STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Di susun Oleh :
ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
i
LEMBAR PERSETUJUAN
1.
LEMBAR PERSETUJUAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
Ilham Pakaya, ST.
NIDN: 0718036502
NIDN: 0717018801
ii
LEMBAR PENGESAHAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh
ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
Disetujui Oleh :
1.
Tanggal Ujian
Periode Wisuda
: 26 Juli 2016
: Agustus 2016
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
(Pembimbing I)
NIDN: 0718036502
2.
3.
4.
Ilham Pakaya, ST.
NIDN: 0717018801
(Pembimbing II)
Ir. Nurhadi, MT
NIDN: 0731126202
Machmud Effendy, ST., M.Eng.
NIDN: 0715067402
(Penguji I)
(Penguji II)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
NIDN: 0718036502
iii
LEMBAR PENYATAAN
2.
LEMBAR PENYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
NAMA
: ALIEFATIN AGUSTINA
Tempat/Tgl Lahir : Bojonegoro, 23 Agustus 1993
NIM
: 201210130311132
FAK./JUR.
:TEKNIK/ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul STUDY
ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING
PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya
tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk
kutipan yang telah disebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya
saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka
saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
Malang, 04 Agustus 2016
Yang Membuat Pernyataan
Aliefatin Agustina
Mengetahui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
Ilham Pakaya, ST.
iv
ABSTRAK
3.
ABSTRAK
Kestabilan sistem merupakan hal yang penting dalam sebuah sistem
tenaga listrik, kestabilan tersebut meliputi bagaimana suatu sistem dapat
melayani beban secara stabil dengan tegangannya, serta memenuhi standart
yang berlaku. Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang bagaimana kondisi
suatu sistem tenaga kembali stabil setelah terjadi pelepasan beban. Studi kasus
untuk tugas akhir ini adalah pelepasan beban di Power Plant 1 di JOB P-PEJ.
Dimana di JOB ada beberapa tahap pelepasan beban yang dilakukan. Pada
simulasi dalam kasus di Power Plant 1 akan terjadi shut down pada generator
yang mensupplay sistem kelistrikan meliputi TEG1, TEG2, TEG3, TEG4 dan
DOG yang akan di ikuti dengan lepasnya beban-beban. Hal ini dilakukan agar
kestabilan sistem tenaga tetap terjaga.
Kata kunci: Stabilitas Transien, Program ETAP, Pelepasan beban, generator,
shutdown.
v
ABSTRACK
4.
ABSTRACK
The stability of the system is important in an electric power system, the
stability of the covering how a system can serve the load stably with voltage, and
meet the standards that apply. In this final project will be discussed about how
state power system is stable again after the load shedding. The case study for this
thesis is load shedding in Power Plant 1 in JOB P - PEJ. Where there are several
stages in JOB load shedding is done. In the simulation in the case at power plant 1
will occur shut down the generator supplying the electrical system includes TEG
1, TEG2, TEG3, TEG4 and DOG which will be followed by the release of loads.
This is done so that the stability of the power system is maintained.
Keywords: transient stability, ETAP program, load shedding, generator,
shutdown.
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
5.
LEMBAR PERSEMBAHAN
Rasa syukur kepada Allah SWT yang memberikan rahmat−Nya,
nikmat−Nya, dan hidayah−Nya dan Rasulullah SAW yang memberikan
petunjuk ke jalan terang dan benar sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Kupersembahkan skripsi ini untuk:
Banyak pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam
kepada:
1. Kedua orang tuaku yang tercinta atas doa restu dan perjuangan keras kedua
nya dalam segala hal sehingga dapat menghantarkan penulis menyelesaikan
kuliah ini. Terima kasih banyak Bapak, Mamak.
2. Kedua orang adikku yang tercinta atas semangat dalam segala hal sehingga
dapat menghantarkan penulis semakin berjuang untuk lulus. Terima kasih
banyak Sholik dan Dek Atip.
3. Ir. Nur Hadi, MT selaku dosen wali atas kebaikan dan kemurahan hati dan
memberikan motivasi.
4. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku dosen pembimbing I dan Ketua Jurusan
Teknik Elektro atas saran, masukan, dan waktu yang diberikan hingga tugas
akhir ini dapat terselesaikan.
5. Ilham Pakaya ST. selaku pembimbing II atas saran, masukan dan waktu
yang diberikan hingga akhirnya tugas akhir ini dapat terselesaikan
sebagaimana mestinya.
6. Para Bapak dan Ibu Dosen jurusan Teknik Elektro atas waktu dan perhatian,
motivasi dan masukan nya yang sangat berharga.
7. Para teman-teman elektro dari berbagai angkatan. Terima kasih atas support
perhatian dan kerjasamanya selama ini. Berkat kalian juga akhirnya tugas
akhir ini dapat terselesaikan.
8. Segenap keluarga besar Teknik Industri yang telah memberikan dukungan
kepada saya selaku parttimer.
vii
9. Terima kasih keluarga besar JOB P-PEJ terutama untuk pembimbing
lapangan saya di electric section.
10. Untuk Engga, Tiwi, Rivi, Yanti, Arip, Juki, Dian, Bian, Endik, Mondo,
Mul, Sau, Mbak Indah, Nana, Dea, Sasy, Sara, Silmi, Rizki, Devi, Lia, Mas
Dea dan Mas Sadam yang selama ini telah memberikan dukungan semangat.
11. Untuk Ailin Rohmatul F. terima kasih saudaraku untuk motivasi dan
dukungan yang selalu membawaku lebih semangat untuk skripsi ini.
12. Teman-teman di elektro C yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Terima kasih atas kebersamaannya selama ini.
Kepada Bapak dan Mamak, Bapak/Ibu dosen serta teman-teman sekalian,
terima kasih atas semuanya. Berkat kalian semua tugas akhir ini akhirnya dapat
terselesaikan. Semoga segala kebaikan dibalas dengan pahala disisi Allah SWT.
