B. 169
ANALISIS PELEPASAN BEBAN (LOAD SHEDDING) MENGGUNAKAN UNDER FREQUENCY RELAY (UFR) PADA GARDU INDUK PANAKKUKANG
Sarma Thaha, Ahmad Rosyid Idris, Nurjannah*
Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Ujung Pandang, Jl. Perintis Kemerdekaan KM. 10, Makassar, 90245
*E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Keseimbangan daya antara kebutuhan beban dengan kapasitas pembangkitan merupakan salah satu parameter dari kestabilan operasi sistem tenaga listrik. Namun dalam pengoperasian sistem selalu terjadi perubahan beban sehingga pembangkit perlu menyesuaikan daya keluarannya agar sistem tetap terjaga. Penambahan beban yang tidak disertai dengan peningkatan dari sisi pembangkitan dapat menyebabkan frekuensi menurun. Apabila ini tidak cepat ditanggulangi akan menyebabkan padamnya sistem tenaga listrik secara total. Salah satu metode yang diterapkan oleh PT. PLN (persero) untuk mengatasi penurunan frekuensi yaitu pelepasan beban.
Dengan tujuan menyeimbangkan daya suplai yang masuk ke sistem dengan daya yang dibutuhkan beban pada sistem. Penurunan frekuensi dideteksi oleh UFR yang digunakan untuk melepas beban secara bertahap. Pada sistem Gardu Induk Panakkukang batas UFR atau skema pelepasan beban yang digunakan yaitu 48,50-48,30 Hz. Simulasi pelepasan beban pada ETAP yang dilakukan dengan skenario lepasnya Line Tello #2 dengan besar daya yang hilang 35,857 MW sehingga Line Tello #1 menanggung beban yang awalnya disuplai oleh Line Tello #2 mengakibatkan frekuensi semakin lama semakin menurun hingga 48,30 Hz. Dengan ini UFR yang dipasang pada penyulang bekerja dan membuat frekuensi naik dan stabil keposisi normal pada frekuensi 50,10 Hz dengan waktu pemulihan 5,15 detik dengan total beban terlepas 34,90 MW.
Kata Kunci: UFR; pelepasan beban; penyulang; ETAP; kestabilan transien
PENDAHULUAN
Dalam penyediaan energi listrik yang berkelanjutan kepada konsumen, maka pemakaian dan penyediaan daya listrik tentunya harus seimbang. Kebutuhan akan ketenagalistrikan yang semakin besar tentu menuntut ketersediaan tenaga listrik yang semakin besar pula. PT PLN (persero) merupakan perusahaan milik negara sebagai penyedia akan kebutuhan tenaga listrik di negeri ini dituntut untuk selalu meningkatkan kinerja serta pelayanan kepada konsumen.
Semarang, Indonesia.
B. 170
Untuk memenuhi kebutuhan tersebut PT PLN (persero) unit pengatur beban bertugas melaksanakan kegiatan penyaluran tenaga listrik dengan memperhatikan mutu serta keandalan dalam hal ini, ukuran kualitas listrik secara umum yang ditentukan oleh kestabilan frekuensi dan tegangan dalam sistem serta ketersediaan daya yang cukup. Untuk menjaga kestabilan frekuensi, maka penyediaan daya aktif dalam sistem harus disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan atas daya aktif.
Pada sistem kelistrikan apabila terdapat gangguan pada pembangkit tenaga listrik serta terputusnya penyaluran daya dari area lain mengakibatkan penurunan kapasitas keseluruhan sistem interkoneksi. Jika daya yang dibangkitkan dalam sistem lebih kecil daripada beban sistem maka frekuensi turun dan sebaliknya apabila daya yang dibangkitkan lebih besar daripada beban maka frekuensi naik. Apabila ini tidak cepat ditanggulangi akan menyebabkan padamnya sistem tenaga listrik (blackout) secara total. Oleh karena itu untuk menghindari terjadi blackout salah satu metode pelepasan beban yang diterapkan oleh PT.
