ANALISIS ALIRAN DAYA TIGA FASA PADA SISTEM TENAGA LISTRIK BERBASIS KOMPUTASI

Transkripsi

1 Proceedg Semar Nasoal Poltekk Neger Lhokseumawe ol.1 No.1 Setember 017 SSN: NLSS LRN DY TG FS PD SSTEM TENG LSTRK BERBSS KOMPUTS Nazarudd 1, Mahalla, Taufk 3 1,,3 Jurusa Tekk Elektro Poltekk Neger Lhokseumawe Jl. B.ceh Meda Km.80 Buketrata 4301 NDONES azar_aw@yahoo.com bstrak Peelta bertujua utuk melakuka smulas alra daya tga fasa utuk kods beba tak sembag. Pembebaa tak sembag terjad akbat ermtaa daya masg-masg fasa tdak sama, hal terjad karea emakaa beba masg-masg elagga bervaras. lra daya tga fasa adalah suatu stud yag aka memberka gambara tetag kods tegaga, sudut fasa, arus, daya da rug-rug daya ta-ta bus ada masg-masg fasa a, b da c. Stud alra daya tga fasa daat dguaka ada oeras egedala da erecaaa sstem teaga lstrk tga fasa. Beba yag tdak sembag ada sstem teaga lstrk aka beregaruh ada kosume yatu aka terjad eurua tegaga yag dterma oleh kosume. Perhtuga alra daya tga fasa megguaka metode jeks arus da roses komutas aka dkerjaka dega megguaka bahasa emrograma Eta vers 1.0 yag aka duj ada sstem EEE 6 bus. Hasl smulas meujukka bahwa alra daya beba tak sembag koverge ada teras ke. Sstem EEE 6 bus memuya dro tegaga terbesar ada bus 3 sebesar 3 %,,9 % da, % utuk masg-masg fasa a, b da c. Rug-rug jarga (losses) terbesar sstem EEE 6 bus terjad ada salura eghubug atar bus 1 dega bus yatu sebesar 3,5 KW, 8,1 KW da 37,1 KW, dega rug-rug total yatu sebesar 54,1 KW da 778,5 KR Besarya rug-rug daya (losses) terbesar utuk sstem 3 bus yatu,890 MW, Keyword: beba, tak sembag, alra daya, komutas. PENDHULUN Perhtuga alra daya meruaka suatu komutas utuk medaatka gambara megea alra daya yag terjad dalam suatu sstem beserta rofle tegaga sagat derluka utuk keerlua aalss stuas sstem. Perhtuga alra daya erlu dlakuka karea yag dketahu adala beba daya aktf da beba daya reaktf yag ada ada seta G atau smul dalam sstem [4]. Bertambahya ermtaa eerg lstrk terutama sektor dustr, memacu erkembaga sstem daya. Pemtaa beba sewaktu-waktu harus dtagga oleh hak eyeda daya (PLN). Peambaha beba tersebut meyebabka besarya beba ada masg-masg fasa tdak sama. Beba dar fasa sembag adalah beba dega arus yag megalr ada beba-beba smetrs da beba tersebut dhubugka ada tegaga yag smters ula. Dalam aalssya sstem yag melaya beba-beba seert basaya dasumska dasok oleh tegaga yag smetrs. Dega demka aalssya daat dlakuka ada bass erfasa saja [5]. alss sstem tga fasa yag sembag lebh sederhaa, trasformas komoe smetrs aka memsahka sstem tga fase sembag mejad 3 sstem yag berdr sedr, yatu ragkaa uruta ostf, uruta egatf da uruta ol. Selajutya daat dselesaka dalam betuk fase tuggal, dguaka haya model uruta ostf [8]. Fokus eelta adalah melakuka komutas utuk alra daya tga fasa yag daat dteraka utuk kods beba sembag mauu tak sembag. Proses komutas dlakuka dega smulas software Eta vers 1.0, hasl smulas tersebut daat dguaka utuk meetuka besarya daya aktf da daya reaktf ujug krm da ujug tarma, dro tegaga da