ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PADA SALURAN TRANSMISI 500KV DENGAN MENGGUNAKAN DIGSILENT.

ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PADA SALURAN TRANSMISI

500KV DENGAN MENGGUNAKAN DIGSILENT

(STUDI KASUS PADA SALURAN TRANSMISI

SAGULING-BANDUNG SELATAN DI PT.PLN (PERSERO) P3B JAWA-BALI)

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Penyelesaian Program S-1 di Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

Universitas Pendidikan Indonesia

Oleh :

ZENNY JAELANI 0802610

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2013

Analisis Rugi-Rugi Daya Pada Saluran

Transmisi 500kV Dengan

Menggunakan DIgSILENT (Studi Kasus

Pada Saluran Transmisi

Saguling-Bandung Selatan di PT.PLN (persero)

P3B Jawa-Bali)

Oleh Zenny Jaelani

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

© Zenny Jaelani 2013 Universitas Pendidikan Indonesia

Desember 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

ZENNY JAELANI

ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PADA SALURAN TRANSMISI 500KV (STUDI KASUS PADA SALURAN TRANSMISI

SAGULING-BANDUNG SELATAN DI PT.PLN (PERSERO) P3B JAWA-BALI)

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING:

Pembimbing I

Hasbullah, S.Pd, MT. NIP. 19740716 200112 1 003

Pembimbing II

Ir.Chris Timotius K.K,M.M NIP. 19510630 198203 1 001

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Prof. Dr. H. Bachtiar Hasan, MSIE NIP. 19551204 198103 1 002

ABSTRAK

Kebutuhan tenaga listrik di Indonesia meningkat berbanding lurus dengan pembangunan ekonomi dan industri disertai dengan pertumbuhan masyarakat yang pesat. Permasalahan yang timbul adalah bagaimana agar dapat menyalurkan energi listrik secara kontinyu dan efisien kepada konsumen. Apabila suatu saluran transmisi diberi tegangan listrik, saluran transmisi tersebut akan menimbulkan rugi-rugi daya sepanjang saluran terutama bagi saluran yang cukup panjang dan termasuk dalam saluran transmisi tegangan ekstra tinggi. Tujuan penelitian ini adalah menentukan besarnya rugi-rugi daya penghantar yang timbul pada saluran transmisi udara sistem 500 kV dengan membandingkan hasil analisis antara

software DIgSILENT, dengan perhitungan manual, perhitungan ini bertujuan

untuk mengetahui apakah harus ada penggantian penghantar atau tidak pada saluran Saguling-Bandung Selatan yang dilihat dari perhitungan efisiensi penghantar. Melalui perhitungan dari hasil simulasi, analisis menggunakan

software masih bisa mencapai konvergensi dengan tingkat error yang sangat kecil

juga dengan hasil aliran daya yang optimal serta rugi-rugi daya yang sangat kecil untuk bulan Januari 0.26MW , Februari 0.28MW, Maret 0.10 MW, April 0.26MW, Mei 3.78MW dan Juni 0.23MW. Berbeda dengan analisis menggunakan manual, hasil yang di dapat lebih besar yaitu bulan Januari 0.49MW , Februari 0.78MW, Maret 0.64MW, 1.49MW, 3.54MW, 0.63MW, hasil kedua analisis walaupun berbeda tetapi rata – rata efisiensi penghantar mendekati 96% - 99.6 %, karena kerugian daya harus diupayakan dalam batas normal yaitu 5 – 15% (A, Fathoni. 2009 : 79). Rugi daya yang paling besar terjadi pada bulan Mei yaitu 3.78MW untuk analisis menggunakan DIgSILENT dan 3.54MW untuk analisis manual, rugi daya terkecil terjadi pada bulan Juni yaitu 0.23MW untuk analisis menggunakan DIgSILENT dan 0.63MW untuk analisis manual. Berdasarkan hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa DIgSILENT menganalisis dengan mendapatkan hasil rugi-rugi daya yang kecil, tetapi DIgSILENT mengabaikan rugi-rugi korona karena nilainya yang kecil, sehingga bisa dibandingkan dengan keadaan real yang terjadi pada sistem. Analisis menggunakan DIgSILENT lebih efisien dan telah digunakan oleh perusahaan listrik negara dalam beberapa tahun ini untuk analisis sistem tenaga listrik.

ABSTRACT

Electricity demand in Indonesia increased directly proportional to the economic and industrial development is accompanied by the rapid growth of the community. The problem that arises is how to be able to distribute electrical energy continuously and efficiently to consumers. If a given voltage transmission line, the transmission line will cause power losses along the channel, especially for a fairly long line and are included in the extra high voltage transmission line. The purpose of this study is to determine the amount of power loss arising on the conductor transmission line of 500 kV aerial system by comparing the results of the analysis of the software DIgSILENT, the manual calculation, calculation aims to determine whether there should be a replacement conductor or not on-line Saguling South London as seen from the calculation of the efficiency of the conductor. Through the calculation of the results of the simulation, analysis using the software can still achieve convergence with a very small error rate is also the result of optimal power flow and power losses are very small for the month of January 0.26MW, 0.28MW february, march 12:10 MW, april 0:26 MW, May 3.78MW and 0.23MW June. In contrast to using manual analysis, the results can be much larger in the month of January 0.49MW, 0.78MW February, March 0.64MW, 1.49MW, 3.54MW, 0.63MW, although the results of the two analyzes differ but the average - average efficiency approaching 96% Conductor - 99.6%, due to the power loss should be pursued in the normal range is 5-15% (A, Fathoni., 2009: 79). The greatest power losses occur in May is 3.78MW to 3.54MW analysis using DIgSILENT and for manual analysis, the smallest power loss occurs in the month of June is 0.23MW to 0.63MW analysis using DIgSILENT and for manual analysis. Thus concluded that the calculation results to analyze the DIgSILENT get the power loss is small, but the losses DIgSILENT ignore corona because its value is small, so that we can compare with the real situation that occurs in the system. Analysis using DIgSILENT more efficient and has been used by the state electricity company in recent years for the analysis of electric power systems.

