chapter iii-v 2

BAB III

SETTING PARAMETER JARINGAN DAN PERALATAN

DISTRIBUSI PADA ETAP 4.0.0C

3.1 Umum

ETAP 4.0.0C (Electrical Transient Analyzer Program) merupakan suatu

program yang menampilkan secara GUI (Graphical User Interface) tentang

analisis sistem tenaga. Program ETAP dibuat oleh perusahaan Operation

Technology, Inc (OTI) dari tahun 1995. ETAP versi 4.0.0C merupakan salah satu

produk OTI yang dikeluarkan pada Tahun 2000. Tujuan program ETAP 4.0.0C

dibuat adalah untuk memperoleh perhitungan dan analisis sistem tenaga pada

sistem yang besar menggunakan komputer.

Program ETAP 4.0.0 C dapat digunakan untuk studi aliran daya pada

sistem yang besar dengan jumlah bus yang unlimited. Sistem distribusi 20 KV

PT. PLN (PERSERO) CAB. PAYAKUMBUH RANTING LIMA PULUH KOTA

merupakan sistem yang cukup besar dan memiliki banyak bus, oleh karena itu

program ETAP 4.0.0C dapat digunakan untuk analisis aliran daya sistem 20 KV

PT. PLN (PERSERO) CAB. PAYAKUMBUH RANTING LIMA PULUH

KOTA.

Universitas Sumatera Utara

Sistim 20 Kv Cabang payakumbuh ranting 50 kota ini dapat di lihat pada

gambar 3.1. pada gambar ini terlihat terdapat 3 buah feeder. Yaitu feeder suliki,

feeder dangung-dangung dan feeder anding, dari gardu induk ke gardu hubung

limbanang terdapat sebuah express feeder sepanjang 30 kms.

Gambar 3.1 Single line diagram sistem 20 Kv Cabang Payakumbuh

Ranting 50 Kota


3.2 Diagram blok penggunaan ETAP 4.0.0C

Pada Gambar 3.2 merupakan Flowchart penggunaan ETAP 4.0.0C pada

Sistem distribusi 20 KV PT. PLN (PERSERO) Cab. Payakumbuh Ranting Lima

Puluh Kota menggunakan program ETAP 4.0.0C.

Gambar 3.2 Flowchart penggunaan ETAP 4.0.0C

Masukkan data: Power grid

Bus Transmisi

Beban CB

Lumped load

Run program

Tentukan bus

Masukkan data kapasitor

Start

Buat oneline

diagram

Output load flow

selesai


Menggunakan ETAP 4.0.0C, dimana proses pertama dimulai hingga

keluaran program. Proses Flowchart penggunaan ETAP 4.0.0C sesuai Gambar

3.1 adalah:

1. Membuat one-line diagram sistem yang akan dibahas, dalam tulisan ini adalah

Sistem distribusi 20 KV PT. PLN (PERSERO) Cab. Payakumbuh Ranting

Lima Puluh Kota.

2. Data power grid, lumped load, kapasitor, transmisi, pengaman, dan bus dapat

dimasukan ke dalam program setelah one-line diagram dibuat.

3. Menentukan sebuah power grid, setelah data, transmisi, pengaman, lumpe

load, CB dan bus dimasukan.

4. Masukan data studi kasus yang ditinjau.

5. Jalankan program ETAP 4.0.0C dengan memilih icon load flow analysis pada

toolbar. Program tidak jalan (error) apabila terdapat kesalahan, data yang

kurang, dan power grid sehingga data dapat dimasukan kembali.

6. Keluaran studi aliran daya dapat diketahui setelah program dapat dijalankan.

Untuk melihat hasil keluaran aliran daya di load flow report manager yang

terdapat di toolbar sebelah kanan program.

3.3 Prinsip Dasar Pengoperasian ETAP 4.0.0C

Simulasi yang biasa dilakukan pada sistem distribusi adalah simulasi

beban puncak sehingga data-data yang di-input adalah data jaringan dan peralatan

saat beban puncak. Selanjutnya, untuk perhitungan keekonomian investasi maka

Benefit beban puncak yang diperoleh pada simulasi ini perlu dijadikan Benefit

rata-rata, dengan cara mengalikannya dengan Faktor Beban sistem (LF).


Berikut ini prinsip langkah kerja di dalam ETAP 4.0.0C:

1. Menginstal software ETAP 4.0.0C.

2. Mengklik icon ETAP 4.0.0C Power station.

3. Mengisi ID Project dan LOG ON User dan Access Level.

4. Menyeting pada Tab Project informasi

5. Membuat one-line diagram dimulai dari supply berupa :

a. Power Grid Gardu Induk (GI), bus sebagai titik pengukuran &

penghubung antar peralatan, konduktor (transmission line).

b. Beban trafo distribusi atau model beban LUMPED (feeder), PLTD

+ trafo pembangkit.