rug-rug daya er fasa.. METODOLOG PENELTN. Kesmbaga Beba Beba dar fasa bayak sembag adalah beba dmaa arus yag megalr ada beba-beba smetrs da beba tersebut dhubugka ada tegaga yag smetrs ula. Dalam megaalsa beba-beba seert basaya dasumska dsula oleh tegaga smetrs ula. Dega demka aalsa daat dlakuka secara erfasa saja. Jad dalam hal beba selalu dasumska sembag ada ada seta fasa, sedagka ada keyataaya beba-beba tersebut tdak sembag. Dalam hal eyelesaaya megguaka komoe smetrs [1]. B. lra Daya lra daya adalah stud yag dlaksaaka utuk medaatka formas megea alra daya atau tegaga sstem dalam kods oeras tuak. formas sagat dbutuhka gua megevaluas ujuk kerja sstem teaga da megaalss kods embagkta mauu embebaa. alss memerluka ula formas alra dalam kods ormal mauu darurat [] [6]. 1) Model Sstem Tga Fasa Tak Sembag Gambar 1 meujukka jarga tga fasa atara bus da j. Parameter jarga daat dtetuka berdasarka metode yag dkembagka oleh Carso (196). Sebuah matrks 4x4 yag memasukka duktas sedr da duktas bersama, daat dtulska sebaga berkut [7]: 79

2 Proceedg Semar Nasoal Poltekk Neger Lhokseumawe ol.1 No.1 Setember 017 SSN: aa ab ac a ba bb bc b (1) ca cb cc c a b c Subttuska ersamaa 1 a da 1 sehgga (11) Bus B a C N b ac aa bb cc ab bc c Bus j a b c Persamaaa d atas daat d tuls: (1) a a Gambar 1 Jarga Tga Fasa Utuk sstem yag dketaahka, N da seert yag dtujukka dalam Gambar 1, dasumska sama dega ol. Persamaa (1) dguaka taa memasuka egaruh etral atau egahatar dketaahka da dguaka utuk meghtug alra daya tak sembag. ca cb cc aa ab ac ba bb bc () ) Persamaa lra Daya Tga Fasa Tak Sembag Utuk meetuka arus yag megalr atara bus da bus j ada masg-masg fasa ada Gambar 1, berdasarka ersamaa (1) daat dtuls dalam betuk: aj Yaa Yab Yac a bj Yba Ybb Ybc Bb c j Yca Ycb Ycc Cc Msalka salura trasms dgambarka dalam betuk sstem tga fasa seert terlhat ada gambar 1 [5]: Hubuga atara tegaga bus da arus cabag dalam gambar 1 daat dtulska: a aa ab ac a b B ba bb bc Bb (3) c C ca cb cc Cc Bus Bus 1 Berdasrka teor komoe smetrs maka medas uruta dar eghatar salura trasms daat dtetuka erfasaya. (5) (6) Sehgga medas erfasa (7) C C C C B Bus Sehgga: 1 (8) (9) 1 Persamaa (9) daat dtuls: aa ab ac (10) ba bb bc 3 ca cb cc Bus Gambar Model Bus Sstem Teaga Tga Fasa Dar gambar ersamaa arus tga fasa ada bus daat dtuls: yj a, b, c jo j1 dega =a,b,c, y (13). j j Utuk merubah kembal medas uruta mejad Persamaa daya: medas er fasa [7] 80

3 Proceedg Semar Nasoal Poltekk Neger Lhokseumawe ol.1 No.1 Setember 017 SSN: S (14) karea S P jq (15) maka P jq (16) atau P jq (17) ( ) Dega mesubttuska ersamaa (13) ke ersamaa (17) maka deroleh jq ( ) P j dega = a, b, c, yj a, b, c j o j 1 y. j j (18) 3) lra Daya Dega Metode jeks rus Salah satu metode yag basa dguaka utuk megaalsa alra daya dega beba tdak sembag adalah dega megguaka motode jeks arus. Metode jeks arus adalah metode baru hasl egembaga dar metode Newto-Rahso yag dguaka utuk meyelesaka masalah alra daya ada sstem teaga lstrk. Metode jeks arus bekerja dega