simulasi pemisahan beban berdasarkan tingkat …

1

SIMULASI PEMISAHAN BEBAN BERDASARKAN TINGKAT FLUKTUASI BEBAN PADA SUBSISTEM TENAGA LISTRIK 150KV

Samia Sofyan, I. Made Ardita Y.

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok Email: [email protected]

Abstrak

Kondisi fluktuasi beban yang sangat cepat harus diantisipasi dengan ketersediaan suplai yang memadai. Apabila beban meningkat tetapi suplai yang diberikan turun maka akan terjadi kelebihan beban. Kelebihan beban ini mengakibatkan suplai akan padam karena neracadaya tidak seimbang. Gangguan ini mengakibatkan tidak kontinuitasnya pelayanan daya. Kondisi tersebut diatasi dengan tahapan pemisahan beban (load shedding) secara terencana. Pemisahan beban dilakukan dengan simulasi analisa aliran daya pada software ETAP 7. Pada skenario pemisahan beban ini penulis menjadikan IBT 1 sebagai suplai cadangan ketika IBT 2 lepas. IBT 1 memberikan 30% suplai cadangannya kepada IBT 2. Hasil dari beban yang dilepas adalah load 1, load 2, lump 5, lump 6, load 3, load 4 dan lump 12 yaitu sebanyak 127,4 MVA atau 28,4% dari total pembebanan IBT 1 dan IBT 2. Kata kunci : Suplai Cadangan; Pemisahan Beban; Fluktuasi Beban

Load Shedding Simulation Based on Load Fluctuation Rate in 150kV Electrical Power Subsystem

Abstract

Conditions of very rapid load fluctuations must be anticipated with the availability of adequate supplies. If the load increases but supply is given off, there will be overloaded. This overload will lead to supply balance of power outages due to unbalanced. This disturbancemakepower service is not continuity. The condition was overcome by stage load separation (load shedding) in a planned. Load shedding executed by simulation of load flow analysis with software ETAP 7. At this load separation scenario writer makes IBT 1 as a backup supply when IBT 2 off. IBT 1 gives 30% supply of reserves to the IBT 2. The result of released load are load 1, load 2, 5 lump, lump 6, load 3, load 4 and lump 12 as many as 127.4 MVA or 28.4% of the total loading from IBT 1 and 2. Keyword: Back Up Supply; Load shedding; Load Fluctuations

I. PENDAHULUAN

Permintaan jumlah beban listrik yang tinggi di Indonesia harus dibarengi dengan

tersedianya jumlah pembangkit yang melayani beban tersebut. Oleh karena itu, kondisi

fluktuasi beban yang sangat cepat ini harus diantisipasi dengan ketersediaan pembangkit yang

memadai.

Pada suatu sistem tenaga listrik dapat terjadi ketidakseimbangan antara kapasitas

pembangkitan dan kebutuhan beban. Ketidakseimbangan ini dapat disebabkan karena

gangguan dari dalam dan dari luar sistem. Dari dalam bisa disebabkan karena umurnya

peralatan yang sudah tua. Gangguan dari luar sistem yaitu terputusnya saluran transmisi

Simulasi pemisahan..., Samia Sofyan, FT UI, 2013

2

utama, terlepasnya salah satu atau lebih unit pembangkit atau penambahan beban secara tiba-

tiba. Gangguan ini mengakibatkan kontinuitas pelayanan listrik dapat berkurang atau tidak

andal.

Turunnya tegangan pada sistem atau undervoltage dapat mengakibatkan kegagalan

sistem. Kegagalan ini berakibat fatal bagi kerusakan komponen listrik maupun kerugian

operasional bagi beban yang memiliki fluktuasi yang tinggi, seperti pada sebuah industri.

Sehingga turunnya tegangan menjadi indikator keseimbangan antara daya yang dibangkitkan

dengan total beban sistem.

Ketika ada gangguan, suatu sistem harus memiliki cadangan pembangkitan. Akan tetapi

cadangan suplai tersebut hanya terbatas. Sehingga untuk menjaga kontinuitas pelayanan

dibutuhkan suatu cara untuk mengatasi permasalahan tersebut. Pemisahan Beban adalah

metode tahapan pemisahan beban secara terencana untuk mengatasi gangguan tersebut agar

pelayanan listrik dapat terus berjalan.

Penyebab pemisahan beban yang dibahas kali ini adalah hilangnya suplai pembangkit.

