Analisa Tingkat Keandalan Sistem Gardu Induk 13,8 kv 6DN Minas PT.Chevron Pacific Indonesia dengan Metode Section Technique

Transkripsi

1 Analisa Tingkat Keandalan Sistem Gardu Induk, kv DN Minas PTChevron Pacific Indonesia dengan Metode on Technique Prima*,Dian Yayan Sukma**, Firdaus** *Alumni Teknik Elektro Universitas Riau **Jurusan Teknik Elektro Universitas Riau Kampus Binawidya Km, Simpang Baru Panam, Pekanbaru 9 Jurusan Teknik Elektro Universitas Riau prima_jrck@yahoocom ABSTRACT Analysis level reliability of this study using methods the sect technique Objectives to be presented in this study provide informat about reliability of the substat DN PTChevron Pacific Indonesia By dividing the distribut network based methods of calculating level of reliability sect technique, which impacts the perceived failure of the same component if the occurrence of the disorders that cause system outages Step by step execut of this study include collecting data, performing calculats failure parameter, calculating the reliability index SAIDI (System Average Interrupt Durat Index) and SAIFI (System Average Interupt Frequency Index) The calculating result obtained by using method sect technique SAIFI = 9 time/year and SAIDI = 999 hour/year With existing standard in Indonesia as SPLN - 9 has values SAIFI (System Average Frequency Durat Index) is time/year and SAIDI (System Average Interrupt Durat Index) is hour/year, the index reliability of the distribut system substat DN still in the category reliable With an internatal standards such as IEEE Std SAIDI reliability index value of the distribut system substat DN smaller than the value of SAIDI IEEE Std-000, for the value of reliability index SAIFI substat DN larger than value index SAIFI IEEE Std -000 Keywords : on technique, reliability, system distribut PENDAHULUAN Pada suatu sistem tenaga listrik tingkat keandalan adalah hal yang sangat penting dalam menentukan kinerja dari sistem tersebut Sistem distribusi adalah sistem yang menyalurkan energi listrik dari pembangkit ke pelanggan dengan tingkat keandalan yang baik dan juga secara terus menerus Didalam sistem tenaga listrik banyak komponen yang berhubungan satu dengan yang lainnya yang menjalankan fungsi-fungsi tertentu Tingkat keandalan merupakan kemampuan sistem suatu tenaga listrik memberikan pasokan energi listrik yang memuaskan dan continue PTChevron Pacific Indonesia merupakan perusahaan pemasok minyak terbesar di Indonesia yang terletak di provinsi Riau Keandalan listrik sangat berpengaruh pada produksi minyak, dalam sistem PTCPI yang dimaksud dengan pelanggan dari sistem tenaga listrik merupakan pompa minyak yang membutuhkan energi listrik untuk menompang minyak untuk naik ke permukaan untuk lebih lanjutnya akan diproses Dengan semakin meningkatnya kebutuhan tenaga listrik menuntut suatu sistem tenaga listrik memiliki tingkat keandalan yang cukup baik Pada sistem tenaga listrik yang dimiliki oleh PTChevron Pacific Indonesia ini sering terjadinya gangguan, terutama pada sistem KV merupakan saluran distribusi yang sering mengalami gangguan Banyak faktor yang menjadi penyebab gangguan pada sistem distribusi ini baik itu disebabkan oleh factor alam seperti petir, binatang, tumbuhan, Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

