Upload
others
View
52
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
SKRIPSI
PENGARUH PEMASANGAN FAULT DETECTION
INSULATION RESTORATION (FDIR) PADA GARDU
HUBUNG SEKOJO TERHADAP NILAI INDEKS
KEANDALAN PENYULANG OGAN
GARDU INDUK SEI JUARO PT. PLN RIVAI
Merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana
Telah dipertahankan di depan dewan
14 Agustus 2020
Dipersiapkan dan Disusun Oleh
ELVIS VIKRAM NOVALDO
132016060
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG
2020
ii
iii
iv
MOTTO
“Setiap pemimpin harus menjadi panutan dan meninggalkan legacy yang
baik. Jangan kita duduk disuatu tempat, 1 – 2 tahun ada atau tidak ada kita
tidak ada pengaruhnya”.
“Jabatan bukan hanya untuk dinikmati, tetapi hutang yang setiap saat,
setiap waktu harus diselesaikan dengan PRESTASI”.
“You can’t climb the ladder of success with hands in your pockets”.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat allah SWT, atas rahmat dan
karunia-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul
PENGARUH PEMASANGAN FAULT DETECTION INSULATION
RESTORATION (FDIR) PADA GARDU HUBUNG SEKOJO TERHADAP
NILAI INDEKS KEANDALAN PENYULANG OGAN GARDU INDUK SEI
JUARO PT. PLN RIVAI yang disusun guna untuk syarat mendapatkan gelar
sarjana pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Palembang.
Pada kesempatan ini penulis secara khusus mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada,
Bapak Taufik Barlian, S.T. M.Eng, selaku Pembimbing I
Ibu Wiwin A. Oktaviani, S.T., M.Sc, selaku Pembimbing II
dan tak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih kepada,
1. Bapak Dr. Abid Djazuli, S.E., M.M, selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Palembang
2. Bapak Dr. Ir. Kgs Ahmad Roni, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Palembang
3. Bapak Taufik Barlian, S.T., M.Eng, selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang
4. Bapak Feby Ardianto, S.T., M.Cs, selaku Sekretaris Program Studi Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang
5. Bapak dan Ibu Staf Dosen pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang
6. Bapak dan Ibu Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Palembang
7. Rekan-rekan Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Palembang
vi
8. Orang tua dan adik-adik saya yang selalu mensupport dan memotivasi saya
selama proses perkuliahan
9. Destari Wirandani dan keluarga
Yang telah banyak membantu penulis baik secara moril maupun material dalam
menyelesaikan skripsi ini, Semoga amal baik yang diberikan kepada penulis
mendapatkan imbalan yang sesuai dari Allah SWT. Penulis menyadari penulisan
skripsi ini jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca akan
penulis terima sangat senang hati. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat khususnya
bagi penulis sendiri dan umumnya bagi rekan-rekan pembaca di Program Studi
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang.
Palembang, Agustus 2020
Penulis,
Elvis Vikam Novaldo
vii
ABSTRAK
Dalam peningkatan keandalan sistem distribusi dan kontinuitas penyaluran
tenaga listrik, diperlukan cara penilaian terhadap mutu dan keandalan pelayanan.
Keandalan sistem distribusi dapat diperoleh dengan memakai bentuk jaringan
yang tepat, pemeliharaan rutin, serta mempersempit luas area gangguan yang
terjadi. Salah satu cara untuk mempersempit luas area gangguan yang terjadi
adalah dengan menggunakan sistem FDIR.
Fault, Detection, Insulation, and Restoration (FDIR) adalah sistem otomasi
jaringan distribusi yang secara otomatis akan melakukan fungsi buka tutup Circuit
Breaker (CB) ataupun Load Break Switch (LBS) saat terjadi gangguan dengan
mendeteksi secara cepat adanya gangguan sehingga dapat mengisolasi dan
mempecepat pemulihan titik aman dari gangguan. FDIR merupakan salah satu
metode pengontrolan alat switching pada jaringan distribusi untuk meningkatkan
keandalan penyaluran. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi bagaimana
pengaruh penerapan sistem FDIR pada Gardu Hubung (GH) Sekojo terhadap nilai
indeks keandalan Penyulang Ogan. Pada penelitian ini sistem distribusi yang
diamati adalah sistem distribusi 20 kV pada penyulang Ogan dan sistem distribusi
20 kV pada penyulang Kedondong Gardu Induk Boom Baru sebagai pengalihan
beban manuvernya.