Tujuan dari pemisahan beban itu sendiri adalah untuk pengelompokan beban. Beban listrik

memiliki karakteristik dengan fluktuasi yang berbeda-beda. Oleh karena itu pengelompokan

beban ini berguna untuk mendapatkan tahapan pemisahan beban yang sesuai dengan tingkat

fluktuasi beban konsumen.

Pemisahan beban terencana ini akan diurutkan dari beban yang berfluktuasi rendah ke

beban yang berfluktuasi tinggi. Sehingga kerugian dari sisi pembangkit dan dari sisi beban

dapat dikurangi.

Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk mengidentifikasi beban yang akan

diprioritaskan untuk dipisah serta dapat mensimulasikan tahapan pemisahan beban dari

prioritas beban yang telah diidentifikasi.

II. TEORI

A. Klasifikasi Beban

Berdasarkan jenis konsumen energi listrik, secara garis besar, jenis beban dapat

diklasifikasikan ke dalam[1] :

1. Beban Rumah Tangga

2. Beban Komersial

3. Beban Industri

4. Beban Fasilitas Umum


3

Pengklasifikasian ini sangat penting artinya bila kita melakukan analisa karakteristik

beban untuk suatu sistem yang sangat besar. Perbedaan yang paling prinsip dari empat jenis

beban diatas, selain dari daya yang digunakan dan juga waktu pembebanannya.

B. Sistem Keandalan Tingkat Tinggi

Sistem tenaga listrik yang baik adalah yang tingkat keandalannya tinggi di mana

frekuensi dan durasi terjadinya pemadaman sangat rendah. Sistem dengan keandalan tinggi

sangat dibutuhkan pada instansi pemerintahan, industri, ataupun perusahaan yang

mengutamakan kontinuitas daya listrik ke beban. Menurut Kriteria Desain Jaringan Distribusi

PLN [8], secara ideal tingkat keandalan kontinuitas penyaluran terbagi menjadi 5 tingkat,

antara lain :

• Tingkat-1 : pemadaman dalam orde beberapa jam. Umumnya terjadi pada sistem saluran

udara dengan konfigurasi radial

• Tingkat-2 : Pemadaman dalam orde kurang dari satu jam. Mengisolasi penyebab gangguan

dan pemulihan penyaluran kurang dari satu jam. Umumnya pada sistem dengan pasokan

penyulang cadangan atau sistem loop

• Tingkat-3 : Pemadaman dalam orde beberapa menit. Umumnya pada sistem yang

mempunyai sistem SCADA.

• Tingkat-4 : Pemadaman dalam orde detik. Umumnya pada sistem dengan fasilitas

automatic switching pada sistem fork.

• Tingkat-5 : Sistem tanpa pemadaman. Keadaan di mana selalu ada pasokan tenaga listrik,

misalnya pada sistem spotload, transformator yang bekerja parallel.

C. Sistem Pemisahan Beban

Tujuan utama dari sistem pemisahan beban adalah untuk mengantisipasi dan mencegah

kolapsnya sistem tenaga yang disebabkan oleh transformator IBT yang kelebihan beban.

Proses kelebihan beban ini dapat terjadi dalam waktu yang cukup lama disebabkan oleh

naiknya nilai beban melebihi kapasitas transformator maupun dalam waktu instan yang terjadi

karena satu transformator trip dan melepas beban ke transformator lain.

Akibat gangguan berupa beban lebih dapat mempengaruhi keseimbangan antara daya

yang dibangkitkan dan permintaan beban sehingga menyebabkan beberapa hal yang dapat

mengganggu kestabilan sistem, penurunan Tegangan Sistem.

Strategi pemisahan beban terdiri dari pengurangan beban, manual load shedding dan

automatic load shedding. Pengurangan beban akan dilakukan untuk mengantisipasi terjadinya


4

kekurangan pembangkitan sehingga sistem masih memiliki waktu untuk mengkoordinasikan

pengurangan beban dengan konsumen. Biasanya sekitar 5 jam sebelum kekurangan itu

muncul.

Sebelum dilakukan pemisahan beban yang bertujuan untuk pemulihan sistem, ketiga

kriteria dibawah ini harus terpenuhi, dengan begitu pemisahan beban aman untuk dilakukan,

ketiga kriteria tersebut adalah :

1. Pemisahan beban dilakukan secara bertahap dengan tujuan apabila pada pemisahan tahap

pertama tegangan bus belum juga pulih masih dapat dilakukan pemisahan beban tahap

berikutnya untuk memperbaiki tegangan bus.

