MEMINIMALKAN RUGI-RUGI PADA SISTEM DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH DENGAN PEMASANGAN KAPASITOR Adranus Dr Program Stud Teknk Elektro Jurusan Teknk Elektro Fakultas Teknk Unverstas Tanjungpura adranus_dr@yahoo.co.d Abstrak-Sstem dstrbus merupakan bagan dar sstem tenaga lstrk yang berguna untuk menyalurkan tenaga lstrk dar sumber daya yang besar agar sampa ke konsumen. Sebelum tenaga lstrk sampa ke konsumen terdapat rug-rug daya, susut energ dan drop tegangan pada saluran. Agar rug-rug daya, susut energ dan drop tegangan dapat dkurang salah satunya dengan pemasangan kapastor pada sstem dstrbus. Dengan menggunakan teknk analsa alran daya radal maka profl tegangan dan rug-rug daya dapat dketahu dan dengan menggunakan faktor senstftas rug-rug maka dapat dketahu dmana letak kapastor akan dpasang dengan kapastas dar kapastor telah dtentukan besarnya. Kata kunc : sstem dstrbus,kapastor, faktor senstftas rug-rug.. Pendahuluan Suatu sstem dstrbus harus memlk keandalan agar kualtas dayanya tetap terjaga dan tersalurkan dengan bak. Kualtas daya merupakan hal pentng untuk menjaga stabltas sstem tenaga lstrk. Untuk menjaga stabltas tersebut salah satunya adalah dengan pemasangan kapastor pada sstem dstrbus tenaga lstrk. Pemasangan kapastor dharapkan mampu menekan rugrug atau susut energ pada sstem dstrbus tegangan menengah serta memperbak kualtas daya lstrk yang melput profl tegangan dan faktor daya yang dngnkan. Untuk menentukan letak kapastor yang akan dpasang pada jarngan menggunakan faktor senstftas rug-rug. Dengan menggunakan cara n akan dapat menentukan calon bus yang akan dpasang kapastor dengan kapastas tertentu, sehngga dapat mengurang rug-rug pada jarngan dstrbus tegangan menengah.[]. Dasar Teor Pada umumnya, hampr seluruh jarngan dstrbus berstruktur radal. Dbandngkan dengan struktur jarngan yang lannya, jarngan struktur radal memlk kekhususan yang dapat dmanfaatkan untuk mempermudah pemecahan masalah-masalah dalam menganalss jarngan radal. Kekhususan jarngan struktur radal adalah jarngan radal, hanya memlk satu bus sebaga sumber daya, dan selanjutnya kta sebut sebaga bus sumber. Dan bus-bus lannya ddalam jarngan merupakan bus beban, berart bahwa seluruh bus dalam sstem jarngan akan mempunya arus njeks. Untuk jarngan dstrbus hantaran udara tegangan menengah (SUTM), pada umumnya saluran relatf pendek, dan efek kapastans saluran dapat dabakan, sehngga saluran dapat drepresentaskan sebaga mpedans ser. B Sumber 3 B B3 4 5 B5 6 I I 3 I 6 Gambar. Jarngan Dstrbus Radal Sederhana [].. Pengertan Arus Injeks Pada Jarngan Dstrbus Radal Untuk sstem dstrbus permodelan lebh mudah menggunakan berdasarkan arus njeks []. Pada bus ke-, beban komplek S dnyatakan sebaga : I I4 B4 S = P + jq Gambar. Permodelan Arus Injeks Dan arus njeks ekvalen pada teras ke-k dar solus adalah : ( ) dmana : S = Beban komplek pada bus ke- P = Beban aktf pada bus ke- Q = Beban reaktf pada bus ke- V (k) = Tegangan bus ke- pada teras ke-k I (k) = Arus bus ke- pada teras ke-k I5
