adalah beban pada simpul i berturut-turut. θ adalah vektor sudut fasa dan B adalah elemen-elemen imajiner matriks admitansi simpul. Mengingat bahwa: 1

Transkripsi

1 ISSN Analss Kepeaan engembangan Sstem Transms Tenaga Lstr Ternternes Menggunaan Successve Frward Methd Stud Kasus: Sstem Transms 500 V Jawa-Bal engembangantahun Nurhalm Jurusan Ten Eletr Faultas Ten Unverstas Rau Jl. HR. Subrantas KM,5 Smpang Baru anam eanbaru Rau 893 E-mal: nurhalm_st@yah.cm Abstra ada tulsan n pengembangan strutur arngan sstem transms danalss menggunaan successve frward methd yatu untu dpaa pada perencanaan pengembangan Jarngan Sstem Transms 500 V Jawa-Bal tahun 007 sampa 06. ada metda n saluran baru dhubungan e bus saluran-saluran yang sudah ada (exstng lnes), lalu dbuat sebuah mdel arngan transms baru, dengan memperhatan pengaruh saluran baru pada sstem berdasaran besar daya yang dsalurannya. Kepeaan sstem dtunuan leh selsh sudut fasa tegangan bus e bus. Untu mengetahu pengaruh saluran pengembangan dtunuan leh besar daya yang mengalr pada setap saluran mdel. rses n dmula dar saluran yang dembangan pada tahun pertama pada perde perencanaan. rses tersebut dhentan apabla tda ada saluran yang dembangan lag. Kata Kunc: Kepeaan, Jarngan, Daya, Frward, erencanaan.. endahuluan Jarngan transms baru merupaan bagan pentng dalam perencanaan pembangunan sstem tenaga lstr. Tuuan pembangunan arngan transms baru adalah untu menghubungan pusat pembangt baru dengan sstem yang ada, memul pertumbuhan beban baru, mengatas beban lebh sstem dan menamn pengaturan tegangan [4]. Untu merespn penambahan beban baru tersebut T. LN (erser) 3B (enyaluran dan usat engatur Beban) Jawa Bal telah menyusun perencanaan untu pembangunan saluransaluran baru pada arngan sstem transms 500 V dar tahun ada tulsan n dgunaan Successve Frward Methd untu menganalss saluran-saluran baru yang aan dbangun tersebut d atas. Metda n merupaan ebalan dar successve bacward methd (Nurhalm, rsdng Semnar UNRI-UKM Ke-5, 008). Saluran-saluran baru dhubungan e arngan sstem transms yang sudah ada, dmula dar saluran pengembangan pada perde awal tahun perencanaan. Analss daya yang mengalr pada saluran dlauan dengan arngan mdel, saluran-saluran pengembangan delmnas. Selanutnya, pengaruh elmnas saluran pengembangan aan dtunuan leh besar daya yang mengalr pada setap saluran pada sstem.. Tnauan ustaa. Alran Daya Arus Searah ersamaan alran daya sstem arus bla-bal dberan [],[5] : = V V G cs θ + B snθ =,,..., N () ( ) Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008

