1
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro 2,3
Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro
ANALISA KESTABILAN TRANSIEN DENGAN PELEPASAN
PEMBANGKIT DAN BEBAN(GENERATION/LOAD SHEDDING) PADA
SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI TRAGI SIBOLGA 150/20 KV( STUDI
KASUS PADA PENYULANG TRAGI SIBOLGA, SUMUT)
Rio Parohon Tua Tambunan
1, Karnoto, S.T., M.T.
2, Susatyo Handoko, S.T., M.T.
3Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email : Ryopram@gmail.com
ABSTRAK
Pada sistem tenaga listrik, frekuensi merupakan indikator dari keseimbangan antara daya yang dibangkitkan dengan total beban sistem. Pada Tugas Akhir ini, akan mempelajari tentang kestabilan transien akibat adanya pelepasan pada pembangkit dan pelepasan beban pada Tragi Sibolga 150/20KV, pelepasan beban ataupun pembangkit cenderung terjadi dikarenakan adanya gangguan dan bebal total pada penyulang. Pada simulasi pelepasan beban dan pembangkit akan dilakukan variasi pelepasan beban penyulang dan pembangkit penunjang lainnya, gangguan yang diberikan pada simulasi program transient stability analysis adalah gangguan pada busbar, CB dan gangguan pembangkit. Study kasusnya yakni beban penyulang, jaringan radial dan perubahan frekuensi df/dt pada sistem Tragi Sibolga.Untuk menjaga stabilitas sistem dilakukan pelepasan beban dengan tahapan under/overfrekuensi sebesar 48Hz-52,2Hz untuk penyulang 20KV dengan ETAP7.0. Pada simulasi dilakukan tiga analisa yakni variasi pelepasan beban, pelepasan pembangkit dan perhitungan nilai ENS. Dari simulasi, frekuensi sistem dapat pulih sekitar 4-10 detik setelah terjadi gangguan tergantung pada besar kelebihan beban penyulang Tragi Sibolga 150/20KV.
Kata kunci : pelepasan beban,stabilitas transien, frekuensi, pembangkit,gangguan
ABSTRACT
In power system, the frequency is an indicator of the balance between the total power generated by the system load. In this final project, will learn about the stability of the transient due to the release of the generation and release of the load tragi Sibolga 150/20KV , load shedding or generation tends to occur due to interference and total fool on feeders. In the simulation of load shedding and generation will perform variations of load shedding feeders and other supporting plants, disturbance given to the simulation of transient stability analysis program is interference with the busbar, CB and nuisance plants. Study case the load feeders, radial network and frequency change df / dt at Tragi Sibolga system.To maintain the stability of the system is done with the load shedding stages under / overfrekuensi of 48Hz-52, 2Hz for 20KV feeders with ETAP7.0. In the analysis of the simulation performed three variations of load shedding, generation and release of ENS value calculation. From the simulations, the frequency of the system can be recovered after about 4-10 seconds depending on the major disruption overloaded feeders tragi Sibolga 150/20KV.