Gambar 3.3 One-line diagram pada ETAP 4.0.0C

6. Melakukan setting ID, rating dan pembebanan komponen

7. Memasukkan ke Mode Simulasi Aliran Daya, dengan menekan Tombol

Load Flow Analysis sehingga tampilan toolbar editing berubah menjadi

Toolbar Simulasi LF

8. Menekan tombol ‘Run Load Flow’, setelah dilakukan maka jika tidak ada

error pada one-line diagram maka akan ditampilkan aliran daya (P, Q, S, I,

PF) di setiap cabang & bus.


3.4 Setting Parameter Jaringan Dan Peralatan Distribusi

3.4.1 Bus

Bus pada one-line diagram ETAP 4.0.0C tidak hanya berarti fisik rel,

tetapi lebih diperluas lagi untuk keperluan pengukuran atau hasil simulasi dan

meletakkan atau menghubungkan peralatan-peralatan. Cukup lakukan setting ID

dan Nominal kV, biasanya 20 kV, kecuali pada primer trafo pembangkit di PLTD

disesuaikan dengan tegangan nominal keluaran generator.

Gambar 3.4 Data Bus pada program ETAP 4.0.0C


3.4.2 (Transmission Line) Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)

Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) PLN biasanya ber-

konfigurasi horizontal, dengan spacing antar phasa 80cm. Karakteristik dan

impedansi berdasarkan luas penampang SUTM, sebagai berikut:

Tabel 3.1 Data-data transmisi pada jaringan distribusi

35mm2

A3C

Resistansi dc = 0.831 ohm/km

GMR = 0.095 inch

Dia = 0.263 inch

Z1 = 0.9217 + j0.379 ohm/km

Z0 = 1.07 + j1.6665 ohm/km

70mm2

A3C


GMR = 0.135 inch

Dia = 0.372 inch

Z1 = 0.4608 + j0.3572 ohm/km

Z0 = 0.6088 + j1.6447 ohm/km

150mm2

A3C


GMR = 0.206 inch

Dia = 0.544 inch

Z1 = 0.2162 + j0.3305 ohm/km

Z0 = 0.363 + j1.618 ohm/km

Gambar 3.5 Data transmisi pada program ETAP 4.0.0C


Langkah-langkah memasukkan data-data transmisi pada ETAP 4.0.0C :

1. Membuat master setting untuk setiap ukuran penampang SUTM yang ada

(misal 35, 70, 150, 240mm2), untuk SUTM dengan luas penampang yang

sama . Tinggal dicopy-paste kemudian cukup diganti ID dan kms.

2. Mengisi ID (Misalnya : SUTM1)

3. Mengisi panjang jaringan atau Length dalam kms

4. Memilih konfigurasi “Horizontal” dan isi Spacing antar konduktor 80cm

5. Meng klik Characteristics dan isi Jumlah Konduktor per Phasa (1), Tipe

material (Alumunium), Resistansi, GMR dan Diameter (lihat pada Tabel

3.1).

6. Grounding tidak diisi, karena di SUTM tidak ada ground wire.

7. Mengisi impedansi untuk arus urutan positif dan urutan nol (Z1 & Z0 lihat

pada tabel 3.1).

8. Reliability – default ETAP 4.0.0C.

3.4.3 (Load) Beban

Pada ETAP 4.0.0C Beban terbagi 3 bagian, yaitu sebagai berikut :

1. Beban Static / Impedance Constant (selain motor)

2. Beban Motor / Power Constant (motor)

3. Beban Lumped / kombinasi beban static & motor

Pada simulasi sistem distribusi Tegangan Menengah, beban berupa trafo

distribusi atau outgoing feeder, dimana pada keduanya ada porsi beban static dan

porsi beban motor, tetapi apabila tidak diketahui berapa persentasenya, bisa kita

asumsikan sebagai berikut :


a. Pada beban yang mensuplai industri : static 20% motor 80%

b. Pada beban di perkotaan / kantoran : static 50% motor 50%

c. Pada beban di pedesaan : static 80% motor 20%

Gambar 3.6 Data beban pada program ETAP 4.0.0C

Langkah-langkah memasukkan data Load atau beban pada ETAP 4.0.0C:

1. Mengisi ID

2. Memilih satuan kVA, isi kVA beban dan persen PF (cos phi).

3. Mengeset bar persentase komposisi beban static dan motor.

4. Short-circuit – default ETAP 4.0.0C, kecuali rubah koneksi ke Y dan tipe

pentanahan Solid.

