laporan kerja praktek - my journey and my thought · pdf file4.3.8 ct & pt ... 4.3.9 ac...
TRANSCRIPT
3
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan kerja praktek di PT.
Chevron Pacific Indonesia distrik Duri dengan tepat waktu. Selama satu bulan
pelaksanaan Kerja Praktek ini, penulis banyak mendapatkan manfaat, di samping
menambah pengetahuan dan wawasan yang telah diperoleh di perkuliahan, juga
menambah pengalaman kerja di industri sebagai wahana adaptasi tehadap kondisi
dunia kerja sebenarnya. Laporan ini berisi hasil pengamatan selama berada di distrik
Duri mengenai “Studi pengaruh penggunaan kompensator berupa Capacitor
Bank, SVC, dan STATCOM pada jaringan transmisi dan distribusi di PT.
Chevron Pacific Indonesia”.
Keberhasilan pengamatan Kerja Praktek ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan
dan dukungan semua pihak terkait. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Sarjiya, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan
Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.
2. Bapak Yusuf Susilo Wijoyo, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing Kerja
Praktek penulis.
3. Orang tua yang telah memberikan doa restu, motivasi serta dorongan dan
bimbingan untuk meraih cita-cita kami. Makasih banyak pa, ma.
4. Bapak Elwin F. Nasution selaku HR-SMO Training Services dan Bapak
Ngadio di Duri Training Center yang telah memberikan kesempatan kepada
penulis untuk melakukan kegiatan Kerja Praktek di PT. Chevron Pacific
Indonesia.
5. Bapak Dion Kumboro, General Manager Departemen PGT, atas kesempatan
melakukan kegiatan Kerja Praktek di departemen PGT.
6. Bapak Rana Hendra, Administration Coordinator PGT yang telah menerima
dan memberikan pengarahan kerja praktek.
4
7. Bapak Priambudi Pujihatma, selaku Pembimbing Kerja Praktek yang telah
memberikan arahan, kuliah, saran serta masukan sehingga penulis dapat
menjalankan Kerja Praktek yang penuh kesan dan manfaat.
8. Bapak Ambar, Bapak Arifian, Bapak Ravmon Polinsar, Bapak Musra, , Bapak
Gede, Bapak Deni yang telah memberikan banyak ilmu tentang sistem
kelistrikan dan ilmu mengenai Decision Support Center (DSC), di PT.
Chevron Pacific Indonesia.
9. Seluruh staff-staff PGT yang telah menerima penulis dengan baik dan
memberikan masukan yang sangat positif.
10. Teman-teman KP : Qadafi (UNRI), Fauzan (UNRI), Rizki (UNRI), Andika
(USU), Rimbo (USU), Jonathan (UNPAD), Lukita (UGM), Hendra (UGM),
yang selalu mendukung, menyemangati dan selalu berbagi. Semoga kita
semua menjadi orang-orang yang sukses.
11. Office Boy PGT, om Gilbert, yang juga mewarnai hari-hari kami, Mbak-mbak
Mess Hall yang selalu memberikan gizi setiap harinya, dan Pak Aston yang
selalu ceria setiap mengantarkan kami ke Mess Hall.
12. Buat seluruh teman-teman di JTETI FT UGM, dan semua pihak yang tidak
bisa penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak terdapat
kekurangan. Oleh karena itu segala saran dan kritik yang membangun sangat
dibutuhkan oleh penulis untuk perbaikan ke depan. Penulis berharap semoga laporan
ini bermanfaat bagi para pembaca.
Yogyakarta, 22 Oktober 2013
Penulis
5
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR………………………………………………………………... 3
DAFTAR ISI…………………………………………………………………………. 5
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………….8
DAFTAR TABEL ...………………………………………………………………... 11
BAB 1. PENDAHULUAN ……………………………………………………….. 12
1.1 Latar Belakang …………………………………………………………………... 12
1.2 Tujuan .................................................................................................................... 13
1.3 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ........................................................................... 14
1.4 Batasan Masalah .................................................................................................... 14
1.5 Metode Pengumpulan Data ....................................................................................14
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................................ 14
BAB 2. SEJARAH PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA …………………….17
BAB 3. SISTEM KELISTRIKAN PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA …… 22
3.1 Departemen Power Generation & Transmission ………………………………... 22
3.1.1 Tinjauan Umum ……………………………………………………………… 22
3.1.2 Struktur Organisasi PGT ……………………………………………………... 22
3.2 Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik …………………………………………… 26
3.3 Sistem Transmisi dan Distribusi ………………………………………………… 27
3.3.1 Sistem Transmisi ……………………………………………………………... 27
3.3.2 Sistem Distribusi ……………………………………………………………... 29
3.3.3 Substation …………………………………………………………….............. 30
BAB 4. PENUNJANG KEANDALAN TENAGA LISTRIK …………………… 31
4.1 Supervisory Control and Data Acquistion (SCADA)…………………………… 31
4.1.1 Sistem SCADA PGT …………………………………………………………. 32
4.1.2 Master Station dan RTU ……………………………………………………… 34
4.1.3 Media Komunikasi SCADA………………………………………………….. 36
6
4.2 Hotline Work ................................................................................................................ 37
Peralatan Sistem Tenaga ............................................................................................... 38
4.3.1 Recloser ............................................................................................................. 38
4.3.2 Breaker............................................................................................................... 39
4.3.3 Voltage Regulator............................................................................................. 40
4.3.4 Capacitor Bank.................................................................................................. 42
4.3.5 Ground Fault Path Clearance (GFPC) .............................................................. 43
4.3.6 Relay.................................................................................................................. 46
4.3.7 Switch................................................................................................................ 49
4.3.8 CT & PT............................................................................................................. 52
4.3.9 AC & DC Power Supply.................................................................................... 53
4.3.10 Metering....................................................................................................... 56
4.3.11 Panel Kontrol ................................................................................................ 57
BAB 5. DASAR TEORI.......................................................................................... 58
5.1 Kestabilan Tegangan...............................................................................................58
5.2 Kualitas Daya (Power Quality) ............................................................................. 58
5.2.1 Faktor Daya........................................................................................................ 58
5.2.2 Kompensator dan FACTS.................................................................................. 60
5.3 Fenomena Transien atau Kondisi Peralihan ........................................................64
5.4 Hubung Singkat dalam Sistem Tenaga Listrik.......................................................65
BAB 6. BATAS PERMASALAHAN...................................................................... 66
6.1 Solusi dari permasalahan........................................................................................ 67
6.2 Simulasi menggunakan program............................................................................ 69
BAB 7. ANALISA KESTABILAN TEGANGAN ................................................. 71
BAB 8. PENGARUH PENGGUNAAN CAPACITOR BANK DAN FACTS SVC/
STATCOM PADA JARINGAN TRANSMISI DAN DISTRIBUSI DI PT
CHEVRON PACIFIC INDONESIA…………………………………….. 73
7
8.1 Analisis Load Flow Menggunakan ETAP……………………………………………. 73
8.1.1 Simulasi Load Fow menggunakan FACTS SVC ……………………………….. 74
8.2 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software ETAP ………………………….. 84
8.2.1 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank……………..………………………..84
8.3 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software Matlab (MGL-STG Close)……...86
8.3.1 Simulasi Transien menggunakan STATCOM/SVC………………………………. 87
8.3.2 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank ………………………………. 94
8.4 Analisis Kondisi Short Circuit 3 Phase Menggunakan Software ETAP …………… 99
8.4.1 Simulasi Short Circuit dengan SVC …………………………………………… 99
8.4.2 Simulasi Short Circuit dengan Capacitor Bank ………………………………... 100
8.5 Analisis Kondisi Short Circuit 1 Phase Phase Menggunakan Software ETAP …….. 102
BAB 9. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 106
9.1 Kesimpulan …………………………..……………………………………………. 106
9.2 Saran…………………………..…………………………………………………….. 107
DAFTAR PUSTAKA…………………………..………………………………….. 109
8
DAFTAR GAMBAR
Gbr 1. Sistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific IndonesiaSistem tenaga listrik PT. Chevron
Pacific IndonesiaSistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific Indonesia………..…… 28
Gbr 2. Saluran transmisi pada PT. CPI ....................................................................... 28
Gbr 3. Sistem Ring Bus ............................................................................................... 29
Gbr 4. Sistem Satu Setengah Breaker ......................................................................... 29
Gbr 5.Komponen sistem SCADA ............................................................................... 32
Gbr 6. Sistem operasi recloser .................................................................................... 39
Gbr 7. Ilustrasi tegangan sistem dengan adanya VR .................................................. 41
Gbr 8. Ilustrasi tegangan sistem dengan penambahan capacitor bank ........................ 43
Gbr 9. Tiga Dimensi Pemasangan GFPC Sistem ........................................................ 43
Gbr 10. One line diagram pemasangan sistem GFPC ................................................. 44
Gbr 11. Relay Elektromekanik .................................................................................... 46
Gbr 12. Pembagian zona proteksi relay distance ........................................................ 48
Gbr 13. Faktor Daya .................................................................................................... 60
Gbr 14. Capacitor Bank dan kurva tegangan terhadap arus …………………………63
Gbr 15. Komponen penyusun dan karakterisik FACTS SVC..................................... 63
Gbr 16. Gambar kurva STATCOM ……………………………………………………………………………………. 65
Gbr 17. Kondisi jaringan radial saat MGL-STG open ................................................ 67
Gbr 18. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 80 km........................... 71
Gbr 19. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 90 km........................... 71
Gbr 20.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (tanpa HCT-