Dari hasil analisa didapatkan perbandingan nilai indeks keandalan, dimana
sebelum dipasang sistem FDIR, Energy Not Sell (ENS) Penyulanag Ogan adalah
106 kWH/th dan System Average Interruption Duration Index (SAIDI) sebesar
0,11 jam/konsumen/th dan sesudah dipasang sistem FDIR didapatkan ENS
sebesar 91 kWH/th dan SAIDI sebesar 0,095 jam/konsumen/th. Sehingga
didapatlah kesimpulan terjadi penurunan ENS dan SAIDI yang signifikan ketika
jaringan distribusi dipasang dengan sistem FDIR, dan jika di rupiahkan maka PT.
PLN akan menyelamatkan keuntungan sebesar Rp.523.966.000,-.
Kata Kunci : FDIR, LBS, Manuver Beban, Indeks Keandalan, Penyaluran
viii
ABSTRACT
In improving the reliability of the distribution system and the continuity of
the distribution of electricity, it is necessary to assess the quality and reliability of
service. The reliability of the distribution system can be obtained by using the
right form of network, routine maintenance, and narrowing the area of the
disturbance that occurs. One way to narrow the area of disturbance that occurs is
to use the FDIR system.
Fault, Detection, Insulation, and Restoration (FDIR) is a distribution
network automation system that will automatically open and close Circuit Breaker
(CB) or Load Break Switch (LBS) functions when a disturbance occurs by
detecting quickly the disturbance so that it can isolate and speed up safe recovery
point from tampering. FDIR is a method of controlling switching devices in
distribution networks to improve distribution reliability. This study aims to
evaluate how the effect of the application of the FDIR system at Sekojo Substation
(GH) on the reliability index value of the Ogan Feeder. In this research, the
observed distribution system is the 20 kV distribution system in the Ogan feeder
and the 20 kV distribution system at the Kedondong Substation substation Boom
Baru as a load transfer maneuver.
From the results of the analysis, a comparison of the reliability index value
is obtained, where before the FDIR system is installed, Ogan's Energy Not Sell
(ENS) is 106 kWH / year and the System Average Interruption Duration Index
(SAIDI) is 0.11 hours / consumer / year and after the system is installed. FDIR
obtained ENS of 91 kWH / year and SAIDI of 0.095 hours / consumer / year. So it
can be concluded that there was a significant decrease in ENS and SAIDI when
the distribution network was installed with the FDIR system, and if it was broken,
PT. PLN will save a profit of IDR 523,966,000.
Keywords: FDIR, LBS, Load Maneuver, Reliability Index, Distribution
ix
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL i
LEMBAR PERSETUJUAN SKRIPSI
Error! Bookmark not defined.