cara megjeks arus ada masgmasg bus dega tujua utuk memerkecl rug-rug daya ada salura. dau roses jeks arus adalah dega megguaka ersamaa [3] : (19) Baha yag dguaka dalam eelta adalah berua egambla data sstem EEE 6 bus, data-data tersebut atara la berua data arameter jarga (resstas da reaktas salura), Nla tegaga ada masg-masg bus, la daya (P da Q) embagkt, da data beba (P da Q) ada masg-masg bus. Metoda Pegolaha data adalah dega melakuka smulas dega rogram ETP Smulas dlakuka sstem EEE 6 bus. Utuk meyelesaka eelta daat dbuat lagkah-lagkah eelta sebaga berkut : 1. Membuat kosfguras jarga yag aka dtelt.. Memasukka la arameter jarga (la R da X) ada salura atar bus. 3. Memasukka la tegaga ada masg-masg bus. 4. Memasukka la beba (P da Q). 5. Proses smulas dlakuka dega megguaka software ETP utuk kods beba tak sembag. 6. Meghtug besarya dro tegaga (voltage dro) da rug-rug jarga (losses) masg-masg fasa ada salura eghubug atar bus. Lagkah-lagkah dalam melakuka eelta daat dbuat dalam betuk dagram alr seert terlhat ada Gambar 4 berkut : MUL Peyaa Data da Kosfguras Jarga dmaa : = arus yag djeks ada seta bus Y = matrks Jacoba dar metode jeks arus E = Tegaga ada seta bus Masukka data-data embagkt, salura da beba Proses smulas dega ubalace load flow aalyss Perksa data C. Objek Peelta Utuk meguj formulas yag dusulka dalam tulsa dlakuka ada sstem EEE 6 bus seert yag terlhat dalam gambar 3. Proses smulas Koverge? Y T SLCK BUS 60 MW 60 MW Hasl smulas alra daya tak sembag Bus 1 Bus Bus 3 Htug dro tegaga da losses SELES Bus 4 Bus 5 Bus 6 70 MW 70 MW 70 MW Gambar 4 Dagram alr eelta Gambar 3 Kofguras Jarga sstem EEE 6 bus. HSL DN PEMBHSN 81

4 Proceedg Semar Nasoal Poltekk Neger Lhokseumawe ol.1 No.1 Setember 017 SSN: Peguja Sstem Peguja sstem yag dlakuka dalam eelta yatu ada sstem EEE 6 bus dega la dasar (base) sebesar 100 M da 150 k, kemuda dlakuka smulas alra daya (ower flow) dega software Eta utuk beba kods ormal dega asums bahwa sstem dalam keadaa sembag. Hasl smulas alra daya meujuka gambara sstem, sehgga daat dgambarka eta alra daya utuk sstem EEE 6 bus seert dtujukka ada gambar 5. SLCK BUS 60 MW 60 MW MR MR MW MW Bus 1 Bus Bus MW MR MW 4.30 MR MW MW MR MR MW MR MW MW MR MW MR 7.44 MR MR MR MW MW 1.88 MR 1.69 MR MW MW MR MR Bus 4 Bus 5 Bus 6 70 MW 70 MW 70 MW MW MW MW MR 3.44 MW 4.19 MR 3.44 MW 4.19 MR MW MR Gambar 5 Peta alra daya sstem EEE 6 bus Hasl eguja utuk beba tak sembag deroleh dega melakuka smulas alra daya tak sembag (ubalace load flow) dega software Eta. Hasl smulas alra daya utuk beba tak sembag meujukka gambara kods sstem yatu berua arameter-arameter d seta bus yag melut tegaga, daya da rug-rug jarga masgmasg fasa yatu fasa a, b da c. Smulas erhtuga alra daya megguaka metode jeks arus koverge ada teras ke- utuk sstem EEE 6 bus. Hasl eguja daat dtujukkaka ada Tabel 1. Tabel. 