2 ISSN Daya atf cabang: = V V V ( G cs + B snθ ) Daya nes smpul dan elemennya e- memberan: = G θ t G V () dmana G adalah utput generatr dan D adalah beban pada smpul berturut-turut. θ adalah vetr sudut fasa dan B adalah elemen-elemen maner matrs admtans smpul. Mengngat bahwa: = B (3) Dperleh: θ = (4). Mdel Saluran Msalan matrs mpedans smpul arngan yang sudah ada adalah dan sebuah cabang dhubungan e smpul, berturut-turut, cabang mungn merupaan saluran yang sudah ada atau tda. Ja sebuah saluran dengan reatans x pada cabang membentu sebuah arngan baru dtunuan gambar. Hal n menghaslan vetr eadaan arngan baru yang berasal dar vetr eadaan dan matrs mpedans arngan yang sudah ada. Dasumsan bahwa matrs mpedans arngan baru adalah `, vetr tegangan smpul dan vetr arus yang terbentu adalah I dan V berturut-turut (lhat gambar ). Maa: V = I ' (5) Ines arus e arngan yang sudah ada dberan leh: I = I e I (6) D ` dmana e adalah transps bars e- matr A yang terbentu (ncdence matrs A ). Dar persamaan smpul yang sudah ada: V = I` = I e I (7) Gambar. Sema dagram penambahan cabang [5] Selsh tegangan termnal dperleh: T V V = x I e V (8) = Dapat dturunan lebh lanut menad: T ` = + β e e (9) erubahan matrs mpedans smpul nremental dberan leh: T = ` = β ee (0) Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008

3 ISSN Dalam eadaan daya nes smpul nstan, perubahan vetr eadaan yang sudah ada setelah penambahan saluran adalah: θ = = β e φ () dmana φ = θ θ adalah selsh sudut fasa termnal cabang sebelum penambahan saluran. Vetr eadaan (state vectr) arngan baru dberan leh: θ ` = θ + θ = θ + β e φ ().Daya yang mengalr pada saluran dalam bentu matrs dperleh: L = BLφ (3) embebanan lebh saluran dtentuan dengan persamaan: (4) dmana adalah alran daya perhtungan pada saluran. adalah apastas daya saluran. 3. Metde eneltan Jarngan transms 500 V Sstem Jawa-Bal yang sudah ada (exstng lnes) dan saluran-saluran pengembangan (pssble lnes) dhubungan satu per satu. Berdasaran hubungan tersebut aan dperleh mdel Jarngan Transms 500 V Sstem Jawa-Bal yang baru sesua perencanaan arngan transms tahun yang drencanaan. Selanutnya, analss alran beban dlauan dengan arngan mdel, hasl ahr aan dperleh pengembangan arngan transms yang efetf selama rentang tahun perencanaan. 4. Hasl dan embahasan 4. Analss engembangan Jarngan Tahun 007 Saluran pengembangan dan saluran yang sudah ada dhubungan sehngga membentu sebuah mdel arngan baru. Sebelum saluran pengembangan dhubungan matr mpedans sstem dperleh: = B Daya nes smpul arngan dhtung dengan persamaan: = G D = ,36 = 3.04,64 MW Dengan cara yang sama matrs daya nes smpul dperleh: = [3.04,64; -69,74; -45; -68,8; -700,3; -45; -696,6; -887,04; -83,68; 38; -838,46; 360,86; -85,; -360,;.458; 598,; -64; 809,6; -83,; 595,6; -337,9; 60,9] T Besar sudut tegangan smpul θ dhtung menurut persamaan (4): θ = x θ = 0 4 [0,75; 0,56; 0,0960; 0,090; -0,0099; 0,085; 0,0053; -0,0355; -0,03; 0,0653; 0,00; 0,03; 0,348; 0,4364; 0,55;,0433; 0,959; 0,780; 0,8076; 0,649; 0,5359; 0,869; 0,0] T Besar selsh sudut fasa tegangan smpul sebelum saluran tunggal Balaraa-Baanegara dbangun dperleh: φ = θ θ, =,,3,...,7 Dalam bentu matrs dperleh: φ = 0 4 [ 0,360;,790;,4630; 0,7700; 0,869; 0,0050; 0,30; -3,960; 0,4080; 0,0530; 0-0,30; -0,7760; 0,5430; -0,030; 0,30; -0,8830; -,580; -0,9950; -4,90; 0,9040;,7090; -0,560;,390;,0700; 3,4900;,6580; 0,0] T Besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L0 = [.378,4;.84,5; 687,7;.399,86; 700,54; 7,54; 45,8; -856,96; 39,7; 48,; -493,70; -.39,98; 89,93; -0,57; 34,7; -.4,60; -.344,44; -48,58; -.704,; 753,03;.35,8; -807,68;.50,36;.35,85;.350,63;.03,04; 40,6 ] T Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008 3