2. Jumlah beban yang dipisahkan hendaknya seminimal mungkin sesuai dengan kebutuhan

sistem tenaga listrik dalam memperbaiki tegangan bus.

3. Beban yang dipisahkan adalah beban yang memiliki prioritas paling rendah

dibandingkan beban lain dalam suatu sistem tenaga listrik. Oleh sebab itu seluruh beban

terlebih dahulu diklasifikasikan menurut kriteria tertentu, seperti menurut tingkat fluktuasi

beban listrik.

III. METODE

Metode penelitian pada skripsi ini adalah dengan pengambilan data di PT. PLN

(persero) P3BJB Region Jakata-Banten. Data ini digunakan sebagai acuan pembuatan

subsistem yang akan disimulasikan pada skripsi ini.

A. Perencanaan Pemisahan Beban Dengan ETAP 7.0.0

Model pemisahan beban yang digunakan pada skripsi ini mengacu pada pemisahan

beban secara manual dengan melihat persentase susut tegangan pada bus. Perencanaan

pemisahan beban dilakukan sedemikian rupa sehingga setelah terjadinya kekurangan daya

pembangkitan akan tepat ditentukan besar kelebihan beban untuk selanjutnya dapat

ditentukan besar beban minimal yang akan dipisah agar sistem dapat bekerja pada kondisi

tegangan yang diizinkan yaitu +5%, -10%[6]. Apabila pada sistem besar, hal ini sulit

dilakukan karena bebannya bervariasi. Oleh karena itu pada perencanaan pemisahan beban

kali ini dilakukan pengelompokan beban menurut tingkat fluktuasinya agar mempermudah

pemisahan beban.

Diagram satu garis sistem kelistrikan subsistem transmisi tenaga listrik 150 kV dibuat

dengan software ETAP 7.0.0. Dari sistem kelistrikan subsistem ini akan dilakukan simulasi

load flow pada software ETAP 7.0.0. Pada simulasi akan dilihat kondisi tegangan bus sebelum

dan setelah dilakukan tahapan pemisahan beban. Akhirnya didapatkan besar perbaikan


5

tegangan yang terjadi setelah terjadinya pemisahan beban berdasarkan tingkat fluktuasi beban

subsistem. Berikut diagram satu garis sistem kelistrikan subsistem ini :

Gambar 1. Diagram Satu Garis Sistem Kelistrikan Subsistem Tenaga Listrik 150kV

Jaringan yang akan dianalisis adalah jaringan 150kV dengan berbagai macam tipe

beban. Jaringan ini merupakan salah satu model subsistem dimana subsistem ini memiliki dua

IBT 500/150kV sebagai sumber daya utama bagi jaringan 150kV. Dari diagram satu garis

subsistem di atas dapat dilihat bahwa sistem kelistrikan subsistem ini memiliki Bus 500kV,

Bus 150kV dan Bus 20kV. Standar kelistrikan yang digunakan adalah milik IEC dan

frekuensi sistem 50 Hz.

Pada subsistem ini kedua IBT memiliki daya tampung beban masing-masing. Pada saat

tidak terjadi gangguan, alat pemutus tenaga (CB 13) yang menghubungkan Bus B dan bus C

dalam kondisi terbuka. Apabila terjadi gangguan yaitu suplai salah satu IBT lepas, maka CB

tersebut akan tertutup (closed). Sehingga beban pada salah satu IBT akan dipenuhi oleh IBT

lainnya. Pada sistem ini IBT 2 akan trip sehingga IBT 1 akan memberikan 30% dari persentase

pembebanannya sehingga dilakukan pemisahan beban.

Simulasi yang penulis gunakan pada software ETAP 7.0.0 adalah simulasi aliran daya

(load flow). Pada simulasi, metode aliran daya yang digunakan adalah metode accelerated

Gauss-Seidel[4], dengan iterasi maksimum 2000. Secara garis besar, tahapan-tahapan dalam

melakukan simulasi aliran daya hingga memperoleh data hasil simulasi adalah sebagai

berikut:


6

Gambar 2. Diagram Alir Proses Simulasi

B. Prioritas Beban Pada Subsistem

Penggolongan beban ini dilakukan agar dapat melakukan pemisahan beban dari beban

berfluktuasi rendah yaitu perumahan sampai beban berfluktuasi tinggi yaitu industri besar.