Keywords: load shedding, transient stability, frequency, power, interference
1. Pendahuluan
Kebutuhan listrik dewasa ini semakin meningkat. Listrik merupakan energi yang sangat berpengaruhdalam kehidupan manusia. Oleh karena itu, kualitas listrik yang baik haruslah dipenuhi agar kebutuhan konsumen terpenuhi. Perubahan beban yang bervariatif berdampak pada kestabilan sistem. Jika daya mekanik pada poros penggerak awal tidak dengan segera menyesuaikan dengan besarnya daya elektrik pada beban listrik, maka frekuensi dan tegangan akan bergeser dari posisi normal. Perubahan yang signifikan dapat menyebabkan sistem
keluar dari batas stabil. Oleh karena itu, perubahan beban harus diikuti dengan perubahan daya penggerak generator. Hal ini dimaksudkan agar terjadi keseimbangan antara daya beban dan daya suplai. Rencana tugas akhir ini berawal dari adanya ketidakstabilan pembangkit yang terjadi pada sistem pembangkitan disibolga, yaitu sering terjadinya pemadaman bergilir dengan alasan umum yaitu adanya perbaikan pembangkit, kerusakan jaringan, beban penuh ( overload) kualitas sistem transmisi dan sistem distribusi, adanya perubahan siklus saluran interkoneksi. Hal ini menyebabkan sering terjadi kegagalan operasi optimal pada sistem Tragi ( transmisi dan gardu
2 induk ) Sibolga, pada Tragi sibolga 150/20 kv terhubung pada beberapa gardu induk dengan jarak – jarak yang jauh pada saluran transmisi ataupun saluran distribusi kebeban yang terhubung pada setiap penyulang gardu induk. Berdasarkan alasan tersebut, penulis mencoba membuat simulasi pelepasan beban dan pelepasan pembangkit untuk mengetahui kestabilan transien pada Tragi Sibolga dengan simulasi program analysis transient
stability ETAP 7.0
pelepasan beban
Jika terjadi gangguan dalam sistem yang menyebabkan daya yang tersedia tidak dapat melayani beban, misalnya disebabkan oleh adanya unit pembangkit yang trip, maka untuk mencegah terjadinya collapse pada sistem perlu dilakukan pelepasan beban. Kondisi jatuhnya salah satu unit pembangkit dapat dideteksi dengan adanya penurunan frekuensi sistem yang drastis. Demikian berpengaruhnya besar laju penurunan frekuensi terhadap pelepasan beban, maka perlu diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi besar laju penurunan frekuensi. Faktor-faktor tersebut antara lain:
a. Konstanta inersia b. Daya mekanik generator
c. Daya elektrik yang dibutuhkan beban
Besar kelebihan beban biasanya dinyatakan dalam prosentase (H. E. Lokay, 1968):
kelebihan beban =
x 100%
kelebihan beban =
x 100%
Dalam suatu sistem tenaga listrik terdapat bebagai macam beban. Beban tersebut dapat berupa motor-motor induksi yang dimanfaatkan di lingkungan industri maupun lampu penerangan di bangunan dan jalan. Beban -beban tersebut memiliki nilai prioritas kebutuhan dan nilai ekonomi bagi penggunanya.
Oleh sebab itu, beban-beban yang disuplai oleh suatu generator yang terpasang sebaiknya diurutkan menurut parameter - parameter sebagai berikut :
a. Sensitif terhadap kegiatan perekonomian b. Tingkat kesulitan pengasutan (starting) c. Daya yang dibutuhkan
Besar beban yang dilepaskan dari suatu sistem untuk memulihkan frekuensi generator disesuaikan dengan tingkat frekuensi acuan yang telah diatur pada rele. Untuk mendapatkan besarnya nilai beban - beban yang harus dilepaskan terdapat beberapa parameter yang harus ditentukan dengan mempertimbangkan keandalan sistem, yaitu:
a. Frekuensi diharapkan setelah pelepasan beban b. Waktu pemulihan
2. Metode
2.1. pembuatan program Simulasi
Data yang digunakan pada simulasi ini adalah data existing atau data beban real pada penyulang 20KV dan data pembangkit, transmisi dari UPB dan UPT Pematang siantar
Gambar 2.1. Program Simulasi Analysis Transient
Stability
Secara umum metodologi penelitian untuk analisa pelepasan beban dan pembangkit menggunakan simulasi ETAP dapat dilihat pada diagram alir gambar 2.2.
3 Gambar 2.2. Metodologi Penelitian Pelepasan Beban
Dalam simulasi pelepasan beban ada beberapa bagian yang diperlukan yaitu beban yang dilepas dan beban yang merupakan prioritas yang halnya tidak bisa dilepas karena ada faktor tertentu.