SVC) ................................................................................................................ 74
9
Gbr 21.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan
HCT-SVC) ...................................................................................................... 75
Gbr 22. Kondisi Tegangan sebelum dan setelah pemasangan SVC saluran MGL-STG
Close ................................................................................................................ 77
Gbr 23.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan
HCT-SVC) ...................................................................................................... 78
Gbr 24.Kondisi Tegangan MGL-STG Open di lokasi Batang .................................... 80
Gbr 25.Kondisi Tegangan saat MGL-STG Open di lokasi Pematang Main .............. 81
Gbr 26.Kondisi Transien saat MGL-STG Open tanpa Capacitor Bank ..................... 84
Gbr 27.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank saat MGL-STG Open ....... 85
Gbr 28. Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap saat MGL-
STG Open ....................................................................................................... 85
Gbr 29.Rangkaian jaringan listrik PT CPI Integrated System menggunakan Software
Matlab ............................................................................................................. 86
Gbr 30.Kondisi Transien Pemasangan STATCOM secara bertahap pada bus NEL dan
BKO ................................................................................................................ 87
Gbr 31.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI ..................................... 88
Gbr 32.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI ..................................... 89
Gbr 33 Gambar gelombang V dan Q pada STATCOM 1 berlokasi di STG. ............. 90
Gbr 34 Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGL-
STG Close) ………………………………………………………..……… 92
Gbr 35.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGL-
STG Open) ...................................................................................................... 92
Gbr 36.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MLG-
STG Open) ...................................................................................................... 94
Gbr 37. Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus
NEL dan BKO (MLG-STG Close) ………………………………………….96
10
Gbr 38.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO
(MLG-STG Close) .......................................................................................... 95
Gbr 39.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus
NEL dan BKO (MLG-STG Open) .................................................................. 96
Gbr 40.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO
(MLG-STG Open) ......................................................................................... 97
Gbr 41.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus
NEL dan BKO (MLG-STG Open) .................................................................. 97
Gbr 42.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL
dan BKO (MLG-STG Open) .......................................................................... 98
Gbr 43. Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan STATCOM pada bus STG (MGL-STG
Close dan Open) ………………………………………………………………………………………………..101
Gbr 44. Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan Capacitor Bank pada bus...102
Gbr 45.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di bus STG ............................... 101
Gbr 46.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan SVC pada bus STG (MGL-
STG Close dan Open) ................................................................................... 102
Gbr 47.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan Capacitor Bank pada bus
STG (MGL-STG Close dan Open) ............................................................... 103
Gbr 48. Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus STG …………104
Gbr 49.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di BKO .................................... 104
Gbr 50.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus BKO ................ 105
Gbr 51.Perbandingan arus hub singkat 3 phase pada bus STG dan BKO ................ 105
Gbr 52.Perbandingan arus hub singkat 1PG pada bus STG dan BKO ..................... 105
11
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Perbandingan capacitor bank dan FACTS .................................................... 64
Tabel 2. Kondisi normal dan saat MGL-STG open .................................................... 75
Tabel 3. Kondisi normal dan saat setelah HCT SVC close......................................... 76
Tabel 4. Kondisi saat HCT SVC dipasang lalu MGL-STG di open ........................... 77
Tabel 5. kondisi saat MGL-STG open lalu HCT SVC di close ................................. 79
Tabel 6. Kondisi arus dan pf di bus BTG.................................................................... 80
Tabel 7. Kondisi arus dan pf di bus PMM .................................................................. 81
Tabel 8. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2013 .............................................................. 82
Tabel 9. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2014 .............................................................. 82
Tabel 10. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2015 ............................................................ 82
Tabel 11. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2016 ............................................................ 83
12
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengetahuan yang bersifat praktis menjadi suatu hal yang sangat penting bagi seorang
mahasiswa, terutama ketika terjun dalam dunia kerja yang sesungguhnya. Berbeda dengan
pengetahuan teoritis yang sebagian besar diperoleh melalui bangku kuliah, pengetahuan yang
bersifat praktis dan sesuai perkembangan zaman perlu diupayakan pula dari luar lingkungan
kampus. Salah satu sarana yang sangat baik bagi mahasiswa adalah melalui kegiatan kerja
praktek pada suatu instansi atau perusahaan. Melalui kegiatan tersebut, mahasiswa
diharapkan dapat mengetahui kondisi nyata di lapangan dan berbekal pengetahuan dasar yang
dimilikinya dapat segera menguasai kemampuan aplikatif guna membantu penanganan
masalah tertentu pada instansi atau perusahaan tempat kegiatan kerja prakteknya. Mahasiswa
juga diharapkan mendapat wawasan tentang etika dalam dunia kerja dan hal-hal penting
lainnya yang belum banyak diperoleh dari bangku kuliah.
Sistem kelistrikan merupakan elemen penting dalam menunjang proses produksi
industri. PT. Chevron Pacific Indonesia yang merupakan salah satu perusahaan eksplorasi
minyak besar di Indonesia, memiliki sistem kelistrikan sendiri untuk memenuhi kebutuhan
listrik yang cukup besar. Sistem kelistrikan yang dimiliki mulai dari pembangkitan,
transmisi, sampai distribusi.
Keandalan dari sistem tenaga listrik sangat menentukan proses produksi yang
dilakukan. Apabila gangguan terjadi pada sistem dan membuat sistem tidak berfungsi dengan
baik atau berhenti total, akan dapat menimbulkan kerugian yang sangat besar. Oleh karena
itu, dibutuhkan suatu sistem tenaga listrik yang sangat handal dan bermutu yang mampu
menunjang penyediaan tenaga listrik di seluruh wilayah operasi dan mencegah kerugian di
atas. Sistem penunjang keandalan penyediaan tenaga listrik harus tersedia mulai dari
pembangkitan, transmisi, hingga distribusi. Selain itu, dibutuhkan peralatan-peralatan sistem
tenaga yang dapat bekerja dengan maksimal sesuai dengan setting peralatan tersebut,
13
Dalam mendapatkan tegangan yang stabil, dibutuhkan suatu alat tambahan yang
bekerja apabila suatu saat terdapat gangguan yang tidak diinginkan. Alat yang bisa
mengkompensasi dan menstabilkan tegangan jika suatu saat terdapat gangguan. Bertolak dari
studi kehandalan listrik inilah, kami mencoba untuk mengambil tema tentang “Studi
pengaruh penggunaan kompensator berupa Capacitor Bank, SVC, dan STATCOM pada
jaringan transmisi dan distribusi di PT. Chevron Pacific Indonesia”
Untuk penjelasan apa itu STATCOM, SVC dan kemampuannya dalam
mengkompensasi kekurangan tegangan saat terjadi ganguan, akan dibahas lebih lanjut dalam
Laporan Kerja Praktik ini.
1.2 Tujuan
Tujuan kerja praktek yang penulis laksanakan di PT. Chevron Pacific Indonesia (CPI)
adalah:
1. Memenuhi salah satu persyaratan kurikulum serta syarat kelulusaan mahasiswa pada
Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah
Mada.
2. Mengenal ruang lingkup PT. Chevron Pacific Indonesia secara umum.
3. Mengenal ruang lingkup Departemen Power Generation & Transmission.
4. Mempelajari sistem tenaga listrik di PT.Chevron Pacific Indonesia.
5. Melihat dan membandingkan hal-hal yang telah diterima di bangku kuliah dengan
aplikasi yang ada di lapangan.
6. Mengenal lebih dekat dunia kerja di lingkungan perusahaan.
7. Menambah wawasan dan pengetahuan teknologi secara umum dan teknik tenaga listrik
serta penerapannya di industri.
8. Mencoba mensimulasikan pengaruh pemasangan kompensator berupa Capacitor, SVC,
STATCOM dengan program MATLAB dan ETAP
9. Mencoba mengambil kesimpulan pemakaian kompensator mana yang lebih efektif untuk
memperbaiki profile tegangan saat terjadi gangguan
14
1.3 Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Kerja Praktek ini dilaksanakan di Departemen Power Generation & Transmission
(PGT), Head Office Duri – Riau, PT. Chevron Pacific Indonesia, pada tanggal 23 September
sampai 23 Oktober 2013.
1.4 Batasan Masalah
Masalah yang dibahas dalam laporan kerja praktek ini dibatasi pada studi pengaruh
penggunaan kompensator berupa Capacitor Bank, SVC an STATCOM di PT. Chevron
Pacific Indonesia, Duri – Riau, yang terdapat dalam ruang lingkup Departemen Power
Generation & Transmission (PGT).
1.5 Metode Pengumpulan Data
Dalam Kerja Praktek ini digunakan beberapa metode untuk mendapatkan data-data
yang diperlukan sebagai pedoman dalam menulis laporan kerja praktek ini. Metode-metode
tersebut adalah:
1. Studi Literatur
Melakukan pencarian informasi melalui buku-buku bacaan, laporan-laporan, data-data
perusahaan ataupun product manual yang diberikan oleh pembimbing serta staff PT. Chevron
Pacific Indonesia.
2. Wawancara
Wawancara dengan para staff karyawan Power Generation & Transmission dengan cara
mengadakan tanya jawab secara langsung kepada pembimbing maupun karyawan lain PT.
Chevron Pacific Indonesia.
3. Simulasi
Simulasi dilakukan menggunakan bantuan aplikasi sistem tenaga listrik berupa ETAP dan
MATLAB.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika yang penulis gunakan dalam penulisan laporan kerja praktek ini
adalah sebagai berikut;
15
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang kerja praktek, tujuan melakukan kerja praktek, waktu
pelaksanaan kerja praktek, batasan masalah, metode pengumpulan data, dan
sistematika penulisan laporan.
