BAB III METODE PENELITIAN A. Metode Penelitian Metodologi yang digunakan dalam penelitian Skripsi ini antara lain adalah : 1. Studi literatur, yaitu cara menelaah, menggali, serta mengkaji teoremateorema yang mendukung dalam pemecahan masalah yang diteliti. Teorema-teorema tersebut didapat baik dari jurnal ilmiah, hasil penelitian sebelumnya, maupun dari buku-buku referensi yang mendukung penelitian ini. Selain itu, studi literatur pun dilakukan untuk mendapatkan data-data yang diinginkan. 2. Observasi, yaitu mengumpulkan data - data yang yang diperlukan untuk penelitian yang didapatkan dari lapangan. Data data tersebut didapat dari hasil survey yang dilakukan di Star Energy Geothermal Wayang Windu Ltd.. 3. Diskusi, yaitu melakukan konsultasi dan bimbingan dengan dosen, pembimbing di Star Energy Geothermal Wayang Windu Ltd. dan pihak-pihak lain yang dapat membantu terlaksananya penelitian ini. 4. Program ETAP 6.0, yaitu melakukan analisis gangguan hubung singkat dengan menggunakan simulasi program ETAP 6.0 untuk mendapatkan arus dan titik gangguan yang mungkin terjadi setelah penambahan beban dilakukan. B. Waktu dan Lokasi Penelitian Pelaksanaan penelitian Skripsi ini berlangsung selama 3 (tiga) bulan, yaitu dari 3 Maret 2012 s/d 3 juni 2013. Lokasi penelitian ini pada Feeder 52SGF4 Area SAGS (Steam Above Ground System) yang merupakan wilayah kerja Star Energy Geothermal Wayang Windu Ltd. yang beralamat di Jalan PTPN Kertamanah VIII Pangalengan.
37 C. Data Penelitian Dalam melakukan penelitian analisis gangguan hubung singkat pada feeder 52SGF4 SAGS area ini, penulis menentukan dua titik gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi saat penambahan beban dilakukan pada feeder 52SGF4 SAGS Area PLTP Wayang Windu. Data-data penelitian yang digunakan merupakan data-data yang ada sepanjang tahun 2013. Data-data yang dibutuhkan dalam analisis gangguan hubung singkat pada feeder 52SGF4 SAGS Area PLTP Wayang Windu adalah sebagai berikut : 1. Data Single Line Diagram Data diagram satu garis jaringan (single line diagram) penyulang, yaitu peta jaringan beserta beban-beban yang digunakan pada feeder 52SGF4 SAGS Area PLTP Wayang Windu. Diagram satu garis ini dapat dilihat di lampiran single line diagram penyulang.
38 (52SGF4) THERMAL POND 200 A 51 50 A 50 A 50 A 50 A TP PUMP 1 TP PUMP 2 PERMANENT VILLAGE Gambar 3.1. Diagram Satu Garis Feeder 52SGF4 SAGS Area Keterangan : TP PUMP 1 TP PUMP 2 = Pompa 1 untuk Thermal Pond = Pompa 2 untuk Thermal Pond Permanent Village = Penginapan atau Villa untuk karyawan
39 [1H2] 6.3 KV, 400 A 3Ph VCB 200 A NYSEFGbY 1(3x 70 mm2) 750 m 50 A 50 A NYSEFGbY 1(3x 3 mm2) 100 m 50 A NYSEFGbY 1(3x 3 mm2) 100 m NFA2SEY 1(3x 35 +50 mm2) 400 m KWH MCC MCC 6.3/1.7 : 0.1/1.73 Class 1.5 50/5 A Class 1.5 DCS DCS 500 KVA 6.3 kv/400 V A A ATD ATD M M 160 kw 380 V Cos ϕ = 0,8 160 kw 380 V Cos ϕ = 0,8 MCCB 400 A MCCB 100 A NFA2SEY 1(3x 35 +50 mm2) 800 m PERMANENT VILLAGE WH-2 DISTRIBUTION BOARD Gambar 3.2. Diagram Satu Garis Feeder 52SGF4 SAGS Area dengan Keterangan : Penambahan Beban di WareHouse-2 MCC DCS = Motor Circuit Controller = Distributed Control System MCCB = Moulded Case Circuit Breaker