1 Profle Tegaga Perfasa Utuk Sstem EEE 6 Bus Tegaga Bus No Bus Fasa a Fasa b Fasa c Mag(%) gl(deg) Mag(%) gl(deg) Mag(%) gl(deg) Berkut hasl dar tabel 1 daat dbuat dalam betuk grafk, berturut-turut grafk magtude tegaga ada ta-ta bus masg-masg fasa utuk sstem EEE 6 bus daat dlhat ada Gambar MR MR MW MW Gambar 6 Kurva Profle Tegaga Sstem EEE 6 bus Gambar 6 meujukka besarya tegaga seta bus masg-masg fasa utuk sstem EEE 6 bus. Dega sumbu vertkal sebaga la tegaga dalam er ut (u) da sumbu horzotal adalah omor bus., dega bus 1 sebaga bus referes (slack bus). Hasl smulas meujukka bahwa magtude tegaga ada bus 1 yag meruaka tegaga referes sebesar 100% utuk fasa a, b da c. Sedagka la tegaga mmum ada bus 3 yatu sebesar 97 %, 97,1 % da 97,8 % utuk masg-masg fasa a, b da c, sehgga ada bus 3 megalam dro tegaga sebesar 3 %,,9 % da, % utuk masg-masg fasa a, b da c. Tabel. Rug-Rug Daya Utuk System EEE 5 Bus Bus Salura Losses dar ke KW(a) KW(b) KW(c) 1 Cable Cable Cable Cable , Cable Cable Cable Cable Cable Cable Cable Hasl smulas yag dtujukka dalam tabel adalah gambara rug-rug daya (losses) masg-masg fasa (fasa a, b da c), utuk sstem EEE 6 bus. Hasl tabel daat dbuat dalam betuk grafk seert yag dtujukka dalam Gambar 7. 8

5 Proceedg Semar Nasoal Poltekk Neger Lhokseumawe ol.1 No.1 Setember 017 SSN: REFERENS [1] Basr, H Sstem Dstrbus Daya Lstrk. STN. Jakarta. [] Cekd, C. H Sstem Teaga Lstrk. d. Yogyakarta [3] Garca, P..N., et al., Three-hase ower flow calculatos usg the curret jecto method. EEE Trasactos o Power Systems, (): [4] Marsud, D., 1990, Oeras Sstem Teaga Lstrk, Bala Peerbt&Humas STN, Jakarta. [5] Nazarudd alss lra Daya Tak Sembag ada Sstem Teaga Lstrk Berdasarka Komoe Smetrs. Tess FT UGM Yogyakarta [6] Saadat. H., 1999, Power System alyss, McGraw-Hll, New York. [7] Teg, J.H.,000, Network-Toology-based Three-Phase Load Flow for Dstrbuto System, Proc. Natl. Sc. ROC(), ol. 4, No. 4, [8] hog, S. da bur,.00, Effects of Notrasosed Les ad Ubalaced Loads o State Estmato EEE, /0, , Gambar 7 Karakterstk rug-rug daya sstem EEE 6 bus Gambar 7 meuujukka karakterstk rug-rug daya (losses) ada masg-masg salura eghubug atar bus ada sstem EEE 6 bus, dega rug-rug daya terbesar ada salura eghubug atara bus 1 dega bus yatu masgmasg sebesar 3,5 KW, 8,1 KW da 37,1 KW masgmasg utuk fasa a, b da c. Sedagka rug-rug daya terkecl terjad ada salura eghubug atara bus 3 ke 5 yatu masg-masg sebesar 0,1 KW, 0,08 KW da 0,1 KW masg-masg utuk fasa a, b da c.. KESMPULN Dar hasl smulas alra daya utuk beba tak sembag ada sstem EEE 6 bus, maka daat dambl kesmula sebaga berkut : Hasl smulas alra daya aka memberka gambara daya aktf da daya reaktf (ujug krm da ujug terma), dro tegaga da rug-rug daya masg-masg fasa, B da C ada ta-ta bus. Dro tegaga yag alg tgg terjad ada bus 3 yatu sebesar 3 %,,9 % da, % utuk masg-masg fasa a, b da c. Rug-rug daya (losses) alg besar terjad ada kabel 1 yag meghubugka bus 1 dega bus yatu sebesar 3,5 KW, 8,1 KW da 37,1 KW masgmasg utuk fasa a, b da c. Sedagka rug-rug daya terkecl terjad ada salura eghubug atara bus 3 ke 5 yatu masg-masg sebesar 0,1 KW, 0,08 KW da 0,1 KW masg-masg utuk fasa a, b da c. Total 83