.. Faktor Senstftas Rug-rug Untuk mendefnskan untuk mengdentfkas lokas penempatan kapastor pada sstem dstrbus prmer dgunakanlah Faktor Senstftas Rug-rug. Faktor senstftas rug-rug mampu untuk mempredks bus yang akan dplh sebaga bus dmana kapastor dtempatkan. Perhatkan saluran dstrbus dengan R + jx dan beban dar P + jq dantara bus dan j sepert pada gambar d bawah n.[] R + j X K-Saluran j P + j Q Gambar 3. Saluran Dstrbus Dengan Impedans dan Beban Rug-rug daya aktf pada saluran dar gambar datas dberkan oleh [I k] * [Rk], yang dapat juga dtulskan sebaga berkut : ( ) Dengan cara yang sama rug-rug daya reaktf pada k- saluran dberkan oleh dmana : P : Total daya aktf beban Q : Total daya reaktf beban ( ) Sekarang, Faktor Senstftas Rug-rug dapat dhtung dengan persamaan berkut :.. Pemlhan Calon menggunakan Faktor Senstftas Rug-rug Untuk Faktor Senstftas Rug-rug sepert yang dberkan pada persamaan (5) dapat dproses dengan teknk alran daya pada sstem dstrbus tegangan menengah. Nla dar faktor senstftas rug-rug telah dsusun pada urutan menurun dan nomor-nomor bus yang coco a an d s mpan dalam pos s ve to b s bpos. U tan yan men n (elemen da ve to bpos ) a an menentukan urutan yang bus-busnya dpertmbangkan untuk dkompensas daya reaktfnya. Pada bus-bus dar ve to bpos n, besa an te an an no mal d h t n berdasarkan pertmbangan besaran tegangan sepert (3) (4) (5) (6).. Metodolog Penyelesaan Alran Daya Sstem Dstrbus Radal Matrk-matrk BIBC dan BCBV dbentuk berdasarkan struktur topolog sstem dstrbus. Matrk BIBC menyatakan hubungan antara njeks arus bus dan arus cabang. Menyatakan varas-varas pada arus cabang yang ddapatkan dar varas-varas njeks arus bus dapat dhtung secara langsung oleh matrk BIBCMatrk. Matrk BCBV menyatakan hubungan antara arus cabang dan tegangan bus.menyatakan varas-varas pada tegangan bus yang dperoleh dengan varas-varas pada arus cabang dapat dtentukan secara langsung oleh matrk BCBV.[] Hubungan antara arus njeks bus dan tegangan bus sebaga berkut : (8) (9) Matrk merupakan matrk yang menerangkan jatuh tegangan dar bus sumber ke bus beban dalam sstem. Dan penyelesaan alran daya sstem dstrbus radal dapat dperoleh dengan prosedur perhtungan secara teratf sebaga berkut : () Alran daya aktf dan daya reaktf dperoleh sebaga berkut : [ { } ] () [ { } ] () Total rug-rug daya aktf yang terjad pada jarngan dnyatakan : { [( ) ] } (3) dmana : DLF = Smbol perkalan matrk BIAC dan ACTB BIBC = Injeks ke Arus Cabang BCBV = Arus Cabang ke Tegangan S j = Daya komplek yang mengalr dar bus ke- ke bus ke-j (k) V = Tegangan bus ke- pada teras ke-k V = Tegangan bus ke- V = Tegangan bus sumber V j = Tegangan bus ke-j y j = Admtans P loss = Total rug-rug aktf pada jarngan V ss = Tegangan bus sumber (Gardu Hubung) PD j = Beban aktf pada bus ke-j N = Jumlah bus = Total rug daya aktf P Loss no m (7) ( (.8) norm[] akan memutuskan apakah bus-bus membutuhkan kompensas daya reaktf atau tdak. bus yang nla norm[] kurang dar. dapat dplh sebaga calon bus-bus untuk penempatan kapastor.[] I ( k ) P V ( k ) * j Q