40 VCB = Voltage Circuit Breaker Permanent Village = Penginapan atau Villa untuk karyawan WH-2 = Ware House 2 NFA2SEY 3 x 35 + 50 = ESB-RMU Cable Thermal Pond NYSEFGbY 3 x 3.. = ESB-RMU Cable Thermal Pond RMU Thermal Pond WH-2 Main Drilling Camp Area Pump 1 Pump 2 New RMU PV NFA2XSEY 3x35+50mm2 (400m) 6.3 kv overhead cable 6.3 kv/380 V 200KVA DB WH-2 DB Drilling Camp PV Loads 6.3 kv/380 V 500KVA NFA2XSEY 3x35+50mm2 (800m) 6.3 kv overhead cable DB STP Spare Gambar 3.3. Diagram Satu Garis Feeder 52SGF4 SAGS Area dengan Penambahan Beban yang Direncanakan Keterangan : RMU Thermal Pond = Ring Main Unit Thermal Pond PUMP 1 = Pompa 1 PUMP 1 = Pompa 2
41 RMU PV = Ring Main Unit Thermal Pond PV Loads = Permanent Village Loads WH-2 = Ware House 2 / Main Drilling Camp Area DB WH-2 = Distribution Board Ware House 2 DB STP = Distribution Board STP DB Drilling Camp = Distribution Board Drilling Camp NFA2SEY 3 x 35 + 50 = ESB-RMU Cable Thermal Pond 2. Data peralatan : a. Spesifikasi motor listrik - Motor required voltage : 6,3 kv - Motor power rating : 160 kw = 188 kva - Power factor : 85% - Current Rating : 17,40 A b. Spesifikasi Transformator - Trannsformer voltage 1 : 6,3 kv / 400 V - Trannsformer capacity 1 : 500 kva - Trannsformer winding 1 : Dyn11 - Trannsformer voltage 2 : 6,3 kv / 380 V - Trannsformer capacity 2 : 200 kva - Trannsformer winding 2 : Dyn11 c. Spesifikasi Fuse - RMU Pump 1 : 50 A - RMU Pump 2 : 50 A - RMU Permanent Village : 50 A - New RMU WH-2 : 50 A d. ESB-RMU Cable Thermal Pond : 400 m (NFA2SEY 3 x 35 + 50 ) e. ESB-RMU Cable Thermal Pond : 800 m (NFA2SEY 3 x 35 + 50 )
42 3. Pengaturan Kerja Sistem Pengaman Sistem pengaman yang digunakan pada feeder 52SGF4 SAGS Area adalah menggunakan rele arus lebih dengan tipe IDMT (Inverse Defenite Minimum Time. Berikut ini merupakan pengaturan kerja rele tersebut : Tabel 3.1. Pengaturan Rele Arus Lebih IDMT pada Feeder 52SGF4 D. Langkah - Langkah Penelitian Langkah - langkah yang sistematis dalam penelitian harus diperhatikan. Hal tersebut berguna untuk memberikan arahan yang untuk mempermudah pemahaman tujuan yang ingin dicapai dalam proses penelitian. Langkahlangkah penelitian tersebut diperlihatkan pada gambar bagan alir penelitian dibawah ini : No Description Min Current Inverse Definite Time protection relay setting (51) 1 Current Transformer 100/5 A Ratio 2 Current setting 6 (A), (120 A) 3 Times setting 3 times 4 Type of curve SI Definite time protection relay setting (50) 1 Current Transformer Ratio 100/5 A 2 Current setting 50 (A), (1000 A) 3 Definite time setting 0,1 s
43 Mulai Pengambilan Data di lapangan Verifikasi Data Data Lengkap T Lakukan Perhitungan Manual Lakukan Simulasi ETAP 6.0 Lakukan Analisis Berhasil T Y Selesai Gambar 3.4. Diagram Alir (Flow Chart) Penelitian Skripsi