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan kasih dan karunia yang telah diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Analisis Rugi-Rugi Daya Pada Saluran Transmisi 500kV Dengan Menggunakan DIgSILENT” dengan lancar serta sesuai dengan yang diharapkan.

Penulisan Skripsi ini bertujuan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan (FPTK) Universitas Pendidikan Indonesia (UPI).

Penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bimbingan dan dorongan berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang mendalam kepada semua pihak yang memungkinkan skripsi ini selesai tepat pada waktunya.

Bandung, Oktober 2013

UCAPAN TERIMA KASIH

Untuk itu, pada kesempatan ini penulis sampaikan rasa terimakasih dan rasa hormat yang sedalam-dalamnya kepada

1. Bapak Hasbullah, S.Pd, MT. selaku dosen pembimbing I, yang telah dengan ikhlas memberikan bimbingan, arahan dan motivasi kepada penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Chris Timotius K.K,M.M. selaku dosen pembimbing II, yang telah memberikan bimbingan, arahan dan motivasi kepada penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

3. Ratna Ningsih dan Dede Kusnadi selaku orang tua juga Adik-adik ku Rachmat Fadillah, Walli Hakim Pradana serta seluruh keluarga besar tercinta terima kasih atas do’a, kasih sayang, dan harapan yang tak habis -habisnya, untuk kalianlah skripsi ini penulis persembahkan.

4. Bapak Prof.Dr.H. Bactiar Hasan, S.T,MSIE selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FPTK UPI.

5. Bapak Wasimudin Surya S, MT. Selaku pembimbing akademik yang dengan penuh kesabaran membimbing sejak masa awal perkuliahan hingga proses penyususnan skripsi ini selesai.

6. Seluruh staf pengajar dan tata usaha di Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FPTK UPI, yang telah memberikan ilmunya.

7. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Elektro tanpa terkecuali, tetap semangat untuk menyelesaikan studinya di kampus tercinta ini.

8. Pihak P3B gandul terutama kepada Pak Nur Pamudji, Ibu Marwa, dan Pak Munawar yang telah membantu dalam menyediakan data-data yang dibutuhkan dalam penyelesaikan tugas akhir ini.

9. Malvino Gladwin Mambu yang telah membantu penyusun dalam pengambilan data.

10.Akhirnya ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seorang mahasiswi yang saat ini sedang berkuliah di FPTK UPI jurusan Tata Boga 2009 yang penulis temui di tahun 2011 “Chairunnisa” karena dengan setia

telah menemani penulis dalam menyelesaikan studi Strata-1 dan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bagaimana perhatian dan dukungan dia selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini, sehingga penulis dapat melewati segala kesulitan yang dirasakan penulis, baik selama menempuh kuliah maupun saat penyelesaian Tugas Akhir ini. Terima kasih, Semoga cepat lulus dan mendapat nilai yang memuaskan.

Akhirnya saya menyadari bahwa penyusunan skripsi ini bukanlah proses akhir, tetapi merupakan langkah awal yang masih banyak memerlukan perbaikan. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat saya harapkan dan akan saya terima dengan tangan terbuka. Saya berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan khususnya bagi pembaca_.

Bandung, Oktober 2013

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR ... i

UCAPAN TERIMA KASIH ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR GRAFIK ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan ... 2

1.4. Pembatasan Masalah ... 2

1.5. Manfaat Tugas Akhir ... 3

1.6. Metodologi Penulisan ... 3

1.7. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI ... 6

2.1. Analisis Aliran Daya ... 6

2.2. Sistem Tenaga Listrik ... 6

2.2.1. Diagram Segaris / One Line Diagram ... 7

2.2.2. Diagram Reaktansi dan Diagram Impedansi ... 9

2.2.3. Generator Sinkron ... 11

2.2.4. Transformator ... 11

2.2.5. Saluran Transmisi ... 11

2.2.6. Beban ... 12

2.3. Klasifikasi Bus dan Besaran-Besaran ... 13

2.3.1. Tanda P dan Q... 14

2.4. Matriks Admitansi Bus ... 14

2.5. Persamaan Aliran Daya ... 17

2.6. Persamaan Rugi-Rugi Daya ... 23

2.7. DIgSILENT PowerFactory ... 24

BAB III METODE ALIRAN DAYA SISTEM 500KV MENGGUNAKAN DIgSILENT 14.0.250 POWER FACTORY ... 26

3.1. Umum ... 26

3.2. Metode Aliran Daya Menggunakan DIgSILENT 14.0.250 ... 28

3.3. Prosedur Menggunakan DIgSILENT 14.0.25 ... 29

3.4. Data Load Flow ... 33

3.4.1. Data Pembangkit (Generator) ... 34

3.4.2. Data Transformator ... 34

3.4.3. Data Transmisi ... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37

4.1. Sistem Kelistrikan 500kV Region Jabar... 37

4.2. Hasil Simulasi Menggunakan DIgSILENT dan Perhitungan Manual .... 40

4.3. Perbandingan Analisis DIgSILENT dengan Perhitungan Manual ... 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 66

5.1. Kesimpulan ... 66

5.2. Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA ... 68

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Klasifikasi bus pada sistem tenaga ... 33