Sehingga tingkat fluktuasi pembebanan dalam subsistem dapat dibagi menjadi tiga yaitu:

a. Fluktuasi Rendah

b. Fluktuasi Sedang

c. Fluktuasi Tinggi

Beban berfluktuasi tinggi dikategorikan sebagai beban pada industri besar. Pada industri

ini penggerak utama yang digunakan adalah motor induksi. Motor dikatakan beban

berfluktuasi tinggi karena sensitif terhadap perubahan tegangan dan frekuensi. Pada beban

yang lebih besar, waktu start motor akan lebih panjang, arus kerja motor lebih tinggi dan

putaran kerja motor lebih rendah. Sementara itu karena besarnya arus motor, temperatur kerja

motor akan lebih tinggi pula.


7

Pada industri ketergantungan akan sumber listrik juga sangat tinggi karena industri

bekerja berpatokan pada jam kerja. Berapa banyak barang yang dapat dihasilkan pada waktu

tertentu. Jika suplai terhenti maka produksi industri akan terhambat dan pabrik akan

mengalami kerugian. Oleh karena itu konsumen industri harus memiliki sistem keandalan

tingkat tinggi. Adanya hilang tegangan sekejap sangat menggangu, karena [7] :

• Peralatan atau industri yang menggunakan kontaktor magnetik, kontaktor akan berhenti

(lepas/jatuh) sehingga suplai terhenti

• Kerusakan mutu produk dan terhentinya proses pemintalan pada pabrik pemintalan yang

terdiri dari puluhan ribu mata pintal.

• Kerusakan mutu pertenunan. Hilang tegangan sekejap akan mengubah putaran mesin dengan

mendadak; akibatnya pola pertenunan berubah.

• Kerusakan mutu produksi kertas karena berubahnya putaran mesin yang mendadak.

Pada sofware ETAP 7.0.0 beban yang digunakan untuk simulasi yaitu beban lump yang

merupakan campuran dari statis dan motor serta beban load yang merupakan beban statis saja.

Beban lump memiliki persentase motor dan statis yang berbeda-beda sesuai dengan tingkat

fluktuasinya.

Gambar 3. Penggolongan Beban Subsistem

Pada gambar di atas beban pada subsistem digolongkan menjadi daerah-daerah tertentu.

Daerah A,B,C dan D menjadi tanggung jawab IBT 1 untuk menyalurkan daya. Sedangkan

daerah E, F,G dan H menjadi tanggung jawab IBT 2.

Beban berfluktuasi tinggi memiliki persentase motor lebih besar dari 50%. Beban yang

berfluktuasi menengah mempunyai persentase motor sama dengan 50%. Sedangkan beban

yang berfluktuasi rendah persentase motor nya dibawah 50%. Sesuai dengan tabel dibawah ini

:


8

Tabel 1. Prioritas Pemisahan Beban IBT 1

IBT 1

No Daerah Nama Beban Tingkat Fluktuasi Rating Tipe Beban S (Mva) %Pf % Statis % Motor

1. D Load 2 Rendah 20 85 100% 0% 2. D Load 1 Rendah 15 85 100% 0% 3. C Lump 6 Rendah 28 95 80% 20% 4. C Lump 5 Rendah 25 95 60% 40% 5. B Lump 3 Sedang 26 95 50% 50% 6. B Lump 4 Sedang 23 95 50% 50% 7. B Lump 14 Tinggi 27 95 20% 80% 8. A Lump 2 Tinggi 36 95 20% 80% 9. A Lump 1 Tinggi 38 95 0% 100%

Tabel 2. Prioritas Pemisahan Beban IBT 2

IBT 2

No Daerah Nama Beban Tingkat Fluktuasi

Rating Tipe Beban

S (Mva) %Pf % Statis % Motor

1. G Load 3 Rendah 10 85 100% 0% 2. G Load 4 Rendah 15 85 100% 0% 3. H Lump 12 Rendah 26 95 90% 10% 4. F Lump 9 Rendah 24 95 80% 20% 5. G Lump 11 Rendah 29 95 80% 20% 6. F Lump 10 Sedang 28 95 50% 50% 7. E Lump 8 Tinggi 33 95 30% 70% 8. H Lump 13 Tinggi 26 95 20% 80% 9. E Lump 7 Tinggi 31 95 30% 70%

IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

Simulasi dilakukan dengan melihat kondisi sistem saat dalam keaadan normal dan saat

dilakukannya pemisahan beban sesuai dengan gambar dibawah ini.

