Latar Belakang Meningkatnya kebutuhan akan tenaga listrik di jaringan listrik Bengkulu, menuntut suatu sistem tenaga listrik yang mempunyai keandalan dalam penyediaan dan penyaluran dayanya. Permasalahan yang paling mendasar pada distribusi daya listrik adalah mutu, kontinuitas dan ketersediaan pelayanan daya listrik pada pelanggan. Untuk mengetahui keandalan dalam penyaluran tenaga listrik kepada para konsumen, perlu diperhitungkan indeks keandalannya.
Permasalahan Dalam penelitian ini akan dilakukan perhitungan sistem keandalan distribusi 20 kv di wilayah APJ Cabang Bengkulu rayon Teluk Segara,dengan menggunakan software ETAP ( Electrical Transient Analisys Progam) dan Metode FMEA Kemudian hasilnya akan dibandingkan sehingga akan didapatkan tingkat keandalan yang lebih valid.
Tujuan Mengetahui keandalan sistem distribusi 20 kv di APJ Cabang Bengkulu rayon Teluk Segara dengan cara memperoleh nilai SAIDI, SAIFI dan CAIDI Mengetahui tingkat akurasi metode FMEA
KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV DI APJ Cabang Bengkulu rayon Teluk Segara Laju Kegagalan Metode FMEA Single Line Diagram Yang di Evaluasi Indeks Kegagalan Peralatan Sistem Distribusi
Laju Kegagalan λ = Laju kegagalan konstan (kegagalan/tahun) d = banyaknya kegagalan yang terjadi selama selang waktu T = jumlah selang waktu pengamatan (tahun)
Metode FMEA Pengertian Metode FMEA Indeks keandalan Sistem Kerja Metode FMEA
Pengertian Metode Failure modes and effects analysis (FMEA) Secure fungsional FMEA mengasumsikan sebuah kegagalan, lalu mengidentifikasi kegagalan tersebut, dan menganalisa bagaimana efek kegagalan tersebut.
Indeks keandalan Indeks keandalan dari titik beban (load point) Frekuensi gangguan (failure rate) untuk setiap load point λ LP Dimana: λ i = laju kegagalan untuk peralatan K K = semua peralatan yang berpengaruh terhadap load point Lama/durasi gangguan tahunan rata-rata untuk load point U LP Dimana: r j = waktu perbaikan (repairing time atau switching time)
Indeks keandalan Indeks keandalan sistem SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) SAIDI (System Average Interruption Duration Index) CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index)
SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) Dimana: N LP = jumlah konsumen pada load point N = jumlah konsumen pada section λ LP = frekuensi gangguan peralatan pada load point
SAIDI (System Average Interruption Duration Index) Dimana: N LP = jumlah konsumen pada load point N = jumlah konsumen pada section U LP = durasi gangguan peralatan pada load point
CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index)
Sistem Kerja Metode FMEA
Data Jumlah Pelanggan Tiap Load Point Load point Daya Pelanggan (Kw) Jumlah Pelanggan LP1 160 356 LP2 160 456 LP3 200 606 LP4 200 690 LP5 200 734 LP6 160 723 LP7 50 97
Data Panjang Saluran Saluran (cable) Panjang Saluran (km) L1 0.6 L2 0.6 L3 0.65 L4 0.65 L5 0.65 L6 0.55 L7 0.65 L8 0.65 L9 1.05 L10 0.55
Indeks Kegagalan Peralatan Sistem Distribusi Data indeks kegagalan saluran udara Data indeks kegagalan peralatan
PERHITUNGAN DAN ANALISIS KEANDALAN Analisis Indeks Keandalan Menggunakan Metode FMEA Perbandingan Indeks Keandalan Metode FMEA dengan Software ETAP 7