2 dll Dengan sering terjadinya gangguan inilah perlu dilihat tingkat keandalan dari sebuah sistem tenaga kelistrikan pada KV DN Minas ini LANDASAN TEORI Keandalan sistem distribusi Dalam keandalan system distribusi erat kaitannya dengan pemutusan beban yang diakibatkan oleh adanya gangguan yang dialami oleh system distribusi Gangguan yang terjadi pada suatu system memang tidak dapat dihindari, hanya saja kita dapat meminimalisir efek dari gangguan yang mengakibatkan pemadaman dari suatu beban Keandalan dari suatu system sangat dipengaruhi beberapa hal yang sangat berpengaruh akan kualitas dari energy listrik yang ada, seperti konfigurasi dari system tersebut, alat-alat pengaman yang ada dalam system, dan juga system proteksi yang ada Apabila ketiga hal tersebut dikonfigurasi dengan handal maka akan didapat keandalan system yang baik Ukuran dari penilaian tingkat keandalan dapat diketahui dari seberapa seringnya beban mengalami pemadaman, berapa lama pemadaman terjadi dan berapa lama pemadaman itu dapat diatasi Menurut SPLN -,9: terdapat beberapa tingkatan tentang berapa lama pulihnya suatu beban jika terjadinya pemadaman, antara lain : Tingkat : Padam selama berjam-jam, yaitu waktu yang diperlukan untuk mencari dan memperbaiki bagian yang rusak karena adanya gangguan Tingkat : Padam beberapa jam, yaitu waktu yang diperlukan untuk mengirim petugas ke lapangan, melosaatsir gangguan dan melakukan manipulasi untuk dapat menghidupkan sementara dari arah atau saluran yang lain Tingkat : Padam beberapa menit, manipulasi oleh petugas yang stanby di gardu atau dilakukan deteksi/pengukuran dan pelaksanaan manupulasi jarak jauh Tingkat : Padam beberapa detik, pengamanan dan manipulasi secara otomatis Tingkat : Tanpa padam, dilengkapi instalasi candangan terpisah dan otomatis Sistem Distribusi Tenaga Listrik Sistem Radial Sistem distribusi radial merupakan sistem yang banyak digunakan dalam menyuplai energy listrik dibeberapa industry Dikarenakan dalam sistem ini paling sederhana dan lebih ekonomis dibandingkan dengan sistem distribusi yang lainnya Pada sistem saat ini terdapat beberapa feeder yang menyuplai ke titik beban Penyebab dari tingkat keandalan yang rendah pada sistem ini adalah hanya terdapat satu jalur utama pada tiap feeder yang menyuplai energy listrik ke tiap titik beban, oleh karena itu apabila terdapat gangguan pada feeder utama, maka imbas yang dirasakan ke semua titik beban yang terhubung pada feeder tersebut Oleh karena itu tiap industry yang memakai sistem distribusi ini memerlukan beberapa cara untuk mengatasi tiap kegagalan yang dialami oleh sistem tersebut Gambar Bentuk umum system radial Parameter Kegagalan Dalam perhitungan tingkat keandalan diperlukan parameter-parameter kegagalan guna untuk menganalisa lebih lanjut dan menghitung dari tingkat keandalan tersebut, terdapat beberapa parameter kegagalan yang umum digunakan sebagai berikut : Laju Kegagalan Parameter ini adalah nilai dari rata-rata dari jumlah kegagalan per satuan waktu pada suatu waktu pengamatan yang kita ingin analisa (T) pada saat ini penulis menghitung dengan satuan kegagalan per tahun, dapat menggunakan : λ= () dimana: λ = Lajukegagalan(kegagalan/tahun) d = Banyaknya kegagalan yang terjadi T= Jumlah waktu pengamatan (tahun) Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

3 Repair time Parameter ini merupakan jumlah waktu yang dibutuhkan komponen dari saat awal mula terjadinya pemadaman hingga komponen tersebut bekerja normal kembali selama jumlah waktu pengamatan, dapat menggunakan persamaan () Dimana : = Rata-rata repair time = Repair time komponen i = Jumlah kejadian Average annual outage Parameter kegagalan ini dengan satuan jam/tahun Dengan mengalikan nilai dari parameter laju kegagalan dengan repair time, dapat menggunakan persamaan () Faktor Nilai Keandalan Banyak faktor yang harus diketahui untuk mengidentifikasi suatu sistem tenaga listrik dalam menilai tingkat keandalannya, antara lain adalah : Failure rate (λs) Merupakan parameter untuk frekuensi gangguan pada setiap load point Merupakan penjumlahan laju kegagalan perlatan yang ada pada tiap sect Dapat menggunakan persamaan λs = () dimana : λ i =Laju Kegagalan pada load point i Average annual outage Time (Us) Merupakan durasi atau lama pemadaman yang terjadi dalam kurun waktu satu tahun yang terjadi pada komponen pada tiap sect load point Dapat menggunakan persamaan dimana = point i Us = () λ i = Laju Kegagalan pada load r i = Waktu Perbaikan atau Switching peralatan pada load point i SAIDI (System Average Interupt Durat Index) System Average Interupt Durat Index (SAIDI) adalah salah satu indeks tingkat keandalan dari suatu sistem tenaga listrik, yang merupakan jumlah lamanya pemadaman suatu beban dari sistem tenaga per selang waktu (tahun), dapat dirumuskan sebagai berikut SAIDI = () dimana : U i = Annual Outage Time N i = Jumlah kostumer pada sect load point i SAIFI (System Average Interupt Frequency Index) System Average Interupt Frequency Index (SAIFI) adalah salah satu indeks tingkat keandalan dari suatu sistem tenaga listrik, yang merupakan jumlah pemadaman suatu beban dari sistem tenaga per selang waktu (tahun), dapat dirumuskan sebagai berikut : SAIFI = () dimana : = Failure rate Ni=Jumlah kostumer pada sect load point i Metode Penelitian Umum Pada penelitian saat ini menghitung tingkat keandalan sistem distribusi menggunakan metode sect technique, dengan penganalisaan data yang tercatat dari pihak PTCPI akan dilakukan perhitungan tingkat keandalannya Data yang dibutuhkan guna melanjutkan analisa tingkat keandalan dari sistem distribusi saat ini seperti data pemadaman, merupakan data tercatatnya pemadaman yang dirasakan oleh gardu induk DN Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

