SIMULASI ALIRAN DAYA DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA .

2y ago
80 Views
3 Downloads
5.77 MB
110 Pages
Last View : 28d ago
Last Download : 2m ago
Upload by : Sutton Moon
Transcription

SIMULASI ALIRAN DAYA DAN GANGGUANHUBUNG SINGKAT PADA PEMBANGKIT LISTRIKTENAGA MESIN GAS (PLTMG) BADAS UNTUKSISTEM KELISTRIKAN SUMBAWA BESARMENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 16SKRIPSIOLEHFUAD ABDURRAHMAN RAFIF15.01.072.010PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS TEKNOLOGI SUMBAWA2019

SIMULASI ALIRAN DAYA DAN GANGGUANHUBUNG SINGKAT PADA PEMBANGKIT LISTRIKTENAGA MESIN GAS (PLTMG) BADAS UNTUKSISTEM KELISTRIKAN SUMBAWA BESARMENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 16HASIL SKRIPSIDiajukan kepadaUniversitas Teknologi Sumbawa sebagaisalah satu persyaratan menyelesaikanProgram Sarjana Strata Satu (S1)HALAMAN JUDULOLEHFUAD ABDURRAHMAN RAFIF15.01.072.010PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS TEKNOLOGI SUMBAWA2019ii

LEMBAR PERSETUJUANSkripsi ini berjudul :SIMULASI ALIRAN DAYA DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKATPADA PLTMG BADAS UNTUK SISTEM KELISTRIKAN SUMBAWABESAR MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 16Disusun oleh:Fuad Abdurrahman Rafif15.01.072.010Telah diperiksa dan disetujui untuk diujiSumbawa, 8 Agustus 2019Pembimbing I: Indra Darmawan, S.T., M.Eng.NIDN.0809018802Paraf Pembimbing II: Ahmad Jaya, S.Pd., M.T.NIDN.0806128302Paraf Mengetahui,Ketua Program StudiTeknik Elektro(Indra Darmawan, M.Eng.)NIP.198801092014071017iv

LEMBAR PENGESAHANSkripsi ini berjudul :SIMULASI ALIRAN DAYA DAN GANGGUAN HUBUNG SINGKATPADA PLTMG BADAS UNTUK SISTEM KELISTRIKAN SUMBAWABESAR MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 16Disusun oleh:Fuad Abdurrahman Rafif15.01.072.010Telah dipertahankan di depan Dewan PengujiSumbawa, 8 Agustus 2019Susunan Dewan PengujiKetua: Indra Darmawan, S.T., M.Eng.NIDN.0809018802ParafAnggota: M. Hidayatullah, S.Si., M.Sc.NIDN.0802098901ParafAnggota: Wirentake, S.Pd., M.Pd.NIDN.0803039101ParafMengetahui,Ketua Program StudiTeknik ElektroMengetahui,Dekan Fakultas TeknikIndra Darmawan, S.T., M.Eng.NIP.198801092014071017Muhamad Hidayat, S.T., M.T.NIP.197109032016051156v

PERNYATAAN KEASLIAN TULISANSaya yang bertanda tangan di bawah ini:Nama: Fuad Abdurrahman RafifNIM: 15.01.072.010Program Studi: Teknik ElektroFakultas: Fakultas TeknikMenyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya tulis ini benarbenar tulisan saya, kecuali kutipan atau ringkasan yang semuanya telah sayajelaskan sumbernya. Apabila di kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan bahwaTugas Akhir ini hasil plagiasi, maka saya bersedia menerima sanksi atas perbuatantersebut sesuai dengan ketentuan yang berlaku.Sumbawa, .Yang membuat pernyataanFuad Abdurrahman Rafifvi