Tabel 2.1. Beban yang Dilepas
Tabel 2.2. Skenario Pelepasan Pembangkit
YA
TIDAK Mulai
mendesain line diagram tragi sibolga 150/20 KV dengan Software ETAP
7.0
Menetukan studi kasus aliran daya ETAP 7.0
menentukan Aliran Daya menggunakan sofware ETAP 7.0
menjalankan simulasi program analysis transient stability dengan
software ETAP 7.0
menentukan gangguan pada simulasi yaitu gangguan 3 phasa, hubung
singkat P MT dan gangguan pembangkit dengan software ETAP
tampilkan hasil simulasi program analysis transient stability ETAP
7.0
mengulang proses simulasi anaysis transient stability pada study kasus
yang lain?
Analisa hasil simulasi program transient stability ETAP 7.0 Tampilkan hasil plot dan grafik
simulasi program
4 Gambar 2.3. Aliran Daya Tragi Sibolga 150/20KV
3.. Simulasi dan Analisa
3.1. Studi kasus stabilitas Transien
Pada simulasi program ini, ada beberapa variasi pelepasan beban dan pembangkit,
1. Simulasi Transient Stability dengan gangguan pada Busbar, Circuit breaker dan gangguan pembangkit
2. Gangguan penyulang PSP2-S2 pada CB135 3. Gangguan pada PLTU Labuhan Angin 2 4. Simulasi 3- Pelepasan Beban 1
5. Simulasi 4- Pelepasan Beban 2 6. Simulasi 5- Pelepasan Beban 3 7. Simulasi 6- Pelepasan Beban 4 8. Simulasi 7- Pelepasan Beban 5 9. Simulasi 8- Pelepasan Beban 6 10. Simulasi 9- Pelepasan Beban 5 11. Simulasi 10- Pelepasan Beban 7
3.2. Simulasi Program analysis Transient Stablility
1. Simulasi Transient Stability dengan gangguan pada Busbar, Circuit breaker dan gangguan pembangkit
Gambar 3.1. Daya Aktif PLTU LA1 dan PLTU LA2
Gambar 3.2. Daya Aktif pada PLTA inalum, PLTA sipan1dan2
5 Gambar 3.4. Frekuensi Bus
Tar1,Tar3.Tar4.Tar5,Tar6
Analisa diatas menunjukkan ada perubahan pada supplay daya pada PLTU1 sebagai referensi dengan 115MW terjadi perubahan perilaku yaitu mulai dari detik pertama dari 78MW hingga detik ke 4 hingga 70MW, karena terjadinya gangguan busbar kehilangan 8MW hingga keadaan normal kembali setelah detik 23, pada PLTU2 dengan supplay daya 80MW, terjadi kehilangan daya karena adanya gangguan pada busbar sb2-s1 yaitu dari 62MW hinggan droop hingga 58MW, kehilangan 4MW dan PLTU2 mencapai stabil pada detik ke-20.
Pada frekuensi adanya penurunan dan kenaikan frekuensi pada busbar penyulang 20KV, yaitu pada 0-4 detik dengan penurunan tegangan antara 84-82% dari tegangan 20 KV. Tarutung terjadi penurunan tegangan hingga 80-85% dari tegangan nominal yang artinya kehilangan tegangan pada sisi terima hingga antara 4-3KV, keadaan tegangan pada busbar kembali pemulihan pada detik ke-10.
2. Gangguan penyulang PSP2-S2 pada CB135
Gambar 3.5. Daya aktif generator PLTA Inalum, Sipan1 dan 2 dan PLTU LA1 dan LA2
Gambar 3.6. Bus frekuensi GI sibolga Pada PLTA inalum dan sipan, hampir sama dengan perubahan pada PLTU tetapi kehilangan daya lebih kecil yaitu 0,5MW hingga 1,5MW hingga mencapai pemulihan sistem pada detik ke-13. Daya yang hilang terpakai pada saat terjadinya gangguan pada sistem yaitu adanya gangguan pada CB135. Pada simulasi waktu yang diberikan hingga pemulihan adalah 0,5-9 detik. pada GI Sibolga yang terhubung dengan 4 penyulang yaitu SB1,SB2,SB3,SB4 terjadi kenaikan puncak frekuensi pada detik ke-9 yaitu 0,04% atau 50,2HZ, kemudian sistem pulih kembali pada detik ke-15 dan perubahan tegangan pada sisi terima busbar penyulang adalah tidak terlalu besar yaitu rentang 7% dari tegangan nominal 20KV dengan puncak rugi tegangan adalah 1,4KV kemudian pemulihan sistem pada detik ke-10.