Amin
Akhirnya, kesempurnaan tetap hanya milik Allah. Inilah karya terbaik
yang dapat penulis persembahkan. Untuk segala ketidak sempurnaan dan
kekurangan penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak agar dapat
menjadi lebih baik dimasa-masa mendatang. Semoga karya ini dapat bermanfaat
bagi banyak orang, khususnya masyararakat desa Bukit Makmur. Semoga dapat
dengan segera menikmati listrik untuk kehidupan yang lebih baik. Amin.
Malang, 04 Agustus 2016
Penulis
viii
KATA PENGANTAR
6.
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas
limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan
tugas akhir yang berjudul :
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature
dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini
masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti
mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, 04 Agustus 2016
Penulis
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................ iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................. iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN................................................. v
ABSTRAKSI ....................................................................................... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................ viii
KATA PENGANTAR ......................................................................... ix
DAFTAR ISI........................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................ xiv
DAFTAR TABEL.............................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 2
1.3 Tujuan ............................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah............................................................................. 3
1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Sistem Pembangkit listrik ............................................................... 4
2.2 Pelepasan Beban (Load Shedding) ................................................. 4
2.2.1Pengertian Load Shedding ....................................................... 4
2.2.2 Beban – BebanPenting ............................................................ 5
2.2.2.1 Beban – beban yang kurangpenting ............................. 5
2.2.2.2 Beban – bebanpenting ................................................. 5
2.2.3 MasalahPokok Load Shedding ................................................ 6
2.3 Kestabilan Transien ........................................................................ 6
2.3.1 Definisi Kestabilan ................................................................. 6
2.3.2 KestabilanTenagaListrik ......................................................... 7
x
2.3.3 Stabilitas Transient ................................................................. 8
2.4 Rotor Angle ................................................................................. 11
2.5 Mechanical Power dan Electrical Power (kW) .............................. 11
2.6 Penyebab Transien ....................................................................... 12
2.6.1 Faktor Manusia dan Alam ..................................................... 13
2.6.2KestabilanInternal .................................................................. 13
2.6.3 Short-circuit (hubungan pendek) ........................................... 13
2.6.4 KelebihanTegangan(over voltage)......................................... 14
2.6.5 Overload (kelebihanbeban) ................................................... 14
2.6.6 Power Back (reverse power) ................................................. 14
2.6.7 Loss of Excitation(hilangnya eksitasi) ................................... 14
2.7 Dampak Transient PadaSistem Tenaga Listrik.............................. 14
2.8 Respon Transien dan pencegahan ................................................. 15
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 TinjauanUmumSistemKelistrikan JOB P-PEJ, Tuban .................. .16
3.2 SkemaPelepasanbeban (Load shedding) ....................................... 20
3.3 Diagram AlurPenelitian ................................................................ 23
3.4 Flowchart ..................................................................................... 24
3.5 Pembuatan Program Simulasi ...................................................... 25
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 PemodelanSistemKelistrikan Joint Operating Body PertaminaPetroChina East Java (JOB P-PEJ), Tuban. ........................................ 46
4.2 HasilSimulasi ............................................................................... 48
4.2.1 HasilSimulasiLoad sheddingTahap 1 (TS1) .......................... 48
4.2.2HasilSimulasiLoad sheddingTahap 2 (TS2) ........................... 54
4.2.3HasilSimulasiLoad sheddingTahap 3 (TS3) ........................... 60
4.2.4HasilSimulasiLoad sheddingTahap 4 (TS4) ........................... 66
4.2.5HasilSimulasiLoad sheddingTahap 5 (TS5) ........................... 72
4.2.6HasilSimulasiLoad sheddingTahap 6 (TS6) ........................... 78
BAB V PENUTUP
xi
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 88
5.2 Saran ............................................................................................ 88
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 89
LAMPIRAN ............................................................................................ 90
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Listrik ................................................. 4
Gambar 2.2 Klasifikasi Stabilitas Sistem Tenaga listrik ....................... 8
Gambar 2.3 Sudut Rotor dengan gangguan .......................................... 9
Gambar 2.4 Kriteria Luas Sama ......................................................... 10
Gambar 2.5. Hubungan rotor dengan poros torsi ................................. 11
Gambar 3.1 Water Storage .................................................................. 19
Gambar 3.2 Compressor ..................................................................... 20
Gambar 3.3 Cerobong Oxidizer .......................................................... 20
Gambar 3.4 Diagram Alur Penelitian .................................................. 23
Gambar 3.5 Flowchart ........................................................................ 24
Gambar 3.6 Saturn Turbin Generator .................................................. 25
Gambar 3.7 Black Start Generator ...................................................... 27
Gambar 3.8 Single line diagram power plant 1 .................................... 29
Gambar 3.9 Action list kondisi N ........................................................ 31
Gambar 3.10 Action list kondisi N1 .................................................... 32
Gambar 3.11 Action list kondisi N2 .................................................... 34
Gambar 3.12 Action list kondisi TS1 .................................................. 35
Gambar 3.13 Action list kondisi TS2 .................................................. 37
Gambar 3.14 Action list kondisi TS3 .................................................. 39
Gambar 3.15 Action list kondisi TS4 .................................................. 40