Gambar 4. Proses Simulasi Pemisahan Beban

Skenario Pemisahan Beban IBT 2 Dilakukan beberapa tahap pemisahan beban hingga mendapatkan tegangan bus dalam kondisi normal

Skenario IBT 2 Lepas CB 13 akan menutup -‐-‐> IBT 1 akan memberikan 30% cadangannya kepada

IBT 2 -‐-‐> Dilakukan pemisahan beban pada IBT 1

Sistem Dalam Keadaan Normal Saat ini CB 13 masih dalam keadaan terbuka, Tegangan Bus

dalam Kondisi Normal


9

A. Subsistem Saat Kondisi Normal

Pada saat sistem dalam keadaan normal, pembebanan masing-masing IBT adalah

sebagai berikut:

Tabel 3. Pembebanan IBT Saat Kondisi Normal

Trafo Aliran MVA %Pembebanan

IBT 1 230,89 46,2

IBT 2 217,46 43,5

Jumlah 448,35 89,7

Dari tabel diatas dapat diketahui persentase pembebanan IBT 1 lebih besar dari IBT 2.

Hal ini disebabkan oleh variasi beban yang ditanggung oleh IBT 1 lebih banyak beban

berfluktuasi tinggi (sesuai dengan tabel 1 dan 2) atau pada ETAP direpresentasikan lebih

banyak persentase beban motor dibandingkan persentase statis.

Hasil dari analisa aliran daya sistem dalam kondisi normal didapatkan besar susut

tegangan bus adalah sebagai berikut :

Tabel 4. Persentase Susut Tegangan Subsistem Saat Normal

Bus ID %Tegangan %Susut Tegangan Keadaan

Bus Power Grid

100 0,00 Normal

Bus A 96,37 3,63 Normal Bus C 93,7 6.30 Normal Bus B 93.43 6.57 Normal Bus G 93.35 6.65 Normal Bus I 93.15 6.85 Normal Bus H 92.88 7.12 Normal Bus D 92.53 7.47 Normal Bus F 92.32 7.68 Normal Bus E 92.26 7.74 Normal Bus 20 91.94 8.06 Normal Bus 14 91.65 8.35 Normal Bus 21 91.51 8.49 Normal Bus 11 91.42 8.58 Normal Bus 16 91.28 8.72 Normal Bus 15 91.27 8.73 Normal Bus 12 91.2 8.80 Normal Bus 17 91.04 8.96 Normal Bus 13 91.02 8.98 Normal Bus 6 90.79 9.21 Normal


10

Bus 9 90.73 9.27 Normal Bus 19 90.61 9.39 Normal Bus 5 90.54 9.46 Normal Bus 4 90.41 9.59 Normal Bus 7 90.39 9.61 Normal Bus 8 90.25 9.75 Normal Bus 10 90.2 9.80 Normal Bus 3 90.08 9.92 Normal

Susut tegangan dihitung dengan cara:

%!"#"$ !"#$%#$% = !""%−% !"#$%#$%

Susut tegangan maksimum yang diijinkan oleh PLN adalah 10%. Pada keadaan diatas

susut tegangan masih dibawah 10% sehingga sistem berada pada kondisi normal.

B. Skenario IBT2 Lepas

Pada tahap ini akan dilakukan skenario lepasnya IBT 2 yaitu CB 2 dalam keaadan open.

Simulasi dilakukan dengan memutus CB yang tersambung pada IBT 1. Lepasnya suplai

tersebut akan memberikan dampak pada tegangan bus. Dapat dilihat dari gambar dibawah ini

bahwa semua bus kecuali bus A, dalam kondisi yang critical.

Gambar 5. Kondisi Sistem Saat IBT 2 Lepas

Pada bus yang mengalami kondisi critical, menandakan bahwa susut tegangan yang

terjadi lebih besar dari batas toleransi yang diizinkan.