ABSTRAKFuad Abdurrahman Rafif1, Indra Darmawan2, Ahmad Jaya31), 2), 3)Program Studi Teknik Elektro, Universitas Teknologi Sumbawa.1fuad.arafif@gmail.com, 2indra.darmawan@uts.ac.id, 3ahmad.jaya@uts.ac.idSistem tenaga listrik merupakan proses pembangkitan energi listrik hinggapenyaluran kepada pengguna. Sistem yang terintegrasi dengan baik memberikanjaminan mutu untuk keandalan sistem. Maka dari itu, dilakukan analisis gunameminimalisir gangguan yang akan terjadi dari rugi-rugi penyaluran. Sistemkelistrikan Sumbawa Besar saat ini dalam proses peningkatan kapasitas penyalurantransmisi 150 KV dengan PLTMG BADAS sebagai pusat pembangkitan terbesar.Oleh karena itu, penelitian dilakukan dengan menganalisis aliran daya dangangguan hubung singkat pada PLTMG BADAS untuk sistem kelistrikanSumbawa Besar dalam bus sistem 20 KV.Penelitian dilakukan dengan simulasi menggunakan aplikasi programkomputer ETAP 16. Data-data sistem diperoleh dari PT. PLN UP3 Sumbawa dandirepresentasikan kedalam SLD pada ETAP 16. Metode penelitian dilakukandengan analisis aliran daya menggunakan metode Newton Raphson nilai presisi0,0001 dan analisis gangguan hubung singkat 3 fasa terhadap bus sistem 20 KV.Simulasi dilakukan pada tiga skenario pembangkitan, yaitu: 1) Operasi 1 mesinPLTMG, 2) Operasi 2 mesin PLTMG, 3) Operasi seluruh mesin PLTMG. Ketigaskenario dilakukan pada kondisi operasi normal.Hasil simulasi menunjukkan bahwa analisis aliran daya dengan metodeNewton-Raphson menghasilkan 2 kali iterasi pada setiap skenario, dan diperolehparameter sebagai berikut: 1) Rata-rata nilai tegangan tertinggi pada skenario 1sebesar 20,43 KV dengan sudut fasa -14,3, 2) Total daya Aktif – Reaktif tertinggipada skenario 2 sebesar 44,475 MW dan 9,557 MVAR, 3) Skenario 1 memilikirugi-rugi daya terendah sebesar 2,634 MW dan 5,168 MVAR serta tegangan jatuhsebesar 2,275%. Adapun hasil simulasi pada gangguan hubung singkat 3 fasadiperoleh pada skenario 1 yang memiliki rata-rata terendah sebesar 1,976 kA.Gangguan terbesar terjadi pada bus terdekat dari pusat pembangkitan dan gangguanterkecil terdapat pada bus terjauh dari pusat pembangkitan.Kata Kunci : Aliran Daya, Hubung Singkat 3 Fasa, ETAP 16.vii

ABSTRACTFuad Abdurrahman Rafif1, Indra Darmawan2, Ahmad Jaya31), 2), 3)Program Studi Teknik Elektro, Universitas Teknologi Sumbawa.1fuad.arafif@gmail.com, 2indra.darmawan@uts.ac.id, 3ahmad.jaya@uts.ac.idElectric power system is a process of electrical energy generation todispense to users. A well-integrated system provides quality assurance for systemreliability. Analysis is conducted to minimize dispensing losses. The electricalsystem of Sumbawa Besar is currently in the process of upgrading 150 KVtransmission distribution capacity with PLTMG BADAS as the largest generationcenter. The research was conducted by analyzing the power flow on PLTMGBADAS for the electrical system of Sumbawa Besar which was reviewed on 20 KVbus system, and by simulating using ETAP 16 software .The research method is done with data derived from Sumbawa's PLN andanalysis of the power flow calculation using the method Newton-Raphson precisionvalue 0.0001 and a short circuit 3 phase analysis against the 20 KV system bus.The simulation is performed on three generation scenarios, namely: 1) Operation 1PLTMG engine, 2) operation 2 PLTMG engines, 3) operation of the entire PLTMGmachine. All three scenarios are done under normal operating conditions.Simulated results show that the analysis of power flows by Newton-Raphsonmethod generates 2 iterations in each scenario, and the following parameters areobtained: 1) average of the highest voltage value in Scenario 1 OF 20.43 KV Withphase angle-14.3, 2) Total active power – highest reactive in Scenario 2 of 44.475MW and 9.557 MVAR, 3) Scenario 1 has the lowest power loss of 2.634 MW and5.168 MVAR and voltage fall by 2.275%. The result in a 3-phase short circuitsimulated show disorder were obtained in Scenario 1 which had the lowest averageof 1.976 kA. The biggest fault occurred on the nearest bus from the generationcenter and the smallest fault was on the farthest bus from the generation center.Keywords : Load Flow, Short Circuit 3 Phase, ETAP 16.viii

