SIMULASI ALIRAN DAYA PADA PENYULANG 2 GARDU INDUK RAWALO DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 7.0

Transkripsi

1 SIMULASI ALIRAN DAYA PADA PENYULANG 2 GARDU INDUK RAWALO DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 7.0 Uggul Dzackiy K 1, Ir. Bambag Wiardi 2 1 Mahasiswa da 2 Dose Jurusa Tekik Elektro, Fakultas Tekik, Uiversitas Dipoegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalag, Semarag, Idoesia l2f007077@studet.udip.ac.id Abstrak Studi alira daya merupaka peetua atau perhituga tegaga, arus, daya aktif maupu daya reaktif yag terdapat pada berbagai titik jariga listrik pada keadaa operasi ormal, baik yag sedag berjala maupu yag diharapka aka terjadi di masa yag aka datag. Dega studi alira daya dapat megetahui tegagategaga pada setiap bus yag ada dalam sistem, baik magitude maupu sudut fasa tegaga, daya aktif da daya reaktif yag megalir dalam setiap salura yag ada dalam system, kodisi dari semua peralata, apakah memeuhi batasbatas yag ditetuka utuk meyalurka daya listrik yag diigika. Utuk meyelesaika studi alira daya, metode yag serig diguaka adalah metode Gauss-Seidel da metode Newto Raphso. Metode Newto Raphso lebih cepat mecapai ilai koverge sehigga proses iterasi yag berlagsug lebih sedikit. Pada Lapora kerja praktek ii, peulis aka membahas tetag simulasi alira daya pada peyulag 2 Gardu iduk rawalo dega megguaka software ETAP 7.0. Adapu metode alira daya yag diguaka adalah metode ewto-raphso. Kata kuci:alira daya, ewto-raphso, ETAP I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakag Studi alira daya merupaka peetua atau perhituga tegaga, arus, daya aktif maupu daya reaktif yag terdapat pada berbagai titik jariga listrik pada keadaa operasi ormal, baik yag sedag berjala maupu yag diharapka aka terjadi di masa yag aka datag. Dega studi alira daya dapat megetahui tegaga-tegaga pada setiap bus yag ada dalam sistem, baik magitude maupu sudut fasa tegaga, daya aktif da daya reaktif yag megalir dalam setiap salura yag ada dalam system, kodisi dari semua peralata, apakah memeuhi batasbatas yag ditetuka utuk meyalurka daya listrik yag diigika. 1.2 Tujua Megetahui da bisa mejalaka software ETAP Power Statio utuk megaalisa alira daya. Megetahui losses da drop tegaga pada peyulag 2 Gardu Iduk Rawalo. 1.3 Pembatasa Masalah Makalah ii membahas megeai aalisis alira daya pada Gardu Iduk Rawalo dega megguaka ETAP Power Statio 7.0. Metode alira daya yag diguaka adalah Newto-Raphso. II. DASAR TEORI 2.1 Sistem Jariga Distribusi Ada tiga bagia petig dalam proses peyalura teaga listrik, yaitu: Pembagkita, Peyalura (trasmisi) da distribusi seperti pada gambar berikut : Gambar 1 Tiga kompoe utama dalam peyalura teaga listrik Jariga Pada Sistem Distribusi tegaga meegah (Primer,20KV) dapat dikelompokka mejadi lima model, yaitu Jariga Radial, Jariga hatara peghubug (Tie Lie), Jariga Ligkara (Loop), Jariga Spidel da Sistem Gugus atau Kluster.

2 Jariga Radial Sistem distribusi dega pola Radial seperti gambar di bawah ii. Sistem distribusi yag palig sederhaa da ekoomis. Pada sistem ii terdapat beberapa peyulag yag meyuplai beberapa gardu distribusi secara radial. Gambar 4 Kofigurasi Jariga Loop Gambar 2 Kofigurasi Jariga Distribusi Radial Jariga Hatara Peghubug (Tie Lie) Sistem distribusi Tie Lie seperti pada gambar di bawah ii diguaka utuk pelagga petig yag tidak boleh padam (Badar Udara, Rumah Sakit, da lailai). Jariga Spidel Sistem Spidel seperti pada gambar di bawah ii adalah suatu pola kombiasi jariga dari pola Radial da Rig. Spidel terdiri dari beberapa peyulag (feeder) yag tegagaya diberika dari Gardu Iduk da tegaga tersebut berakhir pada sebuah Gardu Hubug (GH). Gambar 3 Kofigurasi Jariga Tie Lie Gambar 5 Kofigurasi Jariga Spidel Jariga Ligkar (Loop) Pada Jariga Tegaga Meegah Struktur Ligkara (Loop) seperti gambar di bawah ii dimugkika pemasokaya dari beberapa gardu iduk, sehigga dega demikia tigkat keadalaya relatif lebih baik. Sistem Gugus atau Sistem Kluster Kofigurasi Gugus seeperti pada gambar di bawah ii bayak diguaka utuk kota besar yag mempuyai kerapata beba yag tiggi. Dalam sistem ii terdapat Saklar Pemutus Beba, da peyulag cadaga.