Gambar 3.16 Action list kondisi TS5 .................................................. 42
Gambar 3.17 Action list kondisi TS6 .................................................. 44
Gambar 3.18 Action list kondisi Black Out ......................................... 44
Gambar 4.1 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS1 ... 49
Gambar 4.2 Generator Exciter Current pada Study Case TS1 .............. 49
Gambar 4.3 Generator Reactive Power pada Study Case TS1 ............. 50
Gambar 4.4 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS1 ............. 50
Gambar 4.5 Generator Electrical Power pada Study Case TS1 ............ 51
Gambar 4.6 Generator Mechanical Power pada Study Case TS1 ........... 51
xiii
Gambar 4.7 Generator Speed pada Study Case TS1 .............................. 52
Gambar 4.8 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS1 ...... 52
Gambar 4.9 Generator Terminal Current pada Study Case TS1 ............. 53
Gambar 4.10 Bus Frequency pada Study Case TS1 ............................... 53
Gambar 4.11 Bus Voltage pada Study Case TS1 ................................... 54
Gambar 4.12 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS2 ... 55
Gambar 4.13 Generator Exciter Current pada Study Case TS2 .............. 55
Gambar 4.14 Generator Reactive Power pada Study Case TS2.............. 56
Gambar 4.15 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS2.............. 56
Gambar 4.16 Generator Electrical Power pada Study Case TS2 ............ 57
Gambar 4.17 Generator Mechanical Power pada Study Case TS2 ......... 57
Gambar 4.18 Generator Speed pada Study Case TS2 ............................ 58
Gambar 4.19 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS2 .... 58
Gambar 4.20 Generator Terminal Current pada Study Case TS2 ........... 59
Gambar 4.21 Bus Frequency pada Study Case TS2 ............................... 59
Gambar 4.22 Bus Voltage pada Study Case TS2 ................................... 60
Gambar 4.23 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS3 ... 61
Gambar 4.24 Generator Exciter Current pada Study Case TS3 .............. 61
Gambar 4.25 Generator Reactive Power pada Study Case TS3.............. 62
Gambar 4.26 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS3.............. 62
Gambar 4.27 Generator Electrical Power pada Study Case TS3 ............ 63
Gambar 4.28 Generator Mechanical Power pada Study Case TS3 ......... 63
Gambar 4.29 Generator Speed pada Study Case TS3 ............................ 64
Gambar 4.30 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS3 .... 64
Gambar 4.31 Generator Terminal Current pada Study Case TS3 ........... 65
Gambar 4.32 Bus Frequency pada Study Case TS3 ............................... 65
Gambar 4.33 Bus Voltage pada Study Case TS3 ................................... 66
Gambar 4.34 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS4 ... 67
Gambar 4.35 Generator Exciter Current pada Study Case TS4 .............. 67
Gambar 4.36 Generator Reactive Power pada Study Case TS4.............. 68
Gambar 4.37 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS4.............. 68
xiv
Gambar 4.38 Generator Electrical Power pada Study Case TS4 ............ 69
Gambar 4.39 Generator Mechanical Power pada Study Case TS4 ......... 69
Gambar 4.40 Generator Speed pada Study Case TS4 ............................ 70
Gambar 4.41 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS4 .... 70
Gambar 4.42 Generator Terminal Current pada Study Case TS4 ........... 71
Gambar 4.43 Bus Frequency pada Study Case TS4 ............................... 71
Gambar 4.44 Bus Voltage pada Study Case TS4 ................................... 72
Gambar 4.45 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS3 ... 73
Gambar 4.46 Generator Exciter Current pada Study Case TS3 .............. 73
Gambar 4.47 Generator Reactive Power pada Study Case TS3.............. 74
Gambar 4.48 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS3.............. 74
Gambar 4.49 Generator Electrical Power pada Study Case TS3 ............ 75
Gambar 4.50 Generator Mechanical Power pada Study Case TS3 ......... 75
Gambar 4.51 Generator Speed pada Study Case TS3 ............................ 76
Gambar 4.52 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS3 .... 76
Gambar 4.53 Generator Terminal Current pada Study Case TS3 ........... 77
Gambar 4.54 Bus Frequency pada Study Case TS3 ............................... 77
Gambar 4.55 Bus Voltage pada Study Case TS3 ................................... 78
Gambar 4.56 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS4 ... 79
Gambar 4.57 Generator Exciter Current pada Study Case TS4 .............. 79
Gambar 4.58 Generator Reactive Power pada Study Case TS4.............. 80
Gambar 4.59 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS4.............. 80
Gambar 4.60 Generator Electrical Power pada Study Case TS4 ............ 81
Gambar 4.61 Generator Mechanical Power pada Study Case TS4 ......... 81
Gambar 4.62 Generator Speed pada Study Case TS4 ............................ 82
Gambar 4.63 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS4 .... 82
Gambar 4.64 Generator Terminal Current pada Study Case TS4 ........... 83
Gambar 4.65 Bus Frequency pada Study Case TS4 ............................... 83
Gambar 4.66 Bus Voltage pada Study Case TS4 ................................... 84
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Generator pada Power Plant JOB P-PEJ, Tuban ............... .16
Tabel 3.2 Data Generator pada Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. ............ 17
Tabel 3.3 Data Motor Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. .......................... 17
Tabel 3.4 Skenario Pelepasan Beban pada Power Plant 1
di JOB P-PEJ, Tuban. ................................................................ 22
Tabel 3.5 Deskripsi Sistem Study Case N .................................................. 30
Tabel 3.6 Deskripsi Sistem Study Case N1 ............................................... 31
Tabel 3.7 Deskripsi Sistem Study Case N2 ................................................ 33
Tabel 3.8 Deskripsi Sistem Study Case TS1 .............................................. 34
Tabel 3.9 Deskripsi Sistem Study Case TS2 .............................................. 36
Tabel 3.10 Deskripsi Sistem Study Case TS3 ............................................ 37
Tabel 3.11 Deskripsi Sistem Study Case TS4 ............................................ 39
Tabel 3.12 Deskripsi Sistem Study Case TS5 ............................................ 41
Tabel 3.13 Deskripsi Sistem Study Case TS6 ............................................ 42
Tabel 4.1 Penjelasan Kasus Stabilitas Transien.......................................... 47
Tabel 4.2 Hasil Simulasi Pada Sistem Kelistrikan saat terjadi load shedding
pada Power Plant 1 di JOB P-PEJ .............................................................. 86
xvi
DAFTAR PUSTAKA
[1] Kundur, Prabha, dkk,Definition and Classification of Power System Stability,
IEEE Transactions on Power System, Vol. 19,
[2]https://electricdot.wordpress.com/2011/10/30/load-shedding-pelepasan-beban/
[3] Waluyo,Triwahyu Rubianto, Syahrial, 2013.“Studi Load shedding Pada
Sistem Kelistrikan Pengeboran Minyak Lepas Pantai”. Elektro Institut
Teknologi Nasional Bandung.
