Studi Hubung Singkat Simetris dan Analis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sebuah sistem tenaga listrik harus mampu menjamin tersedianya energi
listrik yang kontinu pada setiap beban yang terhubung pada sistem tersebut.
Kontinuitas ini sering dihadapkan pada masalah gangguan hubung singkat yang
timbul dalam sistem tenaga listrik, gangguan ini tidak dapat dihilangkan
keberadaannya. Studi arus hubung singkat merupakan hal yang penting karena
sangat berpengaruh terhadap kualitas daya yang mengalir pada sistem. Karena itu
usaha yang dapat dilakukan adalah menghindari atau mencegah efek lanjutan
akibat gangguan tersebut.
Merupakan hal yang sangat penting bahwa sistem harus direncanakan dan
dioperasikan agar dalam keadaan kontingensi atau terlepasnya suatu elemen
sistem jika terjadi gangguan sehingga tidak akan mengalami kehilangan beban.
Dan tidak menyebabkan pemutusan daya yang tidak terkontrol dan meluas yang
mengakibatkan pelepasan yang bertingkat dan pemadaman total.
Studi hubung singkat pada sistem tenaga listrik yang besar dan saling
interkoneksi akan melibatkan perhitungan-perhitungan yang kompleks dan
membutuhkan tingkat kecermatan yang tinggi. Oleh karena itu, dalam studi arus
hubung singkat ini sebagai alat bantu dalam perhitungan digunakan perangkat
lunak ETAP (Electric Transient Analysis Program). Data yang diperoleh dari
perhitungan ini akan digunakan untuk menentukan kapasitas pemutus tenaga.
1
Berdasarkan latar belakang,maka permasalahan yang akan diselesaikan
adalah bagaimana menentukan rating peralatan pemutus (CB) yang seharusnya
dipakai terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi pada bus-bus feeder pada
Sistem Kelistrikan Pabrik Indarung V PT. Semen Padang dan pengaruh gangguan
kontingensi N-1 atau terlepasnya salah satu elemen sistem sehingga sistem dapat
terpelihara dengan aman.
Dengan demikian perlu dilakukan studi tentang keandalan dan keamanan
sistem tenaga listrik yaitu dengan melakukan skenario terhadap sejumlah kasuskasus kontingensi N-1 (lepasnya salah satu elemen sistem). Hasil-hasil analisis
tersebut digunakan untuk mengidentifikasi elemen-elemen sistem yang lemah.
Elemen-elemen sistem yang lemah dapat berupa bus yang tegangannya melanggar
batasan operasi dan saluran yang mengalami pembebanan kritis atau mengalami
beban lebih. Setelah elemen-elemen sistem yang lemah teridentifikasi, selanjutnya
dilakukan perbaikan sistem agar sistem tenaga listrik menjadi lebih andal.
1.2
Tujuan Penelitian
1. Untuk menghitung besarnya arus dan tegangan hubung singkat simetris di
setiap bus jika terjadi gangguan di salah satu bus pada sistem tenaga listrik
Pabrik Indarung V PT. Semen Padang dan mengevaluasi rating peralatan
pemutus rangkaian (circuit breaker ) agar memiliki rating yang cukup
untuk gangguan hubung singkat maksimum.
2. Untuk menentukan bus-bus sistem yang tegangannya melewati batas
operasi yang diijinkan akibat gangguan kontingensi (N-1).
2
1.3
Manfaat Penelitian
Diharapkan dapat menjadi bahan masukan dan pertimbangan bagi PT.
Semen Padang untuk penggunaan sistem proteksi yang tepat pada sistem
kelistrikan Pabrik Indarung V sesuai dengan hasil studi hubung singkat dan
pengaruh gangguan kontingensi (N-1) yang telah dilakukan.
1.4
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam tugas akhir adalah :
a.
Perhitungan arus hubung singkat dilakukan menggunakan data
substation Pabrik Indarung V PT. Semen Padang dengan software
ETAP 7.5.
b.
Perhitungan arus hubung singkat yang dilakukan adalah perhitungan
arus hubung singkat 3 (tiga) fasa simetris.
c.
Perhitungan arus gangguan hubung singkat yang dilakukan adalah arus
gangguan 2 (dua) siklus pertama (2 cycles).
d.
Gangguan hubung singkat terjadi di bus feeder pada sistem kelistrikan
Pabrik Indarung V PT. Semen Padang.
e.
Asumsi tegangan sebelum gangguan sebesar 1,00000,0000 ps.
f.
Hanya membahas kontingensi (N-1) atau terlepasnya salah satu elemen
sistem.
1.5
Sistematika Penulisan
Penulisan laporan tugas akhir ini dibagi ke dalam 5 (lima) bab dengan
sistematika sebagai berikut :
3
BAB I : Pendahuluan
Bab ini berisikan tentang latar belakang penelitian, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II: Dasar Teori
Bab ini berisikan teori-teoriyang melandasi tugas akhir ini.
BAB III : Metodologi Penelitian
Bab ini berisikan langkah–langkah perhitungan untuk menentukan nilai arus
hubung singkat, arus momentari, tegangan dan pengaruh gangguan kontingensi
(N-1).
BAB IV : Analisis Hasil Dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang analisis studi hubung singkat dan pengaruh gangguan
kontingensi (N-1) terhadap perubahan arus dan tegangan pada kelistrikan
Indarung V PT. Semen Padang dengan menggunakan perangkat lunak ETAP 7.5.
BAB V : Penutup
Bab terakhir ini berisi simpulan dari hasil penelitian dan saran yang disampaikan
berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dari penelitian ini.