3. Gangguan pada PLTU Labuhan Angin 2
6 Gambar 3.8. Frekuensi penyulang GI Sibolga
Stabilitas generator ada perubahan yakni pada detik ke-5 generator kehilangan daya hingga 6MW dikarenakan adanya CB307 yang bekerja yaitu pada penyulang Gunung2 GI gunung tua, dan sistem pulih kembali pada detik ke-15. Untuk terminal arus juga terjadi perubahan dengan menurunnya besarnya akibat bekerjanya CB307 yaitu pada detik ke-5 antara 376-360A, adanya penurunan hingga 16A, karena penyulang gunung2 mengalami gangguan, dan bekerja pada frekuensi 49,97HZ, kemudian pemulihan sistem pada detik ke-10. Untuk Bus frekuensi GI Sibolga dan bus frekuensi Tarutung cenderung tidak mengalami perubahan yang signifikan dikarenakan gangguan hanya terjadi pada penyulang di GI lainnya, hanya ada perubahan pada detik ke-5 karena CB307 bekerja dengan kenaikan frekuensi dari 50HZ – 51,1HZ dan frekuensi pulih kembali pada detik ke-10.
4. Simulasi 3- Pelepasan Beban 1
Gambar 3.9. Daya aktif generator PLTA inalum, sipan1, sipan2 dan PLTU LA1
Gambar 3.10. Frekuensi bus SB1 dan SB4 Pada simulasi 1 besar daya supplay dari pembangkit dengan kategori 75% dari daya kirim normal, seperti pada PLTU LA2 yang normalnya beroperasi dengan daya 80MW menjadi 20MW dan begitu juga dengan pembangkit lainnya. Untuk pelepasan beban (1) yaitu pada GI Sibolga dengan penyulang SB1-S2 ( 5345KVA), SB4-3 (8760KVA) dan SB4-4 (8700KVA). beberapa pembangkit dengan daya kirim 75% dari daya kirim normalnya, terjadi perubahan stabilitas pada generator masing – masing pada detik ke-5 dikarenakan CB307 bekerja dan pulih kembali pada detik ke-8.
pada frekuensi bus saat terjadi atau adanya gangguan pada detik ke 5 dan pulih kembali pada detik 10, kemudian pulih kembali pada detik ke-12. Frekuensi antara 49,97-50,5HZ.
5. Simulasi 4- Pelepasan Beban 2
Gambar 3.11. Daya aktif pada gen PLTMH AR,AB,AS
7 Gambar 3.12. Frekuensi bus TELE1,2,3,4
Simulasi (3)-pelepasan (2) yaitu dengan skenario pelepasan pembangkit dan pelepasan beban pada sistem Tragi Sibolga. Pada simulasi pelepasan pembangkit (3) yaitu lepasnya PLTA sipan1dan sipan2, PLTA Inalum,PLTMH hutaraja,PLTA parlilitan,PLTHM parluasan dan PLTHM batang gadis. Sedangkan skenario pelepasan beban (2) yaitu pada penyulang tele TELE3-1 (1100KVA).