[4] ANSI/IEEE C37.106-2003, “IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection
for Power Generating Plants”.
[5] Steven,W.D.Jr, “Power System Analysis”.McGraw-Hill, Inc, 1994.
[6] IEEE std 141-1993, IEEE Recommended Practice for Electric Power
Distribution for Industrial Plants. The Institute of electrical and electronics
engineers, Inc.1993.
[7] Drs. Yon Rijono. Dasar Teknik Tenaga Listrik, Edisi Revisi, Yogyakarta,
Andi, 1997.
[8] 2004 Stevenson Jr, William D. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik Edisi Ke
Empat
[9] Report file Transient Stability for PLTMG BONTANG II.
xvii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Joint Operating Body Pertamina – PetroChina East Java (JOB PPEJ) adalah perusahaan yang berkecimpung dalam dunia perminjyakan di
Indonesia. Perusahaan ini terletak di Jl. Lingkar Pertamina, desa Rahayu
kecamatan Soko yang terdapat di kabupaten Tuban. Di JOB P-PEJ terdapat
Central Processing Area (CPA) yang dayanya disupplay dari Power Plant 1,
jadi sangatlah penting bagi perusahaan tersebut untuk menjaga kestabilitan
sistem tenaganya, agar tidak mempengaruhi proses produksi di CPA. JOB PPEJ sendiri mempunyai 2 Power Plant, dimana Power Plant 1 terdiri dari 4
buah turbine engine dan 1 diesel Onan, sedangkan Power Plant 2 terdiri atas
4 buah gas engine dan 2 buah turbin centour (rental). Dan pada Power Plant
1 di terapkan perencanaan load shedding apabila ada salah satu generatornya
yang mengalami shut down.
Sistem tenaga listrik yang baik adalah sistem tenaga yang dapat
melayani beban secara kontinyu, tegangan dan frekuensi yang konstan,
fluktuasi tegangan dan frekuensi yang terjadi harus berada pada batas
toleransi yang diizinkan agar peralatan listrik konsumen dapat bekerja
dengan baik dan aman. Perubahan beban yang bervariasi 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
perubahan daya penggerak generator. Hal ini dimaksudkan agar terjadi
keseimbangan antara daya beban dan daya suplai. Sehingga frekuensi dan
tegangan sistem tetap terjaga pada posisi normal.
1
Stabilitas transient adalah kemampuan dari suatu sistem tenaga untuk
mempertahankan keadaan sinkronisasi setelah mengalami gangguan besar
yang bersifat mendadak dengan asumsi bahwa pengatur tegangan otomatis
atau automatic voltage regulator (AVR) belum bekerja. Pelepasan beban
(load shedding) dapat menyebabkan adanya penurunan frekuensi sistem yang
dratis, tetapi apabila tidak dilakukan load shedding secara manual maupun
otomatis akan menyebabkan black out pada pembangkit. Load shedding
merupakan metode pengurangan beban, yang bisa dilakukan secara manual
dan otomatis. Pada suatu sistem tenaga listrik terdapat berbagai macam
beban. Beban tersebut dapat berupa motor – motor induksi yang dimanfaatkan
di lingkungan industri.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan masalah sebagai
berikut :
1. Bagaimana memodelkan sistem untuk menganalisa stabilitas transient
setelah terjadi pelepasan beban di Power Plant 1 JOB P-PEJ?
2. Bagaimana mendapatkan waktu pemulihan agar kehandalan sistem di
dapatkan pada Power Plant 1 JOB P-PEJ setelah terjadi load shedding?
3. Bagaimana stabilitas sistem kelistrikan setelah perubahan sistem?
1.3
Tujuan
Tujuan dari stabilitas transien ini meliputi :
1. Mendapatkan pemodelan sistem dan menganalisa tentang stabilitas
transien setelah dilakukan load shedding pada Power Plant 1 di JOB PPEJ.
2. Mendapatkan waktu pemulihan agar kehandalan sistem pada power plant
1 tetap optimal.
3. Untuk menyelidiki stabilitas sistem kelistrikan setelah perubahan sistem
atau gangguan-gangguan yang mungkin terjadi.
2
1.4
Batasan Masalah
Agar pembahasan dalam penelitian yang di lakukan lebih fokus maka
diberikan batasan masalah sebagai berikut :
1. Load Shedding diberlakukan pada Power Plant 1 di JOB P-PEJ.
2. Frekuensi nominal sistem tenaga listik yang menjadi obyek penelitian
adalah 60 Hz.
3. Pelepasan beban di lakukan pada saat salah satu generator shut down dan
akan semakin banyak beban yang di lepas apabila generator yang shut
down bertambah.
4. Pemodelan single line diagram tersebut di simulasikan dengan
menggunakan ETAP 12.6.0.
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tugas akhir “Study Analisisa Stabilitas
Transient Setelah
Load
Shedding di Joint Operating Body Pertamina-
PetroChina, Tuban” adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada Bab I ini akan menguraikan secara garis besar terhadap
permasalahan yang terdiri dari: latar belakang, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan, metodelogi penulisan, sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan Pustaka mengacu pada buku dan jurnal ilmiah nasional maupun
internasional.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab III, Perancangan memuat ringkasan dan pokok pembahasan
pada laporan studi kelayakan yang ada dan pengamatan penulis
dilapangan yang dimaksudkan sebagai garis besar dan alur pembahasan
agar pembahasan yang dilakukan tidak keluar dari substansi dan sesuai
dengan tujuan yang diharapkan.
3
BAB IV PEMBAHASAN
Pada bab IV, Menganalisa sistem pada pembangkit JOB P-PEJ setelah
terjadi load shedding..
BAB V PENUTUP
Bab V berisikan sebuah kesimpulan dan saran mengenai hasil “Study
Analisisa Stabilitas Transient Setelah Load Shedding di Joint Operating
Body Pertamina-PetroChina, Tuban”
4
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Di susun Oleh :
ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
i
LEMBAR PERSETUJUAN
1.
