analisis pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik …repository.ump.ac.id/8612/1/annisa...

i

ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN BEBAN

TERHADAP KARAKTERISTIK GENERATOR SINKRON

(Studi Kasus pada PT Sumber Segara Primadaya)

SKRIPSI

diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

ANNISA

1403030026

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

JUNI, 2018

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

SKRIPSI

Nama : ANNISA

NIM : 1403030026

Program Studi : Teknik Elektro

Fakultas : Teknik dan Sains

Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Purwokerto

Judul : Analisis Pengaruh Perubahan Beban terhadap

Karakteristik Generator Sinkron (Studi Kasus

pada PT. Sumber Segara Primadaya)

telah diterima dan disetujui oleh:

Purwokerto, 30 Juni 2018

Pembimbing I

Winarso, S.T.,M.Eng.

NIK. 2160331

Pembimbing II

Wakhyu Dwiono, S.T.,M.T.

NIK. 2160730

Analisis Pengaruh Perubahan..., Annisa, Fak. Teknik dan Sains UMP 2018

iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : ANNISA

NIM : 1403030026

Prodi : Teknik Elektro


Universitas : Universitas Muhammadiyah Purwokerto

menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi ini adalah hasil

karya sendiri (ASLI) bukan hasil penjiplakan dari hasil karya orang lain dan

tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan oleh orang lain

untuk memperoleh gelar akademis di Institusi Pendidikan.

Demikian surat pernyataan ini saya buat, dan apabila dikemudian hari

terbukti ada unsur penjiplakan maka saya bersedia mempertanggung

jawabkan sesuai ketetntuan yang berlaku.


Yang menyatakan,

ANNISA


iv

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi yang di ajukan oleh :

Nama : ANNISA

NIM : 1403030026




Judul : Analisis Pengaruh Perubahan Beban terhadap

Karakteristik Generator Sinkron (Studi Kasus

pada PT. Sumber Segara Primadaya)

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai

bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.)

pada Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas

Muhammadiyah Purwokerto.

DEWAN PENGUJI

Penguji 1 : M. Taufiq Tamam, S.T., M.T.

Penguji 2 : Arif Johar Taufik, S.T., M.T.

Penguji 3 : Winarso, S.T., M.Eng.

Ditetapkan di : Purwokerto

Tanggal : 30 Juni 2018

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik dan Sains

Universitas Muhammadiyah Purwokerto

M. Taufiq Tamam, S.T., M.T.

NIK. 2160223


v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Muhammadiyah Purwokerto dan

demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Annisa

NIM : 1403030026




Jenis Karya : Skripsi

Menyetujui untuk memberikan Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exlusive

Royalty-Free Right) kepada Universitas Muhammadiyah Purwokerto atas karya

ilmiah saya yang berjudul:

“Analisis Pengaruh Perubahan Beban terhadap Karakteristik Generator Sinkron

(Studi Kasus pada PT Sumber Segara Primadaya”

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Noneksklusif ini Universitas Muhammadiyah Purwokerto berhak menyimpan,

mengalihmedia/ mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data

(database), merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya dengan tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis/ pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Purwokerto

Pada tanggal : 30 Juni 2018

Yang Menyatakan,

Annisa


vi

MOTTO

“NOTHING LASTS FOREVER

WE CAN CHANGE THE FUTURE”

-ALUCARD-


vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

“Skripsi ini saya persembahkan untuk bapak (Karsono Seger), mama (Darsiti),

kakak (Ciska Artika) serta adikku (Bantolo Swasono Seger), yang selalu

memberikan do’a, semangat, serta dukungan moril & materiil dalam pengerjaan

skripsi ini”.


viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur selalu terpanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, hidayah serta inayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul “Analisis Pengaruh Perubahan Beban

terhadap Karakteristik Generator (Studi Kasus pada PT Sumber Segara

Primadaya)” ini sesuai dengan yang ditentukan. Tidak lupa shalawat serta salam

penulis panjatkan kepada junjungan agung Nabi Muhammad SAW serta kepada

para sahabat, keluarga serta para umatnya hingga di akhir zaman.

Selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini, penulis banyak

mendapatkan ilmu pengetahuan, pengalaman, bantuan, serta dukungan yang luar

biasa. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima

kasih kepada semua pihak atas segala bantuan, bimbingan dan pengarahan yang

telah diberikan kepada penulis. Ucapan terima kasih ini penulis tujukan kepada:

(1) Bapak DR. H. Syamsuhadi Irsyad, M.H. selaku Rektor Universitas

Muhammadiyah Purwokerto.

(2) Bapak M.Taufiq Tamam, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik dan

Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto sekaligus sebagai Dosen

Pembimbing Akademik Elektro angkatan 2013.

(3) Bapak Winarso, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Purwokerto sekaligus sebagai dosen

Pembimbing yang selalu berkenan untuk membantu setiap kesulitan yang

dialami ketika pengerjaan skripsi.

(4) Bapak Wakhyu Dwiono, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah

berkenan membimbing serta membantu dalam menyelesaikan skripsi ini

hingga selesai.

(5) Bapak Itmi Hidayat K., S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing akademik.

(6) Bapak/Ibu dosen Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Purwokerto.


ix

(7) Seluruh Staff dan Tata Usaha Fakultas Teknik dan Sains Universitas

Muhammadiyah Purwokerto yang telah membantu dalam kelancaran dan

kelengkapan administrasi.

(8) Bapak Mohamad Fathoni Arief selaku pembimbing lapangan di PT. Sumber

Segara Primadaya yang telah mencurahkan banyak ilmunya.

(9) Bapak Huda, Bapak Gery, Mbak Nadia, Mbak Prita, serta seluruh karyawan

PT. Sumber Segara Primadaya atas segala bantuan, kemudahan dan fasilitas

yang telah diberikan selama penelitian.

(10) Kedua orang tua yang selalu mendukung & memotivasi untuk mengejar

cita-cita. Kakak yang selalu mau mencurahkan sebagian rezekinya disaat

dibutuhkan. Dan adikku Bantolo yang hampir setiap hari selalu

mengingatkan untuk menyelesaikan apa yang telah dimulai. Serta mas

Puput Sapto Adi yang selalu siap menghibur dan membantu.

(11) Moonton atas MOBA analognya yang selalu menghibur disaat suntuk.

(12) Teman-teman Teknik Elektro UMP pada umumnya, dan kawan-kawan

Teknik Elektro UMP 2014 pada khususnya.

(13) Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

membantu penulis hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini memang masih jauh dari kata sempurna dan masih banyak

kekurangannya. Maka dari itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis

harapkan agar dapat menjadi lebih baik. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi

ini dapat bermanfaat bagi orang lain dan menambah wawasan bagi penulis maupun

yang membaca skripsi ini.


Annisa


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS .............................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................................ v

MOTTO............................................................................................................ vi

PERSEMBAHAN ............................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv

ABSTRAK ................................................................................................ xvi

ABSTRACT ....................................................................................................... xvii

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................. xviii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah......................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3

1.6 Metode Penelitian....................................................................................... 4

1.7 Sistematika Penulisan ................................................................................ 4

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 5

2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 5

2.2 Generator .................................................................................................... 6

2.3 Prinsip Kerja Generator.............................................................................. 7

2.4 Reaksi Jangkar Generator Sinkron ............................................................. 9

2.5 Matlab ........................................................................................................ 10

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 13

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................... 13

3.2 Jenis Penelitian ........................................................................................... 14

3.3 Variabel Penelitian ..................................................................................... 14

3.4 Metode Pengambilan Data ......................................................................... 14

3.5 Alat dan Bahan ........................................................................................... 15

3.6 Jalannya Penelitian ..................................................................................... 15


xi

BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................... 18

4.1 Analisis Generator Sinkron ........................................................................ 18

4.2 Simulasi Generator ..................................................................................... 33

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 64

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 64

5.2 Saran ........................................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 67

LAMPIRAN


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.Proses Pembangkitan GGL ............................................................... 7

