Analisis Keandalan Sistem Distribusi Penyulang Kampus dengan Menggunakan Penggabungan Metode Section Technique dan RIA

Transkripsi

1 SKRIPSI Analisis Keandalan Sistem Distribusi Penyulang Kampus dengan Menggunakan Penggabungan Metode Section Technique dan RIA GUSTI PUTU BUDI ARIGANDHI NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 i

2 Analisis Keandalan Sistem Distribusi Penyulang Kampus dengan Menggunakan Penggabungan Metode Section Technique dan RIA Tugas Akhir Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata 1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana GUSTI PUTU BUDI ARIGANDHI NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 ii

3 LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, dan ditulis dengan mengikuti kaidah penulisan ilmiah Nama : Gusti Putu Budi Arigandhi NIM : TTD : Tanggal : 11 September 2015 iii

4 iv

5 KATA PENGANTAR Om Swastiastu, puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya, sehingga Tugas Akhir dengan judul Analisis Keandalan Sistem Distribusi Penyulang Kampus dengan Menggunakan Penggabungan Metode Section Technique dan RIA telah dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana starata satu (S1) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyususan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Ibu Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT. PhD, selaku Pembimbing Akademik dan selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan, saran-saran, dan semangat dalam penyusunan proposal ini. 4. Bapak Ir. Antonius Ibi Weking, MT., selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan, saran-saran dan semangat dalam penyusunan proposal ini. 5. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan secara moril. 6. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu. v

6 Penulis menyadari bahwa dalam proposal ini masih banyak kekurangannya. Maka dari pada itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi sempurnanya laporan ini. Akhir kata penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya apabila ada kesalahan penulisan nama maupun kata - kata sehingga dapat menyinggung perasaan pembaca. Jimbaran, 11 September 2015 Penulis vi

7 ABSTRAK PLN Rayon Kuta yang melayani pendistribusian energi listrik di daerah Bali selatan, memiliki beberapa wilayah penyulang dan salah satu penyulangnya adalah Penyulang Kampus. Penyulang ini memiliki tipe jaringan radial dengan panjang saluran 21,377 km. Berdasarkan data-data yang diperoleh dari PLN Distribusi Area Bali Selatan dari bulan Maret 2014 sampai Maret 2015 tercatat Penyulang Kampus mengalami pemadaman sebanyak 10 kali. Pemadaman yang disebabkan karena adanya perawatan sebanyak 1 kali dan pemadaman yang diakibatkan adanya gangguan sebanyak 9 kali, dengan rincian 4 kali gangguan internal selama 30 jam, 4 kali gangguan eksternal selama 3 jam, dan sekali gangguan yang tidak diketahui penyebabnya selama 2 menit. Sehingga dengan banyaknya jumlah gangguan ini dapat mempengaruhi tingkat keandalan penyulang. Saat ini sudah banyak penelitian keandalan sistem dengan menggunakan berbagai macam metode penelitian, masing-masing metode memiliki keunggulan dan kekurangan. Beberapa diantaranya adalah metode Section Technique dan RIA. Metode Section Technique memiliki kelebihan di dalam perhitungannya yang mudah, sedangkan metode RIA menggunakan parameter momentary failure rate di dalam perhitungannya sehingga hasil akhir dari metode ini lebih sesuai dengan nilai di lapangan. Berdasarkan kelebihan dari masing-masing metode tersebut, maka di dalam Tugas Akhir ini akan digabungkan metode Section Technique dan RIA guna menciptakan suatu metode baru yang memiliki proses perhitungan yang mudah dengan hasil akhir yang mendekati hasil di lapangan. Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan dengan metode Section Technique didapatkan bahwa nilai SAIFI penyulang sebesar 0,085 kali / pelanggan / tahun dan nilai SAIDI penyulang sebesar 0,107 menit / pelanggan / tahun. Setelah adanya penambahan parameter momentary failure rate ke dalam perhitungan sistem yang sebelumnya telah dibagi menjadi 3 section dengan metode gabungan Section - RIA, didapatkan bahwa nilai SAIFI penyulang meningkat menjadi 0,094 kali / pelanggan / tahun dan nilai SAIDI penyulang meningkat menjadi 0,162 menit / pelanggan / tahun. Dengan rata-rata peningkatan nilai laju kegagalan tiap titik beban adalah sebesar 0,01 point. Kata kunci : Indeks Keandalan, Section Technique, RIA vii