4 ISSN Kemudan setelah dbangunnya saluran tunggal Balaraa-Baanegara dan GITET 500 V BJNGR terad perubahan umlah elemen matrs smpul, sehngga matr mpedans arngan sstem transms yang baru menad: ' = B ' Daya nes smpul arngan baru dperleh: `= [3.04,64; -69,74; -45; -45; -68,8; -700,3; -45; -696,96; -887,04; -83,68; 38; -838,46; 360,86; -85,; -360,;.458; 598,; -64; 809,6; -83,; 595,6; -337,9; 60,9] T Besar sudut tegangan smpul θ dhtung menurut persamaan (4): θ `= `x ` ' θ `= 0 4 [ 0,; 0,899; 0,050; -0,045; -0,0330; -0,069; -0,035; -0,076; -0,0593; -0,039; 0,0508; 0,003; 0,009; 0,309; 0,4; 0,586;,00; 0,934; 0,765; 0,788; 0,64; 0,578; 0,787; 0,09 ] T Besar selsh sudut fasa tegangan smpul sebelum saluran tunggal Balaraa-Baanegara dbangun dperleh: φ = θ θ, =,,3,...,8 Dalam bentu matrs dperleh: φ 0`= 04 [ 0,0;,870;,750; 0,700; 0,5800; 0,890; -0,0950; 0,040; -3,4440; 0,370; -0,760; -0,740; -0,870; 0,4850; -0,0680; 0,090; -0,90; -,650; -,0570; -4,9340; 0,8960;,6990; -0,570;,3830;,0640; 3,390;,5950; 0,90 ] T Besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L0` = [.96,48;.904,68; 606,83; 44,8;.054,44; 700,54; -34,7; 40,4; -895,44; 304,00; -50,6; -583,07; -.406,73; 73,35; -07,58; 53,6; -.80,3; -.35,57; -5,59; -.7,0; 746,37;.343,9; -80,84;.5,6;.8,9;.3,3; 974,55; 373,63 ] T engembangan saluran tunggal Balaraa-Baanegara terat dengan pembangunan GITET 500 V BJNGR untu mengalhan beban GITET 500 V CLGN yang dperran tahun 007 telah memul beban 0 persen dar apastas dayanya menurut asums pertumbuhan beban punca 5,6 persen. Adapun GITET 500 V Ngmbang dbangun untu mengalhan beban GITET 500 V Kran yang dperraan telah mencapa pembebanan 94 persen dar apastasnya. Beban saluran berada pada nds aman dengan beban saluran tertngg terad pada saluran ganda Suralaya-Balaraa 48 persen dar apastas dayanya. Gambar. raraan daya mengalr pada setap saluran pada tahun Analss engembangan Jarngan Tahun 00 ada nds sebelum saluran Balaraa-Kembangan dbangun dperleh matrs admtans B, sehngga: = B Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008

5 ISSN Besar sudut tegangan smpul θ dhtung menurut persamaan (4), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L = [.459,4;.3,08; 768,65; 496,44;.39,50; 700,05; -6,89; 89,89; -649,40; 505,00; -333,4; -53,8; -.477,83; 660,0; -3,8; -5,58; -979,94; -.04,09; -.56,0; -435,07; -.978,5; 953,45; 578,90;.033,44; -77,40;.6,73; 86,4;.060,4; 835,55;.044,8; 595,35; -0,36 ] T Kemudan setelah saluran Balaraa-Kembangan dbangun terad perubahan besaran mpedans matr sendr (self mpedance matrx) terhadap smpul Balaraa dan Kembangan dengan matrs admtans B `, sehngga: `= B `. erubahan