BAB II SEJARAH PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
Berisi tentang sejarah perkembangan PT. Chevron Pacific Indonesia dari tahun ke
tahun beserta berbagai kendala dalam ketenagalistrikan di dalamnya.
BAB III SISTEM KELISTRIKAN PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
Menjelaskan tentang hal yang berkaitan dengan departemen PGT, gambaran
umum sistem tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia, mulai dari
pembangkitan, transmisi, dan distribusi.
BAB IV SISTEM PENUNJANG KEANDALAN PADA PENYEDIAAN TENAGA
LISTRIK
Berisi penjelasan mengenai beberapa sistem yang berperan untuk menjaga
keandalan sistem kelistrikan di PT. Chevron Pacific Indonesia. Seperti sistem
SCADA, peralatan sistem tenaga yang digunakan, serta hotline work.
BAB V DASAR TEORI
Berisi tentang dasar teori mengenai capacitor bank, SVC dan STATCOM mulai
dari karakteristik, bentuk fisik, prinsip kerja serta kelebihan dan kekurangan
yang dimiliki oleh kompensator tersebut.
BAB VI BATAS PERMASALAHAN
Merupakan latar belakang kenapa kami mengambil tema ini. Dan mencoba
mencari solusi atas permasalahan yang sedang dihadapi Chevron saat ini
BAB VII ANALISA KESTABILAN TEGANGAN
Berisi tentang analisa kestabilan tegangan yang dipengaruhi oleh faktor daya
dan jarak saluran transmisi
BAB VIII PENGARUH PENGGUNAAN KOMPENSATOR BERUPA
CAPACITOR BANK, SVC, DAN STATCOM PADA JARINGAN
TRANSMISI DAN DISTRIBUSI DI PT. CHEVRON PACIFIC
16
INDONESIA
Berisi tentang hasil simulasi dan analisis dari penggunaan kompensator berupa
Capacitor Bank, SVC, STATCOM pada jaringan distribusi dan transmisi listrik.
Pengaruh ada atau tidaknya kompensator saat terjadinya gangguan maupun
dalam keadaan normal.
BAB IX KESIMPULAN
Berisi tentang kesimpulan dan saran-saran penulis selama melakukan kerja
praktek di PT. Chevron Pacific Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
17
BAB II
SEJARAH PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
Pada tahun 1924, beberapa tim ahli geologi dari Amerika di bawah pimpinan Emerson
M. Butterworth mendarat di Batavia. Mereka ditugaskan mengadakan survey eksplorasi
minyak ke pulau-pulau Jawa, Sumatera, Kalimantan sekaligus mendapatkan izin dari
pemerintahan Hindia Belanda untuk mengadakan pengeboran minyak di kawasan tersebut.
Tim survey eksplorasi ini bernama Standard Oil Company of California (SOCAL) yang
mempelopori berdirinya PT. Caltex Pacific Indonesia yang berlokasi di Sumatera Tengah,
Kalimantan dan khususnya di daerah Aceh. Usaha yang dilakukan oleh tim eksplorasi
SOCAL tersebut sempat terhenti karena Indonesia pada waktu itu masih berada di bawah
penjajahan Hindia Belanda. Namun usaha eksplorasi tersebut tidak berhenti total karena pada
bulan Juni 1930 pemerintah Hindia Belanda memberi izin pengeboran minyak kepada
SOCAL dengan menunjuk SOCAL sebagai minority partner dari suatu perusahaan yang
didirikan pemerintahan Hindia Belanda dengan nama N. V. Nederlandsche Pacific Petroleum
Maatschappij (NPPM).
Pada tahun 1935 SOCAL mendapat tawaran dari pemerintah Hindia Belanda untuk
mengeksplorasi minyak di kawasan Sumatera Tengah dengan tanah seluas ±600.000 hektar.
Tawaran pemerintah Hindia Belanda itu tetap diterima dan dilakukan oleh pihak SOCAL
walaupun daerah tersebut tidak dikehendaki oleh SOCAL karena kandungan potensial minyak
di Sumatera Tengah belum banyak dieksplorasi dan masih dianggap kurang memberikan
harapan bagi pemerintah Hindia Belanda. Pada tahun 1936 TEXACO Inc. (perusahaan
yang berlokasi di Texas, USA) bersama dengan SOCAL sepakat untuk bergabung dan
membentuk perusahaan California Texas Petroleum Corporation (Caltex). Hasil
penelitian kegiatan geofisika yang dilakukan sekitar tahun 1936-1937 mengindikasikan
bahwa prospek minyak yang lebih besar terletak di daerah selatan, sehingga atas
permintaan Caltex daerah kerjanya diubah seperti sekarang yaitu berbentuk Kangguru
menghadap ke barat.
18
Pekerjaan eksplorasi yang pertama mencakup penelitian geologis beserta
pengeboran sumur dan penelitian seismik. Penelitian seismik dilakukan tahun 1937-1941
dengan melakukan pengeboran pada lokasi-lokasi yang terpencar pada kedalaman 26.208
ft (7.862,4 m). Kegiatan eksplorasi untuk pertama kali dilakukan pada bulan April 1939
di daerah lapangan Kubu I. Kemudian pada bulan Agustus 1940 ditemukan lapangan
minyak bumi di Sebanga yang merupakan penemuan pertama di daerah Riau. Pada bulan
November 1940 ditemukan lagi lapangan minyak baru di daerah Rantau Bais dan di
daerah Duri pada bulan Maret 1941. Pada tahun 1942 Mercu Bor siap dipasang di
lapangan minyak di Minas I, akan tetapi karena pecahnya Perang Dunia II (PD II) di
Indonesia maka kegiatan pemasangan Mercu Bor tersebut terhenti. Kegiatan eksplorasi
pada tahun-tahun selanjutnya dilakukan oleh Jepang. Setelah berakhirnya perang,
kegiatan eksplorasi dipusatkan bagi pengembangan lapangan Minas.
Pada tahun 1950, pemerintah Republik Indonesia mulai mempelajari dan menyusun
suatu undang-undang yang berkaitan dengan pertambangan. Dari hasil undang-undang
pertambangan yang telah dibentuk, maka pada bulan Januari 1951 pemerintah Republik
Indonesia memberi izin atas berdirinya Caltex Pacific Oil Company (CPOC) untuk
melanjutkan kegiatan SOCAL.
Setelah setahun CPOC memproduksi minyak bumi di lapangan Minas maka pada
tanggal 20 April 1952 diadakanlah pengapalan pertama Minas Crude dari Perawang
menyusuri sungai Siak menuju Pakning di selat Malaka. Hasil dari ekspor tersebut antara lain
adalah pengembangan lapangan Duri, pembangunan jalan dan pemasangan pipa saluran
(shipping line) yang mempunyai diameter 60 cm dan 70 cm sepanjang 120 km dari Minas
melintasi rawa sampai ke Dumai, mencakup pula pembangunan stasiun-stasiun pengumpul
(gathering station) dan stasiun pompa pusat serta kompleks perumahan dan perbengkelan di
Duri dan Dumai.
Menjelang tahun 1958, produksi minyak Caltex telah mencapai 200.000 BOPD.
Upaya menasionalisasikan perusahaan minyak asing di Indonesia diatur dalam undang-
undang No. 44 tahun 1960. Berdasarkan UU tersebut ditetapkan bahwa semua kegiatan
penambangan minyak dan gas bumi di Indonesia hanya dilakukan oleh perusahaan tambang
minyak nasional (Pertamina).
19
Pada tahun 1960, pemerintah Indonesia memberlakukan undang-undang No. 44
tahun 1960 mengenai pengaturan pembagian wilayah kerja CPOC, yaitu seluruh
wilayah konsesi NPPM (Rokan I Block dan Rokan III Block) seluas 9.030 km2
dikembalikan oleh Caltex pada pemerintah Republik Indonesia, tetapi pelaksanaan
operasi wilayah tetap dikerjakan oleh Caltex yang pada tahun 1963 menjadi badan
hukum dengan nama PT. Caltex Pacific Indonesia (PT. CPI) dimana sahamnya tetap
dimiliki secara patungan oleh TEXACO Inc. dan Chevron (nama baru dari SOCAL).
Pada bulan September 1963, diadakanlah “Perjanjian Karya” yang ditanda tangani
antar perusahaan negara dan perusahaan asing yang termasuk didalamnya PT. CPI
dan Pertamina. Isi perjanjian tersebut menyatakan bahwa wilayah PT. CPI adalah
wilayah Kangguru seluas 9.030 km2.
Pada tahun 1963, Caltex menjadi badan hukum di Indonesia dengan
kepemilikkan saham terdiri atas 50% TEXACO Inc. dan 50% SOCAL. Ladang
minyak Duri memberikan sumbangan sebesar 8% total produksi minyak Indonesia
dan 42% dari seluruh total produksi minyak PT. CPI mengalami penurunan produksi
sejak tahun 1964. Penurunan produksi dari ladang minyak Duri sangat
memprihatinkan, karena hal ini sangat berpengaruh pada economic life expectancy
dari perusahaan. Untuk mengatasi masalah tersebut PT. CPI menciptakan proyek
injeksi uap di ladang minyak Duri. Proyek ini diresmikan oleh Presiden Soeharto
pada bulan Maret 1991. Injeksi uap ini merupakan teknologi perminyakan generasi
ketiga dari PT. CPI yang mutakhir dan dapat mempermudah penyedotan minyak dari
perut bumi. Dengan menerapkan teknologi baru tersebut, PT. CPI mengharapkan
produksi minyak dari ladang minyak Duri dapat dilipatgandakan.
