Pengaruh Pemasangan Static Var Compensator (Svc) Terhadap Aliran Daya Jaringan Distribusi 20 Kv (Studi Kasus: Penyulang Pm 6 Gi Pematangsiantar)

PENGARUH PEMASANGAN STATIC VAR COMPENSATOR (SVC)
TERHADAP ALIRAN DAYA JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV
(STUDI KASUS : PENYULANG PM 6 GI PEMATANGSIANTAR)

Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik

Oleh
RISJEN SIANTURI
NIM : 110402057

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Penyaluran daya listrik dari pembangkitan hingga ke pusat–pusat beban
didesain seefisien mungkin dengan keandalan yang tinggi. Kualitas daya yang
disalurkan dan tegangan pada sisi ujung penerima merupakan bagian dari
keandalan. Sisi ujung penerima berada pada jaringan distribusi (pusat beban).
Aliran daya, profil tegangan, serta rugi-rugi daya dapat diperbaiki dengan
melakukan kompensasi daya reaktif. Kompensasi daya reaktif yang dilakukan
adalah dengan pemasangan static var compensator (SVC) pada jaringan distribusi
primer. Metode yang diterapkan adalah dengan pemasangan satu SVC dan
pemasangan beberapa SVC pada jaringan distribusi 20 kV penyulang PM 6 Gardu
Induk Pematangsiantar. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa pemasangan SVC
meningkatkan daya aktif hingga 1,09 MW dan menekan daya reaktif hingga 6,239
MVAR saat DG dalam kondisi beroperasi serta meningkatkan daya aktif hingga
3,327 MW dan menekan daya reaktif hingga 7,176 MVAR saat DG dalam kondisi
tidak beroperasi. Pemasangan SVC juga mampu mengurangi rugi-rugi jaringan
hingga mencapai 44,54 % dari 2.445 kW saat kedua DG dalam kondisi beroperasi.
Kata kunci:

SVC, Aliran Daya, Rugi-rugi dan Profil Tegangan.

i
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa,
karena atas berkat dan rahmat-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan
diselesaikan.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu
di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
“PENGARUH PEMASANGAN STATIC VAR COMPENSATOR (SVC)
TERHADAP ALIRAN DAYA JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV
(STUDI KASUS: PENYULANG PM 6 GI PEMATANGSIANTAR)”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
Amang (Piter Sianturi) beserta Inang (Sintaman Simbolon) yang selalu menjadi
motivasi saya, abang (Riduan Sianturi, Antoni Sianturi) yang selalu ada memberi
saran dan masukan moril, dan adik-adik tersayang (Purnama Sianturi, Wardiman
Sianturi, dan Hendra Sianturi) yang memberikan semangat lewat senyumansenyuman mereka. Mereka adalah bagian dari penulis yang selalu memberi

semangat dan doa selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu,
penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada:

ii
Universitas Sumatera Utara

1.

Ibu Syiska Yana, S.T., M.T., selaku Dosen pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu dan pikiran untuk selalu memberikan
bantuan, saran, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama
perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.

2.

Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T., selaku Dosen penguji Tugas Akhir
sekaligus selaku Dosen Wali yang telah banyak memberikan saran dan
masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan

bimbingan selama perkuliahan.

3.

Bapak Ir. Riswan Dinzi, M.T., selaku Dosen penguji Tugas Akhir yang
telah banyak memberikan saran dan masukan demi perbaikan Tugas Akhir
ini serta telah banyak memberikan motivasi dan didikan selama perkuliahan.

4.

Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT USU dan atas didikannya selama masa perkuliahan.

5.

Bapak Rahmat Fauzi, S.T., M.T., selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro FT USU dan atas didikannya selama masa perkuliahan.

6.

Seluruh Bapak Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan wawasan
yang berharga selama masa perkuliahan.

7.

Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi.

8.

Abang dan kakak senior serta alumni yang membuka wawasan cara pandang
mahasiswa. Secara khusus Tumbur Harianja (TE 09), Raymond Aryanto
Sitorus (TE 09), Jhon Palmer Sitorus (TE 09), Nobel Paul Simorangkir (TE
07) yang telah memberikan bantuan dan tumpangan selama mengikuti Kerja
Praktek.

iii
Universitas Sumatera Utara

9.

Memori Hidyart SKP (Sahabat Kerja Praktek) yang telah memiliki banyak
cerita singkat, cerita lucu dan lugu bersama dengan bang Fontes, bang
Daniel, bang Rio, bang Yudha, bang Devin dan yang lainnya.

