Analisa Sistem Kelistrikan dan Sistem BackUp pada Air Traffic Control (ATC) di Bandara Internasional Ngurah Rai-Bali.
PROSIDING
(ISSN: 2088-9984)
SNETE 2014
Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2014
tanggal 19-20 Agustus 2014
di Hotel Santika Premiere Dyandra
Medan - Sumatera Utara
Tim Editor:
Dr. Fitri Arnia, ST., M.Eng.Sc
Zulhelmi, ST., M.Sc
Mohd. Syaryadhi, ST., M.Sc
(2)
PANITIA SEMINAR NASIONAL TEKNIK ELEKTRO
SNETE 2014
Penanggung Jawab Dr. Ir. Mirza Irwansyah, MBA., MLA.
(Dekan Fakultas Teknik Univ. Syiah Kuala)
Wakil Penanggung Jawab 1. Dr. Ir. Rizal Munadi, MM., MT.
(Pembantu Dekan I)
2. Dr. Zahrul Fuadi, ST., M.Sc. (Pembantu Dekan II)
3. Dr. Nasrullah, ST., MT. (Pembantu Dekan III) 4. Dr. Ir. Sofyan, M.Sc.Eng (Pembantu Dekan IV)
Pengarah Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc
Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng Dr. Nasaruddin, ST., M.Eng
Dr. Tauiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc
Dr. Ir. Syahrial, M.Eng Ir. Agus Adria, M.Sc
Koordinator Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom
Wakil Koordinator Zulhelmi, ST.,M.Sc
Ketua Panitia Dr. Rusdha Muharar, ST., M.Sc
Wakil Ketua Panitia Elizar, ST.,M.Sc
Bendahara M. Irhamsyah, ST., MT
Koordinator Komite Teknis 1. Dr. Fitri Arnia, ST., M.Eng.Sc
2. Rahmad Dawood, S.Kom., M.Sc 3. Alfatirta Mufti, ST., M.Sc
4. Zulikar, ST., M.Sc
5. Syukriyadin, ST., MT
Koordinator Kesekretariatan Publikasi Sponsorship Mohd Syaryadhi, ST., M.Sc
Publikasi/Web Yudha Nurdin, ST., M.Sc
Dokumentasi Hubbul Walidainy. ST., MT
Sponsorship 1. Afdhal, ST., M.Sc
2. Zulsyukri, ST 3. Jasmiati, A. Md. 4. Dewi Yana, S.Hi
Koordinator Logistik dan Expo 1. Fardian, ST., M.Sc
(3)
KATA PENGANTAR
Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro (SNETE) merupakan kegiatan tahunan yang
diselenggarakan oleh Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala sejak tahun
2011. SNETE merupakan forum ilmiah yang menghubungkan kalangan industri dan pemerintah
sebagai unsur pengambil kebijakan dengan akademisi/peneliti dari berbagai perguruan tinggi di
seluruh Indonesia. Tahun ini merupakan SNETE ke-4 dan mengambil tema “Peran TIK dalam
Meningkatkan Inovasi, Daya Saing Bangsa dan Keamanan Nasional”.
Kegiatan SNETE mencakup presentasi oleh 3 (tiga) pembicara kunci dari kalangan akademisi dan
industri mengenai tema di atas, kegiatan expo yang menampilkan produk teknologi dan karya ilmiah
dalam bentuk poster, dan seminar teknis yang berisi presentasi makalah (paper) oleh para akademisi/
peneliti dari berbagai universitas dan lembaga/institusi nasional.
Makalah pada seminar teknis berisi hasil penelitian dan perkembangan teknologi terkini dari berbagai
disiplin ilmu teknik elektro, seperti: energi listrik, elektronika dan instrumentasi, telekomunkasi, teknik
dann sistem kontrol, dan teknik komputer & sistem informasi. Kami sangat berharap seminar teknis
dapat menjadi ajang pertukaran informasi dan knowledge diantara akademisi/peneliti, mahasiswa,
industri dan pemerintah.
Saya selaku Ketua Panitia SNETE ke-4 tahun 2014 mengucapkan terimakasih sebanyak-banyaknya
kepada semua pihak yang telah mendukung terlaksananya kegiatan ini, diantaranya: Rektor Universitas
Syiah Kuala (Unsyiah), Dekan Fakultas Teknik Unsyiah, Direktur Politeknik Negeri Medan atas
kerjasama penyelenggaraan Expo, para pembicara kunci, sponsor, dan seluruh panitia pelaksana
SNETE 2014. Saya juga berterima kasih kepada semua pemakalah dan peserta seminar, dan kepada
pihak pelaksana expo atas partisipasi dan kontribusinya dalam forum ilmiah SNETE 2014 ini.
Terimakasih,
(4)
DAFTAR REVIEWER
Dr. Fitri Arnia, ST, M.Eng.Sc
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Dr. Ing. Ardian Ulvan
UNIVERSITAS LAMPUNG
Dr. Ing. Melvi Ulvan (UNILA)
UNIVERSITAS LAMPUNG
Dr. Syaii
UNIVERSITAS ANDALAS
Dr. Sidiq Syamsul Hidayat
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
Dr. Rinaldi Munir
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom.
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Dr. Ir. Rizal Munadi, MT., MM.,
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Dr. Ir. Syahrial, M. Eng
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Dr. Nasaruddin., ST., M.Eng
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Dr. Tauiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
(5)
DAFTAR ISI
TEKNOLOGI INFORMASI DAN KOMUNIKASI (TIK)
Using Java to Develop Acehnese-Indonesian Dual Language Dictionary Application
Viska, Irvanizam, dan Juwita
1
Program Aplikasi Pembelajaran IPA Sistem Peredaran Darah Manusia untuk Siswa
Kelas V SDLB Bagian B (Tuna Rungu) Berbasis Multimedia
Diana Effendi
5
Desain Wireless Power Transfer (WPT) Menggunakan Antena Loop Berbahan
Alumunium
Toto Supriyanto, Asri Wulandari, Suhendar, Teguh Firmansyah, dan Erick Immanuel
11
Desain Downconverter Resistive Mixer untuk Aplikasi GSM pada Frekuensi 900
MHz
Teguh Firmansyah dan Iga Ayu Mas Oka
15
Perancangan Estimasi Kebutuhan Daya pada Sistem Ground Segment untuk
Satelit-Nano Tel-USAT 1
Budi Syihabuddin, Heroe Wijanto dan Agus D. Prasetyo
20
Analisis Kualitas Sinyal GSM di Lantai Satu Museum Tsunami Aceh
Hubbul Walidainy, Rizal Munadi, dan Akbar Vonna
24
Rancang Bangun Lampu Lalu Lintas Portable dengan Komunikasi RF Wireless
Zoel Fachri, Ikrama Siddiq, dan Ramdhan Halid Siregar
32
Pemodelan dan Simulasi Komunikasi Pada Substation Untuk Sistem Smart Grid
Muhammad Johan Alibasa, Rizka Widyarini, dan Yudi Satria Gondokaryono
36
Pengukuran Jangkauan dan Kualitas Sinyal Sistem Pemancar TV Digital Bergerak
Gunawan, Suryani Alifah, Mustafa, Sri Arttini, dan Aries Budiono
(6)
Rancang Bangun eGampong: Aplikasi untuk Diseminasi Informasi tingkat Desa
Fathia Sabrina, Rahmad Dawood, dan Khairul Munadi
48
Pemodelan Polisi Tidur
Riski Hamonangan Simanjuntak, Giali Ghazali, Felix Octavianus Hasudungan, dan I Made Suryanata
53
Internet of Things
Ernita Dewi Meutia
56
Mosaic Panoramic Menggunakan Metode Scale Invariant Feature Transform (SIFT)
dan Random Sample Consensus (Ransac) dengan Matlab
Suriati dan Muhammad Zen
61
Aplikasi Tampilan Biaya Penggunaan Debit Air pada Sensor Water Flow
Ummul Khair dan M. Ismail Hrp
66
Perancangan Perangkat Lunak Segmentasi Citra Menggunakan Metode Fuzzy
C-Shell (FCS)
Ihsan Lubis dan Tika Rahayu