Analisis Indeks Keandalan Menggunakan Metode FMEA Dilakukan analisis evaluasi keandalan berdasarkan data yang telah didapat pada pembahasan sebelumnya dengan menggunakan data panjang line dan data jumlah pelanggan per load point. Standar yang digunakan dalam perhitungan menggunakan SPLN 59:1985 untuk laju kegagalan dan waktu pemulihan peralatan sistem jaringan 20 kv. Perhitungan keandalan dalam tiap section dijelaskan sebagai berikut
Section I
Section I Indeks keandalan load point section I Titik Beban λ (kegagalan/tahun) Indeks Keandalan Dasar r (jam/kegagalan) u (jam/tahun) LP1 7.159 0.466238 3.3378 LP2 7.164 0.472892 3.3878 LP3 7.164 0.472892 3.3878 LP4 7.164 0.472892 3.3878 LP5 7.164 0.472892 3.3878 LP6 7.164 0.472892 3.3878 LP7 7.164 0.472892 3.3878
Section I Perhitungan λ dan U load point I
Indeks keandalan Berdasarkan tabel diatas, dapat diperoleh SAIFI dan SAIDI pada section I dengan nilai 0.5756 kali/tahun untuk SAIFI dan 1.8108 jam/tahun. SAIFI untuk LP1 diperoleh dari mengalikan jumlah konsumen pada load point tersebut dengan λ LP1 kemudian membaginya dengan total konsumen pada section I. Hal ini dapat dilihat sebagai berikut: Sedangkan SAIDI untuk LP1 diperoleh dari mengalikan jumlah konsumen pada load point tersebut dengan U LP1 kemudian membaginya dengan total konsumen pada section I. Hal ini dapat dilihat sebagai berikut:
Indeks keandalan Indeks Keandalan Sistem Titik Beban SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI kali/ tahun jam/ tahun Lump1 0.21003824 0.11598899 0.55222796 0.99954869 0.00045130 Lump2 0.26922564 0.15044918 0.55882188 0.99954299 0.00045700 Lump3 0.35778671 0.19993904 0.55882188 0.99954299 0.00045700 Lump4 0.40738091 0.22765337 0.55882188 0.99954299 0.00045700 Lump5 0.43335882 0.24217039 0.55882188 0.99954299 0.00045700 Lump6 0.42686434 0.23854114 0.55882188 0.99954299 0.00045700 Lump7 0.05726949 0.03200344 0.55882188 0.99954299 0.00045700 Lump8 0.21518411 0.12584077 0.58480515 0.99952374 0.00047625 Lump9 0.06702455 0.03919630 0.58480515 0.99952374 0.00047625 Lump10 0.19320257 0.17379800 0.89956362 0.99927049 0.00072950 Lump11 0.11416515 0.10269882 0.89956362 0.99927049 0.00072950 Lump12 0.94786352 0.85266354 0.89956362 0.99927049 0.00072950 Lump13 0.05173825 0.03025679 0.58480515 0.99952374 0.00047625 Lump14 0.0582055 0.03403889 0.58480515 0.999523744 0.000476256 Lump15 0.06996423 0.04062564 0.58066302 0.99952711 0.00047288 Lump16 0.0680028 0.1079714 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump17 0.1017185 0.1615034 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump18 0.2760114 0.4382367 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump19 0.1182906 0.2062912 1.7439357 0.9986196 0.0013804 Lump20 0.2342954 0.4085961 1.7439357 0.9986196 0.0013804 Lump21 0.054288 0.100253 1.8466902 0.9985382 0.0014618 Lump22 0.286869 0.5297581 1.8466902 0.9985382 0.0014618 Lump23 0.2857261 0.4536612 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump24 0.0445732 0.0707711 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump25 0.0422875 0.0671419 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump26 0.3354424 0.5325982 1.5877488 0.9987432 0.0012568 Lump27 0.3428515 0.5927561 1.7289006 0.9984795 0.0015205 Lump28 0.049523 0.0854304 1.7250649 0.9984829 0.0015171 Lump29 0.1043448 0.0493747 0.4731874 0.99962 0.00038 Lump30 0.1507203 0.0713189 0.4731874 0.99962 0.00038 Lump31 0.1941973 0.0918917 0.4731874 0.99962 0.00038 Lump32 0.0550709 0.0260588 0.4731874 0.99962 0.00038 Lump33 0.2683981 0.1270026 0.4731874 0.99962 0.00038 Lump34 0.0857946 0.0405969 0.4731874 0.99962 0.00038 Lump35 0.0701828 0.0331967 0.4730037 0.99962 0.00038 Lump36 0.0516221 0.0244174 0.4730037 0.99962 0.00038