10.

Para anggota rapat goes to Moscow FIFA World Cup 2018. Floyd
Mangatur, Guntur Gemuruh, Fandry seniman, Henry Contact Person
yoman, Andri Simamora Pardosa, Ricky F catur, Samgar yang jenaka,
Susuk Afrisanto onan runggu, Christo parjeruk, Marluhut adik CP.
Pertemuan jilid berikutnya dinanti di Medan dan di Moscow.

11.

Harry Panjaitan yang tidak pernah maribak selaku petuah, Longser yang
selalu eksperimental dan penuh kreasi. Lae Andriadi Sinaga na burju, Hans
Zwingly, Hendrik Galung, Anry Sibolga. Para penghuni terompet Yudha
Mamora, Tony PT, Bembeng Ari Frahma, pra Mian. Bill Immanuel Tarigan
selaku ketua Natal bersama DTE dan Prodi Sastra Cina 2013. Biondi L,

Ferro Aritonang, Yosef Tarigan, Marco Simamora selaku pemain NBA.
Yoshua BB, Suranta Torus, Riandi FS selaku tim ekspedisi ke Sibayak
Mount. Sandro, James selaku sahabat yang berawal sama. Emir Lutfi
Pahlevi, Rizky Wira Handalan selaku rekan seperguruan. Tidauccy (satusatunya pemilik Naga Emas), Ann Alberth (yang ini pemilik si Biru). Lae
Canboy (CBY) dengan julukan si anak alam, lae Andri (partenggen) dengan
suara dan skill yang khas untuk melatih koor. Frederik, Andreas para musisi
bertalenta dari planet lain. Yang tidak kalah pentingnya Guru Kinayan
Riswanta Sembiring (Juru Kunci Gunung Sinabung). Putra da Vince selaku
pemilik/manager Village Futsal. Arman Sihite, Irvan Julu yang tak jauhjauh dari jalan bahagia. Para penghuni Telkom 2011 dan Komputer 2011

iv
Universitas Sumatera Utara

yang tidak banyak itu (minoritas). Endrawan Surbakti, M. Affandi, Herry
Mukhlis, M. Zein, Syahlan, Hasan spesialis elektronik, M. Saidul, M. Alwy
serta seluruh rekan seangkatan yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.
12.

Rekan-rekan seperguruan dalam mencapai visi yang sama Jagardo
Damanik, Christianto Sitio selaku sahabat SMA yang bersamaan dengan

penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir.

13.

Sahabat-sahabat Gano, Johan Andri Siregar (JAS), Peniel Hutabarat, Otto
Marbun, Lungguk Sitorus, Desman Pranata Barus, Janes Pandiangan,
Wandy Leo Pandiangan, Over Grand Hutauruk, Alberth Nobel, Agnes
Melva Sianturi, Ribka Julia Sihombing, Esteria Siagian, Christyna Natalia
Sebayang, Firma Panjaitan, Era Tampubolon, Besrini Sitanggang, Lenny
Marpaung.

14.

Semua pihak yang tidak dapat penulis buat satu per satu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini belumlah

sempurna karena masih banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan
bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan
mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata,
penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat berguna dalam kehidupan nyata.

Medan,

Januari 2016

Penulis,

Risjen Sianturi
NIM. 110402057

v
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK............................................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ......................................................................................................... ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xi
BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1

Latar Belakang........................................................................................................ 1

1.2

Rumusan Masalah................................................................................................... 2

1.3

Tujuan dan Manfaat ................................................................................................ 2

1.4

Batasan Masalah ..................................................................................................... 3

1.5

Luaran .................................................................................................................... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 5
2.1

Static VAR Compensator ........................................................................................ 5

2.2

Studi Aliran Daya ..................................................................................................12

2.3

Pengaruh SVC pada Persamaan Aliran Daya .........................................................18

BAB 3 METODE PENELITIAN.....................................................................................21

vi
Universitas Sumatera Utara

3.1

Tahapan Penelitian.................................................................................................21

3.2

Tempat dan Waktu .................................................................................................24

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....................................................25
4.1

PLTM Aek Silau 2 dan PLTmH Tonduhan dalam Keadaan Beroperasi ..................25