Perjanjian yang diadakan pertama kali yaitu pada tahun 1963 untuk jangka
waktu selama 30 tahun dengan menyatakan wilayah kerja PT. CPI meliputi wilayah
blok A, B, C dan D seluas 12.328 km2. Setelah memperoleh tambahan daerah seluas
4.300 km2 maka pada tahun 1968 sebagian wilayah blok A dan D serta keseluruhan
wilayah blok C (seluruhnya 32,6% dari daerah asal) diserahkan kembali ke
20
pemerintah Indonesia, sedangkan pengembalian daerah-daerah berikutnya dilakukan
pada tahun 1973 dan 1978.
Penandatanganan dua perjanjian C & T yang berdasarkan kontrak bagi hasil
(CPS) dilakukan pada tanggal 7 Agustus 1971 yaitu Coastal Plain Pekanbaru Block
seluas 21.975 km2 dan pada bulan Januari 1975 yaitu Mount Front Kuantan Block
seluas 6.865 km2. Wilayah kerja sebelumnya yang dikenal dengan sebutan Kangguru
Block seluas 9.030 km2 diperpanjang masa operasinya sampai 8 Agustus 2001. Rasio
pembagian untuk kontrak bagi hasil yang disepakati sampai saat ini antara Pertamina
dan PT. CPI adalah 88% dan 12% ditambah dengan ketentuan khusus berupa
fleksibilitas bagi PT. CPI untuk hal-hal tertentu. Produksi minyak mentah PT. CPI
mencapai 65,8% pada tahun 1974 dan menurun menjadi 46,5% pada tahun 1990.
Meskipun terjadi penurunan produksi PT. CPI tetap menguasai pangsa produksi
sebesar 75%, berbeda dengan Pertamina dan Unocal yang mengalami penurunan
produksi besar-besaran.
Setelah dilakukan pengembalian beberapa daerah dari wilayah kerja secara
bertahap, sekarang Coastal Plain Pekanbaru Block hanya seluas 9.996 km2. Tahun
1979 hingga tahun 1991 dilakukan penambahan kontrak-kontrak baru oleh PT. CPI
yaitu sebagai berikut:
1. Joint Venture dengan Pertamina pada tahun 1976 yaitu meliputi daerah
Jambi Selatan Block D seluas 5.826 km2 dan dikembalikan keseluruhannya
pada tahun 1988.
2. Kontrak bagi hasil (CPS) untuk wilayah Singkarak Block pada tahun 1981 seluas
7.163 km2 di daerah Sumatera Barat dan wilayah pantai Daerah Istimewa Aceh,
yang kemudian dikembalikan pada bulan Mei 1986.
3. Kontrak bagi hasil Nias Block pada tahun 1981 seluas 16.166 km2.
4. Perpanjangan perjanjian karya menjadi bentuk kontrak bagi hasil (CPS) untuk
wilayah Siak Block selama 20 tahun terhitung mulai tanggal 28 November 1993
dengan luas wilayah kerja 8.314 km2.
21
5. Kontrak bagi hasil (CPS) untuk wilayah Langsa Block pada tahun 1981 seluas
7.080 km2 di selat Malaka.
Saat ini PT. CPI memiliki kawasan seluas 31.700 km2. Pada bulan Agustus 2005 Chevron
membeli saham PT. Unocal Indonesia (akuisisi) sehingga pada 9 Oktober 2001, Texaco Inc.
melakukan merger dengan Chevron Corp. yang kemudian membentuk ChevronTexaco Corp.
Sejak saat itu manajemen Chevron juga ikut berubah menjadi IndoAsia Business Unit (IBU).
Setelah mengakuisisi Unocal pada 10 Agustus 2004, pada tanggal 9 Mei 2005 nama
ChevronTexaco Corp. berubah kembali menjadi Chevron Corp. Chevron memiliki unit bisnis
di lebih dari 180 negara dan didukung oleh sekitar 47.000 karyawan di seluruh dunia. Pada
16 September 2005, PT. Caltex Pacific Indonesia pun mengubah namanya menjadi PT.
Chevron Pacific Indonesia. Baik Chevron Pacific Indonesia maupun Caltex Pacific Indonesia
memiliki singkatan yang sama, yaitu CPI.
22
BAB III
SISTEM KELISTRIKAN PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
3.1 Departemen Power Generation & Transmission
3.1.1 Tinjauan Umum
Untuk menjalankan semua mesin-mesin produksi di PT. CPI, baik di pompa angguk
maupun ESP (Electrical Submersible Pump) serta peralatan listrik lainnya, diperlukan energi
listrik dalam jumlah yang cukup besar. Untuk memenuhi kebutuhan ini, PT. CPI memiliki
departemen khusus yang menangani sistem kelistrikan yang terdiri dari pembangkitan,
transmisi dan distribusi. Melihat perkembangan sumur minyak yang menggunakan pompa
semakin banyak dilokasi yang berjauhan, manajemen PT. CPI membuat sebuah sistem tenaga
listrik yang lebih handal dibandingkan dengan hanya mengandalkan enginator.
Pada tahun 1969 diresmikan pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Duri yang terdiri dari 2 unit generator turbin gas Sulzer buatan Swiss dengan kapasitas
masing-masing 10 MW. Dengan beroperasinya PLTG Duri ini lahirlah sebuah departemen
baru di PT. CPI, yang dikenal dengan nama Power Generation and Transmission (PGT) yaitu
sebuah departemen bertugas menyediakan tenaga listrik dan menghasilkan uap melalui
pemanfaatan panas dari gas buang turbin. Dari tahun ke tahun jumlah unit turbin gas ini
semakin bertambah seiring dengan meningkatnya kebutuhan daya listrik diPT. CPI.
3.1.2 Struktur Organisasi PGT
Sebagai departemen yang bertanggung jawab membangkitkan dan mencatu daya
listrik di perusahaan ini, Departemen PGT yang bernaung di dalam Divisi Support
Operation mengemban tugas sebagai berikut:
1. Membangkitkan daya listrik yang cukup dan berkesinambungan secara
efisien guna memenuhi pertumbuhan beban di PT. CPI.
2. Mencatu daya listrik yang andal dan baku guna memenuhi kebutuhan
operasi PT. CPI.
23
3. Memanfaatkan gas buang panas dari turbin – turbin gas di Central Duri
secara maksimal untuk menghasilkan uap guna kebutuhan operasi Duri
Steam Flood.
4. Mempertahankan keselamatan kerja yang tinggi.
Dalam menjalankan pengoperasian sehari – hari, PGT memiliki sub – sub bagian,
yaitu:
Administrator
Business Engineering Support (BES)
Power System Generation (PSG)
Transmission Distribution and Operation (TDO)
3.1.2.1 Administrator
Tim ini bertugas untuk menangani masalah administrasi departemen, hubungan
interdepartemen, antar departemen dan dengan relasi lain.
3.1.2.2 Business Engineering Support (BES)
Tim BES ini dikepalai oleh seorang Manager. BES itu sendiri terdiri dari
beberapa unit kerja, yaitu Planning and Budget, Design and Construction, IT and
Support System, Safety Health and Environment, dan Quality Improvement. Tim ini
juga membawahi pengoperasian SCADA. Tanggung jawab dari BES antara lain:
a. Bertanggung jawab atas semua perencanaan dan pengembangan dari PGT.
b. Melakukan kegiatan penelitian untuk menghasilkan rancangan estimasi
pertumbuhan beban dengan menggunakan parameter yang ada, misalnya
pertumbuhan sumur minyak, bertambahnya mesin pompa produksi dan
sebagainya.
c. Bertanggung jawab atas pengembangan proyek untuk mengimbangi
pertumbuhan beban, misalnya perluasan jaringan transmisi dan
pembangunan PLTG baru.
24
d. Penelitian dan perhitungan biaya yang dikeluarkan untuk membangkitkan
listrik per kWH dan biaya operasional lainnya.
3.1.2.3 Power System Generation (PSG)
Tugas dari PSG adalah menangani pembangkitan tenaga listrik untuk keperluan
PT. CPI. PSG memiliki team-team yaitu:
Team Power Plant, bertugas mengendalikan operasi power plant dan menjaga
kelangsungan ketersediaan energi listrik dan mutu energi listrik yang
dihasilkan.
Team Power System Management, bertugas mengatur jadwal pembangkitan
dan penyaluran energi listrik dan perencanaan ke depan serta koordinasi dengan
bagian lain.
Team Conditioning Monitoring, bertugas mengadakan inspeksi peralatan
pembangkit dan mengajukan rekomendasi perbaikan ke Gas Turbine
Maintenance.
Team Gas Turbine Maintenance, terdiri dari beberapa bagian yaitu Technical
Support Duri & Minas, Support Shop, Maintenance execution, dan Material
and Spare Parts. Tugas tim tersebut adalah:
Mengadakan pemeriksaan terhadap turbin gas
Mengganti dan memperbaiki bagian turbin gas yang rusak
Melakukan pengetesan sistem kontrol dan perbaikan seperlunya
Menangani pembelian spare part yang dibutuhkan
Melakukan perencanaan ke depan
Menyusun jadwal perbaikan, modifikasi, dan pemecahan masalah rekayasa
3.1.2.4 Transmission Distribution and Operation (TDO)
Transmission Distribution and Operation (TDO) merupakan tim di PGT yang
bertanggung jawab dalam pengiriman dan pendistribusian tenaga listrik yang dihasilkan
oleh unit pembangkit ke beban, seperti pompa – pompa di sumur minyak, mesin – mesin
25
industri penyangga, penerangan jalan, dan sebagainya. Selain itu, TDO juga mempunyai
tugas lain, yaitu memelihara dan memperbaiki jaringan transmisi dan distribusi di PT. CPI.