70
Klasiikasi Penyakit Hepatitis A, B dan C Menggunakan Fuzzy Inference System
Roy Pramono Adhie, Novie Theresia Br. Pasaribu, dan Arga Kurniawan Susanto
75
ENERGI LISTRIK
Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segi Empat dengan Pencatuan Aperture
Coupled
Ali Hanaiah Rambe
80
Rancang Bangun Sistem Pengangkatan Air Menggunakan Motor AC dengan Sumber
Listrik Tenaga Surya
Cok. Gede Indra Partha, I Wayan Arta Wijaya, dan I Nyoman Setiawan
84
Pemanfaat Energi Surya untuk Menggerakan Pompa Motor DC Yang Dikontrol
Mikrokontroler ATmega8535
I Wayan Arta Wijaya, Tjok Gede Indra Partha dan I GN Janardana
(7)
Analisis Batas Stabilitas Steady State pada Sistem Kelistrikan Jawa Bali 500 kV
Menggunakan Radial Equivalent Independent (REI) DIMO
Jefri Lianda
95
Simulasi Kontribusi PLTSa dalam Dispatch Daya Optimal Pembangkit Melayani
Beban Puncak Sistem Kelistrikan SUMBAR
Syaii dan Monice
99
Studi Penempatan Transformator Distribusi 20 KV Berdasarkan Jatuh Tegangan pada
Penyulang Ulee Lheue (Studi Kasus Pada PT.PLN (Persero) Kota Banda Aceh)
Teuku Fitriadi, Mahdi Syukri, dan Ramdhan Halid Siregar
104
Analisa Sistem Kelistrikan dan Sistem BackUp pada Air Trafic Control (ATC) di
Bandara Internasional Ngurah Rai-Bali
I Nyoman Setiawan, I Gede Dyana Arjana, dan I Nyoman Budiastra
110
Studi Probabilitas Tegangan Sentuh dan Tegangan Langkah dengan Pentanahan Grid
Di Lokasi Tower Bali Crossing
Amrita Anak Agung Ngurah dan Ariastina Wayan Gede
115
Pemilihan Dimensi dan Jumlah Lilitan Kumparan Magnet Generator Sinkron Fluks
Radial pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Menggunakan Turbin Screw
Hendra, Muhammad Syaiful, Anizar Indriani , dan Atria
122
Peningkatan Stabilitas Sistem Transmisi 150 kV Bali Menggunakan Facts Device
I Gede Dyana Arjana, I Nyoman Setiawan, dan I Nyoman Budiastra
127
Analisa Drop Tegangan dan Susut Daya pada Jaringan Listrik Penyulang Renon
Menggunakan
Metode Artiicial Neural Network I Gede Dyana Arjana
131
Thermoelectric for Power Generation Mohd Shawal Jadin
Suriadi, and Nur Faiza Mohd Yassin
136
Analisis Potensi Kondisi Suhu dan Radiasi Sinar Matahari di Kota Banda Aceh untuk
Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Ira Devi Sara
142
Studi Kelayakan Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) di TPA
Kota Banda Aceh
Rachmad Ikhsan dan Syukriyadin
(8)
ELEKTRONIKA DAN SISTEM KENDALI
Pengaruh Jenis Objek Penghalang terhadap Pengaturan Kecepatan Motor DC
Berdasarkan Jarak Berbasis Mikrokontroler ATMega16
Osea Zebua dan Noer Soedjarwanto
152
Perancangan dan Realisasi Sistem Berbasis Mikrokontroller MC-68705U3 sebagai
Uji Coba Alat Bantu Keamanan dan Kenyamanan Rumah Tangga
Hasdari Helmi Rangkuti
156
Perancangan Rectiier pada Tag RFID 13,56 MHz dengan Berbantuan Mentor
Graphics Teknologi CMOS 0,35 μm
Erma Triawati Ch
160
Assembly Sistem Kontrol Temperatur Air Laut untuk Budidaya Ikan Kerapu
Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Microcontroller ATmega 8535
Anizar Indriani, Hendra, Indra Siagian, Yovan Witanto, dan Johan
166
Prototype Pendeteksi Kadar Oksigen dalam Darah Menggunakan LED dan
Photodetector Berbasis Mikrokontroler Atmega16
Alisyahrin, Yunidar, dan Mutawakkil
171
Rancang Bangun Prototipe Sistem Audio-Visual Interaktif Berbasis AVR ATmega328
dan SMS Gateway untuk Eventboard Outdoor
Alisyahrin, Yuwaldi Away, dan Reaza Dhikry
177
Studi dan Penerapan PID pada Kontrol Buck Converter Berbasis Mikrokontroler
ATmega328P
M. Ikhsan dan Yuwaldi Away
182
Evaluasi Kinerja VANET pada Berbagai Model Propagasi Menggunakan Simulator
Jaringan NS-3
Agus Nursalam Kitono, Teuku Yuliar Arif dan Melinda
187
Analisa Perbandingan Aplikasi Pendeteksi Plagiat Terhadap Karya Ilmiah
Afdhal, Taufan Chalis dan Tauiq A. Gani
193
Simulasi Throughput WiFi Menggunakan Model Lapisan HT-PHY IEEE 802.11n
pada NS-3
Teuku Yuliar Arif, Rizal Munadi, dan Fardian
(9)
Analisa Sistem Kelistrikan dan Sistem
Back-Up pada Air Trafic Control (ATC) di Bandara
Internasional Ngurah Rai-Bali
I Nyoman Setiawan, I Gede Dyana Arjana, dan I Nyoman Budiastra Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana
e-mail: setiawan@ee.unud.ac.id
Abstrak—Transportasi udara adalah jenis transportasi yang memilki tingkat keamanan yang paling tinggi pada suatu Bandara. Untuk menunjang keamanan tersebut digunakan alat-alat yang berteknologi tinggi yang mengkonsumsi daya listrik. Kapasitas listrik Bandara Ngurah Rai sebesar 10.380 kVA dari PLN1 dan 630 kVA dari PLN2, dimana daya tersebut disuplai dari Gardu Induk Pesanggaran dan Gardu Induk Pemecutan Kelod menggunakan sistem
distribusi ring. Untuk menunjang sebagian besar kegiatan di Bandara diperlukan pasokan daya listrik. Dalam hal ini suplai daya utama yaitu PLN dan suplai daya cadangan yaitu genset yang berfungsi sebagai sistem daya stand-by atau off-line dan Uninterupptible Power Supply (UPS) sebagai daya cadangan terus menerus secara on-line yang harus terus tersedia pada beban-beban kritis Bandara seperti Air Trafic Control (ATC). Berdasarkan klasiikasi seluruh beban-beban listrik Bandara Ngurah Rai Bali, suplai daya listrik cadangan atau back-up harus mampu menyuplai daya sebesar 160 kW pada beban-beban kritis seperti ATC pada saat suplai utama dari PLN mengalami gangguan. Analisa sistem kelistrikan dan back-up sistem ATC di Bandara Ngurah Rai Bali dilakukan dengan menggunakan metode simulasi aliran daya pada program ETAP (Electric Transient Analysis Program) dengan tiga skenario. Skenario pertama kondisi normal dimana Genset dan UPS pada kondisi off, skenario kedua suplai dari UPS, dan skenario ketiga yaitu suplai dari Genset. Masing masing skenario diasumsikan sesuai dengan kondisi yang dimungkinan sering terjadi pada beban-beban kritis Bandara. Dalam analisa beroperasinya sistem back-up ATC, pada skenario kedua suplai daya dari UPS, merupakan kondisi paling kritis atau diasumsikan terburuk pada sistem
back-up ATC, dimana pada skenario tersebut terlihat pentingnya peran kedua UPS yang saling memback-up. Sistem back-up UPS tersebut menggunakan sistem back-up non kontinyu. Pada skenario sistem back-up saat kondisi sedang charging UPS, pembangkitan dari Generator Set besarnya 0.160 MW untuk men-charging UPS. Sehingga pada kondisi ini total pembangkitan sebesar 0.320 MW.