KATA PENGANTARPuji syukur dipanjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmatdan hidayah-Nya atas kesempatan ini sehingga penulis dapat menyelesaikan TugasAkhir dengan baik. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi salah satupersyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Teknik bagi mahasiswa ProgramStudi Teknik Elektro, bidang keahlian Sistem Tenaga Arus Kuat di UniversitasTeknologi Sumbawa.Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis menyadari sepenuhnya bahwaselesainya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan serta bimbingan daribanyak pihak, baik bersifat moril maupun materil. Oleh karenanya, penulismenyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada:1.Keluarga tercinta (Terkhusus Abi Agus Widodo, Ummi Novivi Pilia, KakakInayah, Nabil, Bita, dan Bulek Wati) yang telah memberikan do’a, dorongandan dukungan sepenuhnya bagi penulis.2.Bapak Zulkieflimansyah (Gubernur NTB Periode 2018-2023) selakuPendiri Universitas Teknologi Sumbawa (UTS) yang telah memberikankesempatan untuk berkuliah dan menyelesaikan studi selama di Sumbawa.3.Bapak Dr. Andy Tirta, M.Sc. selaku Rektor UTS.4.Bapak Muhamad Hidayat, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik.5.Bapak Indra Darmawan M.Eng., selaku Ketua Program Studi TeknikElektro sekaligus sebagai pembimbing I yang telah membantu sehinggadapat terselesaikannya Tugas Akhir ini.ix

6.Bapak Addien Wahyu W., S.T., selaku Pembimbing Penelitian (PegawaiPLN Sumbawa) atas bimbingan dan arahannya penelitian Tugas Akhir ini.7.Seluruh Dosen dan Staf Program Studi Teknik Elektro (Bu Titin, Pak Jaya,Pak Nova, Bu Tri, Pak Dayat, Pak Topan, Pak Ikbal, Bu Laily) atas bantuandan dukungannya.8.Teman – teman mahasiswa Teknik Elektro terkhusus angkatan 2015 yangtelah banyak membantu penulis dan memberikan dukungan dalampenyusunan hingga selesai.9.Teman seperjuangan mahasiswa rantau UTS angkatan 2015 dari LuarSumbawa yang telah berjuang bersama untuk hidup mandiri di Sumbawa.10. Semua pihak yang telah membantu terselesainya Tugas Akhir ini yang tidakdapat disebutkan satu persatu.Tugas Akhir ini disusun dengan sebaik-baiknya, namun masih terdapatbanyak kekurangan dalam penyusunannya. Oleh karena itu, diharapkan saran dankritiknya yang bersifat membangun dari semua pihak. Tidak lupa pula harapanpenulis Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat menambah ilmupengetahuan.Sumbawa, 9 Agustus 2019Penulisx

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL . iiLEMBAR PERSETUJUAN . ivLEMBAR PENGESAHAN . vPERNYATAAN KEASLIAN TULISAN . viABSTRAK . viiKATA PENGANTAR . ixDAFTAR ISI . xiDAFTAR TABEL. xiiiDAFTAR GAMBAR . xivDAFTAR LAMPIRAN . xvBAB I PENDAHULUAN . 11.1. Latar Belakang .11.2. Rumusan Masalah .21.3. Batasan Masalah .31.4. Tujuan Penelitian.31.5. Manfaat Penelitian.41.6. Sistematika Penulisan .41.7. Matriks Penelitian .5BAB II KAJIAN PUSTAKA . 72.1. Tinjauan Pustaka .72.2. Landasan Teori .82.2.1. Sistem Tenaga Listrik . 82.2.2. Studi Aliran Daya. 112.2.3. Metode Newton-Raphson . 142.2.4. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa . 172.2.5. ETAP Power Station 16 . 19BAB III METODOLOGI PENELITIAN . 223.1. Bagan Alur Penelitian .223.2. Waktu dan Tempat Penelitian .23xi

3.3. Metode Pengumpulan Data .233.4. Tahapan Penelitian .233.4.1. Tahap Pengolahan Data. 243.4.2. Tahap Input Data pada Simulasi ETAP 16 . 243.4.3Tahap Pemodelan . 283.4.4Tahap Analisis. 30BAB IV PEMBAHASAN . 314.1. Gambaran Umum Sumbawa .314.2. Gambaran Sistem Kelistrikan Sumbawa Besar .324.2.1. Pembangkit. 344.2.2. Spesifikasi Sistem Kelistrikan Sumbawa Besar . 344.3. Perancangan SLD pada Simulasi ETAP 16 .354.4 Skenario untuk Simulasi Aliran Daya dan Gangguan Hubung Singkat .374.5. Hasil Simulasi .384.5.1. Skenario 1. 384.5.2. Skenario 2. 424.5.3. Skenario 3. 474.6. Pembahasan .514.6.1. Nilai Tegangan pada Bus Sistem 20 KV. 514.6.2. Rugi-Rugi Daya dan Tegangan Jatuh pada Saluran . 524.6.3. Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa . 534.6.4. Penggunaan Pembangkit . 54BAB V PENUTUP . 555.1. Kesimpulan.555.2. Saran .56DAFTAR PUSTAKA . 57LAMPIRAN . 58xii