Tabel 4.1. Data daya penerimaan pada sisi Bandung Selatan pada bulan

Januari-Maret 2013... 38

Tabel 4.2. Data daya pengiriman pada sisi saguling pada bulan

Januari-Maret 2013... 38

Tabel 4.3. Nilai Penghantar yang dikalkulasi DIgSILENT ... 40

Tabel 4.4. Hasil Simulasi Daya Pengiriman dan Daya Penerimaan

menggunakan DIgSILENT untuk bulan Januari ... 42

Tabel 4.5. Hasil Simulasi Daya Pengiriman dan Daya Penerimaan

menggunakan DIgSILENT untuk bulan Februari ... 46

Tabel 4.6. Hasil Simulasi Daya Pengiriman dan Daya Penerimaan

menggunakan DIgSILENT untuk bulan Maret ... 49

Tabel 4.7. Hasil Simulasi Daya Pengiriman dan Daya Penerimaan

menggunakan DIgSILENT untuk bulan April ... 53

Tabel 4.8. Hasil Simulasi Daya Pengiriman dan Daya Penerimaan

menggunakan DIgSILENT untuk bulan Mei ... 57

Tabel 4.9. Hasil Simulasi Daya Pengiriman dan Daya Penerimaan

menggunakan DIgSILENT untuk bulan Juni ... 60

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Segaris Sistem Tenaga Listrik Sederhana ... 7

Gambar 2.2. Diagram Segaris Suatu Sistem Tenaga Listrik ... 9

Gambar 2.3. Diagram Impedansi Sistem Tenaga Listrik ... 10

Gambar 2.4. Diagram Reaktansi Sistem Tenaga Listrik ... 11

Gambar 2.5. Diagram Impedansi dari Suatu Sistem Tenaga ... 15

Gambar 2.6. Diagram Admitansi dari Sistem Tenaga ... 15

Gambar 2.7. One-line diagram Sistem 2 Bus ... 17

Gambar 2.8. Diagram Impedansi Sistem 2 Bus ... 18

Gambar 2.9. Bus Power dengan Transmisi Model π untuk Sistem 2 Bus ... 19

Gambar 2.10. Aliran Arus pada Rangkaian Ekivalen ... 19

Gambar 2.11. Sistem n-bus ... 21

Gambar 2.12. Model Transmisi π untuk Sistem n-bus ... 21

Gambar 2.13. Tampilan Utama DIgSILENT ... 25

Gambar 3.1. Flowchart Studi Aliran Daya Menggunakan DIgSILENT ... 28

Gambar 3.2. Icon Shortcut Program DIgSILENT 14.0.25... 29

Gambar 3.3. Tampilan Awal DIgSILENT 14.0.25 ... 30

Gambar 3.4. Log on DIgSILENT 14.0.25 ... 30

Gambar 3.5. Memulai Membuat Project Baru atau Studi Kasus Baru ... 31

Gambar 3.6. Membuat Studi Kasus Baru Berupa “grid” ... 31

Gambar 3.7. Pengisian Basic Data Sistem yang Akan dijadikan Studi Kasus 32 Gambar 3.8. Tampilan Utama untuk Memulai Menggambar one line Diagram 32 Gambar 3.9. One line Diagram Sistem 500KV Jawa-Bali Region Jabar ... 33

Gambar 3.10. Line Diagram Penyulang Saguling-Bandung Selatan ... 33

Gambar 3.11. Pengisian Data Generator ... 34

Gambar 3.12. Pengisian Data Transformator ... 34

Gambar 3.13. Pengisisan Data Rating Transmisi ... 35

Gambar 3.14. Pengisian Data Transmisi, Jarak Suatu Penghantar (Km) ... 35

Gambar 3.15. Pengisian Data Bus ... 36

Gambar 4.1. Region 2/Region Jawa Barat ... 37

Gambar 4.2. Rangkaian Ekuivalen Saluran Pendek ... 37

Gambar 4.3. Tampilan DIgSILENT single line Region Jabar Sistem Transmisi Penghantar Saguling-Bandung Selatan (blank/tanpa result) ... 41

Gambar 4.4. Tampilan DIgSILENT toolbox “calculate load flow”... 41

Gambar 4.5. Tampilan DIgSILENT single line Region Jabar Sistem Transmisi Penghantar Saguling-Bandung Selatan (result) ... 41

Gambar 4.6. Tampilan DIgSILENT single line Bulan Januari ... 42

Gambar 4.7. Tampilan DIgSILENT single line Bulan Februari ... 45

Gambar 4.8. Tampilan DIgSILENT single line Bulan Maret ... 49

Gambar 4.9. Tampilan DIgSILENT single line Bulan April ... 53

Gambar 4.10. Tampilan DIgSILENT single line Bulan Mei ... 56

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Perkembangan rugi-rugi daya yang dihitung dalam 3 bulan

berdasarkan data yang didapat dari PLN, perhitungan manual, dan menggunakan DIgSILENT. ... 67

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Listrik adalah sumber energi yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat sehingga dalam penyaluran energi tersebut harus benar-benar handal, listrik merupakan salah satu kebutuhan yang paling penting untuk menunjang kehidupan manusia saat ini dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari, baik dalam rumah tangga maupun dalam bisnis. Secara umum dapat dikatakan bahwa energi listrik merupakan salah satu prasyarat kehidupan manusia, dan perkembangan kehidupan manusia memerlukan penyediaan energi listrik.