Dalam rangka menjalankan tugasnya, tim ini dibagi lagi menjadi beberapa unit, yaitu :
a. Power Line Maintenance
Bertugas memeriksa jaringan transmisi dan distribusi, mengirim informasi jika
terjadi kerusakan pada jaringan yang dapat menimbulkan gangguan untuk
diperbaiki dengan menggunakan patrol jaringan (line patrol), memelihara dan
memperbaiki jaringan transmisi dan distribusi serta melaksanakan
commissioning untuk instalasi alat baru dan menghubungkannya dengan
jaringan yang sudah beroperasi.
b. Substation and Control System
Kegiatan yang dilakukan antara lain memasang, memelihara, dan memperbaiki
seluruh peralatan yang terpasang pada substation seperti Circuit Breaker,
Switchgear, Trafo, Relay, dan lain – lain.
c. Power System Engineering (PSE)
Secara keseluruhan, tugas PSE adalah:
Bertanggung jawab terhadap kelancaran aliran energi listrik.
Menentukan pengaturan relay suatu jaringan.
Menganalisa gangguan dan memberikan solusi terbaik.
Merancang suatu sistem tenaga listrik dengan tingkat kestabilan yang dapat
diandalkan.
Karena unit kerja yang harus ditangani TDO sangat luas, tim ini dibagi
berdasarkan daerah operasinya. Tiap – tiap wilayah dipimpin oleh satu orang
Team Manager. Ada 4 unit TDO dalam departemen, yaitu:
TDO Bekasap: meliputi daerah Bekasap/Petani, Libo, Bangko/Balam,
distrik Duri, dan sekitarnya.
TDO Duri: meliputi Duri field, kulim, distrik Dumai, dan sekitarnya.
26
TDO Minas: meliputi distrik Minas, Minas field, dan sekitarnya.
TDO Rumbai: meliputi distrik Rumbai, Pedada, Petapahan, dan sekitarnya.
3.2 Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik
PT. Chevron Pacific Indonesia memiliki pembangkit sendiri sebagai sumber tenaga
listrik. Sistem pembangkitan listrik yang umum digunakan adalah generator yang digerakkan
oleh turbin. Turbin ini digerakkan oleh energi dari luar, misalnya air, gas, uap, panas bumi,
nuklir, dan lain-lain. Pemilihan sumber penggerak turbin ini mempertimbangkan banyak hal.
Misalkan biaya operasi dan biaya investasi pembangkit, selain itu lokasi dan kondisi daerah
pembangkit juga menjadi pertimbangan.
PT. Chevron Pacific Indonesia memilih pembangkit gas turbin sebagai sistem
pembangkitan tenaga listrik. Salah satu keunggulan dari turbin gas yang dapat segera
dioperasikan dengan waktu start kurang dari 15 menit, yang jauh lebih cepat dibandingkan
turbin uap yang membutuhkan waktu hingga berjam-jam. Beberapa turbin gas, yaitu pada
Central Duri dan Cogen, berdampingan dengan WHRSG (Waste Heat Recovery Steam
Generator) yang memanfaatkan gas buang turbin gas untuk membuat steam/uap yang
nantinya dimanfaatkan untuk injeksi uap agar minyak mudah diangkat.
Sistem kelistrikan di PT. Chevron Pacific Indonesia menggunakan frekuensi 60 Hertz,
berbeda dengan frekuensi yang digunakan PT PLN yang nilainya 50 Hertz. Tegangan
pembangkitan di PT. Chevron Pacific Indonesia adalah 13,8 kV, yang nantinya dinaikkan
dengan step up tranformer menjadi 115 atau 230 kV.
Unit Pembangkitan di PT. Chevron Pacific Indonesia terdiri dari:
3 unit pembangkit gas turbin yang dioperasikan oleh North Duri Cogen,
dengan kapasitas pembangkitan total 300 MW.
17 unit pembangkit gas turbin dioperasikan oleh PGT, dengan kapasitas
pembangkitan total ± 324 MW.
27
Gbr 1. Sistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific Indonesia
3.3 Sistem Transmisi dan Distribusi
3.3.1 Sistem Transmisi
Sistem transmisi digunakan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit ke pusat
beban. Karena daya yang disalurkan besar, maka tegangan yang digunakan adalah tegangan
tinggi untuk mengurangi rugi-rugi tegangan pada saluran. Dari pembangkit tegangan
keluarannya adalah 13,8 kV. Kemudian masuk ke saluran transmisi setelah tegangan
ditransformasikan dengan trafo step up menjadi 115 kV atau 230 kV.
Tegangan transmisi tenaga listrik yang digunakan sistem tenaga listrik di PT. Chevron
Pacific Indonesia adalah 230 kV, 115 kV, dan 44 kV. Konfigurasi sistem transmisi terdiri
dari radial transmission line (saluran transmisi radial) dan looping transmission lines (saluran
transmisi looping), dengan konfigurasi 44 kV single, 115 kV single, 115 kV bundle (double),
dan 230 kV bundle.
Saluran transmisi yang dimiliki oleh PT. Chevron Pacific Indonesia adalah:
Saluran transmisi 230 kV sepanjang 128 km
28
Saluran transmisi 115 kV sepanjang 536 km
Saluran transmisi 44 kV sepanjang 105 km
Gbr 2. Saluran transmisi pada PT. CPI
Dalam sistem transmisi PT. Chevron Pacific Indonesia menggunakan konfigurasi satu
setengah breaker dan konfigurasi ring bus. Yang menggunakan konfigurasi satu setengah bus
adalah North Duri, Central Duri, Kota Batak Junction (KBJ), dan Minas. Sedangkan yang
menggunakan Ring Bus adalah Duri, 5B, dan pada ring bus 230 kV.
Sistem ring bus digunakan bila ada dua sumber mensuplai, kelebihan sistem
ini adalah secara langsung mengisolir gangguan jika gangguan terjadi pada
salah satu sumber.
Pada keadaan normal semua breaker pada ring bus berada dalam keadaan tertutup,
bila terdapat gangguan pada sumber 1, breaker A dan D terbuka untuk mengisolir
gangguan, sementara sumber 2 mensuplai beban. Gangguan dibagian manapun
dalam sistem akan menyebabkan dua breaker terbuka, untuk mengisolir gangguan.
29
Gbr 3. Sistem Ring Bus
Sistem satu setengah breaker memiliki satu setengah breaker untuk setiap sumber
yang terhubung pada bus. Dalam keadaan normal semua breaker tertutup. Susunan
ini mempunyai faktor pengamanan yang tinggi, karena bila suatu lokasi mengalami
gangguan, tidak akan mempengaruhi bagian lain yang sedang beroperasi.
Gbr 4. Sistem Satu Setengah Breaker
3.3.2 Sistem Distribusi
Sistem distribusi menggunakan tegangan 13,8 kV dan 110 V. Dan beberapa lokasi ada
yang menggunakan 4,16 kV, seperti di Dumai dan Rumbai. Untuk beban kantor dan
perumahan menggunakan tegangan 110 V fase to netral atau 208 V fase to fase. Sedangkan
untuk memberikan suplai ke mesin-mesin industri menggunakan tegangan 13,8 kV yang akan
diturunkan oleh trafo step down menjadi tegangan yang dibutuhkan mesin.
Saluran distribusi yang dimiliki oleh PT. Chevron Pacific Indonesia adalah:
Saluran distribusi 13,8 kV sepanjang 1742 km
Saluran distribusi 4,16 kV sepanjang 50 km
SUMBER 1 SUMBER 2
A
D
C
B
SISTEM RING BUS
G G G G G
SISTEM SATU SETENGAH BREAKER
LINE 1 LINE 2
30
Dan sistem distribusi tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia memiliki
sekitar 8000 transformer.
3.3.3 Substation
Dalam sistem transmisi dan distribusi terdapat substation yang berguna untuk
mengubah tegangan yang ditransmisikan atau didistribusikan. Di dalam substation terdapat
berbagai peralatan sistem tenaga, yaitu transformator, voltage regulator, perlengkapan
proteksi, bus bar, switch, lightning arrester, dan lainnya. Secara singkat peralatan tersebut
akan dijelaskan pada bab selanjutnya.
31
BAB IV
PENUNJANG KEANDALAN TENAGA LISTRIK
4.1 Supervisory Control and Data Acquistion (SCADA)
SCADA atau Supervisory Control and Data Acquisition adalah suatu sistem
yang mengumpulkan data dan menganalisisnya secara real time. Sistem SCADA
berfungsi sebagai pengontrol dan juga pengawasan atau monitoring. Sistem SCADA
merupakan kombinasi antara telemetri dan akuisisi data.
Telemetri merupakan suatu teknik yang digunakan dalam pengiriman dan
penerimaan informasi atau data melalui suatu media. Sedangkan akuisisi data
merupakan proses pengumpulan data. Data yang dikirimkan tersebut dapat berupa
data analog dan data digital yang berasal dari sensor peralatan seperti CT, PT,
kontaktor, switch, metering dan lain-lain. Data ini juga dapat berupa data
pengontrolan seperti circuit breaker, tap changer, circiut switcher, motor dan lain-
lain.
Jadi proses yang terjadi pada sistem SCADA ini adalah pengumpulan informasi berupa
hasil pengukuran dan pengontrolan dari berbagai daerah dan hasilnya dapat ditampilkan di
layar sehingga operator dapat melihat hasilnya secara bersamaan dengan yang didapat di
daerah asal (real time data).