PLN (persero) adalah menggunakan under frequency relay (UFR) dengan menentukan frekuensi berdasarkan laju penurunan frekuensi dan melepas beban sesuai dengan ketetapan yang telah ditentukan. Berdasarkan masalah tersebut pada penelitian ini akan dibahas tentang Analisis Pelepasan Beban (Load Shedding) menggunakan Under Frequency Relay (UFR) pada Gardu Induk Panakkukang.
Beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya juga membahas tentang Pelepasan Beban akibat turunnya frekuensi seperti berikut:
1. Hasbar Ikhwan (2018) dengan penelitian berjudul Analisis Pelepasan Beban akibat Penurunan Frekuensi Sistem Tenaga Listrik Sulselrabar. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, peningkatan daya aktif yang ditanggung oleh unit generator pada sistem akan melebihi kerja rating dari generator tersebut maka akan membuat frekuensi sistem turun dan tegangan sistem juga ikut turun. Setelah dilakukan pelepaan beban pada wilayah Makassar maka kondisi sistem kembali normal.
Muhdalifah Muhtar (2020) dengan penelitian berjudul Analisis Pelepasan Beban Menggunakan Under Frequency Relay (UFR) pada Sistem Tenaga Listrik Gardu Induk Palopo. Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa besar beban yang dilepas mempengaruhi kestabilan frekuensi sistem. Jika besar beban yang dilepas melebihi besar suplai yang hilang maka frekuensi akan naik melebihi frekuensi nominal yang diinginkan yaitu sebesar 50 Hz.
B. 171
METODE PENELITIAN
Pertama-tama dilakukan pengambilan data melalui wawancara terhadap salah satu supervisor kemudian memasukkan data pada software Etap 12.6. Analisis data dilakukan dengan cara menetapkan batasan penurunan frekuensi kemudian melakukan simulasi pelepasan beban berdasarkan skema pada Gardu Induk Panakkukang sehingga frekuensi pengesetan normal.
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Normal
Pada kondisi normal frekuensi sistem tenaga listrik Gardu Induk Panakkukang yaitu 50 Hz dengan jumlah daya aktif yang menyuplai Bus 1 sebesar 35,862 MW sedangkan suplai pada Bus 2 sebesar 35,857 MW sehingga jumlah daya aktif yang disuplai oleh sistem ke Gardu Induk Panakkukang yaitu sebesar 71,719 MW (dapat dilihat pada tabel 1 dan 2).
Tabel 1. Aliran Daya pada Sistem Tenaga Listrik
Study ID Hasil Aliran Daya
Suplai MW 71,719
Suplai MVAR 22,338
Beban MW 71,719
Beban MVAR 22,338
Rugi MW 0,129
Rugi MVAR 5,702
Sumber: Hasil Simulasi Etap 12.6
Tabel 2. Aliran Daya tiap Feeder pada Sistem Tenaga Listrik
No Feeder Hasil Aliran Daya
MVA MW MVAR
1 Alauddin 3,578 3,479 0,793
2 Sheraton 0,346 0,336 0,077
3 Hertasning Baru 5,692 5,535 1,262
4 Pa'Baeng-Baeng 2,113 2,055 0,468
5 Denpasar 7,922 7,688 1,824
6 Pengayoman#2 4,33 4,202 0,997
7 Clarion 1,212 1,177 0,279
8 Monginsidi Baru 6,478 6,286 1,491
B. 172
9 Diamond 4,077 3,956 0,939
10 Faisal 0,104 0,101 0,024
11 Salemba 5,588 5,423 1,286
12 Toddopuli 5,428 5,268 1,249
13 Boulevard 0,208 0,202 0,048
No Feeder Hasil Aliran Daya
MVA MW MVAR
14 Adiyaksa 0,624 0,607 0,138
15 Rappocini 5,567 5,413 1,234
16 Veteran 5,622 5,467 1,246
17 Latanete 3,939 3,83 0,873
18 Ikip 2,771 2,695 0,614
19 UNM 4,666 4,537 1,034
20 Perumnas 3,232 3,143 0,716
21 Wilayah 0,197 0,192 0,044
Total 73,694 71,59 16,636
Sumber: Hasil Simulasi Etap 12.6
B. Skenario Suplai Line Tello #2 Lepas
Pada saat terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik yaitu lepasnya suplai Line Tello
#2 pada detik ke-1 mengakibatkan suplai Line Tello #1 tidak dapat memenuhi permintaan beban sehingga menyebabkan frekuensi semakin lama semakin menurun. Dimana frekuensi pada bus turun hingga 48,30 Hz. Penurunan Frekuensi dari waktu ke waktu dapat dilihat pada tabel 3 berikut.