3 Gambar 6 Kofigurasi Jariga Gugus atau Sistem Kluster 2.2 Studi Alira Daya listrik Studi alira daya merupaka peetua atau perhituga tegaga, arus, daya aktif maupu daya reaktif yag terdapat pada berbagai titik jariga listrik pada keadaa operasi ormal, baik yag sedag berjala maupu yag diharapka aka terjadi di masa yag aka datag (Steveso,1996). Adapu tujua dari studi aalisa alira daya atara lai (Sulaso,1993): a. Utuk megetahui tegaga-tegaga pada setiap bus yag ada dalam sistem, baik magitude maupu sudut fasa tegaga. b. Utuk megetahui daya aktif da daya reaktif yag megalir dalam setiap salura yag ada dalam sistem. c. Utuk megetahui kodisi dari semua peralata, apakah memeuhi batasbatas yag ditetuka utuk meyalurka daya listrik yag diigika. d. Utuk memperoleh kodisi mula pada perecaaa sistem yag baru. e. Utuk memperoleh kodisi awal utuk studi-studi selajutya seperti : studi hubug sigkat, stabilitas, da pembebaa ekoomis. Beberapa hal di atas iilah yag sagat diperluka utuk megaalisa keadaa sekarag dari sistem gua perecaaa perluasa sistem yag aka datag. Persamaa umum utuk arus yag megalir meuju suatu bus adalah (Pai,1979) : I 1 = Y 11 V 1 + Y 12 V 2 + Y 13 V Y 1 V I 2 = Y 21 V 1 + Y 22 V 2 + Y 23 V Y 2 V I 3 = Y 31 V 1 + Y 32 V 2 + Y 33 V Y 3 V I = Y 1 V 1 + Y 2 V 2 + Y 3 V Y V berikut : (1) atau dapat juga ditulis dega persamaa I P = q=1 Y pq V q ; p = 1,2,3,, (2) Daya kompleks pada bus p tersebut adalah : S p = P p + jq p = V p I p * (3) dega memasukka Persamaa (2) ke Persamaa (3) aka meghasilka : P p + jq p = V p Y q=1 pq V q (4) Apabila bagia real da imajier dari Persamaa (4) dipisahka maka aka diperoleh : P p = Re V p Q p = Im V p Y q=1 pq V q (5) Y q=1 pq V q (6) apabila impedasi diyataka dalam betuk siku-siku maka : Y pq = G pq + jb pq sehigga persamaa daya pada Persamaa (5) da (6) aka mejadi:

4 P p = V p q=1 V q G pq cos δ p δ q + Bpqsiδp δq (7) Q p = V p q=1 V q G pq si δ p δ q + Bpqcosδp δq (8) Metode Newto Raphso Pada metode Newto Raphso, slack bus diabaika dari perhituga iterasi utuk meetuka tegaga-tegaga, karea besar da sudut tegaga pada slack bus telah ditetuka. Sedagka pada geerator bus, daya aktif da magitude tegaga berilai tetap, sehigga haya daya reaktif yag dihitug pada setiap iterasiya. Dalam aalisa alira daya, ada dua persamaa yag harus diselesaika pada tiap-tiap bus. Kedua persamaa itu adalah seperti pada Persamaa (7) da Persamaa (8). Dalam peyelesaia iterasi pada metode Newto Raphso, ilai dari daya aktif (P p ) da daya reaktif (Q p) yag telah dihitug harus dibadigka dega ilai yag ditetapka, dega persamaa berikut (Pai,1979): P p = P p spec P p calc P p = P p spec V p q=1 V q G pq cos δ p δq+bpqsiδp δq (9) p = 1,2,3,. Q p = Q p spec Q p calc Q p = Q p spe c V p q=1 V q G pq si δ p δq Bpqcosδp δq (10) p = 1,2,3,. dimaa superskrip spec berarti yag ditetapka (specified) da calc adalah yag dihitug (calculated). Proses iterasi ii aka berlagsug sampai perubaha daya aktif (ΔP p ) da perubaha daya reaktif (ΔQ p ) tersebut telah mecapai ilai koverge (ε ) yag telah ditetapka. Pada umumya ilai koverge atara 0,01 sampai 0,0001. (Sulaso,1993). Matrik Jacobia terdiri dari turua parsial dari P da Q terhadap masig-masig variabel, besar da sudut fasa tegaga, dalam Persamaa (7) da Persamaa (8). Besar da sudut fasa tegaga yag diasumsika serta daya aktif da daya reaktif yag dihitug diguaka utuk medapatka elemeeleme Jacobia. Setelah itu aka diperoleh harga dari perubaha besar tegaga, V V tegaga, Δδ., da perubaha sudut fasa Secara umum persamaa tersebut dapat ditulis sebagai berikut (Pai,1979): P Q k = H N J K k δ V V k (11) Submatrik H, N, J, L meujukka turua parsial dari Persamaa (7) da (8) terhadap V da δ, dimaa matrik tersebut disebut matrik Jacobia. Nilai dari masigmasig eleme Jacobia sebagai berikut (Pai,1979): a. Utuk p q H pq = P p δ q = V p V q G pq si δ p δ q Bpqcosδp δq

5 N pq = P p V q = V p V q G pq cos δ p δ q + Bpqsiδp δq J pq = Q p δ q = V p V q G pq cos δ p δ q + Bpqsiδp δq III. SIMULASI ALIRAN DAYA DENGAN MENGGUNAKAN ETAP Diagram Segaris (Sigle Lie Diagram). L pq = Q p V q = V p V q G pq si δ p δ q Bpqcosδp δq (12) b. Utuk p = q H pp = P p δ p = Q p B pp V p 2 N pp = P p V p = P p + G pp V p 2 J pp = Q p δ p = P p + G pp V p 2 L pp = Q p V p = Q p B pp V p 2 (13) dega : P p = V p q=1 V q G pq cos δ p δ q + Bpqsiδp δq Q p = V p q=1 V q G pq si δ p δ q + Bpqcosδp δq Gambar 7. Sigle lie diagram peyulag 2 GI Rawalo

6 Lie Tabel 1 lie data peyulag 2 GI Rawalo ID Coected Bus ID Pajag From Bus To Bus (m) Lie 01 BUS 02 BUS Lie 02 BUS 03 BUS Lie 03 BUS 04 BUS Lie 04 BUS 05 BUS Lie 05 BUS 06 BUS Lie 06 BUS 07 BUS Lie 07 BUS 08 BUS Lie 08 BUS 09 BUS Lie 09 BUS 10 BUS Lie 10 BUS 11 BUS Lie 11 BUS 12 BUS Lie 12 BUS 13 BUS Lie 13 BUS 14 BUS Lie 14 BUS 15 BUS Lie 15 BUS 16 BUS Lie 16 BUS 17 BUS Lie 17 BUS 18 BUS Lie 18 BUS 19 BUS Lie 19 BUS 20 BUS Lie 20 BUS 21 BUS Lie 21 BUS 22 BUS Lie 22 BUS 23 BUS Lie 23 BUS 24 BUS Lie 24 BUS 25 BUS Lie 25 BUS 26 BUS Lie 26 BUS 27 BUS Lie 27 BUS 28 BUS Lie 28 BUS 30 BUS Lie 29 BUS 28 BUS Lie 30 BUS 31 BUS Lie 31 BUS 32 BUS Lie 32 BUS 33 BUS Lie 33 BUS 34 BUS Lie 34 BUS 34 BUS Lie 35 BUS 36 BUS Lie 36 BUS 36 BUS Lie 37 BUS 38 BUS Lie 38 BUS 39 BUS Lie 39 BUS 40 BUS Kabel yag diguaka pada peyulag 2 GI Rawalo adalah kabel jeis AAAC luas peampag 240mm 2 dega impedasi sebesar R 1 =R 2 = 0,1344 ohm/km, jx 1 =jx 2 =0,3158 ohm/km, R 0 = 0,2824 ohm/km, jx 0 = 1,6033 ohm/km. Beba Adapu data beba sebagai berikut: Tabel 2 data beba peyulag 2 GI Rawalo Bus Load ID kv MW Mvar BUS 05 20, BUS 06 20, BUS 07 20, BUS 08 20, BUS 09 20, BUS 10 20, BUS 13 20, BUS 14 20, BUS 15 20, BUS 16 20, BUS 17 20, BUS 18 20, BUS 19 20, BUS 20 20, BUS 21 20, BUS 22 20, BUS 23 20, BUS 25 20, BUS 26 20, BUS 27 20, BUS 29 20, BUS 30 20, BUS 31 20, BUS 32 20, BUS 33 20, BUS 35 20, BUS 37 20, BUS 38 20, BUS 39 20, BUS 40 20, BUS 41 20,