LEMBAR PERSETUJUAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
Ilham Pakaya, ST.
NIDN: 0718036502
NIDN: 0717018801
ii
LEMBAR PENGESAHAN
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh
ALIEFATIN AGUSTINA
201210130311132
Disetujui Oleh :
1.
Tanggal Ujian
Periode Wisuda
: 26 Juli 2016
: Agustus 2016
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
(Pembimbing I)
NIDN: 0718036502
2.
3.
4.
Ilham Pakaya, ST.
NIDN: 0717018801
(Pembimbing II)
Ir. Nurhadi, MT
NIDN: 0731126202
Machmud Effendy, ST., M.Eng.
NIDN: 0715067402
(Penguji I)
(Penguji II)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
NIDN: 0718036502
iii
LEMBAR PENYATAAN
2.
LEMBAR PENYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
NAMA
: ALIEFATIN AGUSTINA
Tempat/Tgl Lahir : Bojonegoro, 23 Agustus 1993
NIM
: 201210130311132
FAK./JUR.
:TEKNIK/ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul STUDY
ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING
PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya
tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk
kutipan yang telah disebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya
saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka
saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
Malang, 04 Agustus 2016
Yang Membuat Pernyataan
Aliefatin Agustina
Mengetahui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
Ilham Pakaya, ST.
iv
ABSTRAK
3.
ABSTRAK
Kestabilan sistem merupakan hal yang penting dalam sebuah sistem
tenaga listrik, kestabilan tersebut meliputi bagaimana suatu sistem dapat
melayani beban secara stabil dengan tegangannya, serta memenuhi standart
yang berlaku. Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang bagaimana kondisi
suatu sistem tenaga kembali stabil setelah terjadi pelepasan beban. Studi kasus
untuk tugas akhir ini adalah pelepasan beban di Power Plant 1 di JOB P-PEJ.
Dimana di JOB ada beberapa tahap pelepasan beban yang dilakukan. Pada
simulasi dalam kasus di Power Plant 1 akan terjadi shut down pada generator
yang mensupplay sistem kelistrikan meliputi TEG1, TEG2, TEG3, TEG4 dan
DOG yang akan di ikuti dengan lepasnya beban-beban. Hal ini dilakukan agar
kestabilan sistem tenaga tetap terjaga.
Kata kunci: Stabilitas Transien, Program ETAP, Pelepasan beban, generator,
shutdown.
v
ABSTRACK
4.
ABSTRACK
The stability of the system is important in an electric power system, the
stability of the covering how a system can serve the load stably with voltage, and
meet the standards that apply. In this final project will be discussed about how
state power system is stable again after the load shedding. The case study for this
thesis is load shedding in Power Plant 1 in JOB P - PEJ. Where there are several
stages in JOB load shedding is done. In the simulation in the case at power plant 1
will occur shut down the generator supplying the electrical system includes TEG
1, TEG2, TEG3, TEG4 and DOG which will be followed by the release of loads.
This is done so that the stability of the power system is maintained.
Keywords: transient stability, ETAP program, load shedding, generator,
shutdown.
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
5.
LEMBAR PERSEMBAHAN
Rasa syukur kepada Allah SWT yang memberikan rahmat−Nya,
nikmat−Nya, dan hidayah−Nya dan Rasulullah SAW yang memberikan
petunjuk ke jalan terang dan benar sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Kupersembahkan skripsi ini untuk:
Banyak pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam
kepada:
1. Kedua orang tuaku yang tercinta atas doa restu dan perjuangan keras kedua
nya dalam segala hal sehingga dapat menghantarkan penulis menyelesaikan
kuliah ini. Terima kasih banyak Bapak, Mamak.
2. Kedua orang adikku yang tercinta atas semangat dalam segala hal sehingga
dapat menghantarkan penulis semakin berjuang untuk lulus. Terima kasih
banyak Sholik dan Dek Atip.
3. Ir. Nur Hadi, MT selaku dosen wali atas kebaikan dan kemurahan hati dan
memberikan motivasi.
4. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku dosen pembimbing I dan Ketua Jurusan
Teknik Elektro atas saran, masukan, dan waktu yang diberikan hingga tugas
akhir ini dapat terselesaikan.
5. Ilham Pakaya ST. selaku pembimbing II atas saran, masukan dan waktu
yang diberikan hingga akhirnya tugas akhir ini dapat terselesaikan
sebagaimana mestinya.
6. Para Bapak dan Ibu Dosen jurusan Teknik Elektro atas waktu dan perhatian,
motivasi dan masukan nya yang sangat berharga.
7. Para teman-teman elektro dari berbagai angkatan. Terima kasih atas support
perhatian dan kerjasamanya selama ini. Berkat kalian juga akhirnya tugas
akhir ini dapat terselesaikan.
8. Segenap keluarga besar Teknik Industri yang telah memberikan dukungan
kepada saya selaku parttimer.
vii
9. Terima kasih keluarga besar JOB P-PEJ terutama untuk pembimbing
lapangan saya di electric section.
10. Untuk Engga, Tiwi, Rivi, Yanti, Arip, Juki, Dian, Bian, Endik, Mondo,
Mul, Sau, Mbak Indah, Nana, Dea, Sasy, Sara, Silmi, Rizki, Devi, Lia, Mas
Dea dan Mas Sadam yang selama ini telah memberikan dukungan semangat.
11. Untuk Ailin Rohmatul F. terima kasih saudaraku untuk motivasi dan
dukungan yang selalu membawaku lebih semangat untuk skripsi ini.
12. Teman-teman di elektro C yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Terima kasih atas kebersamaannya selama ini.
Kepada Bapak dan Mamak, Bapak/Ibu dosen serta teman-teman sekalian,
terima kasih atas semuanya. Berkat kalian semua tugas akhir ini akhirnya dapat
terselesaikan. Semoga segala kebaikan dibalas dengan pahala disisi Allah SWT.
