JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI .
ANALISIS ALIRAN DAYA SISTEM TENAGA LISTRIKPADA BAGIAN TEXTURIZINGDI PT ASIA PASIFIC FIBERS TBK KENDALMENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 4.0SKRIPSIdisusun sebagai salah satu syaratuntuk memperoleh gelar Sarjana PendidikanProgram Studi Pendidikan Teknik ElektroOlehAdib Gustian Nigara5301410042JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015
ANALISIS ALIRAN DAYA SISTEM TENAGA LISTRIKPADA BAGIAN TEXTURIZINGDI PT ASIA PASIFIC FIBERS TBK KENDALMENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 4.0SKRIPSIdisusun sebagai salah satu syaratuntuk memperoleh gelar Sarjana PendidikanProgram Studi Pendidikan Teknik ElektroOlehAdib Gustian Nigara5301410042JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015i
ii
PERNYATAANSaya menyatakan bahwa yang tertulis di dalam skripsi ini benar-benar murni hasilkarya saya sendiri, bukan meniru atau plagiat dari karya orang lain baik sebagianatau seluruhnya, dan tidak dibuatkan oleh orang lain. Pendapat atau temuan oranglain yang terdapat dalam skripsi ini dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etikilmiah.PenulisAdib Gustian NigaraNIM 5301410042iii
MOTTO DAN PERSEMBAHANMOTTO :1.Hidup secukupnya.2.Melangit tanpa lupa membumi.3.Tidak bertindak karena menunggu hilangnya rasa malas adalah sebuah bentukkemalasan yang lebih parah.4.Bisa jadi kamu membenci sesuatu padahal itu baik bagimu, dan bisa jadikamu menyukai sesuatu padahal itu buruk bagimu (2 : 216).PERSEMBAHAN :Tanpa mengurangi rasa syukur kepada Allah SWT,skripsi ini saya persembahkan untuk :1. Bapak, Ibu dan Adek serta keluarga tercinta yangselalu mendoakan dan memberikan dukungan.2. Seseorangyangnantinyaakanmenemanikumenghabiskan sisa hidupku.3. Teman-teman seperjuangan khususnya teman-temanPTE’10.4. Teman-teman Khusen Kost yang selalu setia menjaditeman hidup selama di tanah rantau.5. Almamaterku, UNNES tercinta.iv
KATA PENGANTARDengan mengucap puji syukur atas kehadirat Allah SWT, yang telahmemberikan dan melimpahkan segala rahmat, hidayah, dan inayahnya sertamemberikan kekuatan, kesabaran, dan kemudahan kepada penulis sehingga dapatmenyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar.Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada pihak yang telahmembantu dalam penyusunan skripsi ini, kepada yang terhormat :1.Bapak Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd., selaku Dekan Fakultas TeknikUniversitas Negeri Semarang.2.Bapak Drs. Suryono, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.3.Bapak Drs. Yohanes Primadiyono, M.T., selaku Dosen Pembimbing dalampenyusunan skripsi ini.4.Dosen Penguji yang telah meluangkan waktunya dan memberikan penilaianserta arahan dalam menyusun skripsi ini.5.Bapak Sutrisno selaku karyawan di PT Asia Pasific Fibers yang telahmembantu mencarikan data dan memberikan arahan dalam penelitian ini.6.Dosen-dosen jurusan teknik elektro yang telah banyak memberikan ilmuselama menempuh studi.7.Teman-teman PTE 2010 yang berjuang bersama.8.Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyusunan skripsi ini.Harapan penulis, semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi semua pihakdan menambah wawasan serta referensi tentang aliran daya.Semarang,September 2015Penulisv