5. Reliability – default ETAP 4.0.0C.


3.4.4. Trafo (avr)

Trafo pada simulasi jaringan distribusi biasanya untuk Trafo Pembangkit

dan model AVR (autotrafo) berupa 2-Winding Transformer.

Gambar 3.7 Data transformator pada program ETAP 4.0.0C

Gambar 3.8 Data rating transformator pada program ETAP 4.0.0C


Setting biasanya berupa ID dan rating beban trafo dan beban max dalam

kVA. Apabila data bisa diambil dari nameplate trafo yang bersangkutan maka

tinggal memasukan ke dalam field pada diaglog box Transformer Editor. Apabila

data isian tidak diketahui maka bisa digunakan Typical Data dengan mengklik

tombolnya.

Rating : Sesuai nameplate

Impedance : Sesuai nameplate

X/R : Typical data

Connection : Δ-Y (sesuai nameplate)

Ground Sec : Solid

Tap, harmonic & reliability – default ETAP 4.0.0C

Tabel 3.2 Data-data AVR pada jaringan distribusi

TP1 – STRAKSTORM 1500KVA; 20/6.3KV; 43.3/137.5A Imp. = 9.1%; ONAN; Isc = 0.48KA dlm 4s Tap (5): 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per 6.3KV

TP2 315KVA Out of Duty, NA

TP3 – TRAFINDO 315KVA; 3ph; 50Hz; 20/0.4KV; 11.64/577A Imp. 4% Tap. (5) 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per 0.4KV

TP4 – TRAFINDO 800KVA; 3ph; 50Hz; 20/0.38KV; 23.09/1215A Imp. 4.5% Tap. (5) 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per 0.4KV

TP5 – TRAFINDO 800KVA; 3ph; 50Hz; 20/0.38KV; 23.09/1215A Imp. 4.5% Tap. (5) 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per 0.4KV

TP6 – MITSUBISHI 215KVA NA


3.4.6 Kapasitor

Pada PLN Cabang Payakumbuh kapasitor Bank sedang menjadi trend

solusi untuk mengeliminasi losses AVR dan meng-OFF-kan PLTD. Kapasitor

Bank adalah peralatan di jaringan yang berfungsi untuk :

a. Koreksi faktor daya, dimana daya reaktif yang diserap beban/jaringan

akan disupply oleh kapasitor, tidak lagi dari sumber, sehingga arus dan

kVA yang ditarik dari jaringan menjadi lebih kecil. Hal ini berarti drop

tegangan jaringan akan lebih kecil dan kapasitas peralatan & jaringan lebih

aman.

b. Menaikkan tegangan, jaringan yang kapasitif akan menaikan tegangan di

sisi ujung, efek ini sama halnya dengan jaringan Saluran Udara Tegangan

Tinggi (SUTT) atau Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi (SUTET) yang

bersifat kapasitif sehingga tegangan di ujung biasa lebih tinggi daripada di

pangkal.

Rating kapasitor di pasaran dinyatakan perphasa, contoh misalnya 3x300

kVAR. Sedangkang tampilan aliran daya di ETAP 4.0.0C dinyatakan per daya 3

phasa, sehingga misalnya apabila kita ingin mengkompensasi daya reaktif di

simulasi ETAP 4.0.0C yang ditampilkan dalam format pengukuran :

S = 2300 + j1100 kVA (2300 kW + 1100 kVAR)

Maka kapasitor yang ideal untuk dipasang adalah :

Kapasitor 3x400 kVAR


Gambar 3.9 Data kapasitor pada program ETAP 4.0.0C

Langkah-langkah memasukkan data kapasitor pada ETAP:

1. Mengisi ID dan set connection 3 phasa.

2. Mengeset rating tegangan 20kV, kVAR/Bank 400 (bila butuh kompensasi

3x400kVAR), jumlah bank 3, dan Max kV 24.

3. Secara otomatis kalkulator ETAP 4.0.0C akan menghitung kVAR, A, uF

dan ohm.