Kata kunci: beban kritis, aliran daya, simulasi, skenario, sistem back-up
I. PENDAHULUAN
Bandara Internasional Ngurah Rai – Bali merupakan salah satu dari 13 Bandara dibawah pengelolaan PT. Angkasa Pura I (Persero). Bandara kelas Internasional ini memberikan kontribusi terbesar pada PT. Angkasa Pura I (Persero). Pada Bandara Internasional Ngurah Rai, sebagian besar peralatan yang digunakan memerlukan sumber daya listrik untuk menunjang sebagian besar kegiatan dan aktiitas di Bandara.
Salah satu fasilitas yang sangat penting pada Bandara yaitu ATC (Air Trafic Control) dimana ATC merupakan pengatur lalu lintas udara yang tugas utamanya mencegah pesawat terlalu dekat satu sama lain dan menghindarkan dari tabrakan. Selain itu ATC juga bertugas mengatur kelancaran arus trafic (trafic low), membantu pilot dalam menghandle emergency/darurat, dan memberikan
ini adalah suplai daya listrik dan suplai daya cadangan pada sistem kelistrikannya. Dalam hal ini suplai daya utama yaitu PLN dan suplai daya cadangan yaitu genset yang berfungsi sebagai sistem daya stand-by atau off-line
dan Uninterupptible Power Supply (UPS) sebagai daya
cadangan terus menerus secara on-line.
Dampak yang ditimbulkan jika terjadi gangguan pada beban kritis ATC sangat luas, mulai dari kacaunya lalu lintas Bandara, bahaya penerbangan yang mengancam keselamatan penumpang, sampai tidak eisiennya penggunaan bahan bakar yang digunakan untuk mencari Bandara lain agar pesawat tersebut bisa mendarat.
Mengingat sangat pentingnya peran ATC tersebut maka dari itu sistem kelistrikan, suplai daya dan sistem
back-up pada beban–beban kritis Bandara seperti fasilitas ATC sangat penting untuk diperhatikan dan dijaga kontinyuitasnya karena ATC tersebut harus tetap hidup
(10)
nantinya dapat diketahui apakah sistem back-upnya dapat
berfungsi secara maksimal atau tidak, dan mengetahui kelebihan dan kekurangannya.
II. KAJIAN PUSTAKA
A. Sumber Daya Listrik
1. Sumber Daya Listrik Primer
Sumber daya listrik primer adalah sumber daya utama yang dipergunakan untuk mensuplai seluruh beban yang ada pada Bandara. Untuk maksud keandalan, dua
incoming yang tidak saling tergantung satu sama lain (independent) sangat diharapkan untuk bandar udara yang
besar. Sehingga apabila terjadi ganguan pada salah satunya dapat segera topang dari feeder lainnya. [3]
2. Sumber Daya Listrik Sekunder
Sumber daya listrik sekunder adalah sumber daya yang berfungsi sebagai cadangan untuk menjaga kontinyuitas operasi pada Bandara. Sumber daya listrik sekunder tersebut harus secara otomatis terhubung pada beban-beban penting jika terjadi gangguan pada sumber daya primer. [3]
B. Sistem Kelistrikan Bandara
Pada keadaan normal Bandar Udara Ngurah Rai memanfaatkan suplai daya listrik dari PLN sebagai suplai daya utama. Suplai utama tersebut didistribusikan melalui saluran distribusi 20 kV menuju substation-substation
dan juga Main Power House dengan sistem distribusi ring seperti terlihat pada Gambar 1. [3]
Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Jaringan ini merupakan bentuk tertutup, disebut juga bentuk jaringan loop. Susunan rangkaian penyulang
membentuk ring, yang memungkinkan titik beban dilayani dari dua arah penyulang, sehingga kontinyuitas pelayanan lebih terjamin, serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena rugi tegangan dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil. [4]
C. Generator Set
Generator set merupakan sebuah alat yang berfungsi menghasilkan daya listrik. Disebut generator set dikarenakan ia adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat yang berbeda yaitu mesin dan generator atau alternator. Mesin atau engine sebagai perangkat pemutar, sedangkan generator atau alternator sebagai perangkat pembangkit listrik. [2]
D. Uninterruptible Power Supply (UPS)
Uninterruptible Power Supply (UPS) adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memberi daya sementara ketika daya utama dari jaringan padam, daya sementara ini bersumber dari daya DC yang disimpan pada baterai
charger. UPS pada umumnya dihubungkan dengan beban-beban kritikal load sehingga ketika suplai daya dari jaringan terganggu beban-beban kritikal load ini tetap mendapat pasokan daya dari UPS. [5]
E. Automatic Transfer Switch (ATS)
Automatic Transfer Switch (ATS) yaitu suatu alat yang berguna dalam proses pemindahan penyulang dari penyulang / sumber listrik yang satu ke sumber listrik yang lain secara bergantian sesuai perintah pemrograman. [3]
F. Beban Kritis
Beban - beban kritis (critical loads) merupakan beban yang pasokan dayanya harus dijaga kontinuitasnya untuk mencegah terjadinya kondisi tidak aman. Biasanya, beban ini merupakan sistem kontrol proses produksi dan sistem keselamatan (safety), dan sistem telekomunikasi. [6]
G. Metode Pengalihan
Untuk dapat menentukan metode pengalihan daya yang baik, maka daya dikelompokkan sesuai batas waktu pengalihannya.
1. Waktu Pengalihan 2-menit
Jika waktu pengalihan 2-menit diperbolehkan, maka cukup memadai dipergunakan generator bensin lokal atau generator mesin diesel atau generator turbin gas dengan starting dan Switching otomatis atau remote. Pada
G
G
G G G G G G
PLN METERING KIOS
GARDU PLN I
20 KV
KE ACS
TR 1250 KVA
MPH I
DEUTZ 850 KVA YANMAR 1000 KVA TR 1250 KVA 400 V MAN 360 KVA 1 2 50 K V A 1 K V / 5 0 K VA CCO 5 00 K V A 4 00 K V A V IP I P O M P A A IR G U D A N G W O R K S H LP .JL N 152 M1 20 KV 6 KV SSG DEUTZ 1000 KVA YANMAR 2000 KVA
MPH II
SSC GARDU PLN II LBS 20 KV 6 KV 152 C 252
C 20 KV
352 C 452 C 552 C 952 C 1052 C 1000 KVA 800 KVA 1600 KVA 1250 KVA 652 C 400 V 1152 C 400 V 6 KV 6 KV 752 C 852 C 1252 C 1352 C 6 KV 400 V 6 KV 152 G 252 G 20 KV
352 G 452 G 552 G 3 X 1000
KVA 400 V
152 A 252 A 20 KV
152 F 252 F 552 E 652 E 152 E 252 E GP-1GP-2GP-3GP-4 TP-1 TP-2TP-3TP-4 400 KVA / 2000 KVA 452 MZ 552 MZ 652 MZ 752 MZ 152 MZ 252 MZ 352 MZ 152 H 252 H 20 KV CCB KS 1250 KVA LBS 6 KV LBS 20 KV LBS 6 KV LBS 6 KV 152
B 252
B 352 B LBSLBSLBS 6 KV KS KSKV K V K V 452 M1 552 M1 352 M1 2000 KVA 952 M1 1052 M1 852 M1 6 KV 652 M1 6 KV GP-5 752 M1 252 M1 OCB OCB OCB KS LBS LBS 6 KV LBS LBS OCBOCB CB ACB GP-1 GP-2 MCCB 400 V MCCB 20 kv
(11)
periode 2-menit tersebut mesin/turbin dapat distart dan kecepatannya serta regulasi tegangannya dapat distabilkan. 2. Waktu Pengalihan 15-detik
Jika dibutuhkan waktu pengalihan 15-detik, maka dapat dipergunakan diesel stan-by dan mesin genset bensin dengan kemampuan start dan Switching yang cepat. 3. Waktu Pengalihan 1-detik
Jika dibutuhkan waktu pengalihan 1-detik, salah satu dari berikut ini dapat dipergunakan yakni, mesin diesel
stan-by atau genset turbin gas ataupun menSwitch-over secara otomatis ke sebuah power suplay independent yang mencukupi. [3]
III. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan simulasi metode aliran daya pada program ETAP (Electric Transient Analysis Program). Simulasi disini terdiri dari 3 skenario antara lain :
1. Skenario kondisi normal 2. Skenario suplai dari UPS 3. Skenario suplai dari genset
Gambar 4 merupakan lowchart proses pembuatan simulasi program pada sistem back-up beban kritis ATC.