ABSTRAKNigara, Adib Gustian. 2015. Analisis Aliran Daya Sistem Tenaga Listrik PadaBagian Texturizing di PT Asia Pasific Fibers Tbk Kendal Menggunakan SoftwareETAP Power Station 4.0. Skripsi, Program Studi Pendidikan Teknik Elektro,Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.Pembimbing Drs. Yohannes Primadiyono, M.T.Studi analisis aliran daya dimaksudkan untuk memperoleh informasimengenai aliran daya atau tegangan pada suatu jaringan sistem tenaga listrik.Manfaat dari analisis aliran daya listrik adalah untuk mengetahui kondisikeseluruhan dari suatu sistem tenaga listrik apakah masih memenuhi batas-batasyang telah ditentukan serta untuk mengetahui besar losses yang ada.Perhitungan aliran daya saat ini telah banyak menggunakan aplikasikomputer, tujuannya untuk mempermudah dan mendapatkan hasil yang lebihakurat. Dalam penelitian ini digunakan Software ETAP Power Station 4.0 yangmenggunakan tiga metode perhitungan aliran daya yaitu Gauss Siedle, NewtonRaphson Dan Fast Decouple. Peneliti memilih metode Newton Raphson karenadianggap efektif dan menguntungkan untuk sistem jaringan yang besar. MetodeNewton Raphson dapat mengatasi kelemahan pada metode Gauss Seidel antaralain mempunyai waktu hitung dan kovergensi yang cepat atau membutuhkanjumlah iterasi yang lebih sedikit.Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah bahwa kondisikelistrikan secara keseluruhan sudah baik dan sesuai persyaratan, denganklasifikasi total daya aktif (P) sebesar 6230 kW, daya reaktif(Q) sebesar 345 kVAR dan daya semu (S) sebesar 6240 kVA. Sementara besarrugi daya (losses) untuk daya aktif sebesar 18 kW dan untuk daya reaktif sebesar217 kVAR. Untuk persentase nilai jatuh tegangan adalah Bus Beban 1 (0,97%),Bus Beban 2 (1,32%), Bus Beban 3 (1,66%) dan Bus Beban 4 (1,16%).Kata Kunci : Aliran Daya, rugi daya, ETAP.vi
DAFTAR ISIHalamanHALAMAN JUDUL .iHALAMAN PENGESAHAN .iiHALAMAN PERNYATAAN .iiiMOTTO DAN PERSEMBAHAN .ivKATA PENGANTAR .vABSTRAK .viDAFTAR ISI .viiDAFTAR GAMBAR .xDAFTAR TABEL .xiBAB I PENDAHULUANA. Latar Belakang Masalah .1B. Rumusan Masalah .3C. Batasan Masalah .3D. Tujuan Penelitian .4E. Manfaat Penelitian .4F. Sistematika Penulisan .5BAB II LANDASAN TEORIA. Sistem Tenaga Listrik .6B. Sistem Distribusi .71. Gardu Induk (GI) .72. Jaringan Distribusi Primer.8a. Sistem Radial .9b. Sistem Hantaran Penghubung (Tie Line) .10vii
Halamanc. Sistem Loop.11d. Sistem Spindel.123. Gardu Distribusi (Transformator Distribusi) .134. Jaringan Distribusi Sekunder .13C. Aliran Daya .13D. Klasifikasi Sistem Aliran Daya .161. Representasi Transformator .162. Representasi Generator .173. Representasi Bus (Busbar) .18a. Bus Beban (Load Bus).19b. Bus Generator (Generator Bus) .19c. Bus Berayun (Swing Bus atau Slack Bus) .20d. Bus Tunggal (Single Bus) .20e. Bus Ganda (Multiple Bus) .20f. Bus Gelang (Ring Bus) .204. Representasi Kapasitor Bank.215. Representasi Beban .21a. Static Load (Beban Statis) .21b. Dinamic Load (Beban Dinamis) .216. Representasi Sistem Proteksi .22E. Konsep Dasar Aliran Daya .221. Daya Listrik Pada Rangkaian Satu Fasa .242. Daya Listrik Pada Rangkaian Tiga Fasa .253. Bentuk Kompleks dari Besaran Tegangan dan Arus Listrik .264. Faktor Daya .275. Losses(Rugi Daya) .29F. Persamaan Aliran Daya .30G. Metode Perhitungan Aliran Daya .331. Metode Perhitungan Newton Raphson .332. Metode Perhitungan Gauss Siedel.36viii
Halaman3. Metode Perhitungan Fast De Couple .364. Metode yang Digunakan .37H. ETAP Power Station 4.0.0 .37I.38Penelitian Terdahulu .BAB III METODE PENELITIANA. Waktu dan Tempat Penelitian .40B. Variabel Penelitian .40C. Alat dan Bahan Penelitian .41D. Prosedur Penelitian .41E. Sumber Data .42F. Metode Pengumpulan Data .45G. Analisis Data .46BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANA. Klasifikasi Jaringan .54B. Hasil Report Manager di ETAP Power Station 4.0 .56BAB V PENUTUPA. Kesimpulan .64B. Saran .66DAFTAR PUSTAKA .67ix
DAFTAR GAMBARGambarHalamanGambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik.6Gambar 2.2 Konfigurasi Sistem Radial .9Gambar 2.3 Konfigurasi Sistem Hantaran Penghubung (Tie Line) .10Gambar 2.4 Konfigurasi Sistem Loop.11Gambar 2.5 Konfigurasi Sistem Spindel.12Gambar 2.6 Segitiga Daya .22Gambar 2.7Bentuk Kompleks dari Besaran Tegangan dan Arus Listrik .26Gambar 2.8Diagram Fasor Antara Tegangan dan Arus .27Gambar 2.9 Ilustrasi Metode Newton-Raphson .35Gambar 3.1 Diagram Prosedur Penelitian .42Gambar 3.2 Single Line Diagram .48Gambar 3.3 Load Flow Analysis .49Gambar 3.4 Edit Study Case .49Gambar 3.5 Load Flow Study Case.50Gambar 3.6 Run Load Flow .51Gambar 3.7Single Line Diagram Setelah Eksekusi .52Gambar 3.8 Report Manager .53x
DAFTAR TABELTabelHalamanTabel 4.1 Data Beban Beroperasi.56Tabel 4.2 Data Besaran Daya .57Tabel 4.3 Data Masukan yang Diperoleh dari Bus .58Tabel 4.4 Data Masukan Transformator .59Tabel 4.5 Koneksi Sumber Tenaga Listrik .60Tabel 4.6 Nilai Drop Tegangan pada Bus .61Tabel 4.7 Hasil Analisis Aliran Daya .62Tabel 4.8 Daftar Program Besar Rugi Daya .63Tabel 4.9 Perbandingan Masukkan Dan Keluaran Beban padaTransformator .xi63
BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangListrik sudah menjadi salah satu kebutuhan pokok manusia dalamkehidupan sehari-hari. Hampir semua peralatan yang menopang danmembantu kegiatan sehari-hari manusia saat ini membutuhkan energi listrik.Dari sektor rumah tangga, pemerintahan, fasilitas umum, industri, hinggafasilitas sosial, semua membutuhkan listrik. Dalam dunia industri, listriksudah menjadi kebutuhan primer sebagai sumber energi utama untukmenjalankan semua alat dan mesin yang ada di industri.Di PT Asia Pasific Fibers, khususnya pada bagian Texturizing, untukmemenuhi kebutuhan listrik, energi listrik diambil dari pasokan listrikPerusahaan Listrik Negara (PLN).Seiring berjalannya waktu, bagianTexturizing pun terus melakukan pengembangan khususnya di sektorpembangunan, yang berarti bertambah pula jumlah beban yang harusditanggung. Akibatnya, desain konfigurasi awal dari sistem jaringankelistrikan yang awalnya baik dan mampu melayani beban dengan baik, bisajadi menjadi tidak sesuai lagi dengan keadaan pembebanan saat ini. Untuk itu,perlu dilakukan analisis aliran daya untuk mengetahui kondisi secarakeseluruhan dari sistem tenaga listrik pada bagian Texturizing di PT AsiaPasific Fibers saat ini.1
2Analisis aliran daya dalam sistem tenaga listrik merupakan analisisyang mengungkapkan kinerja suatu sistem tenaga listrik dan aliran daya(nyata dan reaktif) untuk keadaan tertentu ketika sistem bekerja. Hasil utamadari aliran daya adalah besar dan sudut fasa tegangan pada setiap saluran(bus), daya nyata dan daya reaktif yang ada pada setiap saluran. Hasil analisisaliran daya dapat digunakan untuk mengetahui besarnya losses (rugi daya dantegangan), alokasi daya reaktif dan kemampuan sistem untuk memenuhipertumbuhan beban.Perhitungan aliran daya untuk sistem tenaga listrik pada bagianTexturizing di PT Asia Pasific Fibers secara manual akan sangat rumit, olehsebab itu dalam penelitian ini digunakan software komputer untukmempermudah dan mempercepat dalam proses perhitungan aliran