4
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sebuah sistem tenaga listrik harus mampu menjamin tersedianya energi
listrik yang kontinu pada setiap beban yang terhubung pada sistem tersebut.
Kontinuitas ini sering dihadapkan pada masalah gangguan hubung singkat yang
timbul dalam sistem tenaga listrik, gangguan ini tidak dapat dihilangkan
keberadaannya. Studi arus hubung singkat merupakan hal yang penting karena
sangat berpengaruh terhadap kualitas daya yang mengalir pada sistem. Karena itu
usaha yang dapat dilakukan adalah menghindari atau mencegah efek lanjutan
akibat gangguan tersebut.
Merupakan hal yang sangat penting bahwa sistem harus direncanakan dan
dioperasikan agar dalam keadaan kontingensi atau terlepasnya suatu elemen
sistem jika terjadi gangguan sehingga tidak akan mengalami kehilangan beban.
Dan tidak menyebabkan pemutusan daya yang tidak terkontrol dan meluas yang
mengakibatkan pelepasan yang bertingkat dan pemadaman total.
Studi hubung singkat pada sistem tenaga listrik yang besar dan saling
interkoneksi akan melibatkan perhitungan-perhitungan yang kompleks dan
membutuhkan tingkat kecermatan yang tinggi. Oleh karena itu, dalam studi arus
hubung singkat ini sebagai alat bantu dalam perhitungan digunakan perangkat
lunak ETAP (Electric Transient Analysis Program). Data yang diperoleh dari
perhitungan ini akan digunakan untuk menentukan kapasitas pemutus tenaga.
1
Berdasarkan latar belakang,maka permasalahan yang akan diselesaikan
adalah bagaimana menentukan rating peralatan pemutus (CB) yang seharusnya
dipakai terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi pada bus-bus feeder pada
Sistem Kelistrikan Pabrik Indarung V PT. Semen Padang dan pengaruh gangguan
kontingensi N-1 atau terlepasnya salah satu elemen sistem sehingga sistem dapat
terpelihara dengan aman.
Dengan demikian perlu dilakukan studi tentang keandalan dan keamanan
sistem tenaga listrik yaitu dengan melakukan skenario terhadap sejumlah kasuskasus kontingensi N-1 (lepasnya salah satu elemen sistem). Hasil-hasil analisis
tersebut digunakan untuk mengidentifikasi elemen-elemen sistem yang lemah.
Elemen-elemen sistem yang lemah dapat berupa bus yang tegangannya melanggar
batasan operasi dan saluran yang mengalami pembebanan kritis atau mengalami
beban lebih. Setelah elemen-elemen sistem yang lemah teridentifikasi, selanjutnya
dilakukan perbaikan sistem agar sistem tenaga listrik menjadi lebih andal.
1.2
Tujuan Penelitian
1. Untuk menghitung besarnya arus dan tegangan hubung singkat simetris di
setiap bus jika terjadi gangguan di salah satu bus pada sistem tenaga listrik
Pabrik Indarung V PT. Semen Padang dan mengevaluasi rating peralatan
pemutus rangkaian (circuit breaker ) agar memiliki rating yang cukup
untuk gangguan hubung singkat maksimum.
2. Untuk menentukan bus-bus sistem yang tegangannya melewati batas
operasi yang diijinkan akibat gangguan kontingensi (N-1).
2
1.3
Manfaat Penelitian
Diharapkan dapat menjadi bahan masukan dan pertimbangan bagi PT.
Semen Padang untuk penggunaan sistem proteksi yang tepat pada sistem
kelistrikan Pabrik Indarung V sesuai dengan hasil studi hubung singkat dan
pengaruh gangguan kontingensi (N-1) yang telah dilakukan.
1.4
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam tugas akhir adalah :
a.
Perhitungan arus hubung singkat dilakukan menggunakan data
substation Pabrik Indarung V PT. Semen Padang dengan software
ETAP 7.5.
b.
Perhitungan arus hubung singkat yang dilakukan adalah perhitungan
arus hubung singkat 3 (tiga) fasa simetris.
c.
Perhitungan arus gangguan hubung singkat yang dilakukan adalah arus
gangguan 2 (dua) siklus pertama (2 cycles).
d.
Gangguan hubung singkat terjadi di bus feeder pada sistem kelistrikan
Pabrik Indarung V PT. Semen Padang.
e.
Asumsi tegangan sebelum gangguan sebesar 1,00000,0000 ps.
f.
Hanya membahas kontingensi (N-1) atau terlepasnya salah satu elemen
sistem.
1.5
Sistematika Penulisan
Penulisan laporan tugas akhir ini dibagi ke dalam 5 (lima) bab dengan
sistematika sebagai berikut :
3
BAB I : Pendahuluan
Bab ini berisikan tentang latar belakang penelitian, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II: Dasar Teori
Bab ini berisikan teori-teoriyang melandasi tugas akhir ini.
BAB III : Metodologi Penelitian
Bab ini berisikan langkah–langkah perhitungan untuk menentukan nilai arus
hubung singkat, arus momentari, tegangan dan pengaruh gangguan kontingensi
(N-1).
BAB IV : Analisis Hasil Dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang analisis studi hubung singkat dan pengaruh gangguan
kontingensi (N-1) terhadap perubahan arus dan tegangan pada kelistrikan
Indarung V PT. Semen Padang dengan menggunakan perangkat lunak ETAP 7.5.
BAB V : Penutup
Bab terakhir ini berisi simpulan dari hasil penelitian dan saran yang disampaikan
berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dari penelitian ini.
4