Pada lowchart gambar 4 dimulai dengan pengumpulan data seperti data kebutuhan daya listrik dan wiring diagram. Selanjutnya menggambar dan menginputkan variabel pada program seperti kapasitas genset/UPS yang dipakai. Kemudian menganalisa bedasarkan skenario-skenario kondisi yang telah direncanakan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Skenario Suplai Daya dan Back-up
Pada simulasi program ETAP yang dibuat, terdapat 3 skenario simulasi sistem suplai daya dan back-up
kelistrikan pada ATC. Simulasi skenario ini dilakukan agar dapat mengetahui dan mengasumsikan sistem kerja suplai daya cadangan pada substation E dimana substation E merupakan beban kritis.
B. Skenario Satu (Kondisi Normal)
Pada skenario satu, kondisi normal berarti suplai daya dipasok oleh suplai daya utama PLN dimana kondisi semua generator set pada sistem dalam keadaan mati (off)
dan UPS dalam keadaan stand by atau kondisi charging. Gambar simulasi sistem kelistrikan pada program ETAP untuk skenario 1 dapat dilihat pada Gambar 5. 1. Hasil Running Simulasi pada ETAP
Setelah terangkai dan parameter pada setiap komponen dimasukkan sesuai dengan data yang didapat, selanjutnya menjalankan program dengan mode load low analysis. Dengan memilih report manager dan complete report
Gambar 5 Tampilan Diagram Segaris Sistem Kelistrikan Bandara Ngurah Rai pada Kondisi Normal
Tabel 1 Load Flow Report pada Kondisi Normal No Bus Volt Generation Load
Lokasi kV % Mag. MW Mvar MW Mvar
1 M.
Kios 20 100 5.101 2.600 -
-2 OB 0.4 98 - - 0.160 0.07
Tabel 2 Summary of Total Generation, Load, and Demand pada Kondisi Normal
No Report MW Mvar MVA %PF
1 Source (Swing Busses) 5.101 2.600 5.726 89.1
Lagging
2 Source (Non-Swing
Busses) 0.000 0.000 0.000 Lagging100 3 Total Demand 5.101 2.600 5.726 89.10
Lagging
4 Total Motor Load 5.074 2.457 5.637 90.00
(12)
didapat hasil running program secara lengkap seperti load
low report, bus input data, cable input data, losses dan
summary of total generation, load, and demand.
Pada skenario 1, rangkuman hasil running simulasi program ETAP terlihat pada tabel 1 dan 2 dimana dalam kondisi normal menunjukkan suplai daya utama dari PLN menyuplai daya sebesar 5.101 MW untuk melayani beban sebesar 5.074 MW. Untuk beban pada operation building sebesar 0.160 MW atau sama dengan 0.178 MVA. Beban pada operation building tersebut hanya 3.5% dari beban keseluruhan pada simulasi tersebut. Pada operation building terjadi under voltage atau penurunan tegangan sebesar 0.91%.
C. Skenario Dua (Suplai dari UPS)
Kondisi normal yang sebelumnya suplai daya dipasok dari PLN, pada skenario dua ini suplai daya dipasok
oleh UPS dimana kondisi PLN diasumsikan mengalami gangguan atau suplai daya terputus dan generator set pada sistem belum siap dalam melakukan suplai daya.
Untuk skenario suplai daya dari kedua UPS dapat dilihat pada Gambar 6.
Pada skenario suplai daya dari kedua UPS, kedua UPS tersebut berada pada kondisi “In service” atau kondisi kedua UPS saling memasok pada beban kritis.
Pada UPS 1 dan UPS 2 perbandingan suplai dayanya sebesar 50%:50%. Karena permintaan beban pada beban kritis ATC sebesar 0.160 MW sehingga masing-masing UPS menyuplai daya sebesar 0.080 MW
Dari rangkuman hasil simulasi pada skenario suplai daya dari kedua UPS, terlihat masing-masing UPS sama-sama menyuplai daya sebesar 0.080 MW untuk memenuhi permintaan beban sebesar 0.160 MW pada beban kritis ATC di gedung operasi.
Untuk Summary of Total Generation, Load, and Demand pada kondisi suplai dari kedua UPS terlihat hasil yang sama dengan skenario suplai daya dari dua skenario suplai UPS sebelumnya dimana daya yang dibangkitkan sebesar 0.160 MW.
Pada kondisi suplai daya dari PLN Metering Kios mengalami gangguan atau suplai daya terputus, sistem
charging pada semua UPS juga akan terputus. Sistem
charging pada UPS akan beroperasi kembali ketika suplai utama dari PLN Metering Kios atau suplai dari Generator set telah mampu beroperasi dan menyuplai daya pada beban.
Gambar 6 Tampilan Running Program Simulasi untuk Skenario Suplai Daya dari Kedua UPS pada ETAP
Tabel 3 Load Flow Report Suplai dari Kedua UPS No Bus Volt Generation Load
Lokasi kV % Mag. MW Mvar MW Mvar 1 UPS 1 0.4 100 0.080 0.039 - -2 UPS 2 0.4 100 0.080 0.039
3 OB 0.4 100 - - 0.160 0.078
Tabel 4 Summary of Total Generation, Load, and Demand pada Kondisi Suplai dari Kedua UPS
No Report MW Mvar MVA %PF
1 Source (Swing
Busses) 0.160 0.078 0.178 Lagging90.00
2 Source (Non-Swing
Busses 0.000 0.000 0.000 Lagging100.00 3 Total Demand 0.160 0.078 0.178 90.00
Lagging
4 Total Motor Load 0.160 0.078 0.178 90.00
Lagging
Gambar 7 Tampilan Diagram Segaris Sistem Kelistrikan Bandara Ngurah Rai untuk Skenario Tiga
(13)
D. Skenario Tiga (Suplai dari Genset)
Pada skenario tiga, adalah kondisi pada saat semua sistem pada generator set telah siap untuk menyuplai daya dan generator set siap menggantikan peran UPS pada
sistem back-up.
Pada Gambar 10 skenario suplai daya dari generator set terlihat kondisi generator set pada keadaan “In service”
untuk men-charging baterai pada UPS dimana baterai pada UPS diasumsikan hampir habis.
Untuk ATS ST Switch pada skenario ini semua pada posisi “close”. ATS DT Switch 1 dan 2 pada posisi B, dan ATS DT Switch 3 pada posisi A. UPS dalam kondisi
charging tetapi tetap menyuplai beban kritis dengan back-up daya listrik dari generator set pada substation E yang
menyuplai daya listrik untuk mencharging baterai pada UPS.