PERNYATAAN . ii
MOTO iv
KATA PENGANTAR iv
ABSTRAK vii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xiii
BAB 1 1
PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Tujuan Penelitian 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Sistematika Penulian 2
BAB 2 4
TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Sistem Konfigurasi Jaringan Distribusi 20 kV 4
2.2 Load Break Switch (LBS) 4
2.3 Manuver Beban 5
2.4 Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) 5
2.4.1 Pengertian sistem SCADA 5
2.4.2 Fungsi dasar SCADA 6
2.4.2.1 Tele kontrol 6
2.4.2.2 Tele signal 6
2.4.2.3 Tele metering 6
2.5 Indeks-Indeks Keandalan 6
2.5.1 System Average Interruption Duration Index (SAIDI) 6
x
2.5.2 Energy Not Sell (ENS) 7
2.6 Keandalan Sistem Distribusi 7
2.7 Gangguan Pada Sistem Distribusi 20 kV 7
2.7.1 Jenis-jenis gangguan pada sistem distribusi 20 kV 8
2.7.1.1 Gangguan temporer 8
2.7.1.2 Gangguan permanen 8
BAB 3 9
METODE PENELITIAN 9
3.1 Diagram Penelitian 9
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian 12
3.3 Bahan dan Alat 12
BAB 4 13
HASIL PERHITUNGAN DAN ANALISIS 13
4.1 Kelistrikan Pada Gardu Induk Boom Baru 13
4.1.1 Data tranformator daya 30 MVA 1 di GI boom baru 13
4.1.2 Data penyulang dan Load Break Switch di gardu induk boom
baru 15
4.2 Kelistrikan Pada Gardu Induk Sei Juaro 17
4.2.1 Data tranformator daya 30 MVA 1 di GI sei juaro 17
4.2.2 Data penyulang, Load Break Switch (LBS) dan gardu hubung di
gardu induk sei juaro 19
4.3 Data Penyulang Ogan 21
4.3.1 Single Line Diagram penyulang ogan GI sei juaro 21
4.3.2 Single Line Diagram konfigurasi jaringan penyulang ogan –
kedondong 21
4.4. Metode Pemecahan Masalah Gangguan 24
4.5. Perhitungan Indeks Keandalan 29
BAB 5 30
KESIMPULAN DAN SARAN 30
5.1 Kesimpulan 30
5.2 Saran 30
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1 Pola jaringan distribusi dasar 4
Gambar 4. 1 Gardu induk boom baru 13
Gambar 4. 2 Transformator daya 30 MVA gardu induk boom baru 14
Gambar 4. 3 Name plate transformator daya 30 MVA gardu induk boom
baru 14
Gambar 4. 4 Penyulang yang ada di gardu induk boom baru 15
Gambar 4. 5 KPL villa bari 16
Gambar 4. 6 KPL dexa 16
Gambar 4. 7 Gardu induk sei juaro 17
Gambar 4. 8 Transformator daya 30 MVA gardu induk sei juaro 18
Gambar 4. 9 Name plate transformator daya 30 MVA gardu induk sei
juaro 19
Gambar 4. 10 Penyulang yang ada di gardu induk sei juaro 19
Gambar 4. 11 GH sekojo 20
Gambar 4. 12 KPL ramakasih 20
Gambar 4. 13 SLD penyulang ogan sebelum dilakukan rekonfigurasi
jaringan 21
Gambar 4. 14 SLD penyulang ogan setelah dilakukan rekonfigurasi
jaringan dengan penyulang kedondong 22
Gambar 4. 15 Jaringan open loop penyulang ogan dan kedondong 23
Gambar 4. 16 Skema pemasangan titik remote pada penyulang ogan-
kedondong 24
Gambar 4. 17 Diagram titik penyebab lamanya mengisolasi gangguan
penyulang 25
Gambar 4. 18 Konfigurasi jaringan open loop pada tampilan HMI
SCADA. 26
xii
Gambar 4. 19 Penginputan line section pada conductor di master
survalent 27
Gambar 4. 20 Penginputan fault status point LBS di master survalent 27
Gambar 4. 21 Penginputan beban maksimal trafo di dalam satu section
jaringan 28
Gambar 4. 22 Formasi/skenario penyulang ogan-kedondong keadaan
gangguan 28
Gambar 4. 23 Formasi/skenario penyulang ogan-kedondong setelah
kondisi gangguan 29
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Data sistem penyulang ogan sebelum dipasang sistem
FDIR 30
Tabel 4.2 Data titik beban penyulang ogan 30
Tabel 4.3 Indikasi keandalan 30
Tabel 4.4 Data sistem penyulang ogan setelah dipasang sistem FDIR 31
Tabel 4.5 Data titik beban penyulang ogan setelah dipasang sistem FDIR 32
Tabel 4.6 Indikasi keandalan setelah dipasang sistem FDIR 30
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengaman atau sistem proteksi pada jaringan distribusi penyulang 20 kV
akan bekerja ketika terjadi gangguan pada sistem tersebut. Gangguan pada sistem
distribusi ini tidaklah dikehendaki, namun tidak pula dapat dihindarkan. Kondisi
tersebut tidaklah bisa dibiarkan dalam waktu yang lama karena akan membuat
kerusakan pada peralatan-peralatan listrik dan menimbulkan kerugian bagi
penyedia listrik khususnya dari segi penjualan energi listrik (Rochman et al.,
2017).
