BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Peningkatan permintaan energi listrik dan penambahan beban mengakibatkan dibutuhkannya suatu sumber pembangkitan yang lebih efektif dalam penyaluran dayanya. Distributed Generation (DG) merupakan salah satu sistem pembangkitan yang dapat mengatasi masalah tersebut [1]. Istilah DG sering digunakan untuk menyatakan sebuah sistem pembangkitan listrik skala kecil yang dipasang pada jaringan distribusi untuk memenuhi permintaan beban [2]. Berbagai keuntungan pemasangan DG telah dijelaskan dalam beberapa literatur penelitian seperti meningkatkan profil tegangan, meningkatkan keandalan dan efisiensi sistem, mengurangi rugi-rugi daya dan biaya operasi [3][4]. Pemasangan DG mempunyai dampak yang kompleks pada jaringan disribusi, diantaranya adalah perubahan profil tegangan, arus hubung singkat, rugi daya jaringan, penambahan harmonisa dan keandalan sistem [3]. Hal tersebut dapat mengakibatkan sistem proteksi yang ada tidak lagi bekerja dengan baik atau disebut miskoordinasi. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, ada dua solusi yang dapat dilakukan yakni mengganti peralatan sistem proteksi atau memperbaiki setting koordinasi peralatan sistem proteksi yang ada [5]. Secara umum jaringan distribusi mempunyai topologi jaringan berbentuk radial [6]. Di dalam penelitian ini dilakukan analisis dampak pemasangan DG pada jaringan distribusi radial. Sistem distribusi yang digunakan pada penelitian ini menggunakan data riil dari jaringan sistem distribusi PT. PLN (Persero) Wilayah Jawa Tengah. Secara umum, pemasangan DG di Jawa Tengah mempunyai dua penempatan yang berbeda. Pertama, pemasangan dilakukan dengan cara menyambungkan DG secara langsung ke busbar 20 kv gardu induk (GI) menggunakan saluran ekspres. Kedua, pemasangan dilakukan dengan cara menyambungkan DG di saluran penyulang. Pada penelitian ini dilakukan analisis 1

2 koordinasi setting peralatan sistem proteksi yang sesuai dengan kapasitas dan penempatan pemasangan DG. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan pada latar belakang penelitian, rumusan masalah yang diangkat pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Dampak pemasangan DG terhadap arus hubung singkat pada jaringan distribusi radial dengan pemasangan pada busbar GI. 2. Dampak pemasangan DG terhadap arus hubung singkat pada jaringan distribusi radial dengan pemasangan pada saluran penyulang. 3. Dampak pemasangan DG terhadap koordinasi sistem proteksi pada jaringan distribusi radial dengan pemasangan pada busbar GI. 4. Dampak pemasangan DG terhadap koordinasi sistem proteksi pada jaringan distribusi radial dengan pemasangan pada saluran penyulang. 1.3 Batasan Masalah Untuk mempermudah analisis sesuai tujuan, maka penulisan penelitian ini dibatasi pada hal-hal berikut: 1. Sistem yang digunakan untuk penelitian ini menggunakan sistem PT. PLN (Persero) Rayon Gombong dan Rayon Kebumen. PT. Indonesia Power Unit Pembangkit Listrik Air Sub PLTA Sempor dan Sub PLTA Pejengkolan. 2. Perhitungan arus hubung singkat dan analisis aliran daya menggunakan bantuan aplikasi ETAP 12.6 dan mengacu pada standar ANSI/IEEE. 3. Studi koordinasi yang dilakukan adalah koordinasi peralatan proteksi arus lebih. 4. Peralatan proteksi yang ditinjau adalah rele arus lebih dan recloser. 5. Tidak membahas secara detail sistem proteksi dan operasi islanding DG. 2