.3. Dagram Alr Analss Alran Daya Sstem Dstrbus Radal Dagram alr dar perhtungan teras alran daya sstem dstrbus radal sebaga berkut : MULAI Set : MVAdasar, KVdasar, akuras, teras maksmum Data mpedans tap cabang (saluran) Data beban aktf dan reaktf bus Bentuk matrk [BIBC], [BCBV] Htung : [DLF] = [BIBC].[BCBV] Set teras k =, V = pu, V (k) = pu Htung arus njeks : : I (k) = [ P + Q ]/ V (k) 3. Analss Alran Daya Pada Penyulang KV PT. PLN (Persero) Rantng Rasau Jaya Analss alran daya dlakukan pada penyulang Duran, penyulang Duran, penyulang Duran 3 dan penyulang Duran 4. Data-data yang dgunakan bersumber dar PT. PLN (Persero) Rantng Rasau Jaya dan perhtungan menggunakan alat bantu perangkat lunak (software) matlab 7.4. 3.. Hasl Analss Alran Daya Sebelum Pemasangan pada Penyulang Duran daya dasar MVA, dan akuras.. Tegangan setap alran daya pada penyulang Duran dtamplkan dalam gambar Set teras k = k+, V = pu, Htung jatuh tegangan : [ V (k+) ] = [DLF][ I (k) ] Update tegangan terbaru : [V (k+) ] = [V] - [ V (k+) ] Htung arus njeks dengan tegangan bus baru : I (k+) = [ P + Q ]/ V (k+).995.99.985.98.975 Tdak Test konvergen pada busmaks I (k+) - I (k) ε Dengan menggunakan tegangan bus terbaru : Htung alran daya aktf dan reaktf : P j real[v { V V j y j } ] Q j mag[v { V V j y j } ] Htung Total rug-rug daya aktf : P Loss real V ss [(V ss V j )y ss j ] PD j j ss Ya Htung ; FSR = [(*Q[j]*R)/(V[j]) ] Norm[] = V[] /.95 j N.97 4 8 6 4 8 3 36 4 Gambar 4. Grafk profl tegangan sebelum pemasangan kapastor penyulang duran pada penyulang Duran dtamplkan ke dalam gambar.5 x -3 Grafk Rug-Rug Daya Aktf.5.5 + Q c Q = Q + Q c Ya Norm[]<. FSR>. Cetak : Tegangan, Alran Daya Total rug aktf pada jarngan, FSR, Norm, Grafk STOP Tdak 4 8 6 4 8 3 36 4 Gambar 5. Grafk rug-rug daya aktf sebelum pemasangan kapastor penyulang duran 3.. Hasl Analss Alran Daya Sebelum Pemasangan pada Penyulang Duran daya dasar MVA, dan akuras.. Tegangan setap alran daya pada penyulang Duran dtamplkan dalam gambar
pada penyulang Duran 3 dtamplkan ke dalam gambar 7 x -3 Grafk Rug-Rug Daya Aktf.9998.9998.9997..4.6.8..4.6.8 3 Gambar 6. Grafk profl tegangan sebelum pemasangan kapastor pada penyulang duran pada penyulang Duran dtamplkan ke dalam gambar 5.8 5.6 5.4 5. 5 4.8 4.6 4.4 6 x -6 Grafk Rug-Rug Daya Aktf 4....3.4.5.6.7.8.9 Gambar 7. Grafk rug-rug daya daya aktf sebelum pemasangan kapastor pada penyulang duran 3.3. Hasl Analss Alran Daya Sebelum Pemasangan Pada Penyulang Duran 3 daya dasar MVA, dan akuras.. Tegangan setap alran daya pada penyulang Duran 3 dtamplkan ke dalam gambar.99.98.97.96.95 Gambar 9. Grafk rug-rug daya aktf sebelum pemasangan kapastor pada penyulang duran 3 3.4. Hasl Analss Alran Daya Sebelum Pemasangan pada Penyulang Duran 4 daya dasar MVA, dan akuras.. Tegangan setap alran daya pada penyulang Duran 4 dtamplkan ke dalam gambar 6 5 4 3 4 8 6 4 8 3 36 4 44 48 5 56 6...3.4.5.6.7.8.9 Gambar. Grafk profl tegangan sebelum pemasangan kapastor pada penyulang duran 4 3.5. Hasl Analss Alran Daya Setelah Pemasangan Pada Penyulang Duran daya dasar MVA, dan akuras.. Tegangan setap alran daya pada penyulang Duran dtamplkan ke dalam gambar.94.93.9 4 8 6 4 8 3 36 4 44 48 5 56 6 Gambar 8. Grafk profl tegangan sebelum pemasangan kapastor pada penyulang duran 3