Jadi pada hasil pot terlihat adanya perubahan pada detik ke-5,ke-9 dan detik ke-21, hal ini diakibatkan adanya beberapa CB dan relay yang bekerja dan terjadinya kuantitas penurunan supplay beban terhadap penyulang atau seksi masing –masing. Pulih kembali pada detik ke-25, Perubahan yang terjadi mulai pada detik ke-5 hingga detik ke-20 untuk frekuensi bus dan rasio frekuensinya antara 50-50,5Hz
6. Simulasi 5- Pelepasan Beban 3
Gambar 3.13. Daya aktif PLTA Inalum, PLTA Sipan2
Gambar 3.14. Frekuensi bus psp1
Pada simulasi(5) dan pelepasan beban (3) yaitu skenario pelepasan pembangkit dan pelepasan beban dari sistem interkoneksi. Pada simulasi(5) yaitu pelepasan pembangkit PLTA sipan1,PLTMH aek sibundong,PLTMH aek raisan. Untuk pelepasan beban yaitu pelepasan beban pada penyulang PSP1-2 (8085KVA). Pada simulasi ini hanya satu penyulang aja dilepas untuk tujuan normalisasi tegangan standar pada penyulang GI PSP.
hasil plot pada PLTA inalum dan PLTA sipan adanya tidak stabilnya mulai pada detik ke 0,5 hingga detik ke-4 yaitu penurunan pada PLTA inalum dan PLTA sipan adanya tidak stabilnya mulai pada detik ke 0,5 hingga detik ke-4 yaitu penurunan. Perubahan stabilitas pada bus PSP1 yaitu perubahan frekuensi dan perubahan tegangan yang terlihat pada plot, pada frekuensi terjadi kenaikan tegangan hingga menjadi 59,5Hz. Sistem kembali ke frekuensi normal setelah gangguan pulih pada detik ke-22.
7. Simulasi 6- Pelepasan Beban 4
Gambar 3. 15. Daya aktif pada gen PLTA inalum dan PLTA sipan2
8 Gambar 3.16. Frekuensi bus psp2 dan psp8
Pada simulasi(6) dan pelepasan beban(4), yaitu skenario pelepasan pembangkit dan pelepasan beban. Dengan ketentuan pada simulasi (6) yaitu pelepasan pembangkit PLTA Sipan1,PLTMH aek silang,PLTMH hutaraja, aek sibundong, parlilitan, aek raisan, parluasan dan batang gadis, sedangkan pada pelepasan beban yaitu pada GI PSP penyulang PSP8-1 (3476KVA), PSP8-2(2920KVA) dan PSP8-4(3820KVA).
Pada pembangkit PLTA inalum dan PLTA sipan2 bekerja pada 20MW dan pada plot diatas terlihat bahwa sistem tidak stabil, mulai dari detik ke-0,5 hingga detik ke-4 terjadi pengurangan daya kirim ke beban yaitu pada PLTA Inalum menjadi 13MW dan PLTA Sipan2 menjadi 10MW artinya adanya penurunan pemakaian daya dari 7-10MW hal ini dikarenakan adanya kejadian pelepasan beberapa bagian penyulang terutama disekitar penyulang PSP2. Pada frekuensi busbar terlihat bahwa kenaikan frekuensi pada sistem yaitu dari 50Hz -59Hz dengan puncak pada detik ke-6, kemudian frekuensi mulai turun sampai normal kembali pada detik ke-22. Hal ini terjadi karena adanya gangguan dan pelepasan beban yang dilakukan di sekitar busbar penyulang hingga berdampak bagi penyulang lainnya
8. Simulasi 7- Pelepasan Beban 5
Gambar 3.17. Daya aktif PLTA Sipan2
Gambar 3.18. Frekuensi bus TAR3,TAR4,TAR5 Simulasi (7) – Pelepasan (5) yaitu skenario pelepasan beban dan pelepasan pembangkit dengan ketentuan berikut, simulasi (7) dengan pelepasan pembangkit pada PLTA Sipan1,PLTA Inalum,PLTMH aek silang,hutaraja ,aek sibundong, dan PLTMH batang gadis, sedangkan pada pelepasan beban (5) yaitu beban penyulang Tarutung TAR5-1 (6537KVA), TAR5-1 (4250), TAR4-S1 (4350KVA), TAR4-S4 (5535KVA), TAR4-S6 (4262KVA), TAR3-S2 (2691KVA).