4 Data Pemadaman Tiap Tahunnya Data pemadaman yang terjadi ini sangat diperlukan untuk menghitung tingkat keandalan pada sistem yang akan dihitung nilai keandalannya Dengan berbagai penyebabnya terjadinya gangguan yang dialami oleh sistem tersebut, baik itu dari gangguan internal ataupun eksternal ataupun maintenance yang dilakukan rutin oleh PTChevron Pacific Indonesia, semua data pemadaman yang teridentifikasi oleh operator dibutuhkan Terdapat kasus pemadaman pada data pemadaman ini, seperti : Trip-Reclose Merupakan pemadaman yang dirasakan oleh komponen proteksi pada sistem distribusi saat ini, jika terjadinya gangguan pada saluran di salah satu sect maka komponen proteksi pada sect itu (recloser) akan mengalami trip hingga gangguan tersebut akan hilang dan komponen proteksi tersebut akan bekerja seperti semula Lama trip yang dirasakan pada komponen proteksi pada sistem distribusi DN saat ini detik, jika gangguan belum hilang maka komponen proteksi akan kembali trip lagi selama detik, dan kasus trip-reclose ini memiliki maksimal trip hingga x Trip-LockOut Pada kasus trip-lockout maka komponen proteksi membutuhkan perbaikan secara manual, dan membutuhkan ketersediaan waktu yang cukup lama jika dibandingkan dengan kasus trip-reclose Tidak hanya gangguan yang menyebabkan terjadinya kasus trip-lockout saat ini, karena komponen proteksi juga mempunyai batasan umur dalam hal pemakaian, oleh karena itu waktu yang dibutuhkan untuk komponen proteksi bekerja seperti semula cukup lama dalam kasus saat ini Data One line diagram Sesuai dengan data one line diagram maka kita dapat menghitung jumlah peralatan yang ada pada tiap feeder Dan juga kita dapat melihat titik beban pada suatu sistem, dengan itu kita dapat menganalisa tingkat keandalan dari sebuah sistem distribusi Dengan metode yang dipakai oleh penulis pada penelitian saat ini, on technique, maka data one line diagram sangat dibutuhkan hingga mendetail tiap-tiap feeder yang menyuplai pada DN di Minas ini Pembagian sect pada tiap feeder dibagi berdasarkan metode perhitungan tingkat keandalan, dimana pemadaman dirasakan sama oleh setiap komponen pada saat terjadinya gangguan Terdapat feeder dari gardu induk DN PTCPI kali ini Dari keseluruhan feeder terdapat sect, berikut gambar one line diagram Gambar feeder dari GI DN Gambar feeder dari GI DN Gambar feeder dari GI DN Gambar feeder dari GI DN Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