DAFTAR TABELTabel 3.1. Kebutuhan Data Penelitian. 24Tabel 3.2. Bus 20 KV Sistem Sumbawa Besar . 30Tabel 4.1. Pembangkit Terpasang Sistem Kelistrikan Sumbawa Besar . 34Tabel 4.2. Skenario 1 . 37Tabel 4.3. Skenario 2 . 37Tabel 4.4. Skenario 3 . 37Tabel 4.5. Nilai Tegangan dan Sudut Fasa pada Skenario 1. 38Tabel 4.6. Daya Aktif dan Reaktif pada Skenario 1 . 39Tabel 4.7. Rugi-rugi Daya dan Tegangan Jatuh pada Skenario 1 . 40Tabel 4.8. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa Skenario 1. 41Tabel 4.9. Nilai Tegangan dan Sudut Fasa pada Skenario 2. 43Tabel 4.10. Daya Aktif dan Reaktif pada Skenario 2 . 43Tabel 4.11. Rugi-rugi Daya dan Tegangan Jatuh pada Skenario 2 . 44Tabel 4.12. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa Skenario 2. 45Tabel 4.13. Nilai Tegangan dan Sudut Fasa pada Skenario 3 . 47Tabel 4.14. Daya Aktif dan Reaktif pada Skenario 3 . 48Tabel 4.15. Rugi-rugi Daya dan Tegangan Jatuh pada Skenario 3 . 49Tabel 4.16. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa pada Skenario 3 . 50Tabel 4.17. Besar Arus Gangguan pada Skenario. 53xiii

DAFTAR GAMBARGambar 2.1. Komponen Utama Sistem Tenaga Listrik (Saadat, 1999). .8Gambar 2.2. Jaringan Radial dan Loop.10Gambar 2.3. Segitiga Daya .11Gambar 2.4. Hubung Singkat 3 Fasa (Saadat, 1999) .18Gambar 2.5. ETAP 16 (Sumber: ETAP, 2016).19Gambar 3.1. Bagan Alur Penelitian .22Gambar 3.2. Tampilan data generator pada ETAP 16 .25Gambar 3.3. Tampilan data transformator pada ETAP 16 .25Gambar 3.4. Tampilan data Transmission Line (atas) dan Cable Editor (bawah)pada ETAP 16 . 26Gambar 3.5. Tampilan data bus pada ETAP 16 .27Gambar 3.6. Tampilan data beban static load pada ETAP 16 .27Gambar 3.7. Tampilan data HVCB editor pada ETAP 16.28Gambar 4.1. Provinsi Nusa Tenggara Barat .31Gambar 4.2. Kondisi Sistem Kelistrikan Sektor Tambora.33Gambar 4.3. Kondisi Pembangkit dan Neraca Daya Sektor Tambora Juni 2018 .33Gambar 4.4. SLD Sistem Sumbawa Besar pada ETAP 16 .36Gambar 4.5. Bus GH BOAK dan GH EMPANG pada Skenario 1 .42Gambar 4.6. Bus GI BADAS dan GH EMPANG pada Skenario 2.46Gambar 4.7. Bus GI BADAS dan GH EMPANG pada Skenario 3.50Gambar 4.8. Grafik Skenario untuk Nilai Tegangan pada Bus 20 KV .51Gambar 4.9. Perbandingan Total Rugi-Rugi Daya .52Gambar 4.10. Perbandingan Arus Gangguan pada Setiap Skenario .53Gambar 4.11. Grafik Penggunaan Pembangkit pada Skenario .54xiv

DAFTAR LAMPIRANLampiran 1. Data PLN untuk SLD Sistem Sumbawa Besar . 58Lampiran 2. Report Skenario 1 pada ETAP 16. 60Lampiran 3. Report Skenario 2 pada ETAP 16. 73Lampiran 4. Report Skenario 3 pada ETAP 16. 84xv