Pada PLTA sipan2, ada ketidakstabilan pada sistem karena adanya gangguan dan pelepasan beban sejenak, pada detik ke-0,5 terjadi perubahan daya aktif hingga detik ke-4 dari 20MW turun menjadi 11MW dan mengalami pemulihan di detik ke-6 dan overload pada pembangkit dengan waktu puncak pada detik ke-10 dengan kenaikan 3MW, hal ini terjadi karena adanya relay dan CB yang bekerja disekitar sistem yang mengalami gangguan, pulih kembali pada waktu detik ke-25. Pada frekuensi terjadi perubahan pada detik ke-1 hingga puncaknya pada detik ke-6 dengan perubahan frekuensi dari 50Hz menjadi 59Hz, dan kembali pulih secara perlahan dan stabil kembali pada detik ke-20.
9. Simulasi 8- Pelepasan Beban 6
9 Gambar 3.20. Frekuensi bus martabe 1 dan
martabe2
Simulasi (8) dan pelepasan beban (6) yaitu skenario pelepasan pembangkit dan pelepasan beban yang telah ditentukan, untuk simulasi (8) yaitu pelepasan pembangkit PLTA Sipan2,PLTA Inalum,PLTMH huta raja, dan PLTMH aek sibundong, sedangkan untuk pelepasan beban yakni pada penyulang MARTABE-S2 (2500KVA) dan MARTABE2-S2 (3255KVA).
Pada PLTA Sipan terjadi perubahan pada detik ke-0,5 hingga detik ke-4 dengan penurunan daya aktif akibat adanya pelepasan beban yaitu dari 15MW menjadi 10MW turun hingga 5MW dan mengamali overload pada generator dengan kekurangan 16,5MW dari daya aktif awalnya, hal ini terjadi karena adanya gangguan pada sistem pembangkit dan beban. terlihat bahwa frekuensi dan tegangan mengalami perubahan hingga detik ke-4 dikarenakan adanya pelepasan beban maupun pembangkit yang disertai CB yang bekerja pada penyulang.unutk frekuensi bus sendiri terjadinya kenaikan frekuensi dari frekuensi nominalnya yaitu sekitar 58,5Hz dan frekuensi mulai hingga stabil kembali pada detik ke-20.
10.Simulasi 9- Pelepasan Beban 5
Gambar 3.21. Daya aktif PLTA Inalum dan PLTA Sipan2
Gambar 3.22. Frekuensi bus SB1,SB2 dan SB3 Simulasi (9) dan pelepasan beban (5) yaitu skenario pelepasan beban dan pelepasan pembangkit yang telah ditentukan, untuk simulasi(9) yaitu pelepasan pembangkit pada PLTA parlilitan,PLTMH aek raisan,PLTMH parluasan,PLTMH batang gadis, sedangkan pelepasan beban pada penyulang pada TAR5-1
(6375KVA), TAR5-5(4250KVA),
TAR4-S1(4350KVA), TAR4-S4(5535KVA), TAR4-S6(4262KVA), TAR3-S2(2691KVA).
Pada PLTA Inalum terjadi perubahan pada daya aktif yaitu dengan daya aktif kerja 20MW kemudian terjadi gangguan hingga detik ke-6 menjadikan PLTA Inalum droop atau kehilangan daya dikarenakan loss eksitasi pada generator, sedangkan pada PLTA Sipan droop daya aktif hingga -10MW karena beban dan arus yang besar pada sistem hingga detik ke-6 kemudian kembali pulih kembali dan droop daya lagi pada saat gangguan stabil dan kehilangan pembangkit yang banyak lepas dari sistem dan akibat terhadap pembangkit yang beroperasi mengalami droop eksitasi dan loss machine.
Frekuensi dan tegangan busbar SB1,SB2,SB3 dengan 2 periode, yaitu pada periode pertama dengan detik ke-0 hingga detik ke-5 adanya kenaikan frekuensi sistem dari 50Hz menjadi 59,6 dan kemudian frekuensi turun 40Hz yang mengakibatkan underfrekuensi pada penyulang, hal ini terjadi karena pelepasan pembangkit dan beban yang besar sehingga stabilitas sistem jadi buruk.