5 Gambar feeder dair GI DN Tabel Standar Tingkat Keandalan Sistem Distribusi SAIDI (System Average Interrupt Durat Index) 0 IEEE Std EEI (999) [Excludes stroms] EEI (999) [with stroms] CEA (00) [with stroms] PA Consulting (00) [with stroms] IP&L Large City Comparison Indianapolis Power & Lights, (000) SAIFI (System Average Interrupt Frequency Index) SPLN - : 9 Flowchart Penelitian Gambar feeder dari GI DN Dari gambar dapat dilihat pada feeder terdapat sect dan sect ini terbagi berdasarkan dampak yang dirasakan sama pada tiap komponen jika terjadinya pemadaman, dari total sect ini memiliki total pelanggan Pada feeder yang ditunjukkan pada gambar memiliki jumlah sect dan total pelanggan dari sect sebanyak 99 pelanggan Feeder memiliki pelanggan berupa gathering stat, yang merupakan tempat dikumpulkannya produksi PTCPI ke dalam suatu wadah untuk nantinya akan diproses lebih lanjut One line diagram ditunjukkan pada gambar yang memiliki sect dan total sebanyak pelanggan Sama halnya dengan feeder, feeder juga memiliki sect dan pelanggan Pada feeder dari gardu induk DN PTCPI memiliki total pelanggan pada setiap sect yang ada di feeder ini, terdapat sect yang ditunjukkan pada gambar Feeder memilik total pelanggan dengan terbaginya pada sect One line diagram ditunjukkan pada gambar Standarisasi Indeks Keandalan Terdapat beberapa standar yang ada, baik di Indonesia maupun Internasal Contoh standar yang ada di Indonesia adalah SPLN - : 9 dan kancah internasal seperti IEEE Std -000 Hasil dan Pembahasan Umum Pada bab ini terdapat dua pokok pembahasan yang akan dilakukan yaitu : Perhitungan dan penganalisaan parameter kegagalan pada gardu induk Kv DN Minas PT Chevron Pacific Indonesia Pembahasan perhitungan dan penunjukan informasi dari tingkat keandalan gardu induk Kv DN Minas PT Chevron Pacific Indonesia Perhitungan Hasil Penelitian Setelah menentukan on-on dari gardu induk DN Minas secara keseluruhan dan mengaplikasikan data pemadaman dari tahun 00 hingga 0 yang tercatat maka selanjutnya dapat dianalisa tiap kegagalan Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

6 yang terjadi pada tiap sect-sect secara keseluruhan Pada jurnal ini akan menghitung sect, dengan langkah kerja dan metode yang sama akan dihitung tiap sect yang ada pada gardu induk DN PTCPI on on terletak pada feeder dari gardu induk DN, dengan panjang saluran Km memiliki total pelanggan Tabel 9 menunjukkan data pemadaman yang terjadi selama tahun (00-0) N o Tabel Daftar pemadaman sect Item Loss / Ket Cause Outage Barel ReclD- x Unidentified ReclD- ReclD- ReclD- Recl D- jamm enit Equipment Failure x Unidentified x Unidentified x Unidentified 9 on terdiri dari komponen proteksi berupa recloser D dan line S Dari tabel pemadaman 9, recloser D memiliki kegagalan sebanyak 0 kali/tahun dengan nilai rata-rata repair time jam/tahun Pada komponen line S berupa saluran memiliki kegagalan sebanyak kali/tahun dengan rata-rata repair time selama 000 jam/tahun Sehingga sect memiliki laju kegagalan sebanyak kali/tahun dengan probabilitas ketidaktersediaan energi listrik sebesar 0 ditunjukkan pada tabel Setiap sect mengalami kegagalan maka recloser D akan membuka (trip), pada kasus ini berdampak pada kelompok load point GLP dengan nilai laju kegagalan kali/tahun dengan probabilitas ketidaktersediaan eneri sebesar 0 ditampilkan pada tabel N o Out age Tabel on Pada Feeder Alat Proteksi (CB/Recl) Line Total λ r Ʋ λ r Ʋ λ Ʋ Dengan metode sect technique pada feeder akan dibagi tiap sect Pada tiap sect memiliki jumlah pelanggan yang berbeda-beda, tabel menunjukkan group load point pada tiap sect di feeder beserta penunjukkan nilai dari parameter kegagalannya Tabel Group Load Point sect di feeder GI DN N o on Out age on on on on GLP ( Cust) GLP ( Cust) GLP ( Cust) GLP (9 Cust) λ Ʋ λ Ʋ λ Ʋ λ Ʋ Perhitungan Indeks Keandalan Perhitungan tingkat keandalan dari feeder saat ini mengacu pada tabel group load point feeder Perhitungan ditunjukkan pada tabel 9 N o Tabel Perhitungan tingkat keandalan feeder Load Point Costum ers GLP GLP GLP λ GLP 9 Ʋ λ*co st TOTAL 99 SAIFI SAIDI 0 Ʋ*Cos t Berdasarkan nilai parameter kegagalan pada tiap group load point yang ada di feeder dengan menggunakan persamaan didapat nilai SAIDI 0 Jam/Tahun, untuk nilai SAIFI didapat menggunakan persamaan didapat nilai Kali/Costumers/Tahun Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