Gangguan hubung singkat merupakan permasalahan yang sering terjadi
pada saluran distribusi. Hal yang dapat memperlambat proses penanganan
gangguan salah satunya adalah lokasi gangguan tidak dapat segera diketahui
letaknya. Metode berbasis impedansi merupakan salah satu metode yang dapat
digunakan untuk mengetahui jarak lokasi gangguan (Al Qoyyimi, 2017). Namun
metode ini hanya menentukan jarak lokasi gangguannya saja.
Keandalan sistem distribusi 20 kV dapat diperoleh salah satunya dengan
mempersempit luas area gangguan yang terjadi. Sistem Supervisory Control And
Data Aqcuisiton (SCADA) saja juga rasanya tidak cukup digunakan, diperlukan
suatu percepatan dalam mengisolasi, serta pemulihan suatu gangguan. Salah satu
cara untuk mempersempit luas area gangguan yang terjadi adalah dengan
menggunakan sistem Fault Detection, Isolation and Restoration (FDIR). FDIR
adalah suatu sistem otomasi jaringan distribusi yang secara otomatis akan
melakukan fungsi buka tutup Circuit Breaker (CB) ataupun Load Break Switch
(LBS) pada saat terjadi gangguan dengan mendeteksi secara cepat adanya
gangguan sehingga dapat mengisolasi dan mempecepat pemulihan titik aman dari
gangguan (Previanto, 2015). Diharapkan dengan menerapkan sistem FDIR ini
akan menghasilkan nilai indeks keandalan yang baik pada suatu sistem distribusi.
2
Berdasarkan data gangguan penyulang 20 kV pada PT PLN (Persero) Area
Palembang, jumlah gangguan terbanyak pada kurun waktu 3 bulan terakhir
dimulai bulan Desember 2019 hingga Februari 2020 salah satunya adalah pada
Penyulang Ogan Gardu Induk Sei Juaro. Kondisi alam yang berubah-ubah dan
masih banyaknya tanam tumbuh masih menjadi penyebab utama gangguan pada
saluran distribusi 20 kV. Penelitian akan dilakukan pada sistem distribusi 20 kV
di penyulang Ogan Gardu Induk Sei Juaro dan penyulang Kedondong Gardu
Induk Boom Baru sebagai manuver bebannya.
1.2 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui bagaimana Pengaruh pemasangan sistem Fault Detection
Insulation Restoration (FDIR) pada gardu hubung sekojo terhadap nilai indeks
keandalan penyulang ogan Gardu Induk Sei Juaro
2. Hasil penelitian dapat dijadikan pertimbangan bagi PT. PLN (Persero) Area
Palembang untuk menerapkan sistem FDIR pada penyulang lain yang sering
mengalami gangguan.
1.3 Batasan Masalah
Menganalisa pengaruh sistem Fault Detection Insulation and Restoration
pada jaringan distribusi 20 kV penyulang ogan Gardu Induk Sei Juaro ketika
terjadi gangguan dan kecepatan sistem tersebut dalam mendeteksi serta
mengisolasi titik aman dari gangguan. Dan menghitung indeks-indeks keandalan
dari penerapan sistem tersebut.
1.4 Sistematika Penulisan
Disini dijelaskan sistem penulisan yang menguraikan secara singkat pokok-
pokok permasalahan yang akan dibahas pada masing-masing bab untuk
mempermudah dalam pembahasan masalah dan memahami isi skripsi ini secara
keseluruhan.
Adapun bab-bab yang dimaksud tersebut adalah :
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini menjelaskan apa yang menjadi latar belakang, tujuan
penelitian, batasan masalah dan bagaimana sistematika penulisannya.
