ANALISA KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI TENA

20

Dielektrika, ISSN 2086-9487
Vol. 1. No. 1 : 20 - 24, Agustus 2010

ANALISA KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Reliability Analysis of Power System Distribution
Parlindungan Doloksaribu

1

ABSTRAK
Sistem pelayanan energi listrik umumnya terdiri atas tiga sistem utama yaitu pembangkitan, transmisi dan distribusi. Sistem distribusi adalah sistem yang paling dekat dengan
beban (konsumen), oleh karena itu keandalan sistem distribusi akan berdampak langsung
terhadap ketersediaan suplai daya ke beban.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keandalan suatu system distribusi. mencakup
frekwensi pemadaman per tahun, lama pemadaman rata-rata dan ketidak tersediaan suplai daya
tahunan.
Penelitian ini mensimulasikan suatu system distribusi radial yang terdiri dari satu suplai
daya yaitu grid yang menyuplai 11 titik beban. Analisa terhadap keandalan sistem dilakukan
dengan menggunakan program EDSA Technical 2005.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa keandalan sistem distribusi dari sisi beban berbedabeda. Beban yang lebih dekat dengan suplai daya cenderung mengalami pemadaman yang lebih
sedikit dibandingkan beban yang jauh dari suplai daya.
Kata kunci: Keandalan, Sistem Distribusi dan EDSA
ABSTRACT
A power electric utility system generally consists of three parts, which are generation,
transmission and distribution system. It is the distribution system that is close to load. The
reliability of the distribution system will give direct impact to power supply availability.
The research aims to analize a distribution system to system reliability ie frekwensi of
annual outage, duration of outage and unavailability.
This research simulated a radial distribution system was have a power supply grid to supply
eleven load. System reliability analize use EDSA Technical 2005 software.
The result of research show that there is different system reability in each load. The load is
closer to grid have outage less than load at far to grid.
Keywords: Rreliability, Distribution System and EDSA.
PENDAHULUAN
Penyediaan energi listrik dilakukan oleh
suatu sistem tenaga listrik yang meliputi
sistem pembangkitan, sistem transmisi dan
sistem distribusi. Untuk menjamin kontinuitas
pelayanan energi listrik diperlukan suatu

tingkat keandalan yang tinggi pada ketiga
unsur sistem tenaga listrik tersebut. Dari
ketiga sistem ini, sistem yang paling dekat
dengan beban atau pelanggan adalah sistem
distribusi sehingga keandalan pada sistem
ini akan langsung berdampak kepada beban
atau pelanggan. Gangguan pada sistem
pembangkit maupun sistem transmisi dapat
mengakibatkan pemadaman pada pelanggan, akan tetapi pengaruhnya terhadap
pelanggan lebih kecil
dibandingkan
gangguan pada sistem distribusi (Warren,
1996).
Analisa keandalan suatu sistem
distribusi tenaga listrik dapat dilakukan
dengan melihat frekwensi dan lama
1

pemadaman yang dialami oleh setiap beban
yang disuplai oleh sistem tersebut.

Konfigurasi sistem distribusi terdiri dari
radial, loop, spindel dan jaring (grid). Akan
tetapi konfigurasi yang biasa dipakai adalah
konfigurasi jenis radial. ( Bellinton, 1984).
Keuntungan dari konfigurasi jenis ini adalah
biaya investasi relatif murah serta pengoperasiannya lebih mudah. Akan tetapi
kekurangannya adalah keandalannya relatif
rendah karena hanya disuplai oleh satu
suplai daya dan satu saluran utama
(Balagurusamy,1984).
Sistem distribusi adalah sistem yang
paling dekat dengan beban atau pelanggan
dalam sistem suplai energi listrik sehingga
sistem ini mendapat perhatian lebih dibandingkan sistem pembangkitan dan transmisi terutama oleh pihak pelanggan. (Püttgen,
2003),
Beberapa bentuk rangkaian sistem dis-