Komponen-komponen utama dari sistem SCADA terdiri atas:
Instrumen lapangan (field instrument)
Stasiun jarak jauh (remote terminal)
Peralatan komunikasi (communication device)
Stasiun master (master station)
Keempat komponen tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
32
Gbr 5.Komponen sistem SCADA
Instrumen lapangan adalah instrumen yang terdapat di lapangan dapat berupa sensor
dan berhubungan lansung dengan peralatan. Sensor menghasilkan sinyal digital dan analog
yang akan dimonitor oleh remote station. Sinyal juga dikondisikan agar kompatibel dengan
masukan atau keluaran instrumen di remote station.
Remote station adalah instrumen yang akan mengumpulkan data-data yang
dihasilkan oleh instrumen di lapangan. Peralatan ini dapat berupa RTU (Remote
Terminal Unit) dan PLC (Programmable Logic Controller).
Media komunikasi adalah suatu media yang dipakai untuk mengirimkan
informasi dari satu daerah ke daerah yang lainnya. Media yang dipergunakan dapat
berupa nirkabel maupun dengan kabel.
Master Station adalah lokasi tempat master atau host computer berada. Untuk
memonitor beberapa macam data digunakan program HMI (Human Machine Interface ) yang
memudahkan operator untuk mengolah data dan menganalisanya.
4.1.1 Sistem SCADA PGT
Awalnya, data-data yang berada di gardu distribusi, atau pusat-pusat pembangkitan
tenaga listrik akan diambil oleh sebuah instrumen yang dinamakan RTU (Remote Terminal
33
Unit). Data-data yang diperoleh tersebut dapat berupa besarnya tegangan, besarnya arus,
ataupun status dari circuit breaker. Data tersebut merupakan hasil pengukuran dari sensor
yang terpasang pada alat yang dipantau.
Sebagai contoh, besarnya arus diperoleh dari CT (Current Transformer) yang akan
menurunkan besarnya arus yang melewatinya sesuai dengan rasio yang dimilikinya. Atau
besarnya tegangan yang diperoleh dari CCPD. Keduanya, baik besarnya tegangan maupun
besarnya arus berupa nilai analog. Sedangkan status circuit breaker diperoleh dari circuit
breaker itu sendiri yang berupa sinyal-sinyal digital <1> atau <0> yang menandakan bahwa
breaker dalam kondisi open atau close. Setelah sampai di RTU, semua masukan-masukan
tersebut akan dipisahkan. Masukan analog akan dihubungkan ke analog input card dan
masukan digital akan dihubungkan ke digital input card.
Kemudian, melalui media komunikasi yang digunakan, apakah berupa kabel telepon,
microwave, power line carrier, ataukah fiber optic data-data tersebut dikirimkan dari RTU ke
master station. RTU sendiri dapat melakukan komunikasi dengan master station karena
adanya communication card pada RTU yang merupakan sarana komunikasi antar keduanya.
Dari master station kemudian data dilanjutkan ke CLS (Communication Line Server)
lalu ke FEP (Front End Processor). Di dalam FEP data akan disimpan sebagai database.
Database inilah yang akan digunakan untuk kepentingan analisa, untuk lebih
mengoptimalkan sistem. Dan pada akhirnya dengan menggunakan HMI (Human Machine
Interface) yang ada, data akan ditampilkan di komputer-komputer user.
Ada dua jenis user yang menggunakan data tersebut, yaitu administrator dan operator.
Administrator memiliki wewenang dalam maintenance HMI. Sedangkan operator tidak,
operator hanya dapat melihat data yang ada dan kemudian bertugas untuk mengambil tidakan
dalam rangka mempertahankan kondisi yang semestinya. Perintah yang dapat diberikan oleh
operator adalah membuka dan menutup circuit breaker, merubah posisi blok dan selector
switch serta menaikan dan menurunkan LTC pada transformator tertentu. Dengan demikian,
akan diperlukan pula komunikasi antara master station dengan RTU untuk mengirimkan
perintah dari operator.
34
Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa peran media komunikasi cukup besar dalam
proses pengiriman data dari RTU ke master station ataupun sebaliknya. Apabila terjadi
gangguan pada media komunikasi maka proses pengiriman data ataupun perintah antara RTU
dan master station akan terganggu.
4.1.2 Master Station dan RTU
Master station
Dalam menjalankan tugasnya master station dibagi menjadi empat unit, yaitu operator
station, communication station, local I/O station, dan logging station. Master Station adalah
berupa komputer server dengan kemampuan beroperasi yang sangat cepat. PGT memakai
komputer berbasis UNIX sebagai master station.
Operator Station, adalah interface antara sistem SCADA itu sendiri dengan manusia.
Dengan adanya operation station ini memungkinkan untuk ditampilkan semua data-data
dari lapangan dalam bentuk tulisan, gambar, ataupun grafik. Data-data tersebut dapat
dimodifikasi melalui operation station ini.
Communication Station, melayani semua kegiatan komunikasi dengan unit yang lain,
seperti operator station, RTU atau local I/O station.
Local I/O Station, bertanggung jawab dalam pengaturan wall board (mimic board)
seperti alarm, lampu, atau daftar peristiwa yang terjadi (event).
Logging Station, berperan untuk menyediakan ruang penyimpanan database data-data
yang telah didapat dari lapangan melalui harddisk dan pita magnetik yang ada.
RTU (remote terminal unit)
RTU adalah suatu perangkat dalam sistem pengendalian yang digunakan untuk mengakuisisi
data-data di lapangan yang kemudian akan digunakan untuk proses pengendalian jarak jauh.
RTU biasanya ditempatkan di gardu-gardu induk maupun pusat-pusat pembangkit.
Secara umum, RTU memiliki beberapa fungsi dasar sebagai berikut:
Mengakuisisi data-data analog maupun sinyal-sinyal indikasi.
Melakukan kontrol buka tutup, naik turun setting, dan fungsi set point lainnya.
Meneruskan hasil-hasil pengukuran ke pusat pengendali.
Melakukan komunikasi dengan pusat pengendali.
35
Fungsi tersebut merupakan fungsi-fungsi yang sangat penting dalam sistem pengendalian,
maka RTU harus memiliki tingkat keandalan dan presisi yang tinggi dalam arti tidak mudah
terpengaruh oleh noise.
Dalam melakukan operasi-operasi tersebut, RTU memiliki beberapa unit komponen di
dalamnya. Komponen tersebut antara lain :
1. Relay, berfungsi untuk membuka dan menutup control circuit yang berhubungan
dengan perangkat yang sedang beroperasi di lapangan. Selain itu relay juga berfungsi
untuk mengidentifikasi RTU bahwa perintah dari pusat pengendali telah dijalankan.
2. Modem, digunakan agar RTU dapat mengadakan komunikasi dengan control center.
Komunikasi tersebut misalnya dalam bentuk pengiriman data-data yang telah
diakuisisi.
3. Transducer, berfungsi untuk mengubah suatu besaran ke besaran lain yang
diperlukan untuk kepentingan transmisi data.
4. Cards. RTU tersusun atas berbagai jenis card. Setiap card memiliki fungsinya
masing-masing. Card-card tersebut adalah sebagai berikut:
Power Supply Card
Berfungsi memberikan catu daya ke sistem dengan besar tegangan +/- 5V, +/-
12V, dan +/- 24V
CPU and Memory Card
Berfungsi untuk melakukan pemrosesan dan penyimpanan data sistem RTU
serta mengatur hubungan antara card yang satu dengan card yang lain.
Communication Card
Berfungsi untuk menghubungkan RTU dengan Master Station melalui media
komunikasi.
Analog Input Card
Berfungsi untuk menerima input analog dari transducer dan meneruskan data
input tersebut ke I/O-bus.
Digital Input Card
Berfungsi untuk menerima input digital dan meneruskannya ke I/O bus.
Digital Set Point Output Card
Berfungsi untuk menghasilkan data digital sebagai acuan untuk mengatur
parameter yang diukur.
36
Analog Set Point Output Card
Berfungsi untuk menghasilkan data analog sebagai acuan untuk mengatur
parameter yang diukur.
4.1.3 Media Komunikasi SCADA
Data yang dapat ditampilkan di komputer operator SCADA tidak terlepas dari peranan media
komunikasi sebagai penghubung antara RTU dengan Master Station. Media komunikasi
tersebut saat ini digunakan untuk menghubungkan RTU-RTU yang tersebar di berbagai
wilayah antara lain di Duri, Minas, Rumbai, Dumai, Petapahan, Kotabatak, New Kotabatak,
Bekasap, Bangko, Suram, Pungut, Libo, Menggala, Sintong, Batang, dan Pematang.
Media komunikasi yang digunakan di PT. CPI ada dua macam:
1. Jalur komunikasi microwave
Jalur komunikasi microwave disebut juga dengan saluran penghantar radio. Media
transmisi dari jalur komunikasi ini adalah melalui udara bebas sehingga microwave
memiliki sifat yang tergantung pada suhu dan kerapatan udara. Jalur komunikasi ini
digunakan untuk menghubungkan daerah-daerah seperti:
Duri IT Tower dengan substation Batang
Minas IT Tower dengan substation 4D, 6D, 6DN dan 8D
Substation Petapahan dengan substation Suram
2. Jalur komunikasi serat optik (fiber optic)
Fiber optic sebagai media komunikasi menggunakan cahaya sebagai media transmisi
dengan frekuensi pembawa (carrier frequency) sebesar 100THz dan dengan lebar pita
(bandwidth) sebesar 1Tbit/s. Saat ini, fiber optic banyak digunakan karena fiber optic
memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan media komunikasi yang lain. Beberapa
kelebihannya antara lain:
Kapasitas besar, dengan hanya menggunakan dua buah fiber optic, dapat
dilakukan lebih dari 100.000 percakapan secara simultan
Ringan, kecil, dan lebih murah jika dibandingkan dengan kawat tembaga
Tidak dipengaruhi oleh interferensi elektromagnetis dan aman dari noise
Memiliki bandwidth yang lebar
Saat ini, jalur komunikasi serat optik digunakan untuk menghubungkan:
37
Dumai dengan Duri
Duri dengan Minas
Minas dengan Rumbai
Central Duri dengan Duri
Kotabatak Junction dengan Minas
dll
4.2 Hotline Work
Hotline work adalah metode kerja perbaikan atau penyambungan jaringan tegangan
tinggi tanpa mematikan aliran listrik. Tujuan penggunaan metode ini adalah:
Untuk menghindari kehilangan produksi minyak mentah apabila diperlukan
adanya perbaikan dan perawatan atau penyambungan sistem tenaga listrik.