7 Dengan cara yang sama dilakukan perhitungan pada tiap feeder dari gardu induk DN PTCPI beserta sect terbagi Setelah menghitung keseluruhan feeder akan dihitung tingkat keandalan dari sistem distribusi gardu induk DN PTCPI, tabel menunjukkan perhitungan keandalannya Tabel Perhitungan Keandalan GI DN No Load point N λ*n Ʋ*N GLP 9 09 GLP 0 GLP 9 00 GLP GLP GLP GLP 0 0 GLP GLP GLP GLP 9 99 GLP 00 GLP 00 GLP 9 0 GLP 9 0 GLP TOTAL 0 9 SAIFI 9 SAIDI 999 Perhitungan indeks keandalan SAIFI menggunakan persamaan, sistem distribusi DN PTCPI memiliki nilai indeks keandalan SAIFI 9 Kali/Tahun Untuk nilai indeks keandalan SAIDI menggunakan persamaan, dan sistem distribusi memiliki nilai 999 Jam/Tahun Dengan mengacu pada standar yang ada di Indonesia, SPLN - : 9 nilai indeks keandalan SAIFI (System Average Interrupt Frequency Index) kali/kostumer/tahun dan SAIDI (System Average Interrupt Durat Index) jam/kostumer/tahun, sistem distribusi gardu induk DN Minas PTChevron Pacific Indonesia dikategorikan handal Jika mengacu pada standar dengan standar IEEE yang ditunjukkan pada tabel yang memiliki nilai indeks keandalan SAIFI dan SAIDI, maka keandalan dari sistem distribusi DN PTCPI tidak handal Perbedaan nilai standar dari indeks keandalan Indonesia dengan negara lain cukup berbeda signifikan Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa dapat diambil kesimpulan : Tingkat keandalan pada sistem distribusi, Kv gardu induk DN Minas PTChevron Pacific Indonesia memiliki indeks keandalan SAIDI 999 jam/tahun dan indeks keandalan SAIFI 9 kali/tahun Nilai dari indeks keandalan SAIFI tertinggi terdapat pada feeder dengan nilai kali pertahun dan terendah pada feeder dengan nilai 0 kali/tahun Untuk indeks keandalan SAIDI tertinggi pada feeder dengan nilai 00 jam/tahun dan terendah pada feeder dengan nilai 0 jam/tahun Mengacu pada standar standar IEEE -000 dan standar yang ada di Indonesia SPLN -: 9 memiliki nilai indeks keandalan SAIFI kali/tahun dan indeks keandalan SAIDI jam/tahun, tingkat keandalan pada gardu induk yang diteliti pada penelitian kali ini masih dikategorikan handal, jika dengan standar IEE -000 dengan indeks keandalan SAIFI kali/tahun dan SAIDI jam/tahun nilai dari keandalan gardu induk DN PTCPI untuk indeks SAIDI masih dikategorikan handal yaitu 999 jam/tahun, untuk indeks SAIFI melebihi nilai dari standar IEEE Std -000 Saran Adapun saran yang disampaikan bagi penelitian selanjutnya yang akan melanjutkan penelitian kali ini dan untuk pihak PTChevron Pacific Indonesia adalah : Tingkat keandalan sistem distribusi gardu induk DN PTCPI ini dapat ditingkatkan dengan melakukan penempatan dan penambahan recloser yang lebih optimal Untuk menekan nilai dari indeks keandalan SAIDI dapat meminimalisirkan dari parameter repair time, karena ketersediaan barang pengganti, akses pada komponen Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0

8 yang terjadi pemadaman memang membutuhkan waktu yang cukup lama DAFTAR PUSTAKA Dan Zhu, Power System Reliability Analysis with Distributed Generators, Virginia Polytechnic Institute and State University, (00) Henki Projo Wicaksono, Analisi Keandalan Sistem Distribusi Menggunakan Program Analisi Kelistrikan Transien dan Metode on Technique, Jurnal Teknik ITS, (0) Herdianto Prabowo, Studi Analisis Keandalan Sistem Distribusi PTSemen Gresik-Tuban Menggunakan Metode RIA dan Software ETAP, Institut Teknologi Surabaya, (0) IrRudyanto Thayib, Msc, Perhitungan Indeks Keandalan Sistem Tenaga Listrik Interkoneksi Sumatera Bagian Selatan, Prosiding Seminar Nasal AVoER Ke-, Palembang, (0) Richard EBrown Electric Power Distribut Reliability, Marcel Dekker, Inc, New YorkBasel Roy Billinton & Ronald N Allan Reliability Evaluat of Power System nd Edit, Plenum Press, New York and London, (99) Jom FTEKNIK Volume No Oktober 0