daya.ETAP (Electrical Transient Analisis Program) Power Station merupakansalah satu software yang dapat digunakan untuk perhitungan aliran daya padasistem tenaga listrik. Dengan menggunakan software ETAP Power Station4.0 akan dapat menganalisis sistem tenaga listrik yang sangat luas (Agung,2009 dalam Dhimas, 2014 : 2).Berdasarkan alasan tersebut, maka peneliti tertarik mengadakanpenelitian dengan judul, “ANALISIS ALIRAN DAYA SISTEM TENAGALISTRIK PADA BAGIAN TEXTURIZING DI PT ASIA PASIFICFIBERS TBK KENDAL MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAPPOWER STATION 4.0”
3B. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas, maka didapatkan inti masalah yangakan diselesaikan pada penelitian ini, yaitu :a.Berapa besar nilai aliran daya yang meliputi daya aktif, daya reaktif, dandaya semu yang ada pada bagian Texturizing di PT Asia Pasific FIbers?b.Berapa besar nilai rugi daya (losses) yang terdapat dalam sistem tenagalistrik pada bagian Texturizing di PT Asia Pasific Fibers?c.Berapa besar nilai tegangan dan jatuh tegangan pada setiap bus yang adapada bagian Texturizing di PT Asia Pasific Fibers?C. Batasan MasalahUntuk memfokuskan penelitian pada bagian yang dianggap palingpenting, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut :a.Ruang lingkup penelitian hanya pada bagian Texturizing di PT AsiaPasific Fibers.b.Analisis aliran daya listrik memanfaatkan data hasil pengukuran dari alatukur yang terpasang pada panel kontrol.c.Software ETAP yang digunakan adalah versi 4.0d.Metode aliran daya yang digunakan pada software ETAP PowerStationadalah metode Newton-Raphson.
4D. Tujuan PenelitianAdapun tujuan penelitian ini adalah :a.Untuk mengetahui besar nilai aliran daya yang meliputi daya aktif, dayareaktif, dan daya semu yang ada pada bagian Texturizing di PT AsiaPasific Fibers.b.Untuk mengetahui besar nilai rugi daya (losses) yang terdapat dalamsistem tenaga listrik pada bagian Texturizing di PT Asia Pasific Fibers.c.Untuk mengetahui besar nilai tegangan dan jatuh tegangan pada setiapbus yang ada pada bagian Texturizing di PT Asia Pasific Fibers.E. Manfaat PenelitianManfaat penelitian ini adalah :a.Bagi industri, penelitian ini bermanfaat sebagai referensi kelistrikan danaliran daya listrik yang ada di industri khususnya untuk bagianTexturizing.b.Bagi lembaga pendidikan, penelitian ini akan menambah kepustakaansebagai salah satu sumber penulisan karya ilmiah lebih lanjut.c.Bagi penulis, penelitian ini akan menambah ilmu terutama yang terkaittentang aliran daya pada sistem tenaga listrik khususnya yang ada di PTAsia Pasific Fibers.
5F. Sistematika Penulisan SkripsiSkripsi ini terdiri atas tiga bagian utama, yaitu :1.Bagian awal, terdiri dari : halaman judul, abstrak, halaman pengesahan,motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar gambar, daftartabel dan daftar lampiran2.Bagian isi, terdiri dari :a.BAB I PENDAHULUAN : berisi latar belakang, rumusan masalah,batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dansistematika penulisan skripsi.b.BAB II LANDASAN TEORI : berisi tentang teori-teori terkait dankerangka berpikir.c.BAB III METODOLOGI PENELITIAN: berisi jenis dan desainpenelitian, waktu dan tempat penelitian, sumber data, variabelpenelitian, metode pengumpulan data, serta metode analisis data.d.BAB IV HASIL PENELITIAN : berisi hasil penelitian danpembahasan.e.BAB V PENUTUP : berisi kesimpulan dan saran.3. Bagian akhir, terdiri dari : daftar pustaka dan lampiran-lampiran.