10
ENS = I x V x COS x Kwbeban x t(menit)
11. Simulasi 10- Pelepasan Beban 7
Gambar 3.23. Daya aktif PLTU LA2, PLTA sipan1-2,Inalum
Gambar 3.24. Frekuensi bus gunung1 dan gunung2 Simulasi (10) dan pelepasan beban (7) adalah skenario pelepasan beban dan pelepasan pembangkit dengan ketentuan yang berlaku ataupun sudah direncanakan. Simulasi (10) dengan pelepasan pembangkit pada pembangkit PLTU LA2, PLTA Sipan2, PLTMH hutaraja, PLTA parlilitan, PLTMH batang gadis. Sedangkan beban yang dilepas adalah beban penyulang dari GI Gunung Tua yaitu Gunung1-S3 (3300KVA), Gunung2-S3 (4255KVA).
Pada PLTU LA2 terlihat bahwa ada penurunan daya aktif hingga 30MW dari normal operasi 80MW pada detik ke-4, kemudian naik daya kembali naik hingga 100MW ataupun lebih besar dari daya operasinya hal ini di sebabkan karena beban penuh dan kurangnya daya pembangkit lainnya
Pada frekuensi dan tegangan busbar penyulang gunung1 dan gunung2 terlihat bahwa
frekuensi pada gunung2 cenderung mengalami kenaikan frekuensi sampai 52,9Hz dan kemudian drop pada detik ke-5 karena ada gangguan CB307 yang mengharuskan penyulang ini harus lepas, sedangkan pada gunung1 relatif frekuensi yang bekerja dari detik pertama hingga terakhir lebih stabil
3.3. Perhitungan Biaya Pelepasan Beban
pada skenario Simulasi Program
Perhitungan ENS atau nilai atau besarnya beban dan yang tidak dilayani ataupun beban yang dilepas dikarenakan adanya gangguan pada sistem, yakni dengan rumus :
ENS (SBG1) = I x V x COS x √ Kwbeban x t(menit) = 154,3 x 20KV x 0,85 x √3 4543 x 20 menit = 412.808,091Kwh Jika 1 Kwh = Rp.800,- Maka : ENS = 412.808,091 x800/24 ENS = Rp.13.760.269,7,- perhari
Dengan perhitungan yang sama, maka besar nilai ENS pada saat dilakukan pelepasan beban adalah : Tabel 3.1 Biaya ENS
NO PENYULANG ENS(Rp)/HARI 1 SB1-S2 13.760.269,7 2 SB4-3 40.661.446,67 3 SB4-4 36.450.474,03 4 TELE3-1 6.855.745,767 5 PSP1-2 31.484.898,1 6 PSP8-1 5.718.040 7 PSP8-2 4.517.402 8 PSP8-4 7.030.333 9 TAR5-1 24.466.129 10 TAR5-5 9.056.849 11 TAR4-S1 9.117.480 12 TAR4-S4 14.758.923 13 TAR4-S6 8.747.656 14 TAR3-S2 3.487.333 15 MARTABE-S2 3.010.466 16 MARTABE2-S2 8.226.900 17 GUNUNG1-S3 5.245.166 18 GUNUNG2-S3 8.718.966 TOTAL 241.314.477,27
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa beban dengan evaluasi cost terbesar adalah pada penyulang SB4-3 dengan Rp. 40.661.446,67,- untuk beban penyulang
11 dengan evaluasi beban cost terkecil adalah penyulang pada MARTABE-S2 dengan Rp. 3.010.466. untuk total ENS Tragi Sibolga dalam satu hari adalah Rp. 241.314.477,27,- dengan syarat dalam satu hari hanya terjadi satu kali gangguan, dan nilai rata –rata ENS cost adalah Rp. 13.406.359,85.