Permasalahan yang timbul adalah bagaimana agar dapat menyalurkan energi listrik secara kontinyu dan efisien kepada konsumen dengan frekuensi, tegangan dan daya yang konstan. Pengembangan sumber energi untuk memperoleh kinerja (performance) merupakan kunci dari kemajuan kehidupan manusia, yang penting guna peningkatan taraf hidup yang berkesinambungan, tetapi dalam kenyataannya kerugian daya dalam sistem transmisi tidak dapat dihilangkan tetapi kerugian daya harus diupayakan dalam batas normal yaitu 5 – 15%. Kerugian daya yang terjadi pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi banyak diakibatkan oleh beberapa faktor misalnya kerugian daya yang diakibatkan oleh korona, resistan penghantar, kekotoran isolator dll, sehingga daya yang dikirim dan daya yang diterima mengalami perbedaan nilainya, karena sebagian daya ada yang hilang diakibatkan oleh faktor-faktor yang disebutkan diatas.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui berapa besar kerugian daya, yang terjadi pada saluran. Perhitungan aliran daya secara manual untuk sistem 500 kV PT.PLN (persero)P3B Jawa-Bali sangat rumit sehingga sebaiknya dilakukan dengan menggunakan program komputer. DIgSILENT 14.0.250 “DIgital SImuLation and Electrical NeTwork calculation program''. merupakan

salah satu program komputer yang digunakan untuk perhitungan studi aliran daya pada sistem tenaga listrik.

1.2 Perumusan Masalah

Permasalahan yang timbul dari penelitian ini adalah:

1. Berapa besar kerugian daya pada saluran transmisi/penyulang Saguling-Bandung Selatan.

2. Berapa besar selisih daya yang terjadi antara tegangan pada pangkal pengiriman dengan daya pada ujung penerimaan.

3. Analisis membandingkan antara perhitungan rugi-rugi daya menggunakan

software DIgSILENT dengan perhitungan manual atau dengan data yang

diperoleh.

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui rugi daya pada saluran transmisi/penyulang Saguling-Bandung Selatan.

2. Mengetahui daya yang dikirim dan daya yang diterima pada saluran transmisi/penyulang Saguling-Bandung Selatan.

3. Mengetahui berapa besar perbandingan rugi-rugi daya antara perhitungan

software DIgSILENT dengan manual.

1.4 Pembatasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan terarah, maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah:

1. Studi aliran daya pada sistem 500 kV PT. PLN (persero) Jawa-Bali ini dengan menggunakan software DIgSILENT14.0.250.

2. Penelitian ini hanya dilakukan pada satu saluran udara tenaga listrik tegangan tinggi saja yaitu saluran Saguling - Bandung selatan, bukan keseluruhan system Bali, dan tempat observasinya di PT PLN (Persero) P3B Jawa-Bali Regional Jawa Barat UPT Bandung Timur.

3. Analisis hanya menghitung besar daya pada pangkal pengiriman, besar daya pada ujung penerimaan, rugi daya saluran Saguling – Bandung Selatan, daya

pengiriman dan perbandingan perhitungan software dengan manual di saluran Saguling - Bandung Selatan.

4. Studi aliran daya dilakukan pada kondisi beban terpasang (kondisi beban puncak).

5. Data peralatan yang tidak diperoleh dari PT. PLN (persero) P3B Jawa-Bali, diganti atau menggunakan konstanta DIgSILENT14.0.250.

1.5 Manfaat

Manfaat dalam penelitian ini adalah:

1. Memberikan pemahaman tentang rugi-rugi daya saluran umunya, sehingga bisa diketahui tingkat keandalan suatu saluran jaringan pada sistem tenaga. 2. Memberikan pemahaman tentang bagaimana agar dapat menyalurkan energi

listrik secara kontinyu dan efisien kepada konsumen dengan daya yang konstan, sehingga memperoleh kinerja (performance) yang baik untuk kemajuan kehidupan manusia.

1.6 Metodologi Penulisan

Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan mempelajari buku referensi, buku manual, artikel dari media cetak dan internet, dan bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini.

2. Wawancara

Wawancara dilakukan dengan mengadakan diskusi dan tanya jawab dengan dosen pembimbing, staf dan karyawan PT. PLN (persero) serta dengan rekan-rekan mahasiswa yang memahami masalah yang berhubungan dengan analisis aliran daya.

3. Menggunakan Program (software) DIgSILENT14.0.250. 4. Data

Data-data yang diambil adalah parameter-parameter yang dibutuhkan untuk menggunakan program DIgSILENT 14.0.250. Adapun data-data yang

dibutuhkan adalah parameter-parameter pada peralatan tenaga listrik seperti generator, transformator, transmisi, bus, dan sebagainya. Data-data ini diambil pada PT. PLN (persero) P3B Jawa-Bali.

1.7 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini berisikan latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI STUDI ALIRAN DAYA

Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori-teori dasar yang diperlukan dalam tugas akhir ini. Diantaranya dijelaskan mengenai representasi sistem tenaga listrik, matriks admitansi bus, persamaan aliran daya, klasifikasi bus, tanda P dan Q, dan metode aliran daya.

BAB III METODE ALIRAN DAYA SISTEM 500kV PT. PLN (PERSERO) DENGAN DIgSILENT 14.0.250

Bab ini menceritakan tentang metode aliran daya menggunakan DIgSILENT 14.0.250 dalam bentuk flow chart, prosedur menggunakan DIgSILENT 14.0.250, data aliran daya yang digunakan yaitu pembangkit, transformator, transmisi, bus, beban, pengaman, dan load flow case study.

