BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Pengukuran dan Pengambilan Data Pengambilan data dengan cara melakukan monitoring di parameter yang ada dan juga melakukan pengukuran ke lapangan. Di PT.Showa Indonesia Manufacturing terdapat 6 buah trafo yang terbagi di beberapa gedung. Trafo 1 berada pada gedung A, trafo 2 berada pada gedung E, trafo 3 berada pada gedung F dan trafo 4,5,6, berada pada 1 ruangan Power House. Gambar 3. 1 Skema Gedung Pengambilan pada setiap data trafo sampai dengan Sub Distribution Panel (SDP). Yang dilakukan pada pukul WIB tanggal 27 Oktober Untuk pengukuran mengambil dari parameter nilai-nilai yang diperlukan yaitu tegangan (V), arus (I), daya aktif (P), daya reaktif (Q), daya nyata (S) dan faktor daya. 22

2 3.2 Bahan dan Alat Penelitian Adapun alat dan bahan yang digunakan untuk pengambilan data dan penelitian adalah sebagai berikut: 1. Laptop Asus A43SM core i5 2.5 GHz. 2. Circutor TP Software VNS SCADA 4. Jaringan Wireless 5. Diagram satu garis (Single Line Diagram) Gambar 3. 2 Laptop 23

3 Gambar 3. 3 Circutor TP Parameter Pengukuran Pengukuran Load SDP Pengambilan data dilakukan pada bagian Sub Distribution Panel (SDP). Parameter yang diukur yaitu: a. Tegangan (Volt) b. Arus (Ampere) c. Daya Aktif (Watt) d. Daya Reaktif (VAR) e. Daya Nyata (VA) f. Faktor Daya 24

4 3.3.2 Transformator Pengambilan data dilakukan pada bagian transformator. Parameter yang diambil yaitu: a. Jenis Trafo b. Kapasitas (kva) c. Nominal Tegangan d. Impedansi e. Frekuensi f. Rated tegangan Saluran Penghantar Pengambilan data dilakukan pada bagian Saluran Penghantar. Parameter yang diambil yaitu: a. Jenis Saluran b. Diameter Penampang c. Jumlah Inti (Core) d. Jumlah Saluran e. KHA (Kekuatan Hantar Arus) 3.4 Batasan Kajian Aliran Penelitian tentang aliran daya ini menitikberatkan pada kondisi jaringan yang terpasang. Sebelum dilakukan analisis dari penelitian tugas akhir ini, perlu ditentukan batasan batasan objek dari kajian tugas kahir ini. Beberapa batasan objek penelitian tugas akhir ini terdiri dari 2 jenis simulasi berbasis pada data pembebanan yang berhasil dihimpun melalui pengukuran menyeluruh pada panel SDP yang terdapat pada PT. Showa Indonesia Manufacturing. Pengambilan data parameter dilaksanakan pada tanggal 27 25

5 oktober 2015 mulai dari pukul sampai dengan yaitu waktu kerja shift 1 pada PT. Showa Indonesia Manufacturing. Simulasi pada penelitian ini merupakan hasil load flow dari data yang telah diambil dengan asumsi operasi beban saat kondisi normal. Rencana yang diterapkan yakni pada saat kondisi penyaluran dari cikarang listrindo. Beban direprsentasikan sebagai beban terpusat atau lumped load dapat mengakomodir beban pencahayaan dan beban pada motor listrik 3 phase yang banyak digunakan sistem kelistrikan pada industri. 3.5 Prosedur Penelitian Tahapan dari penelitian ini mengenai studi aliran data sistem kelistrikan dijalankan sesuai skema yang seluruhnya tercantum dalam flow chart atau diagram alir. Detail dari penelitian direpresentasikan dalam diagram alir pada gambar

6 Mulai Studi Literatur Persiapan Alat Pengambilan Data Sistem Dan Data Beban Pengukuran Pada Panel SDP Rekap Data Membuat Diagram Segaris pada ETAP Input Parameter Simulasi Load Flow Menentukan Studi Kasus Simulasi Aliran Daya ( Beban Normal ) Simulasi Load Flow Sesuai Skenario Analisis Hasil Simulasi Load Flow Kesimpulan Selesai Gambar 3. 4 Diagram alir (flow chart) penelitian. 27