Gambar. Grafk profl tegangan setelah pemasangan kapastor pada penyulang duran pada penyulang Duran dtamplkan ke dalam gambar Gambar. Grafk rug-rug daya setelah pemasangan kapastor pada penyulang duran 3.6. Hasl Analss Alran Daya Setelah Pemasangan Pada Penyulang Duran 3 daya dasar MVA, dan akuras.. Tegangan setap alran daya pada penyulang Duran 3 dtamplkan ke dalam gambar.5.995.99.985.98.975.97 4 6 8 4 6 8 4 6 8 3 3 34 36 38 4.5 x -3.5.5 4 6 8 4 6 8 4 6 8 3 3 34 36 38 4.99.98.97.96.95.94.93 Grafk Rug-Rug Daya Aktf.9 4 8 6 4 8 3 36 4 44 48 5 56 6 Gambar. Grafk profl tegangan setelah pemasangan kapastor pada penyulang duran pada penyulang Duran 3 dtamplkan ke dalam gambar Gambar. Grafk rug-rug daya setelah pemasangan kapastor pada penyulang duran 3.7. Dskus Hasl Perhtungan Dar hasl perhtungan sebelum dlakukan pemasangan kapastor pada penyulang duran daya aktf yang dbangktkan dar Gardu Hubung sebesar 4.8858 kw, total daya aktf beban sstem sebesar 7.7 kw, sehngga rug-rug daya aktf pada penyulang duran sebesar 3.658 kw. Pada penyulang Duran daya aktf yang dbangktkan dar Gardu Hubung sebesar 98.85 kw, total daya aktf beban sebesar 98.79 kw, sehngga rug-rug daya aktf pada penyulang Duran sebesar.5 kw. Pada penyulang Duran 3 daya aktf yang dbangktkan dar Gardu Hubung sebesar 594.6888 kw, total daya aktf beban sebesar 49. kw, sehngga rug-rug daya aktf pada penyulang duran 3 sebesar 3.39888 kw. Pada penyulang Duran 4 daya aktf yang dbangktkan dar Gardu Hubung sebesar 9.6954 kw, total daya aktf beban sebesar 9.69 kw, sehngga rug-rug daya aktf pada penyulang Duran 4 sebesar.54 kw. Berdasarkan faktor senstftas rug-rug daya dengan asums batasan sebesar. maka yang memlk faktor senstftas rug-rug daya yang lebh besar dar batasan asums terdapat pada penyulang Duran dan penyulang Duran 3. Dmana pada penyulang Duran terletak pada bus 3 dan 35, sedangkan pada penyulang Duran 3 terletak pada bus 3 dan 54. Dmana bus-bus tersebut merupakan tempat pemasangan kapastor. Tabel. Perbandngan rug-rug daya aktf sebelum dan sesudah pemasangan kapastor pada penyulang duran Pemasangan d 3 35 7 x -3 Grafk Rug-Rug Daya Aktf 6 5 4 3 4 8 6 4 8 3 36 4 44 48 5 56 6 Rug-Rug Daya Aktf Saluran Tanpa Dengan Pengurangannya Dalam (%) 5 5 3.6 3.49..86 3.6 3.38.3.7 5 5 3.6 3.6.34.54 3.6 3.5.45 3.36 5 5 3.6 3.4.56 4.6