No Gangguan Peralatan LP yang dipengaruhi No Gangguan Peralatan LP yang dipengaruhi 1 B LP1 55 L13 LP10-LP12 2 T1 LP1 56 L14 LP10-LP12 3 T2 LP2 57 L15 LP8-LP28 4 T3 LP3 58 L16 LP8-LP28 5 T4 LP4 59 L17 LP8-LP28 6 T5 LP5 60 L18 LP17-LP28 7 T6 LP6 61 L19 LP17-LP28 8 T7 LP7 62 L20 LP17-LP28 9 T8 LP8 63 L21 LP17-LP28 10 T9 LP9 64 L22 LP17-LP28 11 T10 LP10 65 L23 LP19-LP20 12 T11 LP11 66 L24 LP19-LP20 13 T12 LP12 67 L25 LP17-LP28 14 T13 LP13 68 L26 LP21-LP22 15 T14 LP14 69 L27 LP21-LP22 16 T15 LP15 70 L28 LP17-LP28 17 T16 LP16 71 L29 LP17-LP28 18 T17 LP17 72 L30 LP17-LP28 19 T18 LP18 73 L31 LP17-LP28 20 T19 LP19 74 L32 LP17-LP28 21 T20 LP20 75 L33 LP17-LP28 22 T21 LP21 76 L34 LP8-LP28 23 T22 LP22 77 L35 L27-L36 24 T23 LP23 78 L36 L27-L36 25 T24 LP24 79 L37 L27-L36 26 T25 LP25 80 L38 L27-L36 27 T26 LP26 81 L39 L27-L36 28 T27 LP27 82 L40 L27-L36 29 T28 LP28 83 L41 L27-L36 30 T29 LP29 31 T30 LP30 32 T31 LP31 33 T32 LP32 34 T33 LP33 35 T34 LP34 36 T35 LP35 37 T36 LP36 40 S1 LP1-LP14 41 S2 LP8-LP27 42 S3 LP1-LP7 43 L1 LP1-LP7 44 L2 LP1-LP7 45 L3 LP1-LP7 46 L4 LP1-LP7 47 L5 LP1-LP7 48 L6 LP1-LP7 49 L7 LP1-LP7 50 L8 LP1-LP7 51 L9 LP8-LP28 52 L10 LP8-LP28 53 L11 LP10-LP12 54 L12 LP10-LP12
Titik Beban λ (kegagalan /tahun) Indeks Keandalan Dasar r (jam/kegaga lan) u (jam/tahun) LP1 7.159 0.466238 3.3378 LP2 7.164 0.472892 3.3878 LP3 7.164 0.472892 3.3878 LP4 7.164 0.472892 3.3878 LP6 7.164 0.472892 3.3878 LP7 7.164 0.472892 3.3878 LP8 7.134 0.499579 3.564 LP9 7.134 0.499579 3.564 LP10 7.104 0.82538 5.8635 LP11 7.104 0.82538 5.8635 LP12 7.104 0.82538 5.8635 LP13 7.134 0.499579 3.564 LP14 7.134 0.499579 3.564 LP15 7.134 0.495395 3.53415 LP16 6.934 1.537806 10.66315 LP17 6.934 1.537806 10.66315 LP18 6.934 1.537806 10.66315 LP19 6.934 1.699474 11.78415 LP20 6.934 1.699474 11.78415 LP21 6.934 1.805834 12.52165 LP22 6.934 1.805834 12.52165 LP23 6.934 1.537806 10.66315 LP24 6.934 1.537806 10.66315 LP25 6.934 1.537806 10.66315 LP26 6.934 1.537806 10.66315 LP27 7.704 1.68395 12.97315 LP28 7.704 1.680075 12.9433 LP29 7.034 0.384248 2.7028 LP30 7.034 0.384248 2.7028 LP31 7.034 0.384248 2.7028 LP32 7.034 0.384248 2.7028 LP33 7.034 0.384248 2.7028 LP34 7.034 0.384248 2.7028 LP35 7.038 0.384058 2.703 LP36 7.038 0.384058 2.703
Indeks Keandalan Sistem di APJ Bengkulu menggunakan metode FMEA Nama Penyulang SAIFI SAIDI CAIDI Penyulang UNIB 7.099482116 6.824690976 0.961294199 Penyulang PLN 1.0128 1.3219 1.3052 Penyulang GOR 0.208 0.16057 0.77196 Penyulang HORISON 0.25159 0.47215 1.87668 Penyulang Bas.Rahmat 0.7856 2.4113 3.0692 Penyulang K. Seri 0.6996 2.0006 2.8598
Indeks Keandalan Sistem di APJ Bengkulu Berdasarkan Running Software ETAP Nama Penyulang SAIFI SAIDI CAIDI Penyulang UNIB 6.1345 6.9187 1.128 Penyulang PLN 0.5617 1.8997 3.382 Penyulang GOR 0.099 0.3424 3.457 Penyulang HORISON 0.3725 1.275 3.423 Penyulang Basuki Rahmat 0.3037 2.4602 8.1 Penyulang Kembang Seri 0.3229 1.9072 5.906
