BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Daerah Bandung, provinsi Jawa Barat merupakan termasuk daerah
metropolitan, tentu hal ini berbanding lurus dengan penggunaan konsumsi daya
listrik yang bervariatif mulai dari skala kecil hingga besar seperti dari kebutuhan
rumah tangga, bisnis hingga industri. Mengambil contoh konsumsi daya listrik
yang variatif terlihat di kawasan Bandung Utara dan Bandung Selatan, daerah
Bandung Utara didominasi oleh pemukiman masyarakat, pusat pendidikan dan
villa, hotel skala kecil hingga skala besar akan tetapi berbeda dengan daerah
Bandung Selatan yang didominasi oleh kawasan industri besar dan perlu diketahui
bahwa dalam industri banyak sekali penggunaan peralatan listrik seperti
motor-motor penggerak mesin yang tentu mengkonsumsi daya listrik yang besar,
berangkat dari daerah-daerah yang mempunyai perbedaan karakteristik dan
variatif konsumsi daya listrik. Maka fluktuasi daya dapat terjadi akibat pengaruh
pola variatif konsumsi daya listrik pada jaringan-jaringan distribusi. Pada ilmu
bidang tenaga listrik kualitas daya ditentukan oleh tinggi rendahnya faktor daya
pada bus. Jika faktor daya pada bus mendekati nilai satu, maka kualitas daya pada
bus tersebut semakin baik. Faktor daya pada suatu bus dapat diketahui atau dicek
dengan penggunaan sebuah sensor dan harga sensor ini terbilang mahal, akan
tetapi hal tersebut dapat kita antisipasi, sensor yang terpasang pada bus tersebut
dapat diganti dengan sebuah metode yaitu metode state estimation. Metode State
Estimation bertujuan untuk mengetahui nilai tegangan pada suatu bus yang tidak
terpasang sensor dengan membandingkan hasil pembacaan nilai tegangan dari bus
lain yang terpasang sensor. Hasil dari pengujian ini nantinya dapat digunakan
untuk menjadi acuan terkait perlu atau tidaknya injeksi daya reaktif diberikan
pada bus tersebut. Apabila hasil perhitungan menunjukkan nilai cos phi pada bus
berada di luar range yang diinginkan, maka daya reaktif akan diinjeksikan pada
tegangan disisi pelanggan berada pada tingkat yang dapat diterima.
Keseimbangan tegangan harus dikendalikan untuk memberi pelayanan yang
memuaskan kepada pelanggan. Pengaruh pengiriman daya reaktif dan tegangan
dilakukan dengan menambah dan penyerapan daya reaktif pada setiap bagian
dari sistem tenaga listrik. Selain itu pengaturan pada sisi pembangkit dengan
melakukan pengaturan eksitasi generator, dan pengaturan peralatan lain yang
digunakan untuk menjaga tegangan pada sistem.
Tujuan dari penentuan nilai daya reaktif dan menganalisis tegangan adalah
meningkatkan profil tegangan, mengurangi rugi daya aktif dari sistem,
menentukan kompensasi daya reaktif yang optimal untuk berbagai kondisi
operasi.
Supaya memperoleh tujuan-tujuan diatas, pilihan-pilihan operator
pengaturan sistem tenaga yang dapat digunakan antara lain dengan penambahan
eksitasi generator, pengubahan tap transformator dan shunt capasitor .
a. Shunt capacitor digunakan untuk memperbaiki drop tegangan secara
lokal dilokasi tertentu.
b. Peralatan Flexible AC Transmission System (FACTS) : Static VAR
Compensator, Unified Power Flow Controller
c. Pengaturan tap transformator, transformator daya umumnya dilengkapi
dengan tap pada lilitannya untuk mengubah besarnya tegangan yang keluar
dari transformator. Perubahan tegangan dilakukan dengan merubah posisi tap
transformator.
d Pengaturan eksitasi pada generator. Dengan mengatur arus eksitasi, tegangan
dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Untuk menaikkan tegangan, arus
eksitasi dapat ditambah dan berlaku juga sebaliknya. Yang dimaksud
dengan eksitasi atau biasa disebut sistem penguatan adalah suatu
perangkat yang memberikan arus penguat kepada kumparan medan generator
arus bolak-balikyang dijalankan dengan cara membangkitkan medan
1.2 Rumusan Masalah Penelitian
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka dapat dilakukan kajian masalah
penelitian yang mencakup 3 hal
1.2.1 Identifikasi Masalah
a. Sistem Spindel adalah suatu pola kombinasi jaringan dari pola Radial dan
Ring. Spindel terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya
diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah
Gardu Hubung (GH)..