Amin
Akhirnya, kesempurnaan tetap hanya milik Allah. Inilah karya terbaik
yang dapat penulis persembahkan. Untuk segala ketidak sempurnaan dan
kekurangan penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak agar dapat
menjadi lebih baik dimasa-masa mendatang. Semoga karya ini dapat bermanfaat
bagi banyak orang, khususnya masyararakat desa Bukit Makmur. Semoga dapat
dengan segera menikmati listrik untuk kehidupan yang lebih baik. Amin.
Malang, 04 Agustus 2016
Penulis
viii
KATA PENGANTAR
6.
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas
limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan
tugas akhir yang berjudul :
STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD
SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature
dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini
masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti
mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, 04 Agustus 2016
Penulis
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................ iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................. iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN................................................. v
ABSTRAKSI ....................................................................................... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................ viii
KATA PENGANTAR ......................................................................... ix
DAFTAR ISI........................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................ xiv
DAFTAR TABEL.............................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 2
1.3 Tujuan ............................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah............................................................................. 3
1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Sistem Pembangkit listrik ............................................................... 4
2.2 Pelepasan Beban (Load Shedding) ................................................. 4
2.2.1Pengertian Load Shedding ....................................................... 4
2.2.2 Beban – BebanPenting ............................................................ 5
2.2.2.1 Beban – beban yang kurangpenting ............................. 5
2.2.2.2 Beban – bebanpenting ................................................. 5
2.2.3 MasalahPokok Load Shedding ................................................ 6
2.3 Kestabilan Transien ........................................................................ 6
2.3.1 Definisi Kestabilan ................................................................. 6
2.3.2 KestabilanTenagaListrik ......................................................... 7
x
2.3.3 Stabilitas Transient ................................................................. 8
2.4 Rotor Angle ................................................................................. 11
2.5 Mechanical Power dan Electrical Power (kW) .............................. 11
2.6 Penyebab Transien ....................................................................... 12
2.6.1 Faktor Manusia dan Alam ..................................................... 13
2.6.2KestabilanInternal .................................................................. 13
2.6.3 Short-circuit (hubungan pendek) ........................................... 13
2.6.4 KelebihanTegangan(over voltage)......................................... 14
2.6.5 Overload (kelebihanbeban) ................................................... 14
2.6.6 Power Back (reverse power) ................................................. 14
2.6.7 Loss of Excitation(hilangnya eksitasi) ................................... 14
2.7 Dampak Transient PadaSistem Tenaga Listrik.............................. 14
2.8 Respon Transien dan pencegahan ................................................. 15
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 TinjauanUmumSistemKelistrikan JOB P-PEJ, Tuban .................. .16
3.2 SkemaPelepasanbeban (Load shedding) ....................................... 20
3.3 Diagram AlurPenelitian ................................................................ 23
3.4 Flowchart ..................................................................................... 24
3.5 Pembuatan Program Simulasi ...................................................... 25
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 PemodelanSistemKelistrikan Joint Operating Body PertaminaPetroChina East Java (JOB P-PEJ), Tuban. ........................................ 46
4.2 HasilSimulasi ............................................................................... 48
4.2.1 HasilSimulasiLoad sheddingTahap 1 (TS1) .......................... 48
4.2.2HasilSimulasiLoad sheddingTahap 2 (TS2) ........................... 54
4.2.3HasilSimulasiLoad sheddingTahap 3 (TS3) ........................... 60
4.2.4HasilSimulasiLoad sheddingTahap 4 (TS4) ........................... 66
4.2.5HasilSimulasiLoad sheddingTahap 5 (TS5) ........................... 72
4.2.6HasilSimulasiLoad sheddingTahap 6 (TS6) ........................... 78
BAB V PENUTUP
xi
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 88
5.2 Saran ............................................................................................ 88
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 89
LAMPIRAN ............................................................................................ 90
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Listrik ................................................. 4
Gambar 2.2 Klasifikasi Stabilitas Sistem Tenaga listrik ....................... 8
Gambar 2.3 Sudut Rotor dengan gangguan .......................................... 9
Gambar 2.4 Kriteria Luas Sama ......................................................... 10
Gambar 2.5. Hubungan rotor dengan poros torsi ................................. 11
Gambar 3.1 Water Storage .................................................................. 19
Gambar 3.2 Compressor ..................................................................... 20
Gambar 3.3 Cerobong Oxidizer .......................................................... 20
Gambar 3.4 Diagram Alur Penelitian .................................................. 23
Gambar 3.5 Flowchart ........................................................................ 24
Gambar 3.6 Saturn Turbin Generator .................................................. 25
Gambar 3.7 Black Start Generator ...................................................... 27
Gambar 3.8 Single line diagram power plant 1 .................................... 29
Gambar 3.9 Action list kondisi N ........................................................ 31
Gambar 3.10 Action list kondisi N1 .................................................... 32
Gambar 3.11 Action list kondisi N2 .................................................... 34
Gambar 3.12 Action list kondisi TS1 .................................................. 35
Gambar 3.13 Action list kondisi TS2 .................................................. 37
Gambar 3.14 Action list kondisi TS3 .................................................. 39
Gambar 3.15 Action list kondisi TS4 .................................................. 40