Rangkuman hasil simulasi pada skenario tiga suplai daya ATC dari generator set dapat dilihat pada tabel 5 dan 6.
Dari rangkuman hasil simulasi pada skenario suplai daya dari genset terlihat genset pada substation E pada kondisi “In service” dan membangkitkan daya sebesar 0.160 MW. Daya tersebut digunakan untuk mencharging
baterai pada masing-masing UPS dimana charger pada
masing-masing UPS tersebut sama-sama mengkonsumsi daya sebesar 0.080 MW dan selanjutnya akan menyuplai daya sebesar 0.080 MW untuk memenuhi permintaan beban sebesar 0.160 MW pada beban kritis ATC.
Untuk Summary of Total Generation, Load, and Demand pada kondisi suplai dari genset terlihat pada
saat UPS kondisi charging, genset membangkitkan daya sebesar 0.160 MW untuk mencharging UPS.
Masing-masing UPS akan menyuplai daya Masing-masing-Masing-masing sebesar 0.080 MW sehingga pada kondisi ini jika ditotalkan, daya pembangkitan sebesar 0.320 MW yang didapat dari penjumlahan suplai daya charging sebesar 0.160MW dan suplai daya ATC sebesar 0.160 MW.
V. SIMPULAN
Setelah dilakukan analisa mengenai sistem kelistrikan
dan back-up sistem ATC, serta analisa sesuai dengan
skenario beroperasinya sistem back-up ATC di Bandara Ngurah Rai dengan bantuan program ETAP, berikut adalah beberapa simpulan yang dapat disimpulkan dari analisa tersebut antara lain:
1. Dari hasil simulasi dengan bantuan program ETAP, diketahui bahwa kelebihan sistem back-up Bandara
Ngurah Rai terletak pada peran seluruh sistem UPS
dimana sistem back-up nya menggunakan sistem
non kontinyu yang dilengkapi dengan ATS. Pada pengoperasiannya yang berpindah dari posisi satu ke posisi yang lainnya, posisi ATS sangat berpengaruh pada total demand yang nantinya jika posisi ATS tidak tepat akan mengakibatkan peningkatan pada daya yang dibangkitkan.
2. Berdasarkan analisa yang dilakukan diperoleh bahwa total daya pembangkitan untuk ATC atau OB besarnya tergantung pada skenario sistem back-up
yang diterapkan. Perubahan yang signiikan terlihat pada skenario sistem back-up saat kondisi sedang
charging UPS yang disuplai dari Genset dimana pembangkitan dari Genset besarnya 0.160 MW dan total pembangkitan pada kondisi ini sebesar 0.320
MW
3. Pembagian dan penggolongan beban – beban sesuai dengan tingkat prioritasnya sangat berpengaruh pada
kelancaran sistem back-up dimana pada saat suplai
daya PLN terputus, beban – beban kritis harus segera dilokalisir dalam zona hijau atau wilayah yang tidak boleh terjadi gangguan.
REfERENSI
[1] Installation of Electrical Panels. http://dosooce.blogspot. com/2013/10/ats-automatic-transfer-Switch.html
[2] PT. Bima Sakti Utama, Generator Set http:// http://bimasaktiutama. com/generator-set/. Rabu, 29 Mei 2013.
[3] PT (Persero) Angkasa Pura I Bandar Udara Ngurah Rai-Bali, Dinas Teknik Listrik Bandara. Data Eksisting Bandara. [4] Suhadi, Tri Wrahatnolo. Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid
1. Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008.
[5] Suryono, Uninterruptible Power Suplly Menggunakan Flyback Converter sebagai PFC Converter. Email: sur@eepis-its.edu. [6] Syamsudin, Rasam. Filosoi Beban Listrik. Jumat, 20 November Tabel 5 Load Flow Report Suplai dari Genset
No Bus Volt Generation Load Lokasi kV % Mag. MW Mvar MW Mvar 1 Genset
SSE 0.4 100 0.160 0.00 -
-2 UPS 1 0.4 100 0.080 0.04 -
-3 UPS 2 0.4 100 0.080 0.04
4 OB 0.4 100 - - 0.160 0.080
Tabel 6 Summary of Total Generation, Load, and Demand pada Kondisi Suplai dari Genset
No Report MW Mvar MVA %PF
1 Source (Swing
Busses) 0.320 0.078 0.329 Lagging97.19
2 Source (Non-Swing
Busses 0.000 0.000 0.000 Lagging100.00 3 Total Demand 0.320 0.078 0.329 97.19
Lagging
4 Total Motor Load 0.320 0.078 0.329 97.19
(1)
ELEKTRONIKA DAN SISTEM KENDALI
Pengaruh Jenis Objek Penghalang terhadap Pengaturan Kecepatan Motor DC
Berdasarkan Jarak Berbasis Mikrokontroler ATMega16
Osea Zebua dan Noer Soedjarwanto
152
Perancangan dan Realisasi Sistem Berbasis Mikrokontroller MC-68705U3 sebagai
Uji Coba Alat Bantu Keamanan dan Kenyamanan Rumah Tangga
Hasdari Helmi Rangkuti
156
Perancangan Rectiier pada Tag RFID 13,56 MHz dengan Berbantuan Mentor
Graphics Teknologi CMOS 0,35 μm
Erma Triawati Ch
160
Assembly Sistem Kontrol Temperatur Air Laut untuk Budidaya Ikan Kerapu
Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Microcontroller ATmega 8535
Anizar Indriani, Hendra, Indra Siagian, Yovan Witanto, dan Johan
166
Prototype Pendeteksi Kadar Oksigen dalam Darah Menggunakan LED dan
Photodetector Berbasis Mikrokontroler Atmega16
Alisyahrin, Yunidar, dan Mutawakkil
171
Rancang Bangun Prototipe Sistem Audio-Visual Interaktif Berbasis AVR ATmega328
dan SMS Gateway untuk Eventboard Outdoor
Alisyahrin, Yuwaldi Away, dan Reaza Dhikry177
Studi dan Penerapan PID pada Kontrol Buck Converter Berbasis Mikrokontroler
ATmega328P
M. Ikhsan dan Yuwaldi Away
182
Evaluasi Kinerja VANET pada Berbagai Model Propagasi Menggunakan Simulator
Jaringan NS-3
Agus Nursalam Kitono, Teuku Yuliar Arif dan Melinda
187
Analisa Perbandingan Aplikasi Pendeteksi Plagiat Terhadap Karya Ilmiah
Afdhal, Taufan Chalis dan Tauiq A. Gani
193
Simulasi Throughput WiFi Menggunakan Model Lapisan HT-PHY IEEE 802.11n
pada NS-3
Teuku Yuliar Arif, Rizal Munadi, dan Fardian
(2)
Analisa Sistem Kelistrikan dan Sistem
Back-Up pada Air Trafic Control (ATC) di Bandara
Internasional Ngurah Rai-Bali
I Nyoman Setiawan, I Gede Dyana Arjana, dan I Nyoman Budiastra Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana
e-mail: setiawan@ee.unud.ac.id
Abstrak—Transportasi udara adalah jenis transportasi yang memilki tingkat keamanan yang paling tinggi pada suatu Bandara. Untuk menunjang keamanan tersebut digunakan alat-alat yang berteknologi tinggi yang mengkonsumsi daya listrik. Kapasitas listrik Bandara Ngurah Rai sebesar 10.380 kVA dari PLN1 dan 630 kVA dari PLN2, dimana daya tersebut disuplai dari Gardu Induk Pesanggaran dan Gardu Induk Pemecutan Kelod menggunakan sistem distribusi ring. Untuk menunjang sebagian besar kegiatan di Bandara diperlukan pasokan daya listrik. Dalam hal ini suplai daya utama yaitu PLN dan suplai daya cadangan yaitu genset yang berfungsi sebagai sistem daya stand-by atau off-line dan Uninterupptible Power Supply (UPS) sebagai daya cadangan terus menerus secara on-line yang harus terus tersedia pada beban-beban kritis Bandara seperti Air Trafic Control (ATC). Berdasarkan klasiikasi seluruh beban-beban listrik Bandara Ngurah Rai Bali, suplai daya listrik cadangan atau back-up harus mampu menyuplai daya sebesar 160 kW pada beban-beban kritis seperti ATC pada saat suplai utama dari PLN mengalami gangguan. Analisa sistem kelistrikan dan back-up sistem ATC di Bandara Ngurah Rai Bali dilakukan dengan menggunakan metode simulasi aliran daya pada program ETAP (Electric Transient Analysis Program) dengan tiga skenario. Skenario pertama kondisi normal dimana Genset dan UPS pada kondisi off, skenario kedua suplai dari UPS, dan skenario ketiga yaitu suplai dari Genset. Masing masing skenario diasumsikan sesuai dengan kondisi yang dimungkinan sering terjadi pada beban-beban kritis Bandara. Dalam analisa beroperasinya sistem back-up ATC, pada skenario kedua suplai daya dari UPS, merupakan kondisi paling kritis atau diasumsikan terburuk pada sistem
back-up ATC, dimana pada skenario tersebut terlihat pentingnya peran kedua UPS yang saling memback-up. Sistem back-up UPS tersebut menggunakan sistem back-up non kontinyu. Pada skenario sistem back-up saat kondisi sedang charging UPS, pembangkitan dari Generator Set besarnya 0.160 MW untuk men-charging UPS. Sehingga pada kondisi ini total pembangkitan sebesar 0.320 MW.