BAB IV HASIL STUDI ALIRAN DAYA SISTEM 500 kV PT. PLN (PERSERO) DENGAN DIgSILENT 14.0.250

Bab ini berisi tentang hasil studi aliran daya sistem 500 kV PT. PLN (PERSERO) dengan menggunakan program DIgSILENT 14.0.250 (output DIgSILENT 14.0.250). Studi kasus tertuju pada saluran Saguling – Bandung Selatan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran dari penulisan tugas akhir ini.

BAB III

METODE ALIRAN DAYA SISTEM 500KV MENGGUNAKAN DIgSILENT 14.0.250 POWER FACTORY

3.1Umum

Program perhitungan DIgSILENT PowerFactory, adalah software rekayasa yang berguna untuk analisis industri, utilitas, dan analisis sistem tenaga listrik. Perangkat lunak ini telah dirancang sebagai paket perangkat lunak canggih yang terintegrasi dan interaktif yang didedikasikan untuk sistem tenaga listrik dan analisis kontrol dalam rangka mencapai tujuan utama perencanaan dan optimasi operasi.

DIgSILENT Nama singkatan dari “DIgital SImuLation and Electrical

NeTwork calculation program''. DIgSILENT Versi 7 adalah perangkat lunak

analisis sistem tenaga yang pertama di dunia yang terintegrasi dengan grafis antar muka satu baris, diagram satu baris interaktif, juga termasuk fungsi menggambar, kemampuan mengedit dan semua relevan statis dan dinamis fitur perhitungan.

DIgSILENT PowerFactory dirancang dan dikembangkan oleh para insinyur berkualitas dan programmer dengan pengalaman bertahun-tahun di kedua bidang analisis sistem tenaga listrik dan bidang pemrograman. Akurasi dan validitas dari hasil yang diperoleh dengan perangkat lunak ini telah dikonfirmasi dalam sejumlah besar dan diimplementasi oleh organisasi-organisasi yang terlibat dalam perencanaan dan operasi sistem tenaga.

Dalam rangka memenuhi kebutuhan analisis sistem kekuasaan saat ini, kekuatan sistem paket perhitungan DIgSILENT dirancang sebagai alat rekayasa

terpadu yang menyediakan teknik lengkap “walk-around” melalui semua fungsi

yang tersedia, bukannya sekumpulan modul perangkat lunak yang berbeda. Fitur kunci berikut ini diberikan dalam satu program executable tunggal DIgSILENT PowerFactory:

1. Fungsi inti PowerFactory: Definisi, modifikasi dan organisasi kasus, rutinitas numerik inti, dan fungsi dokumentasi output.

2. Garis grafis dan data penanganan kasus tunggal interaktif terpadu. 3. Elemen daya sistem dan database pada studi kasus-kasus dasar.

4. Fungsi perhitungan terintegrasi (misalnya garis dan perhitungan parameter mesin berdasarkan informasi geometris atau papan nama/nameplate). 5. Sistem tenaga konfigurasi jaringan dengan akses interaktif atau

terhunung/online ke sistem SCADA.

6. Interface yang generik untuk sistem pemetaan berbasis komputer.

Dengan menggunakan hanya satu database, yang berisi semua data yang dibutuhkan untuk semua peralatan dalam sistem tenaga (misalnya data busbar, Data Generator, data proteksi, harmonic data, data controller), PowerFactory dapat dengan mudah mengeksekusi salah satu atau semua fungsi yang tersedia, semua dalam lingkup program yang sama. Beberapa fungsi yang tersedia dalam DIgSILENT PowerFactory adalah analisis aliran beban/loadflow analysis, perhitungan arus pendek/short-circuit calculation, analisis harmonic/harmonic

analysis, koordinasi proteksi/protection coordination, perhitungan stabilitas/stability calculation dan analisis modal/modal analysis.

Program DIgSILENT 14.0.250 dapat digunakan untuk studi aliran daya pada sistem yang besar dengan jumlah bus yang unlimited. Sistem 500kV PT.PLN (persero) Jawa-Bali merupakan sistem yang cukup besar dan memiliki sekitar 24 bus, oleh karena itu program DIgSILENT 14.0.250 dapat digunakan untuk analisis aliran daya sistem 500kV PT.PLN (persero) Jawa-Bali.

3.2Metode Aliran Daya Menggunakan DIgSILENT 14.0.250 Power Factory

Metode aliran daya menggunakan DIgSILENT 14.0.250 Power Factory pada sistem 500kV Jawa-Bali dapat dilihat pada gambar 3.1, yang menunjukan

flowchart metode dan penggunaan DIgSILENT 14.0.250 Power Factory, sehingga

dapat menjelaskan metode aliran daya sistem 500kV PT.PLN (persero) Jawa-Bali

Mulai

Buat oneline diagram Masukan Data:

Generator(kV, MVA, Power Factor) Transformator(kV, MVA,) Transmisi(panjang, Z, R1-R0, X1-X0, )

Bus(kV) Tentukan

Swing Bus

Masukan Studi Kasus:

Calculate Load Flow

Run Program

Output Load Flow

Selesai Ya

Tidak

Tidak

Gambar 3.1 Flowchart studi aliran daya menggunakan DIgSILENT 14.0.250 Ya

Diagram alir (flowchart) studi aliran daya menggunakan DIgSILENT 14.0.250 yang ditunjukan pada gambar 3.1, merupakan proses dimana pertama dimulai hingga keluaran program. Proses metode aliran daya sesuai gambar 3.1 adalah: 1. Membuat one-line diagram sistem 500kV Jawa-Bali.