Tabel 3. Penurunan Frekuensi dari waktu ke waktu
Frekuensi (Hz/s) Detik ke-
50,00-49,80 1,01-1,06
49,80-49,20 1,06-1,20
49,20-48,50 1,20-1,43
48,50-48,40 1,43-1,45
48,40-48,30 1,45-1,48
Sumber: Hasil Simulasi Etap 12.6
Pada tabel 3 dapat dilihat bahwa frekuensi sistem mengalami penurunan hingga mencapai 48,30 Hz pada detik 1,48. Berdasarkan kondisi tersebut maka diperlukan
B. 173
pelepasan beban (load shedding) untuk membuat frekuensi kembali keposisi normal.
Berikut ini merupakan respon frekuensi bus pada sistem saat suplai Line Tello #2 lepas.
Gambar 1. Respon Frekuensi Bus pada sistem saat Suplai Line Tello #2 Lepas Sumber: Hasil Simulasi Etap 12.6
C. Skenario Pelepasan Beban dengan menggunakan Under Frequency Relay
Pelepasan beban dilakukan dengan menggunakan under frequency relay yang dipasang pada feeder-feeder sesuai pada skema pelepasan beban yang digunakan pada Gardu Induk Panakkukang seperti pada tabel 4.
Tabel 4. Skema Pelepasan Beban UFR pada Gardu Induk Panakkukang
Tahap ke- Frekuensi (Hz)
Penyulang Yang Dilepas
Beban (MW)
Hasil Aliran Daya (MW)
1 48,50 Latanete 3,840 3,830
2 48,40 Adiyaksa 0,608 0,607
48,40 UNM 4,549 4,537
48,40 Denpasar 7,708 7,688
48,40 Diamond 3,967 3,956
3 48,30 Toddopuli 5,281 5,268
48,30 Alauddin 3,489 3,479
48,30 Hertasning Baru 5,550 5,535
Total 34,992 34,90
Sumber: PT. PLN ULTG Panakkukang
B. 174
Gambar 2. Respon Frekuensi Bus saat Pelepasan Beban Sumber: Hasil Simulasi Etap 12.6
Berdasarkan gambar 2 diatas, ketika frekuensi mencapai 48,50 Hz pada detik 1,43 UFR tahap 1 memerintahkan CB 6 untuk melepas feeder Latanete pada detik 1,79 namun frekuensi belum kembali ke posisi normal sehingga UFR tahap 2 memerintahkan CB 3, 8, 13, dan 17 untuk melepas feeder Adiyaksa, UNM, Denpasar, dan Diamond pada detik 2,06 akan tetapi frekuensi belum pulih ke posisi normal. Sehingga UFR tahap 3 pun memerintahkan CB 20, 26, dan 28 untuk melepas feeder Toddopuli, Alauddin, dan Hertasning Baru pada detik 2,58. Setelah UFR tahap 3 bekerja perlahan-lahan frekuensi mulai naik secara bertahap yaitu 49,60 Hz pada 4,84 detik lalu mencapai titik frekuensi stabil 49,90 Hz pada 5,75 detik dan mulai konstan pada frekuensi 50,10 Hz pada 6,63 detik.
