BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sistem kelistrikan di provinsi Kalimantan Timur terdiri atas sistem interkoneksi dan beberapa sistem terisolir. Sistem interkoneksi merupakan suatu sistem tenaga listrik yang terdiri dari beberapa pembangkit dan beberapa gardu induk (GI) yang saling terhubung (terinterkoneksi) antara satu dengan yang lain melalui sebuah saluran transmisi dan melayani beban yang ada pada semua gardu induk (GI) yang terhubung. Sistem pembangkit terisolir merupakan sistem yang hanya mempunyai sebuah pusat listrik dan tidak ada interkoneksi antara pusat listrik serta tidak ada hubungan dengan jaringan umum (Interkoneksi PLN). Sistem Mahakam merupakan salah satu sistem interkoneksi yang terhubung pada jaringan transmisi 150 kv, sistem Mahakam disuplai dari 10 pusat pembangkit yaitu PLTD Karang asam, PLTD Kledang, PLTGU Tanjung batu, PLTG Senipah, PLTG Sambera, PLTMG Bontang, PLTU Teluk Balikpapan, PLTD CDE, PLTD Batakan, dan PLTD Gunung malang untuk melayani kebutuhan listrik di Balikpapan, Samarinda, Tenggarong dan Bontang. Ketersediaan listrik PLN dari pembangkit-pembangkit sistem mahakam sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan konsumen di provinsi Kalimantan Timur, namun dalam proses penyaluran listrik tersebut masih banyak muncul kendala/gangguan yang terjadi. Dalam operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan gangguan yang dapat mengakibatkan terganggunya penyaluran tenaga listrik ke konsumen. Gangguan merupakan penghalang dari suatu sistem yang 1
sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal. Suatu gangguan di dalam peralatan listrik didefinisikan sebagai terjadinya suatu kerusakan di dalam jaringan listrik yang menyebabkan aliran arus listrik keluar dari saluran yang seharusnya. Berdasarkan ANSI/IEEE Std. 100-1992 gangguan didefinisikan sebagai suatu kondisi fisis yang disebabkan kegagalan suatu perangkat, komponen, atau suatu elemen untuk bekerja sesuai dengan fungsinya. Gangguan hampir selalu ditimbulkan oleh hubung singkat antar fase atau hubung singkat fase ke tanah. Suatu gangguan hampir selalu berupa hubung langsung atau melalui impedansi. Istilah gangguan identik dengan hubung singkat, sesuai standart ansi/ieee std. 100-1992. Pada sistem tenaga listrik, studi arus gangguan hubung singkat merupakan hal yang penting terutama untuk perencanaan. Hubung singkat terjadinya ketika konduktor/penghantar bertegangan terhubung dengan penghantar bertegangan atau terhubung dengan penghantar netral (Ground) secara langsung. Untuk mengatasi gangguan hubung singkat tersebut, perlu dilakukan analisis gangguan hubung singkat sehingga besar arus gangguan yang mengalir pada sistem dapat diketahui dan peralatan proteksi yang akan digunakan dapat ditentukan. Gangguan hubung singkat terjadi akibat faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal dari gangguan adalah rusaknya peralatan listrik. Sedangkan faktor eksternal adalah cuaca buruk, badai, hujan, bencana, runtuhnya pohon, petir, dan lain-lain. Selain faktor internal dan faktor eksternal gangguan terdiri dari gangguan temporer atau permanent. Gangguan temporer bisanya diamankan 2
dengan CB (Circuit Breaker) atau pengaman lainnya, Sedangkan gangguan permanent adalah gangguan yang menyebabkan kerusakan permanent pada sistem. Seperti kegagalan isolator, kerusakan penghantar, dan kerusakan pada peralatan. Pada gangguan permanen sering terjadi pada saluran bawah tanah. Cara mengatasi gangguan hubung singkat, perlu dilakukan analisis gangguan hubung singkat untuk mengetahui besar arus hubung singkat yang akan terjadi. Sehingga sistem proteksi yang tepat pada sistem tenaga listrik dapat ditentukan. Analisis gangguan hubung singkat adalah analisis yang mempelajari kontribusi arus gangguan hubung singkat yang mungkin mengalir pada setiap cabang didalam sistem sewaktu gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi di dalam sistem tenaga listrik. Analisis gangguan hubung singkat merupakan suatu hal yang penting untuk menentukan rating arus hubung singkat, guna untuk melindungi perangkat dan peralatan sistem distribusi dari efek yang ditimbulkan beban. Hal ini dapat diketahui dengan menggunakan metode analisis hubung singkat seimbang dan tidak seimbang (Mathur, 2015). Pada penelitian ini akan dilakukan analisis arus hubung singkat tiga fasa, satu fasa ke tanah, dua fasa, dan dua fasa ke tanah. Penelitian dimulai dari pengumpulan data-data yang diperlukan untuk analisis. Kemudian membuat single line dengan menggunakan software ETAP (Electric Transient and Program) 12.6 sesuai data yang telah didapat. Setelah itu dilakukan simulasi gangguan hubung singkat pada transmisi 150 kv di Bus GI Industri - GI Manggar Sari - GI Karang Joang pada sistem Mahakam. 3