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Cenderawasih, Jayapura

Parlindungan Doloksaribu.: Analisa Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik

tribusi adalah radial, loop maupun jaringan
(grid). Akan tetapi, secara umum bentuk
rangkaian sistem distribusi adalah radial. Kelemahan dari sistem distribusi radial dibandingkan loop dan grid adalah bahwa
beban yang disuplainya rentan terhadap pemadaman apabila terjadi gangguan (Gonen,
1986). Hal ini disebabkan oleh tidak adanya
suplai pendukung yang bisa menggantikan
apabila suplai utama terputus. Sedangkan
keuntungannya adalah biaya investasinya
yang relatif lebih sedikit dibandingkan tipe
yang lain.
Bentuk konfigurasi sistem distribusi
radial ditunjukkan pada Gambar 1.

SAIFI 
SAIFI=

21

Total frekwensi pemadaman

Total jumlah pelangganyang dilayani

 N
N
i

i

....................................(1)

i

i adalah failure rate

dengan:

N i adalah

jumlah pelanggan pada

titik beban i.
Besarnya nilai SAIFI dapat digambarkan sebagai besarnya failure rate (λ) sistem
distribusi keseluruhan ditinjau dari sisi pelanggan.
SAIDI (System Average Interruption
Duration Index ). Indeks ini adalah menggambarkan durasi atau lama pemadaman
rata-rata yang dialami pelanggan. Indeks ini
dirumuskan dengan:

SAIDI 

Total durasi pemadaman
Total jumlah pelangganyang dilayani

SAIDI =

U N
N
i

i

.......................................(2)

i

dengan:

U i adalah

durasi

pemadaman

tahunan untuk beban i

Gambar.1 Sistem Distribusi Tipe Radial

Keandalan sistem distribusi didefenisikan dengan kemampuan komponen-komponen sistem distribusi untuk melakukan
fungsinya (menyalurkan energi listrik ke
pelanggan) dengan baik dalam kondisi

maupun periode waktu yang telah ditentukan.
(Mithulananthan, 2004)
Beberapa indeks keandalan yang
umum digunakan dalam menentukan nilai
keandalan suatu sistem distribusi antara lain:
a. SAIFI
b. SAIDI
c. CAIDI
d. ASAI
e. ASUI
SAIFI
(System
Average
Interruption
Frequency Index. Indeks ini memberikan
informasi tentang frekwensi rata-rata pemadaman per pelanggan. Indeks ini dirumuskan dengan:

CAIDI (Costumer Average Interruption
Duration Index). Indeks ini menggambar-kan
lama waktu (durasi) rata-rata setiap pemadaman indeks ini dirumuskan dengan:

CAIDI =

CAIDI=

Total durasi pemadaman
Total frekwensi pemadaman
U i N i

 N
i

.........................................(3)

i

Indeks ini juga sama dengan perbandingan
antara SAIDI dengan SAIFI,
CAIDI=

SAIDI

SAIFI

....................................(4)

Besarnya nilai CAIDI ini dapat digambarkan sebagai besar durasi pemadaman
(r) sistem distribusi keseluruhan ditinjau dari
sisi pelanggan.
ASAI (Average Service Availability Index ).
Indeks ini menggambarkan tingkat keter-

22

Dielektrika,1 (1) Agustus 2010

sediaan layanan (suplai daya) yang diterima
oleh pelanggan. Indeks ini dirumuskan
dengan:

ASAI 

Jumlah durasi ketersediaan sup lai daya ke pelanggan
Jumlah durasi sup lai daya yang dibutuhkan pelanggan

ASAI  

Ni x 8760  Ui Ni
 Ni x 8760

.......(5)

ASUI (Average Service Unavailability Index). Indeks ini menggambarkan ketidaktersediaan layanan (suplai daya) yang diterima pelanggan. Indeks ini dirumuskan
dengan:

ASUI 

ASUI 

Jlh durasi ketidaktersediaan sup lai daya ke p lg n
Jlh durasi sup lai daya yg dibutuhkan p lg n