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan mengenai sistem FDIR, konfigurasi jaringan
distribusi tenaga listrik, Load Break Switch, sistem manuver beban, sistem
SCADA, jenis-jenis gangguan, konsep dasar keandalan dan indeks-indeks
keandalan dari suatu sistem jaringan distribusi 20 kV.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Pada bab ini berisi diagram alir penelititan, tempat dan waktu penelitian,
serta bahan dan alat yang digunakan pada saat penelitian.
BAB 4 DATA, PERHITUNGAN DAN ANALISIS
Pada bab ini berisikan data-data jaringan distribusi dan perhitungan indeks
keandalan dari sistem jaringan distribusi 20 kV penyulang Ogan Gardu Induk Sei
Juaro, serta analisis hasil perhitungannya.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisikan kesimpulan dan saran yang disampaikan penulis
untuk selanjutnya menjadi pertimbangan dalam melakukan perbaikan.
31
DAFTAR PUSTAKA
Al Qoyyimi, T. A. (2017). Penentuan Lokasi Gangguan Hubung Singkat Pada
Jaringan Distribusi 20 Kv Penyulang Tegalsari Surabaya Dengan
Metode Impedansi Berbasis GIS (Geographic Information System)
[Undergraduate, Institut Teknologi Sepuluh Nopember].
Arka, I. G., & Mudiana, N. (2013). Studi Pengaruh Pemasangan Sistem Proteksi
Rele Terhadap Kemungkinan Gangguan Sympathetic Tripping Pada
Penyulang. Logic: Jurnal Rancang Bangun Dan Teknologi. 13, 142.
Firdaus, A. J. (2013). Analisa Beban Section Untuk Menentukan Alternatif
Manuver Jaringan Distribusi 20 Kv Penyulang BRG-3 PT PLN
(Persero) Unit Layanan Salatiga. JTET (Jurnal Teknik Elektro Terapan),
2(3), Article 3.
Hayatul, Illahi, & M, N. L. (2017). Analisa Dan Evaluasi Penggunaan SCADA
Pada Keandalan Sistem Distribusi PT. PLN (Persero) Area Pembagi
Distribusi Riau Dan Kepulauan Riau [Journal:Earticle, Riau University].
Julianto, K., Nugraha, D. W., & Dodu, A. Y. E. (2014). Evaluasi Penggunaan
Scada Pada Keandalan Sistem Distribusi Pt.Pln (Persero) Area Palu.
MEKTRIK, 1(1), Article 1.
Perdana, W. P., Hasanah, R. N., & Dachlan, H. S. (2012). Evaluasi Keandalan
Sistem Tenaga Listrik Pada Jaringan Distribusi Primer Tipe Radial
Gardu Induk Belimbing. Jurnal EECCIS, 3(1), 6–12.
Previanto, R. (2015). Studi Analisis Peningkatan Keandalan Distribusi 20 Kv
Menggunakan Sistem FDIR Pada Penyulang Berbek Gardu Induk
Rungkut Surabaya Jawa Timur [Sarjana, Universitas Brawijaya].
32
Rochman, C., Penangsang, O., & Aryani, N. K. (2017). Manajemen Gangguan
Jaringan Distribusi 20 Kv Kota Surabaya Berbasis Geographic
Information System (GIS) Menggunakan Metode Algoritma Genetika.
Jurnal Teknik ITS, 6(1), B51-B56–B56.
Sofwan, A., Kurniawati, Y., & Amoriza, R. (2005). Analisis Penyebab Out Of
Scanning Pada Scada Akibat Gangguan Rtu.
Soleh, M. (2014). Desain Sistem SCADA Untuk Peningkatan Pelayanan
Pelanggan Dan Efisiensi Operasional Sistem Tenaga Listrik Di APJ
Cirebon. Incomtech, 5(1), 25–44.
Tupan, H. K., Hasanah, R. N., & Wijono, W. (2018). Optimasi Penempatan Load
Break Switch (LBS) Pada Penyulang Karpan 2 Ambon Menggunakan
Metode Algoritma Genetika. Jurnal EECCIS, 11(1), 1–8.