2. Data generator, transformator, transmisi, dan bus dapat dimasukan ke dalam program setelah one-line diagram dibuat.

3. Menentukan sebuah atau beberapa swing generator, setelah data generator, transformator, transmisi, dan bus dimasukan.

4. Masukan data studi kasus yang ditinjau (Load Flow Analysis).

5. Run program DIgSILENT 14.0.25 dengan memilih icon load flow analysis

pada toolbar. Program tidak jalan (error) apabila terdapat kesalahan, data yang kurang, dan swing generator sehingga data dapat dimasukan kembali. 6. Keluaran studi aliran daya dapat diketahui setelah program dapat di run.

Untuk melihat hasil keluaran aliran daya, dapat dilihat pada kotak result yang terdapat pada single line diagram.

3.3Prosedur Menggunakan DIgSILENT 14.0.25

Membuat oneline diagram sistem pembangkitan seperti langkah-langkah di bawah ini:

1. Jalankan Program DIgSILENT 14.0.25

Program DIgSILENT 14.0.25 dapat digunakan setelah di install kedalam komputer, setelah itu program dapat digunakan dengan cara mengklik program DIgSILENT 14.0.25.

Gambar 3.2 icon shortcut program DIgSILENT 14.0.25

Setelah program dijalankan maka akan tampak tampilan seperti gambar 3.3 yang merupakan tampilan pertama program DIgSILENT 14.0.25

Gambar 3.3 Tampilan awal DIgSILENT 14.0.25

Pada tampilan awal DIgSILENT 14.0.25, kita dianjurkan log on dengan mengisi

id/nama/name dan juga bisa memproteksi file yang dibuat dalam program dengan password yang kita inginkan, seperti terlihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4 Log on DIgSILENT 14.0.25

Selanjutnya masuk ke tampilan untuk memulai membuat project dan menggambar

Gambar 3.5 Memulai membuat project baru atau studi kasus baru Setelah meng-klik “Project” maka akan muncul halaman seperti pada gambar 3.6 dimana kita dianjurkan untuk memberi judul studi kasus yang akan dibuat, yang nantinya akan menjadi judul untuk “grid” pertama.

Gambar 3.6 Membuat studi kasus baru dengan berupa “grid”

Setelah klik “OK” maka akan muncul halaman yang ditunjukan pada gambar

3.7, dimana dianjurkan untuk mengisi “grid name” dan juga frekuensi sistem

yang akan kita studi kan nantinya. Indonesia sendiri menggunakan frekuensi sistem adalah 50Hz, maka kita isi di bagian kolom “Nominal Frequncy” 50Hz.

Gambar 3.7 Pengisian basic data sistem yang akan dijadikan studi kasus

Setelah klik “OK” maka muncul halaman dimana kita bisa memulai menggambar

one line diagram.

Gambar 3.8 Tampilan utama untuk memulai menggambar one line diagram Pada gambar 3.8 terdapat ruang untuk menggambar one line diagram dengan menggunakan template yang terdapat pada toolbar terletak di sebelah kanan. One

Gambar 3.9 one line diagram sistem 500kV Jawa-Bali region Jabar

One line diagram sistem 500kV PT.PLN (persero) P3B Jawa-Bali yang lengkap

dapat dilihat pada lampiran.

Untuk studi kasus pada penyulang Saguling-Bandung Selatan, maka yang ditinjau hanyalah one line diagram antara Saguling dan Bandung Selatan saja, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.10.

Gambar 3.10 One line diagram penyulang Saguling-Bandung Selatan

3.4Data Load Flow

Sistem 500kV Jawa-Bali, khususnya penyulang Saguling-Bandung Selatan dapat dilihat pada one line diagram PT.PLN (persero) P3B Jawa-Bali. Data dimasukan setelah one line diagram sistem 500kV Jawa-Bali direpresentasikan ke dalam program DIgSILENT 14.0.25. Data yang dibutuhkan adalah data pada generator, bus, transmisi, transformator.

3.4.1Data Pembangkit (Generator)

Data generator yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya hanya lah rating generator pada pembangkit, karena DIgSILENT 14.0.25 dapat dengan otomatis mengkalkulasi data rating tersebut menjadi data-data lain yang diperlukan seperti reaktansi Xd dan Xq, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.11.

Gambar 3.11 Pengisian Data Generator

3.4.2Data Transformator

Data trafo yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya hanya lah rating transformator pada gardu induk atau pun dalam sistem pembangkit, karena DIgSILENT 14.0.25 dapat dengan otomatis mengkalkulasi data rating tersebut menjadi data-data lain yang diperlukan seperti positif sequence atau pun zero

sequence pada trafo, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.12.

Gambar 3.12 pengisian data transformator

Gambar 3.12 merupakan transformator pada gardu induk PLTA Saguling. Transformator saguling menggunakan 3-winding transformator, kapasitas daya

dari transformator ini adalah 412.3 MVA dengan tegangan primer 500 kV dan sekunder/tersier adalah 16.5 kV.

3.4.3Data Transmisi

Data transimi/line yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya hanya lah rating transmisi dari kawat penghantar yang dipakai untuk menghantarkan daya, karena DIgSILENT 14.0.25 dapat dengan otomatis mengkalkulasi data rating tersebut menjadi data-data lain yang diperlukan seperti positif sequence impedansi Z1, positif sequence sudut, positif/zero sequence resistansi R0/R1, positif/zero

sequence reaktansi X0/X1, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.13 dan gambar

3.14.

Gambar 3.13 Pengisisan Data rating transmisi

Gambar 3.14 Pengisian data transmisi, jarak suatu penghantar (km) dan kalkulasi otomatis resulting value

Gambar 3.13 dan 3.14 merupakan transmisi pada saluran Saguling-Bandung Selatan, dengan panjang penghantar 39km dan rating ACSR-GANNET 4x392.8mm(2400A).