U N
 N x 8760
i

i

..............................(6)

i

Indeks ini juga dapat dicari dengan rumus:
ASUI = 1 – ASAI
8760 adalah total jumlah jam dalam satu
tahun kalender.
METODE PENELITIAN
Model sistem distribusi dalam penelitian ini adalah sistem distribusi tipe radial
seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Penelitian ini dimaksudkan untuk melakukan evaluasi keandalan sistem distribusi
dengan menggunakan software EDSA
Technical 2005.
Tahapan pelaksanaannya dapat diurutkan sebagai berikut:
1. Membuat model sistem distribusi
2. Memasukkan data-data keandalan komponen sistem distribusi tenaga listrik dan
data-data beban
3. Menentukan indeks keandalan sistem distribusi dengan menggunakan program
EDSA Technical 2005 fitur Distribution
Reliability.
4. Melakukan analisa
Sistem grid dalam pemodelan ini
adalah menggunakan tegangan menengah
20 KV dengan kapasitas 120 MW sedangkan
titik-titik beban disuplai oleh tegangan 220 V.

(7)(2.39)

Gambar 2. Diagram satu garis dari sistem

Data keandalan dari setiap komponen
meliputi nilai failure rate aktif maupun pasif,
maintenance rate, switching time, lama perbaikan dan lama perawatan rata-rata seperti
ditunjukkan pada Tabel 1. Data keandalan
komponen yang digunakan dalam penelitian
ini adalah data-data keandalan yang dipublikasikan oleh IEEE (International Electrical and
Electronic Engineering) tahun 2007.

23

Parlindungan Doloksaribu.: Analisa Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Tabel 1 Data Keandalan Komponen Sistem

Nama
komponen

Failure Rate Failure Rate Maintenance
aktif
Jenis
pasip
rate
komponen (gangguan/ (gangguan/ (perawatan/
tahun)
tahun)
tahun)

Grid

Power
Supply

CB0

Circuit
Breaker

CB1-11

1,9560

Waktu
switching
(jam)

Lama
perbaikan
rata-rata
(jam)

Lama
peraw
atan
ratarata

0

1

1

15

12

0.0157

0.0078

1

1

14.8

1

Circuit
Breaker

0.0019

0.0009

1

1

6

1

CBG1-2

Circuit
Breaker

0.0157

0.0078

1

1

14.8

1

BUS1-4

Bus

0.0102

0

0.5

1

27.27

3.733

BUS1A-2A

Bus

0.0102

0

0.5

1

27.27

3.733

TR1-10

Trafo

0.0052

0

1

1

82.74

16.905

TRG

Trafo

0.0052

0

1

1

82.74

16.905

FS1-11

Fuse

0.0818

0

0

1

4

0

FD1-3

Feeder

0.0055

0

0.5

1

16.77

12.778
5

FD1A-2A

Feeder

0.0028

0

0.5

1

8

6

DG

Power
Supply

0.4341

0

1

1

22.38

2.158

Sumber: IEEE Standard 2007, (IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and
Commercial Power System)
Tabel 2. Data Titik Beban
NamaTitik Beban

KapasitasPuncak(kW)

LD1
LD2
LD3
LD4
LD5
LD6
LD7
D8
LD9
LD10
LD11
Sumber EDSA User’s Guide

100
100
100
100
100
100
100
600
600
200
200

HASIL DAN PEMBAHASAN
Indeks keandalan sistem secara
keseluruhan dan indeks keandalan pada
setiap beban yang diperoleh dari eksekusi

Jumlah pelanggan
100
100
90
90
80
70
70
30
30
50
50

program EDSA ditunjukkan pada Tabel 3 dan
Table 4 dan digambarkan secara grafik pada
Gambar 3.