matrs mpedans smpul nremental dberan persamaan (0): = `. erubahan vetr eadaan yang sudah ada setelah penambahan saluran Balaraa-Kembangan dhtung menurut persamaan () adalah: θ = x. Vetr eadaan (state vectr) arngan baru dberan leh menurut persamaan (): θ`= θ + θ, dmana φ = θ θ adalah selsh sudut tegangan smpul arngan baru setelah penambahan saluran, besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L` = [.387,58;.384,05; 696,77; 496,37; 64,66; 766,47; -66,4; 8,89; 60,30; -647,66; 504,53; -334,60; -53,49; -.478,34; 659,7; -3,3; -53,4; -978,09; -.0,63; -.560,73; -433,7; -.978,5; 953,87; 578,90;.033,84; -77,40;.63,7; 86,59;.06,98; 837,37;.045,88; 597,06; -00,6 ] T Berdasaran hasl perhtungan dbangunnya saluran ganda Balaraa-Kembangan sangat efetf untu membentu nfguras arngan sstem transms melngar sehngga menambah flesbeltas penyaluran daya menuu Gandul. Dsampng tu, dbangunnya saluran ganda Balaraa-Kembangan mengurang pembebanan saluran ganda Balaraa-Gandul dar 33 persen menad 6 persen dar apastas dayanya. 4.3 Analss engembangan Jarngan Tahun 0 Sebelum saluran Cbatu-Mandrancan dbangun uuran matrs admtans sama dengan tahun 00 arena umlah smpulnya tda berubah, sehngga: = ` Besar sudut tegangan smpul θ dhtung menurut persamaan (4), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L = [.369,48;.39,0; 678,8; 54,9; 596,; 747,56; -47,7; -38,8; -3,4; -559,5; -5,4; -533,00; -553,7; -.55,6; 585,73; -430,46; -05,3; -905,7; -.4,05; -.507,44; -46,90; -.943,94; 946,04; 6,30; 993,65; -758,46;.0,05; 744,7; 960,3; 73,0; 93,70; 439,7; -89,76 ] T Selanutnya, setelah saluran Cbatu-Mandrancan dbangun terad perubahan besaran mpedans matr sendr (self mpedance matrx) terhadap smpul Cbatu dan Mandrancan dengan matrs admtans B `, sehngga `= B`. Besar sudut tegangan smpul θ ` dhtung menurut persamaan (), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L` = [.387,58;.384,05; 696,77; 496,37; 64,66; 766,47; -66,4; 8,89; 60,30; -647,66; 504,53; -334,60; -53,49; -.478,34; 659,7; -3,3; -53,4; -978,09; -.0,63; -.560,73; -433,7; -.978,5; 953,87; 578,90;.033,84; -77,40;.63,7; 86,59;.06,98; 837,37;.045,88; 597,06; -00,6 ] T engembangan saluran tunggal Cbatu-Mandrancan aan menngatan flesbeltas penyaluran daya arena terbentunya nfguras arngan sstem transms melngar. Beban saluran tertngg dalam saluran Suralaya-Balaraa sebesar 60 persen dar apastas dayanya, penngatan beban saluran n arena adanya penambahan apastas pembangt Suralaya. Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008