Berdasarkan latar belakang diatas, akan dilakukan analisis untuk mendapatkan suatu nilai arus gangguan hubung singkat di PT PLN (Persero) Wilayah KALTIMRA. Agar analisis tersebut dapat dilakukan dengan cepat dan akurat, maka diperlukan suatu media analisis melalui bantuan komputer yaitu dengan menggunakan software ETAP (Electric Transient and Program) 12.6 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang akan diangkat pada skripsi ini adalah: 1. Bagaimana rancang bangun jaringan transmisi 150 kv yang menghubungkan GI Industri GI Manggar Sari GI Karang Joang pada sistem Mahakam? 2. Bagaimana cara mengetahui besarnya arus gangguan hubung singkat tiga fasa, satu fasa ke tanah, fasa-fasa dan dua fasa ketanah di GI Industri GI Manggar Sari GI Karang Joang pada sistem Mahakam? 1.3 Batasan Masalah Untuk menghindari presepsi yang salah dan meluasnya pembahasan, maka pada penelitian ini pembatasan masalah meliputi: a. Sistem yang dianalisis yaitu pada transmisi 150 kv di GI Industri - GI Manggar Sari - GI Karang Joang pada sistem Mahakam. b. Data yang digunakan adalah data sistem Mahakam yang diperoleh dari PT PLN (Persero) Wilayah KALTIMRA. c. Gangguan yang dibahas yaitu gangguan hubung singkat tiga fasa, satu fasa ke tanah, fasa-fasa dan dua fasa ketanah pada transmisi 150 kv di GI Industri - GI Manggar Sari - GI Karang Joang pada sistem Mahakam. 4
1.4 Tujuan Penelitian Dalam penulisan tugas akhir ini, ada beberapa tujuan yang ingin dicapai adalah: 1. Merancang bangun jaringan transmisi 150 kv yang menghubungkan GI Industri GI Manggar Sari GI Karang Joang menggunakan software ETAP (Electric Transient and Program) 12.6 2. Menganalisis besarnya arus gangguan hubung singkat tiga fasa, satu fasa ke tanah, fasa-fasa dan dua fasa ketanah di GI Industri GI Manggar Sari GI Karang Joang pada sistem Mahakam. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah: 1. Bagi Peneliti Peneliti diharapkan dapat memberikan tambahan informasi tentang software ETAP (Electric Transient and Program) 12.6, sebagai program simulasi yang mempunyai berbagai fasilitas yang mendukung untuk simulasi sebuah sistem. Khususnya dalam hal gangguan hubung singkat. 2. Bagi PLN Diharapkan dari hasil analisis gangguan hubung singkat ini dapat memberikan manfaat bagi PLN guna untuk menentukan koordinasi rele serta besar kapasitas (setting) peralatan pemutus tenaga (Circuit Breaker) yang akan digunakan untuk sistem tenaga listrik. 5
1.6 Metode Penulisan 1. Studi kepustakaan Studi ini dilakukan dengan cara melihat dan mencari literature yang sudah ada untuk memperoleh data yang berhubungan dengan analisis pada penulisan skripsi. 2. Metode Bimbingan Untuk mendapatkan pengarahan dan petunjuk pembuatan skripsi dari dosen pembimbing agar dalam penulisan benar dan tepat sehingga dapat berjalan lancar. 3. Metode Survei Berupa peninjauan ke lokasi dan diskusi dengan pihak-pihak yang terkait dalam penulisan skripsi ini. 4. Penyusunan Laporan Setelah dilakukan pengujian data-data dan analisa yang diperoleh disusun dalam sebuah laporan tertulis. 1.7 Sistematika Penulisan Untuk memudahkan dalam penulisan dan pembahasan studi kasus, maka penulis menyusun laporan tugas akhir dalam 5 bab berdasarkan sistematika sebagai berikut. BAB I PENDAHULUAN Membahas mengenai latar belakang, tujuan penulis, perumusan masalah, pembatasan masalah, manfaat penelitian, metode penulisan dan sistematika penulisan. 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Membahas yang mencangkup landasan teori yang mendukung penulisan dari pustaka-pustaka yang telah dipublikasikan dan menjadi panduan atau dasar dari pembuatan skripsi ini. BAB III METODE PENELITIAN Berisi metodologi penelitian yang akan dilakukan yang meliputi studi literatur, pengambilan data, alat dan bahan penelitian, simulasi sistem dan analisis terhadap data yang diperoleh. BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Berisi analisis serta pembahasan terhadap masalah yang dilakukan dalam skripsi. BAB V PENUTUP Bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran dari penyusun. 7