8 ABSTRACT PLN Rayon Kuta is serving the distribution power system in south of Bali, have several feeder network and one of them is Kampus feeder network. This feeder network have radial type configuration with feeder length is 21,377 kms. Based on data from PLN Distribution Area of South Bali since March 2014 until March 2015, Kampus feeder network experienced a blackout as much as 10 times. Outages caused due to treatment 1 times and outages caused a disturbance as much as 9 times, with details of 4 times the internal disruption for 30 hours, 4 times the external noise for 3 hours, and once a disorder that has no known cause for 2 minutes. So with these number of disruption can affect the reliability of the feeder. There was many reliability system research with several research method, each method have their adventages and disadventages, such as Section Technique method and RIA method. Section Technique method have adventage in its easy calculation, while RIA method use momentary failure rate parameter in its calculation so its final result from this method is almost similar to research place. Based on the adventages from each method, then in this Final Task or Skripsi its will combine to create a new method with easy process calculation and final result similar to research place. Based on calculation result with Section Technique method found that SAIFI value of Kampus feeder network is 0,085 times / customer / years and SAIDI value of Kampus feeder network is 0,107 minutes / customer / years. After add momentary failure rate parameter to the calculation which separated to 3 section before with method combining, found that SAIFI value of Kampus feeder network is increase to 0,094 times / customer / years and SAIDI value of Kampus feeder network is increase to 0,162 minutes / customer / years. With increasing average of each load point failure rate is about 0,01 point. Keyword : Reliability Index, Section Technique, RIA viii

9 DAFTAR ISI SAMPUL DALAM... PRASYARAT GELAR... LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... ABSTRACT... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR SINGKATAN... i ii iii iv v vii viii ix xii xiv xv xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir Tinjauan Pustaka Keandalan Sistem Tenaga Listrik Pengaplikasian konsep keandalan pada sistem distribusi Tipe Jaringan Sistem Distribusi ix

10 2.2.3 Laju Kegagalan (failure rate) Ketidaktersediaan (unavailability) Konsep Kurva Bathtub Periode Infant Mortality Periode Useful Life Periode Wear Out Sistem Seri Sistem Paralel Komponen-kompoenen sistem dalam menganalisis keandalan Metode Section Technique Metode Reliability Index Assessment (RIA) Indeks Keandalan BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Sumber dan Jenis Data Penelitian Sumber Data Jenis Data Prosedur Penelitian Analisis Data Alur Metode Reliability Index Assessment (RIA) Alur Metode Section Technique Alur Penggabungan Metode Section Technique dan RIA BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Gambaran Umum Jaringan Distribusi Penyulang Kampus Data-Data Jaringan Distribusi Penyulang Kampus Data Panjang Saluran Sistem Penyulang Kampus x

11 4.2.2 Data Gardu Distribusi serta Jumlah Pelanggan tiap Gardu Keandalan Sistem Distribusi Penyulang Kampus Perhitungan Keandalan Sistem Metode Section Technique Perhitungan Keandalan Sistem Section Perhitungan Keandalan Sistem Section Perhitungan Keandalan Sistem Section Indeks keandalan Penyulang Section Technique Perhitungan Keandalan Sistem Metode RIA Perhitungan Keandalan Sistem Gabungan Metode Section-RIA Perhitungan Keandalan Sistem Section Perhitungan Keandalan Sistem Section Perhitungan Keandalan Sistem Section Indeks keandalan Penyulang Section-RIA Perbandingan λ & U Sebelum & Sesudah Adanya Momentary BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data panjang saluran Penyulang Kampus... Tabel 4.2 Data titik beban section 1... Tabel 4.3 Data titik beban section 2... Tabel 4.4 Data titik beban section 3... Tabel 4.5 Daftar Saluran pada Section 1... Tabel 4.6 Penentuan λ dan U Komponen Perhitungan LP 1... Tabel 4.7 Data λ dan r peralatan menurut SPLN... Tabel 4.8 Data λ dan r SUTM menurut SPLN... Tabel 4.9 Hasil λ dan U tiap Load Point pada Section 1... Tabel 4.10 Hasil (λ x pelanggan) (U x pelanggan) tiap Load Point Section 1 Tabel 4.11 Daftar Saluran pada Section 2... Tabel 4.12 Hasil λ dan U tiap Load Point pada Section 2... Tabel 4.13 Hasil (λ x pelanggan) (U x pelanggan) tiap Load Point Section 2 Tabel 4.14 Daftar Saluran pada Section 3... Tabel 4.15 Penentuan λ dan U Komponen Perhitungan LP43... Tabel 4.16 Hasil λ dan U tiap Load Point pada Section 3... Tabel 4.17 Hasil (λ x pelanggan) (U x pelanggan) tiap Load Point Section 3 Tabel 4.18 Perhitungan indeks keandalan Penyulang Kampus... Tabel 4.19 Data λ dan r peralatan menurut SPLN... Tabel 4.20 Data λ dan r SUTM menurut SPLN... Tabel 4.21 Perhitungan Load Point 1 gabungan metode Section-RIA... Tabel 4.22 Perhitungan λ dan U titik beban gabungan metode Section-RIA Tabel 4.23 Perhitungan (λ x pelanggan) (U x pelanggan) tiap titik beban... Tabel 4.24 Perhitungan Load Point 18 gabungan metode Section-RIA... Tabel 4.25 Perhitungan λ dan U titik beban gabungan metode Section-RIA Tabel 4.26 Perhitungan (λ x pelanggan) (U x pelanggan) tiap titik beban xii

