 Hasil pengolahan data – lokasi Jajar
LAMPIRAN 7 Hasil pengolahan data – lokasi Banyudono
LAMPIRAN 8 Hasil pengolahan data – lokasi Palur