Gambar 3.16 Action list kondisi TS5 .................................................. 42
Gambar 3.17 Action list kondisi TS6 .................................................. 44
Gambar 3.18 Action list kondisi Black Out ......................................... 44
Gambar 4.1 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS1 ... 49
Gambar 4.2 Generator Exciter Current pada Study Case TS1 .............. 49
Gambar 4.3 Generator Reactive Power pada Study Case TS1 ............. 50
Gambar 4.4 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS1 ............. 50
Gambar 4.5 Generator Electrical Power pada Study Case TS1 ............ 51
Gambar 4.6 Generator Mechanical Power pada Study Case TS1 ........... 51
xiii
Gambar 4.7 Generator Speed pada Study Case TS1 .............................. 52
Gambar 4.8 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS1 ...... 52
Gambar 4.9 Generator Terminal Current pada Study Case TS1 ............. 53
Gambar 4.10 Bus Frequency pada Study Case TS1 ............................... 53
Gambar 4.11 Bus Voltage pada Study Case TS1 ................................... 54
Gambar 4.12 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS2 ... 55
Gambar 4.13 Generator Exciter Current pada Study Case TS2 .............. 55
Gambar 4.14 Generator Reactive Power pada Study Case TS2.............. 56
Gambar 4.15 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS2.............. 56
Gambar 4.16 Generator Electrical Power pada Study Case TS2 ............ 57
Gambar 4.17 Generator Mechanical Power pada Study Case TS2 ......... 57
Gambar 4.18 Generator Speed pada Study Case TS2 ............................ 58
Gambar 4.19 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS2 .... 58
Gambar 4.20 Generator Terminal Current pada Study Case TS2 ........... 59
Gambar 4.21 Bus Frequency pada Study Case TS2 ............................... 59
Gambar 4.22 Bus Voltage pada Study Case TS2 ................................... 60
Gambar 4.23 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS3 ... 61
Gambar 4.24 Generator Exciter Current pada Study Case TS3 .............. 61
Gambar 4.25 Generator Reactive Power pada Study Case TS3.............. 62
Gambar 4.26 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS3.............. 62
Gambar 4.27 Generator Electrical Power pada Study Case TS3 ............ 63
Gambar 4.28 Generator Mechanical Power pada Study Case TS3 ......... 63
Gambar 4.29 Generator Speed pada Study Case TS3 ............................ 64
Gambar 4.30 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS3 .... 64
Gambar 4.31 Generator Terminal Current pada Study Case TS3 ........... 65
Gambar 4.32 Bus Frequency pada Study Case TS3 ............................... 65
Gambar 4.33 Bus Voltage pada Study Case TS3 ................................... 66
Gambar 4.34 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS4 ... 67
Gambar 4.35 Generator Exciter Current pada Study Case TS4 .............. 67
Gambar 4.36 Generator Reactive Power pada Study Case TS4.............. 68
Gambar 4.37 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS4.............. 68
xiv
Gambar 4.38 Generator Electrical Power pada Study Case TS4 ............ 69
Gambar 4.39 Generator Mechanical Power pada Study Case TS4 ......... 69
Gambar 4.40 Generator Speed pada Study Case TS4 ............................ 70
Gambar 4.41 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS4 .... 70
Gambar 4.42 Generator Terminal Current pada Study Case TS4 ........... 71
Gambar 4.43 Bus Frequency pada Study Case TS4 ............................... 71
Gambar 4.44 Bus Voltage pada Study Case TS4 ................................... 72
Gambar 4.45 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS3 ... 73
Gambar 4.46 Generator Exciter Current pada Study Case TS3 .............. 73
Gambar 4.47 Generator Reactive Power pada Study Case TS3.............. 74
Gambar 4.48 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS3.............. 74
Gambar 4.49 Generator Electrical Power pada Study Case TS3 ............ 75
Gambar 4.50 Generator Mechanical Power pada Study Case TS3 ......... 75
Gambar 4.51 Generator Speed pada Study Case TS3 ............................ 76
Gambar 4.52 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS3 .... 76
Gambar 4.53 Generator Terminal Current pada Study Case TS3 ........... 77
Gambar 4.54 Bus Frequency pada Study Case TS3 ............................... 77
Gambar 4.55 Bus Voltage pada Study Case TS3 ................................... 78
Gambar 4.56 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS4 ... 79
Gambar 4.57 Generator Exciter Current pada Study Case TS4 .............. 79
Gambar 4.58 Generator Reactive Power pada Study Case TS4.............. 80
Gambar 4.59 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS4.............. 80
Gambar 4.60 Generator Electrical Power pada Study Case TS4 ............ 81
Gambar 4.61 Generator Mechanical Power pada Study Case TS4 ......... 81
Gambar 4.62 Generator Speed pada Study Case TS4 ............................ 82
Gambar 4.63 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS4 .... 82
Gambar 4.64 Generator Terminal Current pada Study Case TS4 ........... 83
Gambar 4.65 Bus Frequency pada Study Case TS4 ............................... 83
Gambar 4.66 Bus Voltage pada Study Case TS4 ................................... 84
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Generator pada Power Plant JOB P-PEJ, Tuban ............... .16
Tabel 3.2 Data Generator pada Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. ............ 17
Tabel 3.3 Data Motor Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. .......................... 17
Tabel 3.4 Skenario Pelepasan Beban pada Power Plant 1
di JOB P-PEJ, Tuban. ................................................................ 22
Tabel 3.5 Deskripsi Sistem Study Case N .................................................. 30
Tabel 3.6 Deskripsi Sistem Study Case N1 ............................................... 31
Tabel 3.7 Deskripsi Sistem Study Case N2 ................................................ 33
Tabel 3.8 Deskripsi Sistem Study Case TS1 .............................................. 34
Tabel 3.9 Deskripsi Sistem Study Case TS2 .............................................. 36
Tabel 3.10 Deskripsi Sistem Study Case TS3 ............................................ 37
Tabel 3.11 Deskripsi Sistem Study Case TS4 ............................................ 39
Tabel 3.12 Deskripsi Sistem Study Case TS5 ............................................ 41
Tabel 3.13 Deskripsi Sistem Study Case TS6 ............................................ 42
Tabel 4.1 Penjelasan Kasus Stabilitas Transien.......................................... 47
Tabel 4.2 Hasil Simulasi Pada Sistem Kelistrikan saat terjadi load shedding
pada Power Plant 1 di JOB P-PEJ .............................................................. 86
xvi
DAFTAR PUSTAKA
[1] Kundur, Prabha, dkk,Definition and Classification of Power System Stability,
IEEE Transactions on Power System, Vol. 19,
[2]https://electricdot.wordpress.com/2011/10/30/load-shedding-pelepasan-beban/
[3] Waluyo,Triwahyu Rubianto, Syahrial, 2013.“Studi Load shedding Pada
Sistem Kelistrikan Pengeboran Minyak Lepas Pantai”. Elektro Institut
Teknologi Nasional Bandung.