Untuk menghindari terhentinya seluruh kegiatan di kantor-kantor, perumahan,
dan semua fasilitas yang ada.
Dengan dikeluarkannya izin melakukan hotline work oleh migas kepada PT. Chevron
Pacific Indonesia, maka pemutusan arus listrik untuk keperluan perawatan jaringan transmisi
dan distribusi dapat dikurangi atau dihindari sama sekali.
Ada tiga metode yang digunakan pada hot line work:
Metode hot stick (tongkat berisolasi tinggi)
Metode hand glove (dengan sarung tangan)
Metode hand bare (pegangan langsung)
Yang digunakan PT. Chevron Pacific Indonesia adalah metode hot stick dan hand bare.
Metode hot stick digunakan pada tegangan 115 kV, 44kV, 13,8 kV, atau lebih kecil.
Sedangkan metode hand bare dilakukan pada tegangan 230kV. Metode hand bare dipilih
untuk jaringan 230 kV karena metode hand stick dirasa tidak efektif.
Berikut alasan tidak digunakannya metode hot stick pada jaringan 230kV:
Jarak konduktor dengan pekerja yang berjauhan
Tongkat yang dibutuhkan semakin panjang dan berat
38
Jumlah isolator yang dibutuhkan semakin banyak sehingga semakin berat
Pada metode hand bare petugas menggunakan pakaian khusus, yaitu Conduct suit
lengkap dengan baju, celana, kaus kaki, sepatu, sarung tangan, dan penutup kepala. Prinsip
alamiah yang digunakan adalah memegang kawat satu fasa saja, seperti burung yang
bertengger pada kawat tegangan tinggi.
Peralatan Sistem Tenaga
4.3.1 Recloser
Recloser digunakan untuk membuka dan menghubungkan rangkaian listrik melalui
sebuah pengendali, baik pada saat ada gangguan maupun dalam kondisi normal. Jika pada
saat gangguan, recloser ini berfungsi untuk mengisolasi gangguan supaya tidak
mempengaruhi sistem yang lebih besar. Sedangkan pada saat normal, recloser ini bisa
dipakai untuk memindahkan beban dengan memutus atau menghubungkan beban tersebut
dari satu feeder ke feeder yang lain.
Unit recloser lengkap biasanya terdiri dari:
1. Unit Power Recloser yang di dalamnya terdapat:
a. Switch dengan interupter dan mekanismenya.
b. Closing dan tripping solenoid untuk menggerakkan switch serta current
transformer (CT) sebagai sensing.
2. Kontrol recloser yang di dalamnya terdapat metering, protection dan
control yang memerintahkan unit power recloser bekerja
3. Battery charger
4. Baterai
5. Fasilitas komunikasi ke SCADA
Sistem Operasi
Pada umumnya recloser diset 4 kali trip dan 3 kali reclose, setelah itu lock out dan
pada umumnya kondisi di lapangan waktu reclosing diset 15 detik. Namun demikian
setting reclosing time ini sangat tergantung dengan kebutuhan di lapangan.
39
Gbr 6. Sistem operasi recloser
Proteksi utama pada recloser adalah:
Phase to phase overcurrent protection (proteksi arus lebih fasa-ke-fasa)
Phase to ground overcurrent protection (proteksi arus lebih fasa-ke-ground)
4.3.2 Breaker
Circuit Breaker (CB) adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memutus dan
menghubungkan rangkaian listrik baik dalam kondisi tidak ada beban, terhubung ke beban
ataupun dalam kondisi ada gangguan.
Media peredam api pada Circuit Breaker antara lain:
1. Udara (Air Circuit Breaker/ACB)
2. Vakum (Vacuum Circuit Breaker/VCB)
3. Minyak (Oil Circuit Breaker/OCB)
4. Gas SF6 (Gas Circuit Breaker/GCB)
Circuit Breaker yang ada di CPI adalah untuk level tegangan 4.16 KV, 13.8 KV, 44 KV, 115
KV dan 230 KV. Tenaga untuk menutup dan membuka Circuit Breaker bisa dari hidrolik
atau pegas yang digerakkan oleh motor. Counter Circuit Breaker pada umumnya bekerja
setelah breaker membuka.
Ada 5 komponen utama yang ada pada Circuit Breaker, yaitu:
1. Switch dan interupter-nya
Switch merupakan komponen utama dari breaker, di mana switch inilah yang sebenarnya
memutus dan menghubungkan beban dari sumbernya sedangkan interupternya berfungsi
untuk memadamkan api (arching) saat switch bekerja.
2. Sistem mekanik
Sistem ini yang menggerakkan switch secara mekanik setelah mendapatkan perintah dari
kontrol.
40
3. Electrical Control
Sistem ini yang menggerakkan sistem mekanik untuk bekerja setelah ada input baik
manual (dari manusia) atau otomatis (dari relay).
4. Aksesoris
Adalah komponen-komponen pendukung dari Circuit Breaker (misalnya gas/oil gauge, fuse,
indikator dsb).
5. Cubicle
Adalah tempat dimana semua komponen-komponen breaker berada.
Air Circuit Breaker (ACB)
Biasanya dipakai untuk indoor (dalam switchgear) untuk level tegangan 4.16 KV dan 13.8
KV.
Vacuum Circuit Breaker (VCB)
Ada yang tipe indoor (dalam switchgear) dan ada yang tipe outdoor (dipasang di switchyard)
untuk level tegangan 4.16KV dan 13.8 KV.
Oil Circuit Breaker (OCB)
Biasanya dipakai untuk tipe outdoor (di switchyard) dan merupakan tipe breaker yang paling
tua. Biasa digunakan untuk level tegangan 4.16 KV, 13.8 KV, 44KV dan 115 KV.
Gas Circuit Breaker (GCB)
Adalah tipe breaker yang terbaru yang saat ini digunakan untuk level tegangan 13.8 KV, 44
KV,115 KV dan 230 KV baik untuk indoor (dalamswitchgear) maupun outdoor (di
switchyard).
Circuit Switcher (C/S)
Adalah jenis breaker yang hanya mempunyai kemampuan untuk memutus arus baik dalam
kondisi gangguan ataupun dalam kondisi normal, tapi tidak mempunyai kemampuan untuk
menutup rangkaian listrik secara otomatis (reclosing). Sehingga circuit switcher hanya
dipakai untuk proteksi peralatan yang tidak mengijinkan untuk reclose jika ada gangguan,
misalnya untuk proteksi power transformer di substation.
4.3.3 Voltage Regulator
Voltage Regulator (VR) adalah suatu transformator yang tergolong dalam
autotransformator (memiliki satu belitan untuk primer dan sekundernya) yang digunakan
41
untuk mengatur (menaikkan dan menurunkan) tegangan sistem sesuai dengan yang
diharapkan, yang bekerja secara langsung tanpa harus mematikan listrik.
Standar pengaturan tegangan oleh VR untuk penerapan di CPI adalah dalam rentang ±
10%, yang bisa dilakukan dengan cara otomatis atau manual.
Hal-hal yang perlu diketahui untuk setting VR adalah:
a. Voltage setting: pada level tegangan berapa output VR diharapkan.
b. Bandwith (dV): untuk menentukan batas atas dan batas bawah tegangan
yang akan diatur
c. Time delay: waktu di mana VR mulai bekerja sejak VR merasakan
tegangan tidak sesuai dengan yang diharapkan.
VR pada umumnya memiliki 16 tap lower, 16 tap raise dan 1 posisi netral. Setiap tap
akan mengubah tegangan sebesar 0.625 %, sehingga maksimum dan minimum tegangan yang
dapat diatur adalah sebesar ± 10% dari posisi netral. Berbeda dengan kapasitor, maka
peningkatan tegangan dengan menggunakan VR tidak akan menaikkan faktor daya. Jadi
faktor dayanya masih tetap sama.
Berikut ini adalah gambar yang menjelaskan bagaimana VR menaikkan tegangan
hanya di downstream. Bandingkan dengan gambar kapasitor yang menaikkan tegangan di
seluruh feeder.
Gbr 7. Ilustrasi tegangan sistem dengan adanya VR
42
Karena regulasi tegangan VR hanya ± 10% maka secara praktis penentuankapasitas
VR yang akan dipasang adalah 10% dari total load. Jadi jika total maksimum load-nya
sebesar 10 MVA, maka cukup menggunakan VR dengan kapasitas 1 MVA.
Pada umumnya VR yang dipasang di lingkungan CPI (GE dan Siemens) menggunakan
electronic control, jadi untuk mengubah setting cukup dengan memutar potensionya
saja. Sedangkan VR tipe yang lebih baru (Unindo dengan kontrol KVGC) memilki cara
setting yang lebih kompleks.