Gambar 3.1 Flowchart Jalannya Penelitian .......................................................... 15

Gambar 4.1 Diagram Vektor Generator Unit 1 ..................................................... 19

Gambar 4.2 Diagram Vektor Generator Unit 2 ..................................................... 20

Gambar 4.3 Segitiga Daya ............................................................................... 21

Gambar 4.4 Grafik Perubahan Beban Generator PT Sumber Segara Primadaya

pada Tanggal 1 Februari 2018 .......................................................... 24









Gambar 4.9 Grafik Perubahan Beban terhadap Tegangan Output Generator Unit 1

PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 1 Februari 2018 ......... 27

Gambar 4.10 Grafik Perubahan Beban terhadap Tegangan Output Generator Unit

2 PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 1 Februari 2018 .... 28

Gambar 4.11 Grafik Perubahan Beban terhadap Arus Beban Generator Unit 1 PT

Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 1 Februari 2018 ............. 29

Gambar 4.12 Grafik Perubahan Beban terhadap Arus Beban Generator Unit 2 PT


Gambar 4.13 Grafik Perubahan Beban terhadap Arus Medan Generator Unit 1 PT


Gambar 4.14 Grafik Perubahan Beban terhadap Arus Medan Generator Unit 2 PT


Gambar 4.15 Grafik Perubahan Beban terhadap Efisiensi Generator Unit 1 PT


Gambar 4.16 Grafik Perubahan Beban terhadap Efisiensi Generator Unit 2 PT


Gambar 4.17 Pemodelan Generator Sinkron ........................................................ 34

Gambar 4.18 Model Operasi Hydraulic Turbine Governor ................................. 34

Gambar 4.19 Parameter Simulasi Generator Sinkron ........................................... 35

Gambar 4.20 Tegangan Output Generator pada Beban 1 MW 1/2 ....................... 36


Gambar 4.22 Signal Statistics Tegangan Output Generator pada Beban 1 MW .. 37








xiii

Gambar 4.29 Arus Beban pada Beban 1 MW 1/2 ................................................. 40


Gambar 4.31 Signal Statistics Arus Beban pada Beban 1 MW ............................ 41







Gambar 4.38 Input Generator (HTG & Eksitasi) pada Beban 1 MW ................... 45



Gambar 4.41 Rangkaian Pegujian Beban 3 Fasa (Daya Aktif & Reaktif) ............ 47

Gambar 4.42 Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban 3 Fasa (Daya

Aktif & Reaktif) 1/2 ........................................................................ 47

Gambar 4.43 Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban 3 Fasa (Daya

Aktif & Reaktif) 2/2 ........................................................................ 48

Gambar 4.44 Signal Statistics Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban 3

Fasa (Daya Aktif & Reaktif) ........................................................... 48

Gambar 4.45 Arus Beban pada Pegujian Beban 3 Fasa (Daya Aktif & Reaktif)

1/2 .................................................................................................... 49

Gambar 4.46 Arus Beban pada Pegujian Beban 3 Fasa (Daya Aktif & Reaktif)

2/2 .................................................................................................... 49

Gambar 4.47 Signal Statistics Arus Beban pada Pegujian Beban 3 Fasa (Daya

Aktif & Reaktif) .............................................................................. 50

Gambar 4.48 Input Generator (HTG & Eksitasi) pada Pegujian Beban 3 Fasa

(Daya Aktif & Reaktif) ................................................................... 50

Gambar 4.49 Rangkaian Pegujian Beban Lebih ................................................... 51

Gambar 4.50 Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban Lebih ............... 52

Gambar 4.51 Arus Beban pada Pegujian Beban Lebih ......................................... 52

Gambar 4.52 Input Generator (HTG & Eksitasi) pada Pegujian Beban Lebih ..... 53

Gambar 4.53 Rangkaian Pegujian Beban Tidak Seimbang .................................. 54

Gambar 4.54 Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban Tidak Seimbang

1/2 .................................................................................................... 54

Gambar 4.55 Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban Tidak Seimbang

2/2 .................................................................................................... 55

Gambar 4.56 Signal Statistics Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban

Tidak Seimbang .............................................................................. 55

Gambar 4.57 Arus Beban pada Pegujian Beban Tidak Seimbang 1/2 .................. 56

Gambar 4.58 Arus Beban pada Pegujian Beban Tidak Seimbang 2/2 .................. 56

Gambar 4.59 Signal Statistics Arus Beban pada Pegujian Beban Tidak

Seimbang ......................................................................................... 57

Gambar 4.60 Input Generator (HTG & Eksitasi) pada Pegujian Beban Tidak

Seimbang ......................................................................................... 57

Gambar 4.61 Rangkaian Generator Pegujian Gangguan pada Exciter ................. 58

Gambar 4.62 Tegangan Output Generator pada Pegujian Gangguan pada


xiv

Exciter ............................................................................................ 59

Gambar 4.63 Arus Beban pada Pegujian Gangguan pada Exciter ........................ 59

Gambar 4.64 Input Generator (HTG & Eksitasi) pada Pegujian Gangguan pada

Exciter ............................................................................................. 60

Gambar 4.65 Signal Statistics Fasa Arus Beban pada Beban 1 MW .................... 61



Gambar 4.68 Signal Statistics Fasa Arus Beban pada Beban Tidak Seimbang

3 MW .............................................................................................. 62


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Rencana Jadwal Penelitian ............................................................... 13

Tabel 4.1 Ringkasan Sudut Fasa ...................................................................... 63


xvi

ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN BEBAN

TERHADAP KARAKTERISTIK GENERATOR SINKRON

(Studi Kasus pada PT Sumber Segara Primadaya)

ABSTRAK

Generator sinkron adalah mesin sinkron pengubah energi mekanik menjadi energi

listrik yang memiliki frekuensi putar rotor sama dengan frekuensi tegangan yang

dibangkitkan. Hampir semua energi listrik di Indonesia dibangkitkan dengan

menggunakan generator sinkron, sehingga keberadaannya sangat berpengaruh

terhadap kontinuitas pelayanan. Salah satu faktor yang mempengaruhi

karakteristiknya adalah perubahan beban generator. Pada penelitian ini dilakukan

perhitungan dan analisis pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik

generator sinkron unit & 2 di PT Sumber Segara Primadaya. Berdasarkan hasil

dari data di lapangan diperoleh efisiensi generator unit 1 & 2 berada pada rentang

97,12 % sampai dengan 98,73%, angka ini cukup baik mengingat rugi yang

dihasilkan maksimal hanya sebesar 2,88 %.

Kata kunci : efisiensi generator, generator sinkron, prubahan beban


xvii

ANALYSIS OF THE LOAD CHANGE EFFECT

TOWARDS SYNCHRONOUS GENERATOR CHARACTERISTICS

(Case Study at PT Sumber Segara Primadaya)

ABSTRACT

Synchronous generator is a synchronous machine which converting mechanical

energy into electrical energy which has a turn of rotor frequency same with a raise

voltage frequency. Almost all of the electrical power in Indonesia are raised up by

synchronous generators, so its existence is very influential towards service

continuity. One of the factors that effects its characteristics is generator load

change. In this research, there were some calculations and analysis of the load

change effect towards synchronous generators unit 1 & 2 characteristics in PT

Sumber Segara Primadaya. According to the field datasets, there was a generators

unit 1 & 2 efficiency which on the range 97,12 % to 98,73 %, these numbers are

good enough remembering the maximum losses is only 2,88 %.

Keywords: generator eficiency, load change, synchronous generator


xviii

DAFTAR SINGKATAN

GGL : Gaya Gerak Listrik

PT : Perseroan Terbatas

PLTG : Pembangkit Listrik Tenaga Gas

AC : Alternating Current

PLN : Perusahaan Listrik Negara

PLTU : Pembangkit Listrik Tenaga Uap

DC : Direct Current

WIB : Waktu Indonesia Barat

GI : Gardu Induk

AVR : Automatic Voltage Regulator

HTG : Hydraulic Turbine Governor


analisis pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik …repository.ump.ac.id/8612/1/annisa...

Documents