KEANDALAN APJ BENGKULU Grafik perbandingan SAIFI 8 7 7.099482116 frecuency/customer/year 6 5 4 3 2 1 1.0128 0.208 0.25159 0.7856 0.6996 Penyulang UNIB Penyulang PLN Penyulang GOR Penyulang HORISON Penyulang Basuki Rahmat Penyulang Kembang Seri 0 Penyulang *Perbandingan hasil indeks keandalan dari 6 penyulang menggunakan FMEA
KEANDALAN APJ BENGKULU Grafik perbandingan SAIDI 6.824690976 7 6 hours/customer/year 5 4 3 2 1.3219 2.4113 2.0006 Penyulang UNIB Penyulang PLN Penyulang GOR Penyulang HORISON Penyulang Basuki Rahmat Penyulang Kembang Seri 1 0.16057 0.53086 0 Penyulang
KEANDALAN APJ BENGKULU Grafik perbandingan CAIDI 3.5 3.0692 2.8598 3 hours/customer interruption 2.5 2 1.5 1 0.961294199 1.3052 0.77196 1.81196 Penyulang UNIB Penyulang PLN Penyulang GOR Penyulang HORISON Penyulang Basuki Rahmat Penyulang Kembang Seri 0.5 0 Penyulang
Perhitungan indeks keandalan menggunakan metoda FMEA pada penyulang Unib sistem distribusi 20 KV didapat nilai sebagai berikut : Hasil Perhitungan SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI Menggunakan Manual FMEA 7.099482 6.82469 0.96129 0.99921 0.000786 Standar IEEE P1366 1.26 1.9 1.47 0.999375 0.001584 31
Setelah adanya peningkatan Manual ETAP SAIFI 5.5324 4.6223 SAIDI 5.4284 5.7731 CAIDI 0.812 1.249 6 5 5.7731 5.5324 5.4284 4.6223 4 3 2 1 0 1.249 0.812 SAIFI SAIDI CAIDI Manual ETAP
Perbandingan indeks keandalan sebelum dan sesudah dilakukan peningkatan keandalan Hasil Perhitungan SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI Sebelum dilakukan peningkatan keandalan 6.1345 6.9187 1.128 0.9992 0.00079 Sesudah dilakukan peningkatan keandalan 4.6223 5.7731 1.249 0.9993 0.00066
Kesimpulan 1. Pada hasil studi keandalan distribusi 6 penyulang di GI Sukamerindu didapatkan nilai SAIFI,SAIDI dan CAIDI sebagai berikut : Penyulang Unib SAIFI = 7.0099482, SAIDI = 6.8246909, CAIDI = 0.96129 Penyulang PLN SAIFI = 1.0128, SAIDI = 1.3219, CAIDI = 1.3052 Penyulang GOR SAIFI = 0.208, SAIDI = 0.16057, CAIDI = 0.77196 Penyulang Horison SAIFI = 0.29298, SAIDI = 0.53086, CAIDI = 1.81196 Penyulang Basuki Rahmat SAIFI = 0.7856, SAIDI = 2.4113, CAIDI = 3.0692 Penyulang Kembang Seri SAIFI = 0.6996, SAIDI = 2.0006, CAIDI = 2.8598 2. Hal ini berarti keandalan sistem belum memenuhi standart internasional. Maka perlu adanya upaya-upaya peningkatan keandalan. Nilai indeks-indeks keandalan setelah dilakukan upaya peningkatan keandalan sebagai berikut : Pada penyulang unib indeks keandalan SAIFI = 4.6223 Pada penyulang unib indeks keandalan SAIDI = 5.7731 Pada penyulang unib indeks keandalan CAIDI = 1.249 Pada penyulang unib indeks keandalan ASAI = 0.9993
Saran Untuk penelitian lebih lanjut tentang keandalan sistem distribusi, perlu dilibatkan berbagai analisa lainnya, seperti cost analysis, management analysis maupun maintenance analysis. Untuk melengkapi wacana penelitian tentang keandalan distribusi, dapat dilakukan pengembangan untuk daerah lain yang memiliki karakteristik jaringan dan beban yang berbedabeda, baik di PT. PLN (Persero) Distribusi Bengkulu maupun di seluruh Indonesia. 32