4. Kesimpulan
Skenario pelepasan beban dan pelepasan pembangkit yang telah dilakukan menunjukkan adanya perubahan keadaaan pada sistem Tragi Sibolga. Dari hasil analisa stabilitas transient dengan simulasi yang telah dibuat terlihat terjadi gangguan pada detik ke 4, dengan gangguan pada busbar berupa gangguan 3 phasa, gangguan pada CB dan gangguan pada pembangkit. Pada pelepasan PLTU LA2 yang merupakan pembangkit terbesar, terjadi droop pada pembangkit lainnya, diakibatkan beban yang besar tidak seimbangk dengan pembangkit yang beroperasi hal ini mengharuskan melakukan pelepasan beban yang lebih banyak unutk normalisasi frekuensi dan tegangan pada sistem. Pada simulasi sistem kembali pulih pada rentang detik ke-20 hinggaa ke detik ke-25.
Perubahan frekeunsi akibat adanya gangguan pada sisi penyulang dan busbar yakni sekitar 50Hz – 52,2Hz
Pada Studi ini diharapkan dikembangkan dengan analisa kestabilan transien karena pengaruh penempatan kapasitor pada jarak radial terdistribusi penyulang gardu induk dengan tujuan pengoptimalan tegangan dan frekuensi dan analisa harmonisa pada sistem Tragi Sibolga dan evaluasi koordinasi relay OCR,UFR dan GFR untuk stabilitas dan keandalan sistem Tragi Sibolga..
Referensi
[1] Hidayat, Fani Irfan. (2004). Simulasi Pelepasan Beban Pada Sistem Tenaga Listrik. Depok: Departemen Elektro Fakultas Teknik UI. [2] IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection for Power Generating Plants.(2003). New York: IEEE The Institute of Electrical and Electrical Engineers Inc.
[3] Lokay, H.E., and and V. Burtnyk. (1968). Application of Underfrequency Relays for Automatic Load Shedding.
[4] Yuli, Asiffudin. (1998). Studi Aplikasi Pelepasan Beban Pada Penurunan Frekuensi Sistem Tenaga Listrik. Depok: Jurusan Elektro Fakultas Teknik UI.
[5] Karim, Khairuddin., Adi Soeprijanto, Mauridhi Hery Purnomo. (2008). Pelepasan Beban Otomatis Menggunakan ANN-CBP-FLC Pada Sistem
Tenaga Listrik Industri Besar. Yogyakarta: Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi. [6] Survey of Underfrequency Relay Tripping of Under Emergency Conditions. (1968).New York: IEEE Committee Report.
[7] Saadat, Hadi. “Power System Analysis”. McGraw Hill. 1999.
[8] Stevenson, William D. 1983. “Analisis Sistem Tenaga Listrik”. Erlangga. 1996.
[9] Istiandy Frandy,(2012).”Analisa stabilitas transien dan koordinasi proteksi pada PT.line indonesia Gresik akibat penambahan beban kompresor 3x400W”, Departemen Elektro Fakultas Teknik ITS
[10] Saadat,Hadi,(2004), “Power System Analysis (Second Edition)”, McGraw-Hill Education (Asia), Singapore
[11] UPT/UPB PLN (persero), (2010),”Data-prt-Trans-Upt-2010”,Sumbagut
[12] P3B SUMATERA UPT P. SIANTAR,(2010), “data SUTT UPT,PSTR 2011
[18] PT PLN (PERSERO) P3B SUMATERA UPT PEMATANG SIANTAR, (2011), “data teknis Trafo 2011, Sumbagut
[13] Rosalina, (2010), “Anlisis Stabilitas Transien”,Fakultas Teknik UI
[15] STAT (2011),”data PLN2011”
Biodata Penulis
Penulis bernama Rio Parohon Tua Tambunan ( L2F009024) lahir di Sibolga, 10 oktober 1991, penulis telah menempuh pendidikan dari SDN 085122, SMPN 1 Tukka, SMA N 2 Sibolga, dan saat ini menempuh pendidikan S1 di Teknik Elektro Universitas Diponegoro, konsetrasi ketenagaan Listrik.
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Karnoto, S.T. M.T. Susatyo H, S.T., M.T.