24

Dielektrika,1 (1) Agustus 2010

Indeks keandalan sistem untuk setiap
beban dapat dilihat dalam bentuk grafik
seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Data
pada Tabel 3 menunjukkan bahwa setiap
beban rata-rata mengalami pemadaman sebanyak 7.916 atau hampir 8 kali dalam setahun dengan durasi setiap pemadaman ratarata selama 9.324 jam. Hal itu berarti setiap
beban rata-rata mengalami ketidak-tersediaan
suplai daya selama 73.8076 jam atau 0.85 %
selama satu tahun. Dari jumlah tersebut maka
tingkat ketersediaan sistem menyuplai seluruh
beban adalah sebesar 99.85 %.
Tabel 3 Indeks keandalan sistem keseluruhan

KESIMPULAN

SAIFI

SAIDI

CAIDI

ASAI

ASUI

7.916

73.807

9.324

0.992

0.008

Tabel 4 Indeks keandalan sistem pada setiap
beban

100
80
60
40
20

Beban
Durasi rata-rata setiap pemadaman (jam/pemadaman)
Ketidak-tersediaan suplai daya (jam/tahun)

Gambar 3. Grafik indeks keandalan pada
setiap beban

LD11

LD10

LD9

LD8

LD7

LD6

LD5

LD4

LD3

LD2

0
LD1

pemadaman/tahun ,
jam/pemadaman , jam/tahun

Frek.pemada
Ketidak terDurasi ratasediaan
Nama man(pemarata (jam/pesuplai daya
Beban daman/
madaman)
tahun)
(jam/tahun)
LD1
6.6526
9.6783
64.3866
LD2
6.6526
9.6783
64.3866
LD3
7.6526
9.0871
69.5406
LD4
7.6526
9.0871
69.5406
LD5
7.6526
9.5387
72.997
LD6
8.6526
9.032
78.1511
LD7
8.6526
9.032
78.1511
LD8
8.6526
9.4314
81.6074
LD9
8.6526
9.4314
81.6074
LD10
9.6526
9.3464
90.2179
LD11
9.6526
9.3464
90.2179

Frekw ensi pemadaman (pemadaman/tahun)

Data pada Tabel 4 maupun grafik keandalan pada setiap beban menunjukkan
bahwa frekwensi pemadaman cenderung meningkat ketika beban semakin jauh dari
sumber grid. hal itu ditunjukkan oleh frekwensi
pemadaman pada beban LD1 dan LD2 yang
merupakan beban yang paling dekat dengan
sumber grid, mengalami pemadaman paling
sedikit diantara semua beban. Sedangkan
beban yang paling sering mengalami pemadaman adalah beban LD10 dan LD11 yang
merupakan beban yang paling jauh dari
sumber grid.

Dari hasil dan analisis hasil penelitian
yang sudah dilakukan, maka dapat diambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Indeks keandalan sistem yang paling
tinggi dialami oleh beban LD1 dan LD2
yang lokasinya paling dekat dengan
sumber grid
2. Indeks keandalan yang paling rendah
dialami oleh beban LD10 dan LD11 yang
lokasinya paling jauh dari sumber grid
3. Semakin jauh lokasi beban dari sumber
suplai daya maka indeks keandalan
sistem semakin rendah
DAFTAR RUJUKAN
Balagurusamy, E.,1984, “Reliability Engineering”, Tata Mc Graw-Hill, New Delhi.
Bellinton, R and Allan, R.N., 1984 “Reliability
Evaluation of Power Systems”, Pitman,
Boston, Mass.
EDSA, 2005, “User’s Guide Reliability Worth
Assessment of Distribution System”,
EDSA San Diego
IEEE, 2007, “IEEE Recommended Practice
for The Design of Reliable Industrial and
Commercial Power System, IEEE Std 49
Gonen, T., 1986, “Electric Power Distribution
System Engineering”, Mc Graw-Hill
Püttgen,B.H., Macregor, R.P and Lambert,
F.C., 2003, “Distributed Semantic Hype or
The Dawn of A New Era”, IEEE Power &
Energy Magazine.
Warren, A., 1995, “Distribution ReliabilityWhat Is It?”, IEEE Trans.
Yang, F., 2007, “A Comprehensive Approach
for Bulk Power System Reliability
Assessmen”, Thesis”, Georgia Institute Of
Technology.

Parlindungan Doloksaribu.: Analisa Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik

25