13 Tabel 4.27 Perhitungan Load Point 43 gabungan metode Section-RIA... Tabel 4.28 Perhitungan λ dan U titik beban gabungan metode Section-RIA Tabel 4.29 Perhitungan (λ x pelanggan) (U x pelanggan) tiap titik beban... Tabel 4.30 Perhitungan indeks keandalan Penyulang Kampus... Tabel 4.31 Perbandingan Hasil λ dan U Section 1... Tabel 4.32 Perbandingan Hasil λ dan U Section 2... Tabel 4.33 Perbandingan Hasil λ dan U Section xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi Radial... Gambar 2.2 Konfigurasi Spindel... Gambar 2.3 Konfigurasi Fork... Gambar 2.4 Konfigurasi Spotload... Gambar 2.5 Konfigurasi Jala-Jala... Gambar 2.6 Kurva bathtub laju kegagalan... Gambar 2.7 Skematik jaringan sistem seri... Gambar 2.8 Skematik jaringan sistem paralel... Gambar 3.1 Flowchart Urutan Analisis... Gambar 3.2 Flowchart Alur Metode RIA... Gambar 3.3 Flowchart Alur Metode Section Technique... Gambar 3.4 Flowchart Alur Metode Section Technique - RIA... Gambar 4.1 Single Line Diagram Penyulang Kampus (Section 1)... Gambar 4.2 Single Line Diagram Penyulang Kampus (Section 2)... Gambar 4.3 Single Line Diagram Penyulang Kampus (Section 3)... Gambar 4.4 Alur Perhitungan Load Point 1 Metode Section-RIA... Gambar 4.5 Alur Perhitungan Load Point 18 Metode Section-RIA... Gambar 4.6 Alur Perhitungan Load Point 43 Metode Section-RIA xiv

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Single Line Diagram Penyulang Kampus... Jadwal Kegiatan Penelitian... Perhitungan lambda dan U Section 1 Section Technique... Perhitungan lambda dan U Section 2 Section Technique... Perhitungan lambda dan U Section 3 Section Technique... Remodel Single Line Penyulang Kampus... Perhitungan Keandalan Penyulang Kampus Metode RIA... Perhitungan lambda dan U Metode Section Technique-RIA... Data Panjang Saluran Penyulang Kampus xv

16 DAFTAR SINGKATAN ABS AC ACOS APJ ASAI ASUI CAIDI CAIFI IEEE LBS MAIFI NC NO PBO PLN PT PTS RIA SAIDI SAIFI SKBT : Air Break Switch : Alternative Current : Automatic Change Over Switch : Area Pelayanan Jaringan : Average System Availability Index : Average System Unavailabitity Index : Customer Average Interruption Duration Index : Customer Average Interruption Frequency Index : Institute of Electrical and Electronic Engineers : Load Break Switch : Momentary Average Interruption Frequency Index : Normally Close : Normally Open : Pemutus Balik Otomatis : Perusahaan Listrik Negara : Perseroan Terbatas : Pole Top Switch : Reliability Index Assessment : System Average Interruption Duration Index : System Average Interruption Frequency Index : Saluran Kabel Bawah Tanah xvi

17 SPLN SSO SUTM TA TO : Standar Perusahaan Listrik Negara : Saklar Seksi Otomatis : Saluran Udara Tegangan Menengah : Tugas Akhir : Tee-Off xvii