Kata kunci: beban kritis, aliran daya, simulasi, skenario, sistem back-up
I. PENDAHULUAN
Bandara Internasional Ngurah Rai – Bali merupakan salah satu dari 13 Bandara dibawah pengelolaan PT. Angkasa Pura I (Persero). Bandara kelas Internasional ini memberikan kontribusi terbesar pada PT. Angkasa Pura I (Persero). Pada Bandara Internasional Ngurah Rai, sebagian besar peralatan yang digunakan memerlukan sumber daya listrik untuk menunjang sebagian besar kegiatan dan aktiitas di Bandara.
Salah satu fasilitas yang sangat penting pada Bandara
yaitu ATC (Air Trafic Control) dimana ATC merupakan
pengatur lalu lintas udara yang tugas utamanya mencegah pesawat terlalu dekat satu sama lain dan menghindarkan dari tabrakan. Selain itu ATC juga bertugas mengatur
kelancaran arus trafic (trafic low), membantu pilot
dalam menghandle emergency/darurat, dan memberikan informasi yang dibutuhkan pilot seperti informasi cuaca
atau weather information, trafic information, navigation
information, dll).
Faktor yang menunjang kelangsungan aktiitas ATC
ini adalah suplai daya listrik dan suplai daya cadangan pada sistem kelistrikannya. Dalam hal ini suplai daya utama yaitu PLN dan suplai daya cadangan yaitu genset
yang berfungsi sebagai sistem daya stand-by atau off-line
dan Uninterupptible Power Supply (UPS) sebagai daya cadangan terus menerus secara on-line.
Dampak yang ditimbulkan jika terjadi gangguan pada beban kritis ATC sangat luas, mulai dari kacaunya lalu lintas Bandara, bahaya penerbangan yang mengancam keselamatan penumpang, sampai tidak eisiennya penggunaan bahan bakar yang digunakan untuk mencari Bandara lain agar pesawat tersebut bisa mendarat.
Mengingat sangat pentingnya peran ATC tersebut maka dari itu sistem kelistrikan, suplai daya dan sistem
back-up pada beban–beban kritis Bandara seperti fasilitas ATC sangat penting untuk diperhatikan dan dijaga kontinyuitasnya karena ATC tersebut harus tetap hidup selama 24 jam setiap harinya.
Pada tugas akhir ini akan dibuat simulasi skenario kondisi normal ataupun abnormal sistem kelistrikan
(3)
nantinya dapat diketahui apakah sistem back-upnya dapat berfungsi secara maksimal atau tidak, dan mengetahui kelebihan dan kekurangannya.
II. KAJIAN PUSTAKA
A. Sumber Daya Listrik
1. Sumber Daya Listrik Primer
Sumber daya listrik primer adalah sumber daya utama yang dipergunakan untuk mensuplai seluruh beban yang ada pada Bandara. Untuk maksud keandalan, dua
incoming yang tidak saling tergantung satu sama lain (independent) sangat diharapkan untuk bandar udara yang
besar. Sehingga apabila terjadi ganguan pada salah satunya
dapat segera topang dari feeder lainnya. [3]
2. Sumber Daya Listrik Sekunder
Sumber daya listrik sekunder adalah sumber daya yang berfungsi sebagai cadangan untuk menjaga kontinyuitas operasi pada Bandara. Sumber daya listrik sekunder tersebut harus secara otomatis terhubung pada beban-beban penting jika terjadi gangguan pada sumber daya primer. [3]
B. Sistem Kelistrikan Bandara
Pada keadaan normal Bandar Udara Ngurah Rai memanfaatkan suplai daya listrik dari PLN sebagai suplai daya utama. Suplai utama tersebut didistribusikan melalui
saluran distribusi 20 kV menuju substation-substation
dan juga Main Power House dengan sistem distribusi ring
seperti terlihat pada Gambar 1. [3]
Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Jaringan ini merupakan bentuk tertutup, disebut juga
bentuk jaringan loop. Susunan rangkaian penyulang
membentuk ring, yang memungkinkan titik beban dilayani
dari dua arah penyulang, sehingga kontinyuitas pelayanan lebih terjamin, serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena rugi tegangan dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil. [4]
C. Generator Set
Generator set merupakan sebuah alat yang berfungsi menghasilkan daya listrik. Disebut generator set dikarenakan ia adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat yang berbeda yaitu mesin dan generator atau
alternator. Mesin atau engine sebagai perangkat pemutar,
sedangkan generator atau alternator sebagai perangkat pembangkit listrik. [2]
D. Uninterruptible Power Supply (UPS)
Uninterruptible Power Supply (UPS) adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memberi daya sementara ketika daya utama dari jaringan padam, daya sementara ini bersumber dari daya DC yang disimpan pada baterai
charger. UPS pada umumnya dihubungkan dengan beban-beban kritikal load sehingga ketika suplai daya dari jaringan terganggu beban-beban kritikal load ini tetap mendapat pasokan daya dari UPS. [5]
E. Automatic Transfer Switch (ATS)
Automatic Transfer Switch (ATS) yaitu suatu alat yang berguna dalam proses pemindahan penyulang dari penyulang / sumber listrik yang satu ke sumber listrik yang lain secara bergantian sesuai perintah pemrograman. [3]
F. Beban Kritis
Beban - beban kritis (critical loads) merupakan beban yang pasokan dayanya harus dijaga kontinuitasnya untuk mencegah terjadinya kondisi tidak aman. Biasanya, beban ini merupakan sistem kontrol proses produksi dan sistem
keselamatan (safety), dan sistem telekomunikasi. [6]
G. Metode Pengalihan
Untuk dapat menentukan metode pengalihan daya yang baik, maka daya dikelompokkan sesuai batas waktu pengalihannya.