C. Skenario Pemisahan Beban Pada IBT 1

Persentase pembebanan IBT 1 saat IBT 2 lepas adalah 89,3 %. Pada IBT 1 akan dilepas

beban Load 1, Load 2, Lump 5 dan Lump 6 sesuai dengan tabel prioritas beban. Beban yang

dilepas ini merupakan 30% dari persentase pembebanan IBT 1. Persentase pembebanan IBT


11

1 setelah pemisahan beban adalah 74,3%. Dapat dilihat pada gambar diagaram satu garis

bahwa bus 150 kV sudah kembali normal.

Gambar 6. Kondisi Diagram Satu Garis Sistem Setelah Pemisahan Beban Sebanyak 30%

Pemisahan beban dilakukan agar sistem berada pada kondisi tegangan yang normal

tetapi masih ada bus 20 kV yang kondisinya belum normal. Setelah pemisahan beban pada

IBT, dapat dilihat besar susut tegangan di masing-masing bus adalah :

Tabel 5. Keaadaan Tegangan Saat Pemisahan Beban Pada IBT 1

Bus ID Nominal kV %Tegangan %Susut

tegangan Bus 3 20 88.82 11.18 Bus 4 20 89.18 10.82 Bus 5 20 89.83 10.17 Bus 6 20 90.08 9.92 Bus 11 20 89.99 10.01 Bus 12 20 89.71 10.29 Bus 13 20 89.53 10.47 Bus 14 20 90.2 9.80 Bus 15 20 89.81 10.19 Bus 16 20 89.84 10.16 Bus 17 20 89.55 10.45 Bus 19 20 89.89 10.11 Bus 20 20 90.51 9.49 Bus 21 20 90.07 9.93 Bus A 500 96.95 3.05 BusB 150 92.24 7.76 Bus C 150 92.24 7.76 BusD 150 91.82 8.18 BusE 150 91.83 8.17 BusF 150 91.83 8.17


12

BusG 150 91.89 8.11 BusH 150 91.42 8.58 BusI 150 91.69 8.31

Bus Power Grid 20 100 0.00

: Critical

: Normal

Diperlukan pemisahan beban selanjutnya di IBT 2 agar sistem kembali normal.

D. Skenario Pemisahan Beban Pada IBT 2

Pada skenario pemisahan beban ini dilakukan dari sisi pembebanan IBT 2. Pada IBT 2

akan dilakukan beberapa tahapan pemisahan beban sesuai dengan prioritas beban yang telah

disebutkan sebelumnya,. Tahap pertama, kedua dan seterusnya dilakukan hingga

mendapatkan keadaan sistem kembali normal.

1) Pemisahan Beban Tahap 1

Pada tahap ini dilakukan pemisahan load 3 yaitu dengan membuka CB 18 pada

rangkaian. Selanjutnya setelah dilakukan analisa aliran daya didapatkan diagram satu garis

sistem dan tabel susut tegangan sebagai berikut.

Gambar 7. Keaadan Sistem Saat Pemisahan Beban Tahap 1


13

Tabel 6. Persentase Susut Tegangan Saat Load 3 Dipisah

Bus ID %Tegangan %Susut Tegangan

Bus 3 89.36 10.64 Bus 4 89.71 10.29 Bus 5 90.34 9.66 Bus 6 90.59 9.41 Bus 12 90.23 9.77 Bus 13 90.05 9.95 Bus 14 90.71 9.29 Bus 15 90.32 9.68 Bus 16 90.34 9.66 Bus 17 90.08 9.92 Bus 19 90.41 9.59 Bus 20 91.12 8.88 Bus 21 90.68 9.32 Bus A 97.16 2.84 BusB 92.75 7.25 Bus C 92.75 7.25 BusD 92.34 7.66 BusE 92.34 7.66 BusF 92.34 7.66 BusG 92.51 7.49 BusH 91.93 8.07 BusI 92.2 7.80

Bus Power Grid 100 0.00

: Critical

: Normal

Dari gambar 7 didapatkan besar tegangan bus 150kV telah berubah normal. Namun

pada tabel 6 masih ada batas kurang tegangan (undervoltage) sebesar 10% yang belum

terpenuhi, sehingga masih terdapat tegangan bus yang critical yaitu pada bus 3 dan bus 4.

Sehingga harus dilakukan pemisahan beban tahap kedua.


