PROGRAM STUDI MAGISTER BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2011

Transkripsi

1 Oleh: Mohammad Arie Reza Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT. PROGRAM STUDI MAGISTER BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2011

2 Level keamanan transmisi dalam satu kondisi operasi dapat disimulasikan dengan analisa load flow dan dinyatakan pula secara kuantitatif dengan besaran indeks keamanan. Dengan indeks ini, level keamanan tiap saluran untuk satu kondisi operasi dapat diurutkan kedalam kontrol operasi maupun perencanaan. Perbaikan nilai reaktansi saluran transmisi dapat dilakukan dengan penambahan kompensator seri. Penggunaan kapasitor seri terhadap stabilitas dalam suatu sistem tenaga listrik disebabkan oleh sistem yang tidak seimbang (>75 derajad)

3 Perubahan beban pada sisi konsumen dapat mempengaruhi daya penyaluran hal ini disebabkan oleh perubahan nilai delta sudut ( δ), kompensasi seri merupakan suatu metode yang tepat untuk diterapkan dalam sistem tenaga listrik agar kestabilan dari sistem tersebut tetap terjaga Batasan Masalah Pada tesis ini akan dibahas perbandingan sistem penyaluran tenaga listrik dalam kondisi normal dibandingkan dengan sistem yang dalam kondisi kritis dan menggunakan kompensasi seri sehingga akan diketahui pengaruhnya terhadap perbaikan stabilitas sistem tenaga listrik dan juga akan dilakukan perhitungan-perhitungan untuk mengetahui derajat kompensasi yang paling optimal untuk suatu sistem tenaga listrik di Bus tertentu

4 Menganalisa indeks keamanan sistem transmisi Jawa Timur 150kV dalam kondisi Normal,mendekati kritis dan kritis. Menambahkan kompensasi seri untuk perbaikan stabilitas sistem tenaga listrik

5 Penelitian tesis ini diharapkan dapat menjadi referensi ataupun saran pertimbangan dalam perencanaan pemasangan kompensasi kapasitor seri pada sistem jaring transmisi.

6 Penyelesaian aliran daya dengan metode Newton Raphson mengikuti langkah-langkah berikut : Menentukan nilai-nilai P dan Q yang mengalir ke dalam sistem pada setiap bus Menghitung nilai-nilai Matrik Jacobian P Q = J J J J δ V Menentukan invers Matrik Jacobian dan hitung koreksikoreksi sudut dan tegangan pada setiap Bus.

7 Pada Penelitian ini akan ditentukan selisih sudut antar bus yang sangat berhubungan dengan batas kestabilan transfer daya maksimum. P V = s V r Sin X ( δ ) Dimana: selisih sudut( δ ) = δ ( kirim) δ ( terima)

8 Kenaikan beban (P) Pembebanan yang tidak seimbang Perubahan Tegangan (V mag) akibat perubahan Arus. Nilai Pemasangan Kapasitor Besar kapasitas kapasitor yang terpasang untuk menurunkan selisih sudut ( δ) dapat ditentukan dengan : Xc = X l VsVr P sin( δ ) Nilai kompensasi kapasitor akan mengurangi besar Xl jaringan transmisi sehingga diperoleh nilai impedansi yang lebih kecil.

9 Kapasitor seri lebih efektif dipakai karena menaikan limit daya statis atau menaikan stabilitas saluran karena kapasitor seri ini juga dilengkapi dengan spark gap yang berfungsi sebagai perlindungan pada arus hubung singkat No. Tujuan 1 Memperbaiki tingkat tegangan pada sistem saluran udara dengan factor daya normal dan rendah 2 Memperbaiki tingkat tegangan pada saluran bawahtanah dengan faktor daya normal dan rendah 3 Mengurangi fluktuasi tegangan Kapasitor seri Dipakai Dipakai Dipakai

10 Mulai Sistem Transmisi Jawa Timur 150 KV (75 Bus) Input Data ( P, Q Generator; P, Q Load; R, X, ½ Saluran Transmisi ) Run Dengan Matlab Menggunakan Metode Newton Raphson Periksa sudut Hasil Run Load flow Pada Masing-Masing Bus Input Nilai Kapasitor Seri Tidak Konvergen? Ya Print Hasil Selesai