7 3.6 Program Bantu Studi Agar dapat melakukan analisis sekaligus evaluasi terhadap kondisi sistem kelistrikan di PT.Showa Indonesia Manufacturing, maka diperlukan studi aliran daya. Sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing termasuk kedalam sistem kompleks karena cakupan penggunaan beban yang sangat besar dan variatif, maka untuk dapat hasil komputasi yang akurat digunakan program bantu perangkat ETAP ETAP Pada penelitian studi aliran daya ini menggunakan software ETAP (Electrical Transient and Analysis Program) Power Station versi sebagai software bantu untuk menganalisis penelitian ini. Perangkat ini mampu bekerja dalam keadaan offline dan mampu melakukan pengolahan data secara real time. ETAP memliki fiture data editor yang dilengkapi dengan adanya kumpulan data tipikal untuk berbagai macam situasi ataupun kondisi riil dari sistem yang akan diteliti. Selain itu, keberadaan fitur library sangat membantu dalam melakukan pemilihan data rating komponen kelistrikan yang sesuai. a. Parameter Pembangkit Sistem pembangkitan listrik pada simulasi aliran daya dapat direpresentasikan dengan menggunakan 1 unit power grid atau generator set. Penjelasan lebih lanjut dapat diuraikan dari beberapa point berikut. 28

8 1. Power grid Pembangkit tipe swing diperlukan dalam simulasi aliran daya disebuah sistem tenaga karena sifatnya yang relatif stabil dalam menyalurkan daya aktif dan reaktif, tegangan keluaran yang selalu konstan dan frekuensi yang selalu terjaga terhadap setting mula sebesar 50 Hz. Gambar 3. 5 Tampilan editor parameter power grid pada ETAP Unit Generator Set Generator set digunakan hanya pada saat kondisi penyedia tenaga listrik utama dari cikarang listrindo mengalami gangguan (gangguan internal maupun eksternal). Opersional generator set minimal haru dapat mendukung operasional unit beban yang penting 29

9 atau terdahulukan. Selain frekuensi sebesar 50 Hz, tegangan nominal yang disediakan juga harus dijaga konstan pada nilai 380 V melalui penjagaan nilai putaran sebesar 1500 rpm. Dalam penelitian ini, parameter pembangkit yang digunakan adalah berupa power grid sehingga unit generator set diatur dalam keadaan out of service atau dengan kata lain dalam keadaan tidak aktif (Off). Gambar 3. 6 Tampilan editor parameter generator pada ETAP

10 b. Parameter Bus Data parameter bus yang wajib dcantumkan dalam data editor adalah nilai nominal tegangan sistem yakni 0,4 kv. Masukan nominal tegangan pada bus utama akan membuat nominal seluruh saluran maupun beban tersambung otomatis aka menyesuaikan nilai nominal tersebut. Informasi mengenai bus dapat dilihat pada gambar 3.6. Gambar 3. 7 Tampilan editor parameter power bus pada ETAP

11 c. Parameter Transformator Transformator distibusi adalah suatu komponen sistem ketenagaan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan penghubung utama (primary feeder) menjadi tegangan rendah yang langsung digunakan oleh konsumen menjadi energi listrik melalui prinsip elektromagnetik. Penempatan transformator terhadap beban dinilai sangat amat penting dalam upaya penurunan nilai rugi-rugi saluran. Daya yang tidak seimbang dan tegangan yang tidak sesuai biasanya terjadi karena dalam perjalanan menuju beban, dalam hal ini dipengaruhi oleh antara lain panjang saluran distribusi sebagai efek dari penempatan transformator yang tidak optimal. Gambar 3. 8 Tampilan editor parameter transformator pada ETAP