Pada pemisahan beban tahap kedua dilakukan dengan cara membuka CB 20, yaitu

dengan beban Load 4 pada transformator T 18 sebesar 18 MVA. Setelah itu dilakukan analisa

aliran daya pada ETAP sehingga didapatkan besar persentase tegangan bus saat load 4

dipisah. Gambar dan tabel dari sistem setelah dilakukannya pemisahan beban tahap kedua ini

adalah sebagai berikut.


14

Gambar 8. Keadaan Sistem Saat Pemisahan Beban Tahap 2

Tabel 7. Persentase Susut Tegangan Saat Load 4 Dipisah

Bus ID %Tegangan %Susut Tegangan

Bus 3 89.8 10.20 Bus 4 90.14 9.86 Bus 5 90.77 9.23 Bus 6 91.01 8.99 Bus 12 90.66 9.34 Bus 13 90.48 9.52 Bus 14 91.13 8.87 Bus 15 90.75 9.25 Bus 16 90.76 9.24 Bus 17 90.51 9.49 Bus 19 90.84 9.16 Bus 21 91.19 8.81 Bus A 97.34 2.66 BusB 93.17 6.83 Bus C 93.17 6.83 BusD 92.76 7.24 BusE 92.76 7.24 BusF 92.76 7.24 BusG 93.03 6.97 BusH 92.35 7.65 BusI 92.63 7.37

Bus Power Grid 100 0.00

: Critical : Normal


15

Pada tabel 7 diatas masih terdapat kondisi tegangan dimana batas kurang tegangan

(undervoltage) sebesar 10% belum terpenuhi, sehingga masih terdapat tegangan bus yang

critical yaitu pada bus 3. Sehingga harus dilakukan pemisahan beban tahap ketiga.


Pemisahan beban tahap ketiga dilakukan dengan cara membuka CB 21, yaitu dengan

beban Lump 12 pada transformator T 12 sebesar 26 MVA. Setelah itu dilakukan analisa aliran

daya pada ETAP sehingga didapatkan besar persentase tegangan bus saat lump 12dipisah.

Gambar dan tabel dari sistem setelah dilakukannya pemisahan beban tahap ketiga ini adalah

sebagai berikut

Gambar 9. Keadaan Sistem Saat Pemisahan Beban Tahap 3

Tabel 8. Persentase Susut Tegangan Saat Lump 12 Dipisah

Bus ID Nominal kV %Tegangan % Susut

Tegangan Bus 3 20 90.41 9.59 Bus 4 20 90.73 9.27 Bus 5 20 91.35 8.65 Bus 6 20 91.59 8.41 Bus 12 20 91.25 8.75 Bus 13 20 91.07 8.93 Bus 14 20 91.82 8.18 Bus 15 20 91.45 8.55 Bus 17 20 91.35 8.65 Bus 19 20 91.43 8.57 Bus 21 20 91.76 8.24 Bus A 500 97.59 2.41 BusB 150 93.75 6.25 Bus C 150 93.75 6.25 BusD 150 93.34 6.66 BusE 150 93.34 6.66 BusF 150 93.34 6.66


16

BusG 150 93.6 6.40 BusH 150 93.19 6.81 BusI 150 93.33 6.67 Bus

Power Grid

20 100 0.00

: Normal

Setelah dilakukan pemisahan beban lump 12, persentase susut tegangan kembali pada

kondisi normal. Sehingga pada pemisahan beban tahap ketiga ini kondisi tegangan sistem

telah kembali normal. Hal itu dilihat dari nilai persentase tegangan yang berada pada batas

kurang tegangan (undervoltage) yang diijinkan yaitu 10%.

Pada pemisahan beban tahap ketiga ini didapatkan besar tegangan di semua bus kembali

normal. Besar pembebanan IBT 1 menjadi 64,2%. Beban yang dipisah pada tahap ketiga ini

merupakan beban dengan prioritas yang telah ditentukan sebelumnya. Karena pada tahap

ketiga ini tegangan sistem telah kembali normal maka pemisahan beban tahap selanjutnya

tidak perlu dilakukan.