6 ISSN Analss engembangan Jarngan Tahun 0 Uuran matrs mpedans sstem pada tahun 0 tda sama dengan dengan tahun 0 arena dbagunnya GITET 500 V Bangl, sehngga = B. 3 3 Besar sudut tegangan smpul θ 3 dhtung menurut persamaan (4), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L3 = [.45,8;.98,95; 76,; -96,40; 955,8; 986,8; -86,76; 5,5; 38,09; -70,04; 605,70; -43,84; -56,68; -.559,3; 578,63; -40,94; -79,04; -,99; -530,83; -780,99; -.30,58; -54,88; -.586,0; -.0,6; 836,83; 645,0; 850,56; -745,53; 98,5; 53,76; 695,83; 445,4; 539,05; 38,43; -7,939 ] T Selanutnya, setelah saluran ganda baanegara-dep dbangun terad perubahan besaran mpedans matr sendr (self mpedance matrx) terhadap smpul Baanegara dan Dep dengan matrs admtans B 3`, sehngga 3`= B3 `. Vetr eadaan arngan sstem transms baru θ 3` dhtung menurut persamaan (), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L3` = [.43,;.37,66; 73,43; 63,57; 86,46; 894,47; 59,97; -94,6; 89,85; 65,77; -69,3; 605,5; -43,30; -56,68; -.559,65; 578,48; -40,94; -79,4; -,99; -530,4; -780,6; -.30,35; -54,35; -.586,08; -.00,96; 837,00; 645,0; 850,7; -745,53; 98,6; 53,88; 696,6; 446,4; 539,54; 39,03; -7,55 ] T embangunan saluran Baanegara-Dep sangat pentng terat dengan masunya pembangt baru e sstem sehngga menambah pasan daya yang dsaluraan melalu GITET Baanegara menuu GITET Dep. 4.5 Analss engembangan Jarngan Tahun 03 Matrs mpedans sstem pada tahun 03 tda sama dengan dengan tahun 0 arena masunya GITET 500 V Tambun dan tersambungnya pembangt baru Csan e sstem, sehngga = B. 4 4 Besar sudut tegangan smpul θ 4 dhtung menurut persamaan (4), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), dperleh: L4 = [.489,0;.5,6; 798,4; -68,46; 954,00;.003,54; 665,99; -64,46; 454,5; 847,3; -5,58; -66,79;.0,3; -337,4; 44,84; 8,5; -904,6; -.36,85; 808,45; -93,48; -03,07; -36,7; -4,40; 6,46; -57,8; -3,40; -964,56; -57,9; -.439,35; -.888,; 97,97; 678,40; 898,6; -73,59; 95,0; 507,06; 98,70; 664,66; 75,86; 87,4; -606,37] T Selanutnya, setelah saluran tunggal Cbnng-Tambun dbangun terad perubahan besaran mpedans matr sendr (self mpedance matrx) terhadap smpul Cbnng dan Tambun dengan matrs admtans B 4`, sehngga: 4`= B4` Vetr eadaan arngan sstem transms baru θ 4` dhtung menurut persamaan (), besar daya mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3), sehngga dperleh: L4` = [.489,78;.50,80; 798,97; -68,60; 950,45;.003,9; 665,87; -63,97; 453,9; 86,0; -33,87; -74,00; 89,5;0,3; -397,07; 97,67; -0,5; -.04,46; -.45,5; 890,90; -3,4; -9,4; 34,; -6,9; 586,03; -66,67; -33,3; -966,88; -64,84; -.44,54; -.890,3; 95,63; 678,50; 896,; -73,59; 9,80; 504,85; 99,04; 654,48; 78,05; 89,33; -604,3 ] T engembangan saluran tunggal Cbnng-Tambun aan menambah flesbeltas penyaluran daya arena terbentunya nfguras sstem transms melngar yang aan terhubung melalu GITET 500 V baru TMBUN yang dbangun untu mengurang pembenanan GITET Cawang Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008 3

7 ISSN dan Beas, masng-masng dperraan aan dbeban 85 persen dan 95 persen dar apastas dayanya. 