12 Parameter transformator yang akan disertakan dalam percobaan simulasi aliran daya diantaranya yang terdiri dari tegngan primer dan sekunder, kapasitas daya transformator (dalam KVA) dan nilai impedansi serta perbandingan X/R transformator tersebut. Tampilan visual data editor dari pemasukan nilai parameter-parameter transformator dapat dijelaskan pada gambar 3.7. d. Parameter Saluran Penghantar Pemilihan dan penempatan saluran penghantar yang sesuai merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam studi aliran daya, hal ini sangat berpengaruh dalam suatu upaya pengurangan kemungkinan rui-rugi serta nilai jatuh tegangan dalam suatu sistem kelistrian. Gambar 3. 9 Tampilan editor parameter cable pada ETAP

13 Nilai parameter saluran penghantar yang disertakan dalam simulasi aliran daya diantarannya yakni luas penampang (dalam mm 2 ), panjang saluran (dalam meter), dan nominal tegangan (dalam kv). Selain 3 parameter tersebut, parameter resistansi (dalam ohm/km) dan induktansi penghantar (mh/km) juga perlu disertakan melalui pemelihan pada fitur library dari perangkat ETAP. Gambar Tampilan editor parameter library cable pada ETAP

14 e. Parameter Unit Beban Beban utama pada simulasi aliran daya kondisi tak seimbang direpreesentasikan menggunakan jenis beban terpusat (lumped load) yang memiliki daya yang konstan sehingga membuat data arus beban per fase dapat dicantumkan. Nilai yang wajib dimasukan dalam proses input data beban diantaranya adalah tegangan nominal beban, faktor daya beban, dan arus pembebanan tiga fasa atau perfasa (khusus lumped load). Berapakah nilai lain yang juga penting terhitung secara otomatis sesuai dengan rumusan per fasa atau per tiga fasa. Tampilan data editor atau input data parameter beban pusat (lumped load) dapat dilihat pada gambar Gambar Tampilan editor parameter load pada ETAP

15 f. Pemilihan Tampilan Hasil Setelah seluruh data yang diperlukan untuk analisis terpenuhi, langkah selanjutnya adalah menampilkan hasil perhitungan. Hasil analisis yangdiinginkan dapat dipilih sesuai dengan kriteria yang diperlukan untuk mendukung analisis mengacu pada topik bahasan. Pemilihan parameter yang akan dimunculkan pada simulasi telah tersedia dalam program ETAP berupa opsi-opsi yang diantaranya tersedia tersedia dari: 1. Pemilihan metodologi perhitungan yang dipakai denga jenis pilihan mode perhitungan terbagi 3 yakni metode Newton Raphson (NR methode), Gauss Seidel (PV method), ataupun Fast Decouple (PQ method). Pada penelitian ini menggunakan metode Newton Raphson karena metode ini membutuhkan iterasi yang sedikit untuk mendapatkan nilai konvergen [15]. 2. Pemilihan sistem satuan yang terdiri dari sistem satuan metric (dalam kilo atau mega) maupun sistem satuam Inggris (dalam inci, kaki, dll). 3. Pemilihan batas bawah dan batas atas dari rated tegangan ataupun arus yang dapat diatur sesuai mengacu pada ketentuan yang berlaku atau sesuai kebutuhan ari user itu sendiri. 4. Pemilihan persentase pembebanan peralatan utama sistem kelistrikan seperti pembebanan pada transformator dan saluran penghantar. 5. Pemilihan detai informasi untuk data masukan, tegangan pada sistem bus, besar aliran arus di setiap percabangan, dan daya aktif maupun reaktif pada setiap percabanagan. 6. Pemilihan rencana operasi dari peralatan maupun komponen sistem kelistikan yang dapat dilakukan beberapa metode yakni: Membuat on atau off suatu sumber masukan. 36

16 Membuat in service atau out of service transformator, generator, saluran penghantar maupun komponen sistem tenaga lain. Mengatur besar nilai pembebanan pada sistem melalui pengaturan operasional beban beban yang terhubung ke sistem. Gambar Tampilan load flow result analyzer pada ETAP