Dengan total beban yang dilepas yaitu sebesar 34,90 MW.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dalam skripsi ini, maka diperoleh kesimpulan bahwa:
1. Frekuensi sistem Gardu Induk Panakkukang dapat menurun dikarenakan adanya pelepasan pada suplai Line Tello #2. Dan penurunan frekuensi ini dideteksi oleh UFR yang terpasang pada penyulang dan digunakan untuk melepas beban secara bertahap.
Besarnya penurunan frekuensi adalah mencapai 48,50 Hz-48,30 Hz.
2. Frekuensi kembali normal, 50,10 Hz, setelah pelepasan beban 3 tahap, dengan total beban pelepasan sebesar 34,90 MW.
B. 175
DAFTAR PUSTAKA
Annisa, Fitra. 2018. Pengaruh Pelepasan Beban terhadap Pemulihan Frekuensi pada Sistem Ketenagalistrikan Sulbagsel. Laporan Tugas Akhir. Makassar: Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang.
Arifai, Muhammad dan Muhammad Hadi Satria. 2017. Analisis Kestabilan Frekuensi dan Tegangan Sistem Tenaga Listrik PT. Aneka Tambang (Persero) TBK UBPN Sulawesi Tenggara. Tugas Akhir. (Online). Makassar: Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
Hadi, Abdul. 2016. Studi Pelepasan Beban dengan Menggunakan Relai Frekuensi Kurang pada Sistem Tenaga Listrik. Jurnal Penelitian, (Online) :
(http://www.media.neliti.com), diakses 12 Desember 2020.
Ikhwan, Hasbar. 2017. Anallisis Pelepasan Beban Akibat Penurunan Frekuensi Sistem Tenaga Listrik Sulselbar. Skripsi. Makassar: Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri ujung Pandang.
Maharoni. 2021. Modul Pelatihan Dasar Etap. Bandung: Jurusan Teknik Elektro UIN Sunan Gunung Djati Bandung.
Muhtar, Muhdalifah. 2020. Analisis Pelepassan Beban Menggunakan Under Frekuensi Relay (UFR) pada Sistem Tenaga Listrik Gardu Induk Palopo. Skripsi. Makassar:
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri ujung Pandang.
Nugraheni, Ari dan Rudy Setiabudy. 2011. Simulasi Pelepasan Beban dengan Menggunakan Rele Frekuensi pada Sistem Tenaga Listrik CNOOC SES Ltd.
Jurnal Skripsi, (Online) : (http://lib.ui.ac.id), diakses pada 14 Desember 2020.
Prasetya, Rizal Dicky dan I Made Wartana. 2019. Analisis Load Shedding pada Sistem Kelistrikan Bali Akibat Lepasnya Kabel Laut Jawa-Bali 150 KV. Seminar Hasil.
Malang: Institut Teknologi Nasional Malang.
Rusdi, Muh. dkk. 2016. Pedoman Penulisan Proposal dan Skripsi Program Diploma Empat Bidang Rekayasa dan Tata Niaga. Makassar: Politeknik Negeri Ujung Pandang.
Sofyar. 2020. Studi Skenario Load Shedding pada Penyulang dalam Operasi Sistem Tenaga Listrik Menggunakan Under Frequency Relay. Jurnal Eltikom, (Online):
(http://eltikom .poliban.ac.id), diakses pada 28 Juli 2021.
Yudiestira. 2016. Analisis Kestabilan Transien dan Mekanisme Pelepasan Beban di PT.
Pertamina RU V. Balikpapan Akibat Penambahan Generator 2x15 MW dan Penambahan Beban 25 MW. Tugas Akhir. (Online). Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November.
Wegener, D. T., & Petty, R. E. (1994). Mood management across affective states: The hedonic contingency hypothesis. Journal of Personality & Social Psychology, 66, 1034- 1048.