4.1.1 Aliran Daya Sebelum Pemasangan SVC ................................................................25
4.1.2 Aliran Daya Setelah Pemasangan SVC ..................................................................32
4.1.2.1 Dengan Satu SVC .............................................................................................35
4.1.2.2 Dengan Dua SVC ..............................................................................................41
4.1.2.3 Dengan Empat SVC ..........................................................................................45
4.1.2.4 Dengan Lima SVC ............................................................................................49
4.2

PLTM Aek Silau 2 dan PLTmH Tonduhan dalam Keadaan Tidak

Beroperasi ........................................................................................................................53
4.2.1 Aliran Daya Sebelum Pemasangan SVC ................................................................53
4.2.2 Aliran Daya Setelah Pemasangan SVC ..................................................................57
4.2.2.1 Dengan Satu SVC .............................................................................................57
4.2.2.2 Dengan Dua SVC ..............................................................................................61
4.2.2.3 Dengan Empat SVC ..........................................................................................64
4.2.2.4 Dengan Lima SVC ............................................................................................67

vii
Universitas Sumatera Utara

4.3

Perbandingan Sebelum Pemasangan SVC dan Setelah Pemasangan SVC...............71

4.3.1 Daya Aktif .........................................................................................................71
4.3.2 Daya Reaktif ......................................................................................................74
4.3.3 Rugi–rugi (kW) ..................................................................................................77
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................82
5.1

Kesimpulan............................................................................................................82

5.2

Saran .....................................................................................................................83

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................................84

viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
No

Judul

Halaman

2.1

Skema SVC ………………………………………………………..........6

2.2

Model SVC ……………………………………………………………...7

2.3

Karakteristik V-I dari SVC ……………………………………………...8

2.4

Rangkaian ekivalen SVC ………………………………………….…...10

2.5

Rangkaian ekivalen suatu jaringan yang telah dipasang SVC …….…..11

2.6

Diagram satu garis dari n-bus suatu sistem tenaga …………………….14

2.7

Diagram Satu Garis Jaringan Distribusi 4 bus dengan SVC …..….......19

3.1

Diagram Satu Garis Keadaan Eksisting Sistem 47 bus penulang
PM 6 GI Pematangsiantar...…………………………………………….22

3.2

Diagram Alir Tahapan Tugas Akhir ……………………………….......23

4.1

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi……….......26

4.2

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi dengan
Satu SVC ……………………………………………………………….36

4.3

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi dengan
Dua SVC …............................................................................................42

4.4

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi dengan
Empat SVC .............................................................................................46

4.5

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG Beroperasi dengan
Lima SVC …...........................................................................................50

4.6

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG tidak Beroperasi .........54

4.7

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG tidak Beroperasi
dengan Satu SVC ………………………………………………............58

ix
Universitas Sumatera Utara

4.8

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG tidak Beroperasi
dengan Dua SVC ………………………………………………..….......61

4.9

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG tidak Beroperasi
dengan Empat SVC ………………………………………………….....64

4.10

Diagram Satu Garis PM 6 Pematangsiantar DG tidak Beroperasi
dengan Lima SVC ………………………………………………...…....68

4.11

Kurva Perbandingan Daya Aktif …………………………………….....72

4.12

Kurva Perbandingan Daya Reaktif ……………………………….........75

4.13

Kurva Perbandingan Rugi Daya …………………………..…………...78

x
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
No

Judul

Halaman

2.1

Tipe Bus dalam Tenaga Listrik ………………………………………13

4.1

Aliran daya dan profil tegangan …………………………….…..........27

4.2

Faktor daya ……………………………………………….…...……...29

4.3

Faktor daya bus-bus beban …………………………………………...32

4.4

Kandidat bus dan rating SVC ………………………………………...33

4.5

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...37

4.6

Faktor daya …………………………………………………………...39

4.7

Aliran daya dan profil tegangan ………………………………...........43

4.8

Faktor daya ……………………………………………………...........45

4.9

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...47

4.10

Faktor daya …………………………………………………………...49

4.11

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...51

4.12

Faktor daya …………………………………………………………...53

4.13

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...55

4.14

Faktor daya …………………………………………………………...56

4.15

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………….……..59

4.16

Faktor daya …………………………………………………………...60

4.17

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...62

4.18

Faktor daya …………………………………………………………...63

4.19

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...65

4.20

Faktor daya …………………………………………………………...67

4.21

Aliran daya dan profil tegangan ……………………………………...69
xi
Universitas Sumatera Utara

4.22

Faktor daya …………………………………………………………...70

4.23

Rangkuman total rugi-rugi sebelum dan sesudah pemasangan SVC .. .…80

xii
Universitas Sumatera Utara