3.4.4Data Bus

Data trafo yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya adalah: 1. ID bus

2. Nominal kV (line-line)

Gambar 3.15 Pengisian Data Bus

Terlihat pada gambar 3.15 adalah bus pada pembangkit saguling yang mempunyai nominal tegangan sebesar tegangan yang dibangkitkan oleh PLTA Saguling yaitu 16.5kV.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis selama penelitian maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Kerugian daya pada penghantar untuk saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV Saguling-Bandung Selatan masih sangat kecil sehingga tidak perlu adanya penggantian atau perbaikan alat dan bahan pada saluran tersebut, namun tetap harus ada peningkatan dalam segi pemeliharaan/maintenance agar kerugian daya yang terjadi sangat kecil. Rugi daya yang paling besar terjadi pada bulan Mei yaitu 3.78 MW untuk analisis menggunakan DIgSILENT dan 3.54 MW untuk analisis manual, rugi daya terkecil terjadi pada bulan Juni yaitu 0.23 MW untuk analisis menggunakan DIgSILENT dan 0.63 MW untuk analisis manual. Hal ini banyak dipengaruhi oleh cuaca, tegangan, arus, dan resistan penghantarnya.

2. Nilai efisiensi transmisi pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV Saguling-bandung Selatan masih sangat baik sekali karena rata–rata mendekati 96.6% - 99.60% jadi tidak perlu adanya penggantian penghantar, karena kerugian daya harus diupayakan dalam batas normal yaitu 5 – 15% (A, Fathoni. 2009 : 79), semakin besar efisiensi transmisi maka semakin kecil rugi-rugi daya pada saluran, keuntungan pada sisi PLN dapat mengirimkan daya secara ekonomis dengan hasil daya optimal yang diterima pada sisi konsumen.

5.2Saran

Adapun saran yang dapat diberikan oleh penulis untuk penelitian kerugian daya saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV adalah sebagai berikut:

1. Selain itu dalam meneliti kerugian daya pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV sebaiknya dalam pengambilan data diambil data untuk 12 bulan atau per-tahun, sehingga dapat dilihat secara detail

penurunan dan kenaikan kerugian daya yang terjadi, maka untuk pengambilan tindakan akan lebih efektif.

2. Untuk peneliti selanjutnya software DIgSILENT bukan hanya untuk analisis aliran beban/loadflow analysis saja, tetapi juga dapat digunakan untuk perhitungan arus pendek/short-circuit calculation, analisis, harmonic/harmonic analysis, koordinasi proteksi/protection coordination, perhitungan stabilitas/stability calculation, analisis modal/modal analysis.

DAFTAR PUSTAKA

A, Fathoni. 2009. Analisis Kerugian Daya Pada Saluran Transmisi EHV (Extra

High Voltage) Di PT. PLN PERSERO Penyaluran dan Pusat Pengaturan Bebam Jawa Bali Regional Jawa Tengah dan DIY Unit Pelayanan Transmisi Ungaran. Jurnal Teknik Elektro Vol, 1 No,2[online]. 7 Halaman. Tersedia:

http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/1591[Februari 2013] Fery Jusmedy. 2007. Studi Aliran Daya system 150kv pt.chevron, Skripsi

Universitas Sumatera Utara

Hutauruk. T.S. 1985. TRANSMISI DAYA LISTRIK. Jakarta : Erlangga

Idris, Ir.Kamal. 1994.”Analisis Sistem Tenaga Listrik (William D. Stevenson, Jr, Elements of Power System Analysis, 4th Edition, McGraw-Hill, Inc)”

Jakarta:Erlangga.

John J. Grainger and William D. Stevenson, Jr. 1994. Power Sistem Analysis.

Singapore : McGraw-Hill

S, Hernawan. 2009. Analisis Kerugian Daya Pada Saluran Transmisi Tegangan

Ekstra Tinggi 500KV Di PT.PLN (PERSERO) P3B Regional Jawa Tengah Dan Semarang UPT.Semarang. Jurnal Teknik Elektro Vol, 1 No,1[online].

20 Halaman. Tersedia:

http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/1603[Februari 2013] Tobing L. Bonggas, 2003, “Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi”, Medan:

Gramedia Pustaka Utama.

----2012. DIgSILENT 14.0.250 “DIgital SImuLation and Electrical NeTwork calculation program'' User Guide, Operation Technology, Inc

3.4.1Data Pembangkit (Generator)

Data generator yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya hanya lah rating generator pada pembangkit, karena DIgSILENT 14.0.25 dapat dengan otomatis mengkalkulasi data rating tersebut menjadi data-data lain yang diperlukan seperti reaktansi Xd dan Xq, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.11.

Gambar 3.11 Pengisian Data Generator

3.4.2Data Transformator

Data trafo yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya hanya lah rating transformator pada gardu induk atau pun dalam sistem pembangkit, karena DIgSILENT 14.0.25 dapat dengan otomatis mengkalkulasi data rating tersebut menjadi data-data lain yang diperlukan seperti positif sequence atau pun zero

sequence pada trafo, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.12.

Gambar 3.12 pengisian data transformator

Gambar 3.12 merupakan transformator pada gardu induk PLTA Saguling. Transformator saguling menggunakan 3-winding transformator, kapasitas daya

Zenny Jaelani, 2013

ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PADA SALURAN TRANSMISI 500KV DENGAN MENGGUNAKAN DIGSILENT Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

dari transformator ini adalah 412.3 MVA dengan tegangan primer 500 kV dan sekunder/tersier adalah 16.5 kV.