1. Waktu Pengalihan 2-menit
Jika waktu pengalihan 2-menit diperbolehkan, maka cukup memadai dipergunakan generator bensin lokal atau generator mesin diesel atau generator turbin gas
dengan starting dan Switching otomatis atau remote. Pada
G G
G
G G G G G G
PLN METERING KIOS
GARDU PLN I
20 KV
KE ACS
TR 1250 KVA
MPH I
DEUTZ 850 KVA YANMAR 1000 KVA TR 1250 KVA 400 V MAN 360 KVA 1 2 50 K V A 1 K V / 5 0 K VA CCO 5 00 K V A 4 00 K V A V IP I P O M P A A IR G U D A N G W O R K S H LP .JL N 152 M1 GLIDE PATH LOCALIZER GARDU KELAN TAPPING BOX SSB GARDU TR I GARDU TR II SSD SSH SSE SSF 300 KVA 1 60 0 K V A 1 25 0 K V A 1 25 0 K V A 20 KV 6 KV SSG DEUTZ 1000 KVA YANMAR 2000 KVA
MPH II
SSC GARDU PLN II SSA LBS 20 KV 6 KV 152 C 252
C 20 KV
352 C 452 C 552 C 952 C 1052 C 1000 KVA 800 KVA 1600 KVA 1250 KVA 652 C 400 V 1152 C 400 V 6 KV 6 KV 752 C 852 C 1252 C 1352 C 6 KV 400 V 6 KV 152 G 252 G 20 KV
352 G 452 G 552 G 3 X 1000
KVA 400 V 152 A 252 A 352 A 452 A 552 A 20 KV 400 V 152 F 252 F 352 F 452 F 800 KVA 800 KVA 400 V 552 E 652 E 152 E 252 E 352 E 452 E 400 V GP-1 500 KVA 500 KVA GP-1GP-2GP-3GP-4 TP-1 TP-2TP-3TP-4 400 KVA / 2000 KVA 452 MZ 552 MZ 652 MZ 752 MZ 152 MZ 252 MZ 352 MZ 400 V 500 KVA 500 KVA 152 H 252 H 352 H 452 H 20 KV CCB KS 1250 KVA LBS 6 KV LBS 20 KV 152 D 250 KVA 400 V LBS 6 KV KS KV A 400 V LBS 6 KV KS K V A 400 V 152 B 252 B 352 B LBSLBSLBS 6 KV LBSLBSLBSLBSLBS 452 B 552 B 652 B 752 B 852 B K V A K V A K V A K V A
400 V 400 V 6 KV GARDU
GARUDA KS KV KSKV 6 KV K V A 400 V K V
220 V 220 V
K V 452 M1 552 M1 352 M1 2000 KVA 952 M1 1052 M1 852 M1 6 KV 652 M1 6 KV GP-5 752 M1 252 M1 OCB OCB OCB KS LBS LBS 6 KV LBS LBS OCBOCB CB ACB GP-1 GP-2 MCCB 400 V MCCB 20 kv
Gambar 1 Sistem Distribusi Ring Kelistrikan Bandara
Gambar 2 Blok Diagram UPS Non-Kontinyu
(4)
periode 2-menit tersebut mesin/turbin dapat distart dan kecepatannya serta regulasi tegangannya dapat distabilkan. 2. Waktu Pengalihan 15-detik
Jika dibutuhkan waktu pengalihan 15-detik, maka
dapat dipergunakan diesel stan-by dan mesin genset bensin
dengan kemampuan start dan Switching yang cepat.
3. Waktu Pengalihan 1-detik
Jika dibutuhkan waktu pengalihan 1-detik, salah satu dari berikut ini dapat dipergunakan yakni, mesin diesel
stan-by atau genset turbin gas ataupun menSwitch-over
secara otomatis ke sebuah power suplay independent yang
mencukupi. [3]
III. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan
simulasi metode aliran daya pada program ETAP (Electric
Transient Analysis Program). Simulasi disini terdiri dari 3 skenario antara lain :
1. Skenario kondisi normal 2. Skenario suplai dari UPS 3. Skenario suplai dari genset
Gambar 4 merupakan lowchart proses pembuatan
simulasi program pada sistem back-up beban kritis ATC.
Pada lowchart gambar 4 dimulai dengan pengumpulan
data seperti data kebutuhan daya listrik dan wiring diagram. Selanjutnya menggambar dan menginputkan variabel pada program seperti kapasitas genset/UPS yang dipakai. Kemudian menganalisa bedasarkan skenario-skenario kondisi yang telah direncanakan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Skenario Suplai Daya dan Back-up
Pada simulasi program ETAP yang dibuat, terdapat
3 skenario simulasi sistem suplai daya dan back-up
kelistrikan pada ATC. Simulasi skenario ini dilakukan agar dapat mengetahui dan mengasumsikan sistem kerja suplai daya cadangan pada substation E dimana substation E merupakan beban kritis.
B. Skenario Satu (Kondisi Normal)
Pada skenario satu, kondisi normal berarti suplai daya dipasok oleh suplai daya utama PLN dimana kondisi
semua generator set pada sistem dalam keadaan mati (off)
dan UPS dalam keadaan stand by atau kondisi charging.
Gambar simulasi sistem kelistrikan pada program ETAP untuk skenario 1 dapat dilihat pada Gambar 5. 1. Hasil Running Simulasi pada ETAP
Setelah terangkai dan parameter pada setiap komponen dimasukkan sesuai dengan data yang didapat, selanjutnya
menjalankan program dengan mode load low analysis.
Dengan memilih report manager dan complete report
Gambar 4 Tampilan Diagram Segaris Sistem Kelistrikan Bandara Ngurah Rai pada Kondisi Normal
Gambar 5 Tampilan Diagram Segaris Sistem Kelistrikan Bandara Ngurah Rai pada Kondisi Normal
Tabel 1 Load Flow Report pada Kondisi Normal
No Bus Volt Generation Load
Lokasi kV % Mag. MW Mvar MW Mvar
1 M.
Kios 20 100 5.101 2.600 -
-2 OB 0.4 98 - - 0.160 0.07
Tabel 2 Summary of Total Generation, Load, and Demand pada Kondisi Normal
No Report MW Mvar MVA %PF
1 Source (Swing Busses) 5.101 2.600 5.726 89.1
Lagging
2 Source (Non-Swing
Busses) 0.000 0.000 0.000 Lagging100
3 Total Demand 5.101 2.600 5.726 89.10
Lagging
4 Total Motor Load 5.074 2.457 5.637 90.00
Lagging
5 Total Static Load 0.000 0.000 -
-6 Apparent Losses 0.028 0.143 -
(5)
-didapat hasil running program secara lengkap seperti load
low report, bus input data, cable input data, losses dan
summary of total generation, load, and demand.
Pada skenario 1, rangkuman hasil running simulasi program ETAP terlihat pada tabel 1 dan 2 dimana dalam kondisi normal menunjukkan suplai daya utama dari PLN menyuplai daya sebesar 5.101 MW untuk melayani beban sebesar 5.074 MW. Untuk beban pada operation building sebesar 0.160 MW atau sama dengan 0.178 MVA. Beban pada operation building tersebut hanya 3.5% dari beban keseluruhan pada simulasi tersebut. Pada operation
building terjadi under voltage atau penurunan tegangan
sebesar 0.91%.
C. Skenario Dua (Suplai dari UPS)
Kondisi normal yang sebelumnya suplai daya dipasok dari PLN, pada skenario dua ini suplai daya dipasok
oleh UPS dimana kondisi PLN diasumsikan mengalami gangguan atau suplai daya terputus dan generator set pada sistem belum siap dalam melakukan suplai daya.
Untuk skenario suplai daya dari kedua UPS dapat dilihat pada Gambar 6.
Pada skenario suplai daya dari kedua UPS, kedua UPS
tersebut berada pada kondisi “In service” atau kondisi
kedua UPS saling memasok pada beban kritis.
Pada UPS 1 dan UPS 2 perbandingan suplai dayanya sebesar 50%:50%. Karena permintaan beban pada beban kritis ATC sebesar 0.160 MW sehingga masing-masing UPS menyuplai daya sebesar 0.080 MW
Dari rangkuman hasil simulasi pada skenario suplai daya dari kedua UPS, terlihat masing-masing UPS sama-sama menyuplai daya sebesar 0.080 MW untuk memenuhi permintaan beban sebesar 0.160 MW pada beban kritis ATC di gedung operasi.