[4] ANSI/IEEE C37.106-2003, “IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection
for Power Generating Plants”.
[5] Steven,W.D.Jr, “Power System Analysis”.McGraw-Hill, Inc, 1994.
[6] IEEE std 141-1993, IEEE Recommended Practice for Electric Power
Distribution for Industrial Plants. The Institute of electrical and electronics
engineers, Inc.1993.
[7] Drs. Yon Rijono. Dasar Teknik Tenaga Listrik, Edisi Revisi, Yogyakarta,
Andi, 1997.
[8] 2004 Stevenson Jr, William D. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik Edisi Ke
Empat
[9] Report file Transient Stability for PLTMG BONTANG II.
xvii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Joint Operating Body Pertamina – PetroChina East Java (JOB PPEJ) adalah perusahaan yang berkecimpung dalam dunia perminjyakan di
Indonesia. Perusahaan ini terletak di Jl. Lingkar Pertamina, desa Rahayu
kecamatan Soko yang terdapat di kabupaten Tuban. Di JOB P-PEJ terdapat
Central Processing Area (CPA) yang dayanya disupplay dari Power Plant 1,
jadi sangatlah penting bagi perusahaan tersebut untuk menjaga kestabilitan
sistem tenaganya, agar tidak mempengaruhi proses produksi di CPA. JOB PPEJ sendiri mempunyai 2 Power Plant, dimana Power Plant 1 terdiri dari 4
buah turbine engine dan 1 diesel Onan, sedangkan Power Plant 2 terdiri atas
4 buah gas engine dan 2 buah turbin centour (rental). Dan pada Power Plant
1 di terapkan perencanaan load shedding apabila ada salah satu generatornya
yang mengalami shut down.
Sistem tenaga listrik yang baik adalah sistem tenaga yang dapat
melayani beban secara kontinyu, tegangan dan frekuensi yang konstan,
fluktuasi tegangan dan frekuensi yang terjadi harus berada pada batas
toleransi yang diizinkan agar peralatan listrik konsumen dapat bekerja
dengan baik dan aman. Perubahan beban yang bervariasi 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
perubahan daya penggerak generator. Hal ini dimaksudkan agar terjadi
keseimbangan antara daya beban dan daya suplai. Sehingga frekuensi dan
tegangan sistem tetap terjaga pada posisi normal.
1
Stabilitas transient adalah kemampuan dari suatu sistem tenaga untuk
mempertahankan keadaan sinkronisasi setelah mengalami gangguan besar
yang bersifat mendadak dengan asumsi bahwa pengatur tegangan otomatis
atau automatic voltage regulator (AVR) belum bekerja. Pelepasan beban
(load shedding) dapat menyebabkan adanya penurunan frekuensi sistem yang
dratis, tetapi apabila tidak dilakukan load shedding secara manual maupun
otomatis akan menyebabkan black out pada pembangkit. Load shedding
merupakan metode pengurangan beban, yang bisa dilakukan secara manual
dan otomatis. Pada suatu sistem tenaga listrik terdapat berbagai macam
beban. Beban tersebut dapat berupa motor – motor induksi yang dimanfaatkan
di lingkungan industri.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan masalah sebagai
berikut :
1. Bagaimana memodelkan sistem untuk menganalisa stabilitas transient
setelah terjadi pelepasan beban di Power Plant 1 JOB P-PEJ?
2. Bagaimana mendapatkan waktu pemulihan agar kehandalan sistem di
dapatkan pada Power Plant 1 JOB P-PEJ setelah terjadi load shedding?
3. Bagaimana stabilitas sistem kelistrikan setelah perubahan sistem?
1.3
Tujuan
Tujuan dari stabilitas transien ini meliputi :
1. Mendapatkan pemodelan sistem dan menganalisa tentang stabilitas
transien setelah dilakukan load shedding pada Power Plant 1 di JOB PPEJ.
2. Mendapatkan waktu pemulihan agar kehandalan sistem pada power plant
1 tetap optimal.
3. Untuk menyelidiki stabilitas sistem kelistrikan setelah perubahan sistem
atau gangguan-gangguan yang mungkin terjadi.
2
1.4
Batasan Masalah
Agar pembahasan dalam penelitian yang di lakukan lebih fokus maka
diberikan batasan masalah sebagai berikut :
1. Load Shedding diberlakukan pada Power Plant 1 di JOB P-PEJ.
2. Frekuensi nominal sistem tenaga listik yang menjadi obyek penelitian
adalah 60 Hz.
3. Pelepasan beban di lakukan pada saat salah satu generator shut down dan
akan semakin banyak beban yang di lepas apabila generator yang shut
down bertambah.
4. Pemodelan single line diagram tersebut di simulasikan dengan
menggunakan ETAP 12.6.0.
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tugas akhir “Study Analisisa Stabilitas
Transient Setelah
Load
Shedding di Joint Operating Body Pertamina-
PetroChina, Tuban” adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada Bab I ini akan menguraikan secara garis besar terhadap
permasalahan yang terdiri dari: latar belakang, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan, metodelogi penulisan, sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan Pustaka mengacu pada buku dan jurnal ilmiah nasional maupun
internasional.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab III, Perancangan memuat ringkasan dan pokok pembahasan
pada laporan studi kelayakan yang ada dan pengamatan penulis
dilapangan yang dimaksudkan sebagai garis besar dan alur pembahasan
agar pembahasan yang dilakukan tidak keluar dari substansi dan sesuai
dengan tujuan yang diharapkan.
3
BAB IV PEMBAHASAN
Pada bab IV, Menganalisa sistem pada pembangkit JOB P-PEJ setelah
terjadi load shedding..
BAB V PENUTUP
Bab V berisikan sebuah kesimpulan dan saran mengenai hasil “Study
Analisisa Stabilitas Transient Setelah Load Shedding di Joint Operating
Body Pertamina-PetroChina, Tuban”
4