b. Dalam penyaluran daya dibutuhkan media penghantar seperti kabel,
dikarenakan kabel memiliki nilai impedansi, hal ini mengakibatkan
penyaluran daya dalam level tegangan tertentu akan menghasilkan drop
tegangan.
c. Pada proses monitoring sistem tenaga listrik, permasalahan yang paling
banyak muncul ada pada transducer dari sensor pengukuran. Dikarenakan
transducer adalah sebuah device elektronik, tentu data yang dibaca akan
memiliki nilai error. Nilai error ini semakin lama akan semakin besar
apabila sesnsor digunakan terus menerus. Hal inilah yang menyebabkan
usia pemakaian transducer terbatas.
d. Harga sebuah sensor pengukuran ( device elektronik ) terbilang cukup
mahal, apabila sebuah sistem distribusi terdiri dari puluhan bahkan ratusan
bus, tentunya jumlah biaya yang dikeluarkan sangatlah besar.
1.2.2
Batasan Masalah
a. Simulasi dan analisis menggunakan software matlab.
b. Data beban dan saluran yang digunakan adalah sistem satu fasa distribusi
tertentu pada satu bus.
1.2.3 Rumusan Masalah
a. Bagaimana cara menentukan nilai tegangan pada suatu bus dengan
menggunakan metode state estimation ?
b. Bagaimana cara menentukan injeksi daya reaktif pada bus yang mengalami
penurunan kualitas tegangan ?
c. Bagaimana cara menentukan perhitungan nilai kapasitor untuk mendapatkan
nilai magnitude tegangan yang diinginkan ?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan yang diharapkan dari
penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Mengetahui nilai tegangan pada suatu bus dengan metode state estimation
b. Mengetahui cara memberi injeksi daya reaktif ketika kondisi magnitude
tegangan pada bus rendah.
c. Mengetahui pola sistem distribusi spindel 20 KV di Kota Bandung
d. Mengetahui prinsip metode state estimation
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori
utama, diantaranya adalah :
a. Manfaat untuk Penulis
1) Mengetahui secara lebih dalam mengenai sistem distribusi tenaga listrik,
aliran daya.
2) Dapat mengoperasikan software ETAP pada pemodelan sistem interkoneksi
dan melakukan perhitungan daya reaktif.
1) Data yang digunakan dalam penelitian ini dapat digunakan kembali untuk
keperluan bahan ajar di Departemen Pendidikan Teknik Elektro UPI.
2) Secara tidak langsung terjadi hubungan baik antara PLN dengan Universitas
dengan adanya kerjasama antara mahasiswa dengan karyawan PLN.
c. Manfaat untuk PLN
1) Dengan rasa rendah hati, semoga penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai
bahan pertimbangan dalam operasional PLN.
2) PLN dapat bekerja sama dengan mahasiswa dalam melakukan penelitian
lebih lanjut mengenai topik-topik yang bermanfaat.
1.5 Struktur Organisasi Skripsi
BAB I Pendahuluan
Pada BAB I penulis menyusun beberapa kerangka permasalahan diantaranya
adalah Latar Belakang Peneltian, Identifikasi Masalah Peneltian, Rumusan
Masalah Peneltian, Tujuan Peneltian, Metode Peneltian, Manfaat Peneltian dan
Struktur Organisasi Skripsi.
BAB II Kajian Pustaka
Pada Kajian Pustaka masalah yang dibahas adalah meliputi sistem tenaga listrik,
sistem distribusi, metode state estimation.
BAB III Metode Peneltian
Pada Metode Penelitian dituliskan alur penelitian, tempat penelitian, waktu
penelitian, data dan metode analisis data.
BAB IV Temuan dan Pembahasan
Temuan yang dicatat dalam penelitian ini adalah seluruh hasil simulasi yang
mengukur nilai tegangan, pembebanan saluran, mengukur kualitas daya setelah
perhitungan Weight Least Square. Pembahasan penelitian ini kembali lagi ke