7 Hasil Simulasi dega Megguaka ETAP Tabel 3 Daya yag megalir pada bus Bus Geeratio Load Load Flow ID kv MW Mvar MW Mvar ID MW Mvar Amp % PF BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS

8 BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS

9 BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS TOTAL Dari tabel di atas dapat dilihat daya yag megalir pada tiap bus. Besarya daya yag megalir tergatug pada beba yag terpasag pada bus tersebut. Pada beberapa bus besarya ilai beba sebesar 0 (ol), hal ii disebabka karea daya yag masuk pada bus tersebut sama dega daya yag keluar dari bus tersebut.

10 Tabel 4 Losses da drop voltage Losses % Vd ID Type i kw kvar Vmag Trafo Trafo Lie 01 Lie Lie 02 Lie Lie 03 Lie Lie 04 Lie Lie 05 Lie Lie 06 Lie Lie 07 Lie Lie 08 Lie Lie 09 Lie Lie 10 Lie Lie 11 Lie Lie 12 Lie Lie 13 Lie Lie 14 Lie Lie 15 Lie Lie 16 Lie Lie 17 Lie Lie 18 Lie Lie 19 Lie Lie 20 Lie Lie 21 Lie Lie 22 Lie Lie 23 Lie Lie 24 Lie Lie 25 Lie Lie 26 Lie Lie 27 Lie Lie 28 Lie Lie 29 Lie Lie 30 Lie Lie 31 Lie Lie 32 Lie Lie 33 Lie Lie 34 Lie Lie 35 Lie Lie 36 Lie Lie 37 Lie Lie 38 Lie Lie 39 Lie Total Tabel 5 Hasil simulasi tegaga pada tiap bus Bus Voltage ID kv %Mag Ag. BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS BUS

11 BUS BUS Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa, semaki jauh/pajag salura maka tegaga aka semaki turu da perbedaa sudut aka semaki besar. Aka tetapi profil tegaga masih dalam batas tolerasi ± 5% yaitu sebesar 96,9402% dari tegaga base (20 kv) atau sebesar kv. IV. KESIMPULAN 1. Besarya tegaga pada ujug bus (BUS 41) yaitu sebesar % masih dalam batas tolerasi yaitu sebesar ±5%. 2. Semaki besar beba maka lossesya aka semaki besar pula, hal itu dikareaka pada saat beba bertambah maka arus aka bertambah pula sehigga rugi-rugi salura (I 2 R) aka semaki besar pula. 3. Total beba pada peyulag 2 Gardu Iduk Rawalo sebesar MW da Mvar 4. Total losses pada peyulag 2 Gardu Iduk Rawalo sebesar MW da Mvar. DAFTAR PUSTAKA [1] Joh J. Graiger, William D. Steveso, Jr., Power System Aalysis, McGraw-Hill Ic, 1994 [2] Hadi Saadat, Power System Aalysis, McGraw-Hill Ic, 1999 [3] Tura Goe, Moder Power System Aalysis, Joh Wiley & Sos, 1988 [4] Sulaso, Ir. Aalisis Sistem teaga,semarag: Bada Peerbit Uiversitas Dipoegoro, 1993 [5] Sulaso, Ir. Sistem Distribusi Teaga Listrik,Semarag: Satya Wacaa, 1993 BIODATA PENULIS Uggul Dzackiy Kuriawa, lahir di Cilacap 10 April Meempuh pedidika di SD Negeri Kalisabuk 03, SMP Negeri 2 Maos, SMA Negeri 1 Purwokerto da sekarag sebagai mahasiswa Tekik Elektro Uiversitas Dipoegoro Semarag, November 2011 Megetahui, Dose Pembimbig Ir. Bambag Wiardi