BAB IPENDAHULUAN1.1.Latar BelakangSistem tenaga listrik harus memiliki kualitas hasil produksi listrik yangkonstan sebagai jaminan untuk memberikan pelayanan optimal kepada konsumensecara kontinyu. Sistem yang saling terintegrasi dapat meningkatkan mutu sertakeandalan sistem, agar memberikan nilai keamanan yang tinggi dan bekerja denganefektif dan efisien dalam proses penyebarannya dan mampu menyediakan energilistrik dengan nilai ekonomis yang tinggi.Perusahaan Listrik Negara (PLN) Unit Pelaksana Pelayanan Pelanggan(UP3) Sumbawa sedang dalam pengembangan untuk sistem kelistrikan 20 Kilo Volt(KV) menjadi 150 KV. Sistem kelistrikan Sumbawa Besar memi

dengan analisis aliran daya menggunakan metode Newton Raphson nilai presisi 0,0001 dan analisis gangguan hubung singkat 3 fasa terhadap bus sistem 20 KV. Simulasi dilakukan pada tiga skenario pembangkitan, yaitu: 1) Operasi 1 mesin PLTMG, 2) Operasi 2 mesin PLTMG, 3) Operasi seluruh mesin PLTMG. Ketiga skenario dilakukan pada kondisi operasi .

Related Documents:

Analisis aliran daya dibutuhkan untuk menentukan kondisi operasi sistem tenaga dalam keadaan mantap, melalui pemecahan persamaan aliran daya pada jaringan. Tujuan utama studi aliran daya adalah untuk menentukan magnitudo tegangan, sudut tegangan, aliran daya aktif dan dayareaktif pada saluran, serta

parameter di setiap Bus Sistem yang meliputi tegangan, daya, arus dan besarnya sudut fasa. Metoda yang dipakai dalam menyelesaikan perhitungan aliran daya antara lain adalah metoda Gauss-Seidel dan metoda Newton-Raphson. 1.2. Perumusan Masalah Dalam analisis sistem tenaga listrik ada berbagai macam metoda untuk menganalisa aliran daya.

Simulasi dan Analisis Aliran Daya Pada Sistem Tenaga Listrik Menggunakan Perangkat Lunak Electrical Transient Analyser Program(Etap) Versi 4.0 1)Rudi Salman Dosen Pendidikan Teknik Elektro FT Unimed 2)Mustamam Dosen Pendidikan Teknik Elektro FT Unimed 3)Arwadi Sinuraya Dosen Pendidikan Teknik Elektro FT Unimed 121 Gambar 2.2. Diagram Admitansi Pada

simulasi untuk membantu dan mengevaluasi perilaku transien aliran daya dalam sistem. Investigasi telah dikhususkan untuk mempelajari perilaku dinamis dalam perubahan beban normal dan langkah dalam kondisi berbeban. Oleh karena itu, osilasi dalam daya dan frekuensi terjadi dengan periode yang ditimbulkan oleh sumber dengan konstanta waktu terbesar.

Melakukan analisis aliran daya pada kondisi sebelum dan setelah pengaturan tap trafo. Melakukan simulasi pengaturan tap trafo untuk mendapatkan alokasi daya reaktif yang optimal pada saluran transmisi. Melakukan simulasi perbaikan faktor daya pada sisi beban 2. Transformator Tenaga (Power Transformer)

Simulasi aliran beban tahap 1 diterapkan pada jaringan sistem tenaga listrik pusat penampung produksi Menggung pertamina asset IV field Cepu yang sesuai dengan data masukan daftar beban dan . single line diagram. Simulasi tahap 1 bertujuan untuk mengetahui keadaan rugi-rugi daya dan profil tegangan sebelum ada perbaikan. Gambar 3 adalah hasil .

berjudul manajemen Sumber Daya Manusia adalah, bahwa sumber daya manusia terdiri dari empat suku kata, yaitu manajemen, sumber, daya, dan manusia, keempat suku kata terbukti tidak sulit untuk dipahami artinya. Dimaksudkan dengan manajemen terhadap daya yang bersumber dari manusia.2 Sumber daya manusia merupakan satu-satunya sumber daya yang

America’s criminal justice system. Racial and ethnic disparity foster public mistrust of the criminal jus-tice system and this impedes our ability to promote public safety. Many people working within the criminal justice system are acutely aware of the problem of racial disparity and would like to counteract it. The pur-pose of this manual is to present information on the causes of disparity .