BAB IILANDASAN TEORIA. Sistem Tenaga ListrikSistem tenaga listrik merupakan suatu kesatuan yang terintegrasimulai dari unit pembangkit listrik, unit transmisi listrik, sampai unit distribusilistrik dalam upaya menyalurkan listrik dari produsen kepada konsumendengan dilengkapi sistem proteksi pada kesatuan tersebut. Menurut PT. PLN(Persero) (2010b : 2), ada tiga bagian penting dalam proses penyaluran tenagalistrik, yaitu Pembangkitan, Penyaluran (Transmisi), dan Distribusi. Secaraumum skema sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut :Gambar 2.1 Sistem Tenaga ListrikSumber
Skripsi, Program Studi Pendidikan Teknik Elektro, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Drs. Yohannes Primadiyono, M.T. Studi analisis aliran daya dimaksudkan untuk memperoleh informasi mengenai aliran daya atau tegangan pada suatu jaringan sistem tenaga listrik.
Teknik Elektro 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Pengertian dan Istilah a. Universitas adalah Universitas Jenderal Soedirman. b. Fakultas adalah Fakultas Teknik Universirsitas Jenderal Soedirman. c. Jurusan adalah Jurusan Teknik Elektro dengan Program Studi S1 Teknik Elektro pada Fakultas Teknik. d.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2010. i Renstra Prodi S1 Teknik Elektro 2010-2014 Universitas Muhammadiyah Yogyakarta KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur ke hadirat Allah SWT, atas rahmat, berkah dan .
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO S-1 1. Visi dan Misi Program Studi Visi Prodi S1 Teknik Elektro disusun mengacu pada visi Fakultas Teknik dan visi Universitas Negeri Yogyakarta. Visi Prodi S1 Teknik Elektro FT UNY adalah pada tahun 2025 menjadi Program Studi S1 Teknik Elektro yang unggul dan kompetitif di tingkat
Analisis Reduksi Harmonisa Pada Variable Speed Drive Menggunakan Filter Lc Dengan Beban Motor Induksi Tiga Fasa 1) Maharani Putri Mahasiswa Magister Teknik Jurusan Teknik Elektro USU s 2) Usman Bafaai Mahasiswa Magister Teknik Jurusan Teknik Elektro USU 3) Marwan Ramli Mahasiswa Magister Teknik Jurusan Teknik Elektro
Program Studi S1 Pendidikan Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Skripsi. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Dosen Pembimbing : Drs. Said Sunardiyo M.T dan Drs. Slamet Seno Adi, M.Pd, M.T Kata kunci : Minat, Berwirausaha, Mahasiswa
Program Studi Teknik Elektro secara penuh menjadi Program Studi di lingkungan Fakultas Teknik Universitas Diponegoro sesuai dengan SK Dirjen Dikti No. 47/DIKTI/Kep/1986 tanggal 26 Desember 1986. SK tersebut berlaku surut bahwa Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro secara resmi berdiri mulai t ahun akademik 1983/1984 .
Dari sinilah bermula sejarah Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Jurusan Sipil, Jurusan Mesin dan Jurusan Elektro dibuka pada tahap pertama. Masing-masing diketuai oleh Ir. Sutami untuk Jurusan Sipil, Ir. Ahmad Sayuti untuk Ketua Jurusan Mesin dan Ir. K. Hadinoto untuk Ketua Jurusan Elektro.
the adoption and adaptation of agile software development practices. This model was found especially useful when the project context departs significantly from the “agile sweet spot”, i.e., the ideal conditions in which agile software development practices originated from, and where they are most likely to succeed, “out of the box”. This is the case for large systems, distributed .