Untuk Summary of Total Generation, Load, and Demand pada kondisi suplai dari kedua UPS terlihat hasil yang sama dengan skenario suplai daya dari dua skenario suplai UPS sebelumnya dimana daya yang dibangkitkan sebesar 0.160 MW.
Pada kondisi suplai daya dari PLN Metering Kios mengalami gangguan atau suplai daya terputus, sistem
charging pada semua UPS juga akan terputus. Sistem
charging pada UPS akan beroperasi kembali ketika suplai utama dari PLN Metering Kios atau suplai dari Generator set telah mampu beroperasi dan menyuplai daya pada beban.
Gambar 6 Tampilan Running Program Simulasi untuk Skenario Suplai Daya dari Kedua UPS pada ETAP
Tabel 3 Load Flow Report Suplai dari Kedua UPS
No Bus Volt Generation Load
Lokasi kV % Mag. MW Mvar MW Mvar
1 UPS 1 0.4 100 0.080 0.039 -
-2 UPS 2 0.4 100 0.080 0.039
3 OB 0.4 100 - - 0.160 0.078
Tabel 4 Summary of Total Generation, Load, and Demand pada Kondisi Suplai dari Kedua UPS
No Report MW Mvar MVA %PF
1 Source (Swing
Busses) 0.160 0.078 0.178 Lagging90.00
2 Source (Non-Swing
Busses 0.000 0.000 0.000 Lagging100.00
3 Total Demand 0.160 0.078 0.178 90.00
Lagging
4 Total Motor Load 0.160 0.078 0.178 90.00
Lagging
5 Total Static Load 0.000 0.000 -
-6 Apparent Losses 0.000 0.000 -
-7 System Mismatch 0.000 0.000 -
-Gambar 7 Tampilan Diagram Segaris Sistem Kelistrikan Bandara Ngurah Rai untuk Skenario Tiga
Gambar 8 Tampilan Running Program Simulasi untuk Skenario Suplai Daya dari Genset pada ETAP
(6)
D. Skenario Tiga (Suplai dari Genset)
Pada skenario tiga, adalah kondisi pada saat semua sistem pada generator set telah siap untuk menyuplai daya dan generator set siap menggantikan peran UPS pada
sistem back-up.
Pada Gambar 10 skenario suplai daya dari generator
set terlihat kondisi generator set pada keadaan “In service”
untuk men-charging baterai pada UPS dimana baterai
pada UPS diasumsikan hampir habis.
Untuk ATS ST Switch pada skenario ini semua pada
posisi “close”. ATS DT Switch 1 dan 2 pada posisi B,
dan ATS DT Switch 3 pada posisi A. UPS dalam kondisi
charging tetapi tetap menyuplai beban kritis dengan
back-up daya listrik dari generator set pada substation E yang
menyuplai daya listrik untuk mencharging baterai pada
UPS.
Rangkuman hasil simulasi pada skenario tiga suplai daya ATC dari generator set dapat dilihat pada tabel 5 dan 6.
Dari rangkuman hasil simulasi pada skenario suplai daya dari genset terlihat genset pada substation E pada
kondisi “In service” dan membangkitkan daya sebesar
0.160 MW. Daya tersebut digunakan untuk mencharging
baterai pada masing-masing UPS dimana charger pada
masing-masing UPS tersebut sama-sama mengkonsumsi daya sebesar 0.080 MW dan selanjutnya akan menyuplai daya sebesar 0.080 MW untuk memenuhi permintaan beban sebesar 0.160 MW pada beban kritis ATC.
Untuk Summary of Total Generation, Load, and
Demand pada kondisi suplai dari genset terlihat pada
saat UPS kondisi charging, genset membangkitkan daya
sebesar 0.160 MW untuk mencharging UPS.
Masing-masing UPS akan menyuplai daya Masing-masing-Masing-masing sebesar 0.080 MW sehingga pada kondisi ini jika ditotalkan, daya pembangkitan sebesar 0.320 MW yang didapat dari
penjumlahan suplai daya charging sebesar 0.160MW dan
suplai daya ATC sebesar 0.160 MW.
V. SIMPULAN
Setelah dilakukan analisa mengenai sistem kelistrikan dan back-up sistem ATC, serta analisa sesuai dengan
skenario beroperasinya sistem back-up ATC di Bandara
Ngurah Rai dengan bantuan program ETAP, berikut adalah beberapa simpulan yang dapat disimpulkan dari analisa tersebut antara lain:
1. Dari hasil simulasi dengan bantuan program ETAP,
diketahui bahwa kelebihan sistem back-up Bandara
Ngurah Rai terletak pada peran seluruh sistem UPS
dimana sistem back-up nya menggunakan sistem
non kontinyu yang dilengkapi dengan ATS. Pada pengoperasiannya yang berpindah dari posisi satu ke posisi yang lainnya, posisi ATS sangat berpengaruh pada total demand yang nantinya jika posisi ATS tidak tepat akan mengakibatkan peningkatan pada daya yang dibangkitkan.
2. Berdasarkan analisa yang dilakukan diperoleh bahwa total daya pembangkitan untuk ATC atau OB
besarnya tergantung pada skenario sistem back-up
yang diterapkan. Perubahan yang signiikan terlihat
pada skenario sistem back-up saat kondisi sedang
charging UPS yang disuplai dari Genset dimana pembangkitan dari Genset besarnya 0.160 MW dan total pembangkitan pada kondisi ini sebesar 0.320 MW
3. Pembagian dan penggolongan beban – beban sesuai dengan tingkat prioritasnya sangat berpengaruh pada
kelancaran sistem back-up dimana pada saat suplai
daya PLN terputus, beban – beban kritis harus segera dilokalisir dalam zona hijau atau wilayah yang tidak boleh terjadi gangguan.
REfERENSI
[1] Installation of Electrical Panels. http://dosooce.blogspot.
com/2013/10/ats-automatic-transfer-Switch.html
[2] PT. Bima Sakti Utama, Generator Set http:// http://bimasaktiutama.
com/generator-set/. Rabu, 29 Mei 2013.
[3] PT (Persero) Angkasa Pura I Bandar Udara Ngurah Rai-Bali,
Dinas Teknik Listrik Bandara. Data Eksisting Bandara.
[4] Suhadi, Tri Wrahatnolo. Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid
1. Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008.
[5] Suryono, Uninterruptible Power Suplly Menggunakan Flyback
Converter sebagai PFC Converter. Email: sur@eepis-its.edu.
[6] Syamsudin, Rasam. Filosoi Beban Listrik. Jumat, 20 November
2009.
http://power-grounding.blogspot.com/2009/11/ilosoi-beban-listrik.html Tabel 5 Load Flow Report Suplai dari Genset
No Bus Volt Generation Load
Lokasi kV % Mag. MW Mvar MW Mvar
1 Genset
SSE 0.4 100 0.160 0.00 -
-2 UPS 1 0.4 100 0.080 0.04 -
-3 UPS 2 0.4 100 0.080 0.04
4 OB 0.4 100 - - 0.160 0.080
Tabel 6 Summary of Total Generation, Load, and Demand pada Kondisi Suplai dari Genset
No Report MW Mvar MVA %PF
1 Source (Swing
Busses) 0.320 0.078 0.329 Lagging97.19
2 Source (Non-Swing
Busses 0.000 0.000 0.000 Lagging100.00
3 Total Demand 0.320 0.078 0.329 97.19
Lagging
4 Total Motor Load 0.320 0.078 0.329 97.19
Lagging
5 Total Static Load 0.000 0.000 -
-6 Apparent Losses 0.000 0.000 -