44 Mulai Menentukan Nilai Komponen Simetris Menghitung Impedansi Sumber Menghitung Impedansi Transformator Menghitung Impedansi Penyulang Menghitung Impedansi Ekivalen Jaringan Lakukan Analisis Berhasil T Y Selesai Gambar 3.5. Diagram Alir (Flow Chart) Analisis Gangguan Hubung Simgkat
45 1. Perhitungan Secara Manual Persamaan rumus yang digunakan sebagai berikut (Fuji Electric, 2007): a. Gangguan tiga fasa : I sc = I dasar / Z 1....(3.1) Dimana I sc = Arus hubung singkat saat terjadi gangguan tiga fasa (Ampere) I dasar = Arus dasar sebelum terjadi gangguan (Ohm) Z 1 = Impedansi ekivalen urutan positif (Ohm) b. Gangguan satu fasa ke tanah : I sc = 3 x I dasar / (Z 1 + Z 2 + Z 0 )....(3.2) Dimana I sc = Arus hubung singkat saat terjadi gangguan satu fasa ke tanah (Ampere) I dasar = Arus dasar sebelum terjadi gangguan (Ohm) Z 1 = Impedansi ekivalen urutan positif (Ohm) Z 2 = Impedansi ekivalen urutan negaitif (Ohm) Z 0 = Impedansi ekivalen urutan nol (Ohm) c. Gangguan fasa ke fasa : I sc = 3/2 x (I dasar / Z 1 )....(3.3) Dimana I sc = Arus hubung singkat saat terjadi gangguan fasa ke fasa (Ampere) I dasar = Arus dasar sebelum terjadi gangguan (Ohm) Z 1 = Impedansi ekivalen urutan positif (Ohm) 2. Perhitungan Menggunakan ETAP 6.0 Perhitungan analisis gangguan hubung singkat dengan menggunakan ETAP 6.0 memiliki langkah-langkah pada gambar 3.5 dibawah ini. Data-data yang diperlukan seperti kv dasar, KVA dasar, Z dasar, dan I dasar. Selain itu juga dibutuhkan data-data lainnya yang lebih spesifik dari peralatan-peralatan yang digunakan pada feeder 52SGF4 SAGS Area seperti nilai r, x.dan y pada penghantar atau kabel yang
46 digunakan, pengaturan pengaman yang digunakan seperti fuse, circuit breaker, dan rele arus lebih juga transformator arus yang digunakan pada feeder 52SGF4 SAGS Area. Maka bagan alir simulasi analisis gangguan hubung singkat pada feeder 52SGF4 SAGS Area dengan menggunakan program ETAP 6.0 dapat dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini. Mulai Jalankan Program ETAP 6.0 Masukan Data-data kv dasar,kva dasar, Z dasar dan I dasar dari peralatan. Selain itu juga dibutuhkan data nilai r, x dan y pada penghantar atau kabel yang digunakan, pengaturan pengaman yang digunakan seperti fuse, circuit breaker, dan rele arus lebih juga trafo arus Jalankan Simulasi Short Circuit Analysis Berhasil T Y Tampilkan Hasil Simulasi pada Report Manager, Analisis Selesai Gambar 3.6. Bagan Alir Simulasi Menggunakan Program ETAP 6.0
47 3. Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan ETAP 6.0 Pada langkah ini penulis menganalisis perbandingan hasil perhitungan manual dengan ETAP 6.0. Seberapa besar perbedaan hasil gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi setelah penambahan beban dilakukan dengan perhitungan secara manual dan hasil simulasi program ETAP 6.0. Manakah hasil gangguan dari kedua metode tersebut yang lebih cepat, tepat, dan akurat untuk digunakan mengantisipasi gangguan yang akan terjadi setelah penambahan beban dilakukan pada feeder 52SGF4 SAGS area PLTP Wayang Windu.