4.6 Analss engembangan Jarngan Tahun 06 Semua saluran pengembangan dan saluran yang sudah ada dhubungan sehngga membentu mdel nfguras arngan sstem transms sepert pada gambar 3. Dperleh Matrs admtans B 5 sstem yang baru, maa ddapatan: 5 = B 5 Vetr eadaan sstem yang baru dperleh: θ 5 = 0 4 [ 5,986; 5,095; 3,559; 5,3044;,505;,70;,547;,653; 0,544; 0,54;,047;,777; 0,45; 0,00;,064;,50;,878;,605;,776; 3,703; 5,3855; 4,773; 4,366; 3,5357; 3,5098; 3,797; 3,0598; 3,0664;,466;,44;,073; 0,756; -0,09 ] T Dan daya yang mengalr pada setap saluran dhtung menurut persamaan (3) dperleh: L5 = [.69,94;.079,47; 939,0; -.4,39;.336,96;.33,0;.848,; -459,59; 908,50;.055,93; 39,05; 0,50;.063,63; 464,9; -77,6; 750,55; 69,59; -853,09; -89,57;.46,5; 367,34; -359,63; 6,04; -3,80; 894,65; 46,3; -76,88; -594,55; -390,06; -.069,4; -.68,47;,50; 849,08; 830,50; 677,4; -693,78; 49,40; -7,6; 8,36; -4,8;.648,77;.090,39; 379,08; -69,8 ] T Hasl perhtungan menunuan bahwa dperraan pada tahun 06 beban saluran berada d bawah 70 persen dar apastas dayanya. Beban tertngg dalam saluran tunggal Balaraa-Baanegara sebesar 63 persen dar apastasnya. 5. Kesmpulan. embangunan saluran tunggal Balaraa-Baanegara tahun 007 yang drencanaan T. LN (erser) 3B Jawa-Bal sangat efetf untu menyaluran daya e GITET 500 V BJNGR yang dbangun untu mengurang beban GITET 500 V CLGN yang dperraan bebannya sudah mencapa 0 persen dar apastasnya.. embangunan saluran ganda Balaraa-Kembangan tahun 00 menyaluran daya 0 persen dar apastas dayanya aan menngatan flesbeltas pasan daya e GITET 500 V Kembangan. D sampng tu dbangunnya saluran ganda Balaraa-Kembangan n dapat menad alternatf penyaluran daya dar Balaraa e Gandul sehngga terbentu nfguras arngan sstem transms melngar (rng transmssn system netwr). 3. Saluran tunggal Cbatu-Mandrancan yang dbangun pada tahun 0 sangat efetf untu membentu nfguras arngan sstem transms melngar, sehngga menambah flesbeltas penyaluran daya dar Cbatu e Mandrancan atau sebalnya. 4. Dbangunnya saluran ganda Baanegara-Dep pada tahun 0 terat dengan pembangunan pembangt baru yang masu melalu GITET 500 V Baanegara. Saluran n aan menad saluran utama penyaluran daya menuu GITET 500 V Dep sehngga mengurang beban saluran tunggal Baanegara-Balaraa apabla apastas penuh pembangt MW pada tahun embangunan saluran tunggal Cbnng-Tambun tahun 03 membentu nfguras sstem transms melngar untu menngatan flesbeltas penyaluran daya dar Cbnng-Beas atau Cbnng-Tambun. 6. ada tahun 06 persentase penyaluran daya setap saluran berada d bawah 70 persen dar apastas dayanya. Beban tertngg terad pada saluran tunggal Baanegara-Balaraa sebesar 63 persen dar apastas dayanya. Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008

8 ISSN Gambar 3. raraan daya yang mengalr pada setap saluran tahun 06. Daftar ustaa. Allen J.Wd, Bruce F. Wllenberg wer Generatn Operatn and Cntrl. Jhn Wlley & Sns. New Yr.. Nurhalm, 008 Analss Kepeaan engembangan Jarngan Transms Tenaga Lstr Menggunaan Successve Bacward Methd, Stud Kasus: Jarngan 500 V Sstem Jawa-Bal. rsdng Semnar UNRI-UKM e-5. eanbaru 9-0 (8): T.3B Jawa Bal Data erencanaan T. LN (erser). Jaarta. 4. T.3B Jawa Bal Rencana enyedaan Tenaga Lstr T. LN (erser). Jaarta. 5. Wang, J. R. McDnald Mdern wer System lannng. McGraw-Hll B Cmpany.UK. Semnar Nasnal Ten Kma Ole & etrma Indnesa 008