35 35 3.6.83.77 5.7 5 5 3.6.53.7 7.93 6 6 3.6.34.6 9.3 3.6.67.94 4.5 Tabel. Perbandngan rug-rug daya aktf sebelum dan sesudah pemasangan kapastor pada penyulang duran 3 Pemasangan d 3 54 Rug-Rug Daya Aktf Saluran Tanpa Dengan Pengurangannya Dalam (%) 5 5 3.39.9.47.45 3.39.45.94.9 5 5 3.39.99.4.36 3.39.53.86.8 5 5 3.39.7.3.4 35 35 3.39.7 3. 3. 5 5 3.39 98.84 4.55 4.4 6 6 3.39 97.97 5.4 5.4 3.39 94.66 8.7 8.44 4. Kesmpulan Berdasarkan analsa alran daya pada penyulang Duran, Penyulang Duran, Penyulang Duran 3 dan Penyulang Duran 4 PT. PLN (Persero) Rantng Rasau Jaya, maka dapat dsmpulkan :. Perhtungan analsa alran daya dlakukan dengan metode yang kokoh dan efsen serta memerlukan memor yang kecl dan proses perhtungan yang cepat.. Pengujan program dengan menggunakan sstem dstrbus radal 33 pada jurnal M. Damodar Reddy dan N.V. Vjaya Kumar hasl rug-rug daya aktfnya sama besar yatu 369.5 kw sebelum pemasangan kapastor dan 97.98 kw setelah pemasangan kapastor. 3. Berdasarkan faktor senstftas rug-rug yang besar dar. maka ada penyulang yang dpasang kapastor, yatu penyulang duran pada bus 3 dan bus 35, penyulang duran 3 pada bus 3 dan bus 54. 4. Dengan pemasangan kapastor pada bus 3 dan bus 35 d penyulang duran rug-rug daya berkurang yang mana sebelum pemasangan kapastor rug-rug daya sebesar 3.6 kw dan setelah pemasangan kapastor sebesar 5 kvar, rug-rug daya berkurang menjad 3.6 kw, sehngga pengurangan rug-rug daya sebesar.35 kw. 5. Dengan pemasangan kapastor pada bus 3 dan bus 54 d penyulang duran 3 rug-rug daya berkurang yang mana sebelum pemasangan kapastor rug-rug daya sebesar 3.39 kw dan setelah pemasangan kapastor sebesar 5 kvar rug-rug daya berkurang menjad.99 kw, sehngga pengurangan rug-rug daya sebesar.4 kw. Referens [] Sngh, Amrtpal.. Loss Mnmzaton n Hgh Voltage Dstrbuton System by Capactor Placement Usng Genetc Algorthm. Patala : Thapar Unversty [] Thakur, T. and Dhman Jaswant, 6.A New Approach to Load Flow Solutons for Radal Dstrbuton System.IEEE PES Transmsson and Dstrbuton Conferense and Exposton Latn Amerca. Venezuela. [3] Zhu, Jzhong. 9. Optmzaton Of Power System Operaton. Canada : John Wley and Sons. [4] Saadat, Had. Power System Analyss. New York : McGraw- Hll Book Company, 999. [5] Gonen, Turan. Modern Power System Analyss. Canada : Jhon Wley and Sons, 988. [6] Reddy, M. Damodar dan Kumar, N. V. Vjaya.. Optmal Capactor Placement For Loss Reducton In Dstrbuton Systems Usng Fuzzy and Harmony Search Algorthm. Journal of Engneerng and Appled Scences. Vol.7, No.. Inda : Unversty Trupat [7] Rao, Sankara Gowr R et al.. Loss Mnmzaton In Radal Dstrbuton System : A Two Stage Method. Internatonal Journal of Engneerng Scence And Technology. Vol.3, no.5. [8] Natarajan, R. 5. Power System Capactors. Taylor dan Francs Group. [9] Rao, Srnvasa dan Narasmham. 8. Optmal Capactor Placement n a Radal Dstrbuton System usng Plant Growth Smulaton Algorthm. Journal of Electrcal and Electroncs Engneerng :. Bograf Adranus Dr, lahr d Punt, pada tanggal 6 Jul 989. Menempuh Penddkan Program Strata I (S) d Fakultas Teknk Unverstas Tanjungpura sejak tahun 8. Peneltan n dajukan sebaga syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknk Elektro konsentras Teknk Tenaga Lstrk Fakultas Teknk Unverstas Tanjungpura.