3.4.7 Circuit Breaker

CB - merupakan model untuk VCB/OCB GI-GH dan recloser

LVCB - merupakan model low voltage CB pada keluaran generator

Fuse - model FCO

Switch - model LBS/DS manual ataupun motorized


Gambar 3.10 Memasukkan data Circuit Breaker pada program ETAP 4.0.0C


BAB IV

ANALISA PEMASANGAN KAPASITOR SHUNT PADA

FEEDER DANGUNG-DANGUNG MENGGUNAKAN

ETAP POWER STATION 4.0.0 C

4.1 Umum

PT. PLN (Persero) Cabang Payakumbuh Ranting 50 Kota mempunyai

jaringan tegangan menengah sepanjang 496,42 kms dan jaringan tegangan rendah

sepanjang 775,98 kms serta gardu distribusi sebanyak 236 buah.

PT. PLN (Persero) Cabang Payakumbuh Ranting 50 Kota mempunyai dua

buah GH (Gardu Hubung) yaitu, GH Limbanang dan GH Pangkalan, yang

mendapat suplai dari GI (Gardu Induk) Payakumbuh dan GI Koto Panjang,

jaringan yang terlalu jauh antara GI Payakumbuh dengan Feeder dangung-

dangung menyebabkan terjadinya penurunan tegangan yang diterima di GH.

Limbanang, sistem ini dapat di lihat pada lampiran 1.

GH Limbanang mempunyai tiga outgoing yaitu, Feeder Dangung-

dangung, feeder Suliki, dan Feeder Anding Diantara tiga feeder outgoing GH

Limbanang, feeder dangung-dangung mempunyai panjang jaringan, sepanjang 65

kms sehingga timbul penurunan tegangan sampai 18,2 kV. Untuk lebih jelasnya

melihat gambaran tentang sistem ini dapat di lihat pada lampiran 2.

Untuk mengatasi penurunan tegangan yang terlalu jauh, maka dilakukan

pemasangan kapasitor shunt. Secara umum kapasitor shunt bertujuan untuk

memperbaiki faktor daya, namun kapasitor shunt juga dapat memberikan


kontribusi terhadap perbaikan tegangan. Dengan adanya pemasangan kapasitor

shunt di feeder Dangung-dangung diharapkan akan memperbaiki tegangan di

feeder tersebut. Feeder dangung-dangung tersebut dapat di lihat di lampiran 3.

Untuk menentukan nilai kapasitor yang di pakai pada feeder dangung-

dangung bisa dilihat dari data load flow report yang di lihat pada lembaran

berikut, di sana terlihat nilai cos phi yang turun pada feeder dangung-dangung

tersebut. Pada data load flow didapati cos phi yang turun pada bus limbanang

dengan cos phi mula-mula sebesar 0.848 dengan daya 3280.

Pemasangan kapasitor pada feeder dangung-dangung dikarenakan pada

feeder dangung-dangung ini terdapat banyak beban yang drop pada saluran ini.

Beban yang drop dapat di lihat pada gambar tegangan pada beban sebelum

dipasang kapasitor.


4.2 Load flow report GH limbanang sebelum dipasang kapasitor

menggunakan ETAP

4.3 Perhitungan Menentukan Nilai Kapasitor Bank

Untuk menentukan nilai kapasitor bank yang di pakai, maka dapat

menggunakan perhitungan-perhitungan sebagai berikut:

1. Pada Feeder Dangung-dangung Bus Limbanang

%PF mula-mula = 84.8 %.

%PF yang diinginkan = 99.9 %.

Berdasarkan hasil Load Flow (sebelum dipasang kapasitor) didapatkan

Maka :

PF mula-mula : PF akhir :

Cos φ1 = 0.848 Cos φ2 = 0.999

φ1 = Cos-1 0.848 φ2 = Cos-1 0.999

Q1 = P x Tan φ1 Q2 = P x Tan φ2

= 3280 x Tan (Cos-1 0.848) = 3280 x Tan (Cos-1 0.999)

= 3280 x Tan 32.0050 = 3280 x Tan 2.5630

= 2049.96 kVAR = 146.82 kVAR

Nilai kapasitor yang harus dipasang pada Bus Limbanang :


QC = Q1 – Q2

= 2049.96 – 146.82

= 1903.14 kVAR

4.4 Load flow report GH limbanang setelah dipasang kapasitor

menggunakan ETAP


BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pembahasan dan perhitungan pada bab sebelumnya

maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Pemasangan kapasitor ditempatkan pada feeder dangung-dangung di

karenakan pada feeder tersebut terdapat banyak beban dan dengan saluran

transmisi yang lebih panjang yang mengakibatkan drop tegangan pada

beban penerima.

2. Setelah dilakukan pemasangan kapasitor pada sisi pengirim feeder

dangung-dangung, mengakibatkan kenaikan tegangan pada ujung saluran

feeder dangung-dangung


chapter iii-v 2

Documents