3.4.3Data Transmisi

Data transimi/line yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya hanya lah rating transmisi dari kawat penghantar yang dipakai untuk menghantarkan daya, karena DIgSILENT 14.0.25 dapat dengan otomatis mengkalkulasi data rating tersebut menjadi data-data lain yang diperlukan seperti positif sequence impedansi Z1, positif sequence sudut, positif/zero sequence resistansi R0/R1, positif/zero

sequence reaktansi X0/X1, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.13 dan gambar

3.14.

Gambar 3.13 Pengisisan Data rating transmisi

Gambar 3.14 Pengisian data transmisi, jarak suatu penghantar (km) dan kalkulasi otomatis resulting value

Gambar 3.13 dan 3.14 merupakan transmisi pada saluran Saguling-Bandung Selatan, dengan panjang penghantar 39km dan rating ACSR-GANNET 4x392.8mm(2400A).

3.4.4Data Bus

Data trafo yang dibutuhkan untuk analisis rugi-rugi daya adalah: 1. ID bus

2. Nominal kV (line-line)

Gambar 3.15 Pengisian Data Bus

Terlihat pada gambar 3.15 adalah bus pada pembangkit saguling yang mempunyai nominal tegangan sebesar tegangan yang dibangkitkan oleh PLTA Saguling yaitu 16.5kV.

Zenny Jaelani, 2013

ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PADA SALURAN TRANSMISI 500KV DENGAN MENGGUNAKAN DIGSILENT Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis selama penelitian maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Kerugian daya pada penghantar untuk saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV Saguling-Bandung Selatan masih sangat kecil sehingga tidak perlu adanya penggantian atau perbaikan alat dan bahan pada saluran tersebut, namun tetap harus ada peningkatan dalam segi pemeliharaan/maintenance agar kerugian daya yang terjadi sangat kecil. Rugi daya yang paling besar terjadi pada bulan Mei yaitu 3.78 MW untuk analisis menggunakan DIgSILENT dan 3.54 MW untuk analisis manual, rugi daya terkecil terjadi pada bulan Juni yaitu 0.23 MW untuk analisis menggunakan DIgSILENT dan 0.63 MW untuk analisis manual. Hal ini banyak dipengaruhi oleh cuaca, tegangan, arus, dan resistan penghantarnya.

2. Nilai efisiensi transmisi pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV Saguling-bandung Selatan masih sangat baik sekali karena rata–rata mendekati 96.6% - 99.60% jadi tidak perlu adanya penggantian penghantar, karena kerugian daya harus diupayakan dalam batas normal yaitu 5 – 15% (A, Fathoni. 2009 : 79), semakin besar efisiensi transmisi maka semakin kecil rugi-rugi daya pada saluran, keuntungan pada sisi PLN dapat mengirimkan daya secara ekonomis dengan hasil daya optimal yang diterima pada sisi konsumen.

5.2Saran

Adapun saran yang dapat diberikan oleh penulis untuk penelitian kerugian daya saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV adalah sebagai berikut:

1. Selain itu dalam meneliti kerugian daya pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV sebaiknya dalam pengambilan data diambil data untuk 12 bulan atau per-tahun, sehingga dapat dilihat secara detail

penurunan dan kenaikan kerugian daya yang terjadi, maka untuk pengambilan tindakan akan lebih efektif.

2. Untuk peneliti selanjutnya software DIgSILENT bukan hanya untuk analisis aliran beban/loadflow analysis saja, tetapi juga dapat digunakan untuk perhitungan arus pendek/short-circuit calculation, analisis, harmonic/harmonic analysis, koordinasi proteksi/protection coordination, perhitungan stabilitas/stability calculation, analisis modal/modal analysis.

Zenny Jaelani, 2013

ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PADA SALURAN TRANSMISI 500KV DENGAN MENGGUNAKAN DIGSILENT Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR PUSTAKA

A, Fathoni. 2009. Analisis Kerugian Daya Pada Saluran Transmisi EHV (Extra

High Voltage) Di PT. PLN PERSERO Penyaluran dan Pusat Pengaturan Bebam Jawa Bali Regional Jawa Tengah dan DIY Unit Pelayanan Transmisi Ungaran. Jurnal Teknik Elektro Vol, 1 No,2[online]. 7 Halaman. Tersedia:

http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/1591[Februari 2013] Fery Jusmedy. 2007. Studi Aliran Daya system 150kv pt.chevron, Skripsi

Universitas Sumatera Utara

Hutauruk. T.S. 1985. TRANSMISI DAYA LISTRIK. Jakarta : Erlangga

Idris, Ir.Kamal. 1994.”Analisis Sistem Tenaga Listrik (William D. Stevenson, Jr, Elements of Power System Analysis, 4th Edition, McGraw-Hill, Inc)”

Jakarta:Erlangga.

John J. Grainger and William D. Stevenson, Jr. 1994. Power Sistem Analysis.

Singapore : McGraw-Hill

S, Hernawan. 2009. Analisis Kerugian Daya Pada Saluran Transmisi Tegangan

Ekstra Tinggi 500KV Di PT.PLN (PERSERO) P3B Regional Jawa Tengah Dan Semarang UPT.Semarang. Jurnal Teknik Elektro Vol, 1 No,1[online].

20 Halaman. Tersedia:

http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/1603[Februari 2013] Tobing L. Bonggas, 2003, “Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi”, Medan:

Gramedia Pustaka Utama.

----2012. DIgSILENT 14.0.250 “DIgital SImuLation and Electrical NeTwork calculation program'' User Guide, Operation Technology, Inc