11 MLIWANG KEREK CEPU SEMEN TUBAN TUBAN BOJONEGORO BABAT LAMONGAN PETROKIMIA SEGOROMDU PLTU/G GERSIK ALTA PRIMA KABEL LAUT Ke Madura SURABAYA BARAT KARANG PILANG WARU BABADAN BUDURAN DRIYOREJO KASIH JATIM MANYAR BLONGBENDO SEKAR PUTIH NGORO MOJOAGUNG SURYA ZIGZAG Ke SRGEN NGAWI MANISREJO BNRAN JAYA KERTAS PLTA WLINGI PLTA SUTAMI SENGKALING KEBONAGUNG PAKIS LAWANG BULU KANDANG BUMI COKRO REJOSO PLTGU GRATI II GENDING KRAKSAAN PAITON SITUBONDO BONDOWOSO PROBOLINGGO LUMAJANG TANGGUL JEMBER GETENG BANYUWANGI KABEL LAUT Ke BALI PIER GONDANG WETAN SUKOLILO KEJERAN UJUNG SIMPANG KABEL TANAH NGAGEL WONOKRMO RUNGKUT ISPAT INDO UNDAAN SAWAHAN KREMBANGAN KUPANG DARMO TANDES PLTU 2X50MW PERAK SST 2 Ke Blok /6.3KV CERME PLTGU GERSIK SURABAYA SELATAN 500/150 KABEL TANAH 500/150 KERTOSONO KEDIRI 500/150 BANGIL 500/ /150 GBONG KONFIGURASI JARINGAN SISTEM REGION JAWA TIMUR (150KV)

12 Sistem Jawa Timur 150 KV Setelah mendapatkan Kompensator seri

13 Penyebab utama ketidak stabilan tegangan adalah ketidak mampuan sistem tenaga untuk memenuhi permintaan daya reaktif. Inti dari permasalahan ini biasanya berhubungan dengan susut tegangan (V S - V R ) yang terjadi pada saat daya aktif dan daya reaktif mengalir melalui reaktansi induktif pada jaring transmisi. Penggunaan kapasitor seri sebagai kompensasi mampu meningkatkan stabilitas pada suatu sistem tenaga listrik akan tetap kompensasi dengan megurangi harga reaktansi saluran (x). Pada kondisi sudut kritis (75, ) diinjeksikan kapasitor seri sebesar (0.017) pada Bus mampu menurunkan nilai delta sudut menjadi (19, ) serta meningkatkan kemampuan transfer daya pada sistem.

14 [1]. Hadi Saadat, (2004), Power Sistem Analysis, Second Edition, McGraw-Hill International Edition.,Singapore. [2]. Imam Robandi, (2007), Rekayasa Kontrol Sistem Tenaga Listrik Untuk Pemula. [3]. Lynn Powell, (2005), Power Sistem Load Flow Analysis, McGraw-Hill International Edition. [4]. John J.Grainger and William D.Stevenson.Jr, (1994), Power Sistem Analysis, Mc Graw- Hill International Editions. [5]. Charles A Gross, (1986), Power System Analysis, Second Edition, John Wiley & Sons.,Canada. [6]. Turan Gonen,(1988), Modern Power Sistem Analysis, John Wiley & Sons,Inc.,Canada. [7]. Prabha Kundur, Power Sistem Stability and Control, (1994), Mc Graw-Hill, Inc. [8]. Vincent Del Toro, (1992), Electric Power Sistems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey. [9]. Tao He, Sharma Kolluri (2007), Identification of Weak Location in Bulk Transmission System Using Voltage Stability Margin Index, Turk J Elec Engin, Vol. 15, No. 3, hal [10]. Anderson P.M Farmer R. G., Series Compensation of Power System, Publish by PBLSH inc 1996 [11]. D.N. Koesterev, W.A Mittelstadt, An Application Study for sizing and Rating Controlled and Conventional Series Compensation, IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 11, No.2, April 1996 [12]. Essam zaki A, Mubaraka A.A., Application of Series Capacitor to the East-Central Tie Lines in Saudi Arabia, Saudi electricity Company, 1999.

15