Perbandingan besar tegangan bus sebelum dan setelah dilakukannya pemisahan beban

adalah sebagai berikut :

Tabel 10. Perbandingan Susut Tegangan

Bus ID %Susut Tegangan Normal Sebelum Sesudah

Bus 3 9.92 13.58 9.59 Bus 4 9.59 13.17 9.27 Bus 5 9.46 12.95 8.65 Bus 6 9.21 12.7 8.41 Bus 12 8.8 12.61 8.75 Bus 13 8.98 12.8 8.93 Bus 14 8.35 12.07 8.18 Bus 15 8.73 12.48 8.55 Bus 17 8.96 12.77 8.65 Bus 19 9.39 12.93 8.57 Bus 21 8.49 12.19 8.24 Bus A 3.63 4.04 2.41 Bus B 6.57 10.05 6.25 Bus C 6.3 10.05 6.25 Bus D 7.47 10.94 6.66 Bus E 7.74 11.21 6.66 Bus F 7.68 11.15 6.66 Bus G 6.65 10.38 6.4 Bus H 7.12 10.87 6.81 Bus I 6.85 10.59 6.67


17

Bus Power Grid 100 0 0

: Kondisi Normal : Kondisi IBT 2 Lepas

: Kondisi Setelah Pemisahan Beban

Dari perbandingan di atas dapat dilihat bahwa terjadi perbaikan susut tegangan setelah

dilakukannya pemisahan beban. Pemisahan beban berhasil dilakukan tanpa adanya pemisahan

beban berfluktuasi tinggi. Kontinuitas pelayanan listrik dapat terjaga sehingga tujuan

pengelompokan beban tersebut tercapai. Besar beban yang dipisahkan oleh sistem didapatkan

dari analisa aliran daya adalah :

Tabel 11. Perbandingan Persentase Pembebanan Sistem

Trafo Sebelum Pemisahan Beban Setelah Pemisahan Beban

Aliran MVA %Pembebanan Aliran MVA %Pembebanan

IBT 1 230,89 46,2 320,95 64,2 IBT 2 217,46 43,5 Lepas

Pada kondisi normal, persentase pembebanan IBT 1 46,2%. Setelah dilakukannya

pemisahan beban akibat dari IBT 2 lepas, maka didapatkan persentase pembebanan IBT 1

menjadi 64,2 %. Faktor yang menyebabkan persentase pembebanan IBT 1 ini meningkat

adalah karena saluran transmisi yang menghubungkan IBT dengan beban sebagian telah

dipisahkan menurut pemisahan beban.Beban yang dipisah adalah Load 1, Load 2, Lump 5,

Lump 6, load 3, load 4 dan lump 12. Sehingga rugi-rugi transmisi dapat berkurang akibat dari

lepasnya beban-beban tersebut.

V. KESIMPULAN

1. Persentase pembebanan IBT 1 yang tadinya sebesar 46,2% menjadi 64,2%

2. Beban yang dipisah adalah load 1, load 2, lump 5, lump 6, load 3, load 4 dan lump 12 yaitu

sebanyak 127,4 MVA atau 28,4% dari total pembebanan IBT 1 dan IBT 2

3. Pada pemisahan beban tahap ketiga telah terjadi perbaikan susut tegangan yaitu pada

bus 3 dari 10,2 % menjadi 9,59 % sehingga pada setiap bus persentase susut tegangan

kembali normal.

4. Dengan adanya tahapan pemisahan beban ini maka kontinuitas pelayanan listrik masih

terjaga pada beban yang berfluktuasi tinggi


18

5. Penulis merekomendasikan pengelompokan beban pada suatu sistem agar mudah

dalam melakukan pemisahan beban apabila terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik

VI. REFERENSI

[1] Kadir, Abdul. (2000). Distribusi Dan Utilisasi Tenaga Listrik. Jakarta: UI Press.

[2] Marsudi, Djiteng. (2005). Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta: Erlangga.

[3] Bidang Operasi Sistem PT. PLN (Persero) P3BJB (2012). Operasi Sistem Jawa-Bali.

Gandul: Operasi-SJB.

[4] Williams D., Stevenson Jr. (1996). Analisis Sistem Tenaga Listrik. Erlangga :Jakarta

[5] Chapman, Stephen J. (2002). Electrical Machinery Fundamental. New York: McGraw-

Hill.

[6] Peraturan Menteri ESDM No 07 2010 tentang Tarif Dasar Listrik PT PLN (2010).

[7] SPLN. 1986. Tingkat Jaminan Sistem Tenaga Listrik, Bagian Dua : Sistem Distribusi.

PT.PLN (Persero): Jakarta.

[8] Tim Penulis. 2010. Kriteria Desain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga

Listrik. PT.PLN (Persero) : Jakarta.


simulasi pemisahan beban berdasarkan tingkat …

Documents