3 1.4 Keaslian Penelitian Pemasangan DG pada jaringan distribusi telah menjadi salah satu solusi alternatif untuk mengatasi peningkatan kebutuhan listrik [1]. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan A. Olatoke dkk., pemasangan DG mempunyai pengaruh yang kompleks ketika dipasang pada jaringan distribusi [7]. Penelitian identifikasi pengaruh DG terhadap sistem distribusi yang dilakukan oleh J. A. Sa ed dkk. menjelaskan bahwa pemasangan DG mempunyai dampak terhadap profil tegangan, rugi daya dan sistem proteksi [8]. J. A. Sa ed dkk. dalam penelitiannya juga menjelasakan dampak pemasangan DG yaitu berubahnya nilai arus gangguan dan aliran daya. Hal tersebut mengakibatkan sistem proteksi dan konfigurasi peralatan sistem proteksi yang ada tidak lagi dapat digunakan atau biasa disebut miskoordinasi [8][9]. Berdasarkan penelitian J. A. Sa ed dkk. yang lain menyebutkan bahwa ada dua cara untuk mengatasi permasalahan miskoordinasi tersebut [9]. Cara yang pertama adalah mengganti peralatan sistem proteksi dan cara yang kedua adalah mengganti setting peralatan sistem proteksi yang ada sesuai dengan pemasangan DG. Penelitian mengenai setting koordinasi peralatan sistem proteksi akibat pemasangan DG pada jaringan distribusi telah dilakukan oleh beberapa peneliti antara lain J. A. Sa ed dkk. melakukan penelitian dampak pemasangan DG pada jaringan distribusi radial terhadap koordinasi peralatan proteksi yakni circuit breaker, recloser dan fuse. J. A. Sa ed menyimpulkan bahwa koordinasi peralatan proteksi tersebut mengalami miskoordinasi dan harus dilakukan penyesuaian setting koordinasi sesuai dengan jenis, lokasi dan kapasitas DG yang dipasang [8][9]. T. Mashau melakukan penelitian dampak pemasangan DG terhadap koordinasi proteksi pada sistem radial 66 kv [10]. M. M. Mijalili dkk. meneliti dampak pemasangan DG berdasarkan jenis, lokasi penempatan dan kapasitas terhadap koordinasi proteksi [11]. J. Sadeh dkk. juga meneliti dampak kapasitas DG yang dipasang terhadap koordinasi proteksi [12]. Seongchul Kwon dkk. melakukan penelitian koordinasi proteksi khususnya koordinasi circuit breaker dan recloser akibat adanya peningkatan level arus hubung singkat akibat pemasangan DG [13]. 3

4 Natthaphol Pholborisut dkk. mengusulkan sebuah metode perhitungan dampak pemasangan DG terhadap koordinasi proteksi dengan menggunakan metode protection miscoordination index (PMI) [14]. Hari Purnama dkk. melakukan penyesuaian setting koordinasi circuit breaker, recloser dan fuse akibat pemasangan satu unit DG pada jaringan distribusi radial [15]. Agnes Serpina melakukan studi pengaruh DG terhadap sistem proteksi di Penyulang Medari 07 Yogyakarta. Jenis DG yang digunakan adalah PLTA dengan kapasitas 600 kw dan penempatan pemasangan DG ada di ujung akhir jaringan distribusi. Sistem proteksi yang menjadi fokus pembahasan adalah sistem proteksi penyulang utama dengan peralatan rele arus lebih dan recloser. Kesimpulan yang didapat adalah setting rele arus lebih dan recloser sebelum dipasang DG masih dapat digunakan setelah pemasangan DG. Hal tersebut dikarenakan kapasitas DG yang ditambahkan nilainya jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan kapasitas sumber GI [16]. Di dalam penelitian ini dilakukan analisis dampak pemasangan DG pada jaringan distribusi radial. Sistem distribusi yang digunakan pada penelitian ini menggunakan data riil dari jaringan sistem distribusi PT. PLN (Persero) Wilayah Jawa Tengah. Secara umum, pemasangan DG di Jawa Tengah mempunyai dua konfigurasi yang berbeda. Pertama, pemasangan dilakukan dengan cara menyambungkan DG secara langsung ke busbar 20 kv GI menggunakan saluran ekspres. Kedua, pemasangan dilakukan dengan cara menyambungkan DG di saluran penyulang. Pada penelitian ini dilakukan analisis koordinasi setting peralatan sistem proteksi yang sesuai dengan kapasitas dan penempatan pemasangan DG di jaringan distribusi radial. Sistem proteksi yang menjadi fokus pembahasan pada penelitian ini adalah sistem proteksi di jaringan distribusi radial dengan peralatan rele arus lebih dan recloser. 1.5 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: 1. Mengetahui dampak pemasangan DG pada jaringan distribusi radial terhadap 4

5 arus hubung singkat. 2. Mengetahui dampak pemasangan DG pada jaringan distribusi radial terhadap sistem proteksi dengan pemasangan DG pada busbar GI. 3. Mengetahui dampak pemasangan DG pada jaringan distribusi radial terhadap sistem proteksi dengan pemasangan DG pada saluran penyulang. 4. Mengetahui kinerja peralatan proteksi eksisting ketika terjadi pemasangan DG. 5. Melakukan setting koordinasi sistem proteksi akibat pemasangan DG pada jaringan distribusi radial sesuai dengan kapasitas dan penempatan DG. 1.6 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah: 1. Memberikan referensi mengenai dampak pemasangan DG terhadap koordinasi peralatan proteksi pada jaringan distribusi radial sesuai dengan kapasitas dan penempatan DG. 2. Memberikan gambaran mengenai permasalahan koordinasi proteksi akibat adanya pemasangan DG dan memberikan salah satu solusi untuk menangani permasalahan tersebut. 3. Dapat menjadi masukan bagi perencana jaringan distribusi yang akan merancang sistem proteksi pada saluran distribusi dalam kaitannya dengan pemasangan DG. 5