4.3.4 Capacitor Bank
Capacitor bank berfungsi untuk menaikkan tegangan di sepanjang feeder sekaligus
menaikkan faktor daya dari saluran tersebut.
Tujuan pemasangan capacitor bank:
a. Di substation bertujuan untuk menaikkan level tegangan di bus substation
dan membantu MVAR sistem
b. Di feeder bertujuan untuk menaikkan level tegangan di beban sekaligus
menaikkan faktor daya.
Inilah bedanya capacitor bank dengan VR, jika VR hanya menaikkan tegangan di
downstream saja sedangkan capacitor bank menaikkan tegangan baik downstream maupun
upstream. Permasalahan dari capacitor bank adalah pada saat feeder kehilangan beban
setelah trip dan reclose maka capacitor yang masih terhubung akan menaikkan tegangan
sehingga kemungkinan bisa merusakkan peralatan instrumentasi dan kontrol. Untuk itulah
diperlukan suatu kontrol kapasitor yang dapat bekerja secara otomatis untuk membuka
kapasitor pada saat kehilangan tegangan sehingga ketika power masuk maka feeder tersebut
sudah tidak terhubung dengan capacitor bank.
Di bawah ini adalah gambar yang menjelaskan bagaimana capacitor bank menaikkan
tegangan di sepanjang feeder. Bandingkan dengan gambar VR yang menaikkan tegangan
hanya di downstream. Pemasangan capacitor bank di CPI pada umumnya menggunakan
rangkaian Wye ungrounded, karena jika capacitor bank tersebut di-ground-kan maka akan
menimbulkan referensi ground baru yang bisa mengakibatkan kerusakan pada capacitor bank
itu sendiri, grounding resistor dan kesalahan koordinasi proteksi.
43
Gbr 8. Ilustrasi tegangan sistem dengan penambahan capacitor bank
4.3.5 Ground Fault Path Clearance (GFPC)
Sistem Ground Fault Path Clearance (GFPC) adalah sebuah sistem yang dibuat
untuk mengamankan jaringan listrik ketika terjadi gangguan 1 fasa ke tanah yang
bersifat sementara (temporary).
Prinsip kerja GFPC adalah dengan cara memutuskan aliran arus gangguan tanpa
mematikan suplai daya ke beban, di mana aliran arus gangguan itu berawal dari fasa
yang terganggu lalu ke tanah (ground) dan kemudian kembali ke netral transformator daya.
Gbr 9. Tiga Dimensi Pemasangan GFPC Sistem
44
Gbr 10. One line diagram pemasangan sistem GFPC
Ada 2 peralatan penting yang digunakan untuk sistem GFPC, yaitu:
1. Pemutus arus, contohnya: breaker atau recloser
2. Peralatan kontrol, contohnya: relay atau control recloser
Untuk membedakan gangguan 1 fasa ke tanah itu sementara atau permanent, maka
dalam prakteknya di lapangan GFPC di setting 2 kali trip dan 2 kali reclose. Jika dalam 2 kali
trip dan 2 kali reclose gangguan masih ada maka gangguan tersebut adalah gangguan
permanen, maka proteksi konvensional yang akan bekerja untuk mengisolasi gangguan.
Jadi sistem GFPC ini didesain kondisi terakhirnya selalu dalam posisi close, hal ini
bertujuan untuk menghindari terjadinya sistem floating (ungrounded) yang bisa
mengakibatkan bertambahnya stress tegangan pada peralatan dan terjadinya touching serta
stepping voltage pada manusia saat terjadi gangguan 1 fasa ke tanah.
Dengan adanya sistem GFPC ini maka prosedur kerja juga berubah. Perubahan itu di
antaranya adalah:
1. Jika ada permintaan block yang pekerjaannya tidak langsung
berhubungan dengan power line yang hidup maka yang harus di block
adalah:
a. Proteksi konvensional, boleh dari SCADA maupun lokal
b. Sistem GFPC, boleh dari SCADA maupun lokal (dengan cara
meng-close bypass switch grounding recloser-nya)
45
2. Jika ada permintaan block yang pekerjaannya langsung berhubungan
dengan power line yang hidup (HLW) maka yang harus di block adalah:
a. Proteksi konvensional, hanya boleh dilakukan di lokal
b. Sistem GFPC, hanya boleh dilakukan di lokal (dengan cara meng-
close bypass-nya)
3. Jika ada breaker feeder atau recloser open (T/LO, T/O, T/SO) maka
prosedur menghidupkan/meng-close-nya adalah:
a. Block sistem GFPC dari SCADA. Jika gagal close, bypass GFPC
dari lokal.
b. Block breaker feeder atau recloser yang akan di hidupkan
c. Close breaker feeder atau recloser untuk menghidupkannya
d. Normalkan semua block
Keuntungan dengan adanya sistem GFPC ini adalah listrik tidak akan mati pada saat
gangguan sementara 1 fasa ke tanah diisolasi, sehingga jaringan listrik diharapkan tidak mati.
Kerugian dengan adanya sistem GFPC ini adalah pada saat GFPC bekerja semua
isolasi peralatan pada fasa yang tidak terganggu akan mendapatkan tegangan fasa ke fasa
(√3 x tegangan fasa ke tanah), sehingga jika ada peralatan yang masih menggunakan kelas
isolasi fasa ke tanah bisa berakibat isolasinya tembus.
Untuk mengetahui feeder mana yang mendapatkan gangguan maka pada saat GFPC
bekerja, feeder yang mendapatkan gangguan akan memberikan alarm yang settingnya sama
dengan setting GFPC dan alarm ini akan dikirim ke SCADA.
Untuk memastikan GFPC bekerja sesuai design maka syarat mutlak pemasangan
GFPC ini adalah adanya fasilitas SCADA pada substation yang akan dipasang sistem GFPC.
Jika terjadi SCADA failure (tidak bisa memonitor data) pada substation yang sudah
memakai sistem GFPC, maka sistem GFPC tersebut harus di-bypass untuk mengembalikan
ke sistem semula.
Untuk mengantisipasi terjadinya N-1, gangguan 1 fasa ke tanah jika terjadi sistem
GFPC gagal reclose, maka dibuat suatu sistem backup dengan membuka feeder yang
mendapatkan gangguan 1 fasa ke tanah.
46
4.3.6 Relay
Relay yang digunakan di PGT berdasarkan piranti yang digunakan dibedakan 3 yaitu
relay elektromekanik, relay static, dan relay mikroprosesor.
1. Relay Elektromekanik
Prinsip kerja relay ini berdasarkan hukum-hukum yang berlaku pada magnet dan
mekanik. Bagian-bagian dari relay ini terdiri atas:
a. Armature
b. Moving coil
c. Induction
d. Thermal
e. Motor-operated
f. Mechanical
g. Magnetic amplifier
h. Thermionic
i. Semiconductor
j. Photo electric
Relay flag pada relay elektromekanik biasanya berupa pita merah/kuning yang akan
muncul jika relay bekerja.
Gbr 11. Relay Elektromekanik
47
2. Relay Static
Relay static sudah menggunakan piranti elektronik dalam mengolah besaran arus dan
tegangan yang masuk. Relay flag pada relay static biasanya berupa lampu indikator
yang ada keterangan di sampingnya.
3. Relay Mikroprosesor
Relay mikroprosesor menggunakan komponen IC yang sangat kompleks dalam
mengolah dan mengontrol variabel atau perintah-perintah. Relay ini sangat fleksibel
dan mampu menampung semua proteksi yang dibutuhkan hanya dalam satu relay.
Semua besaran dan perintah diimplementasikan menggunakan gerbang logika yang
kompleks. User juga diberi kebebasan dalan menyusun proteksi dan kontrol yang
diperlukan sesuai kebutuhan.
Di samping itu relay tersebut juga memberikan pengukuran terhadap besaran listrik
seperti arus, tegangan, daya, frekuensi dan sebagainya serta ditampilkan dalam display.
Relay flag pada relay mikroprosesor ditunjukkan oleh lampu led yang menyala atau
bisa juga dilihat pada display yang akan muncul terus hingga di reset.
Contoh dari relay mikroprosesor adalah UR relay, SR 745 dan SR 760 yang sekarang
ini banyak digunakan di PGT.
Jenis-jenis relay menurut fungsinya yang biasa dipakai di sistem transmisi dan
distribusi:
a. Relay over current (50/51N, 50/51P, 67N, 50/51G, dsb)
Relay ini mengukur besarnya arus yang lewat kemudian dibandingkan dengan
setting-nya apakah sudah melewati setting-nya atau belum, kemudian akan
bekerja sesuai dengan kurva yang digunakan.
b. Relay Distance (21P, 21G)
Relay distance atau biasa di sebut 21P dan 21G adalah relay yang digunakan pada
saluran transmisi untuk membaca impedansi (resistansi dan reaktansi) saluran
transmisi.
Relay distance akan bekerja jika impedansi yang terbaca oleh relay lebih kecil
dari nilai settingnya, artinya jika arus yang lewat sangat besar sedangkan tegangan
yang terbaca relay mengecil akan menyebabkan impedansi yang terbaca relay
mengecil sehingga relay akan bekerja jika di bawah settingnya. Pada kondisi
48
normal impedansi yang terbaca oleh relay sangat besar karena arus yang lewat
kecil dan tegangan yang terbaca relay besar.
Ada 3 zone pada relay distance:
1. Zone 1, memproteksi 90% panjang saluran transmisi, dengan time delay = 0 detik
2. Zone 2, memproteksi seluruh segmen saluran ditambah 80% saluran transmisi
didepannya yang terpendek, waktu zone 2 ini sebesar 0.2 detik.
3. Zone 3, memproteksi segmen saluran ditambah segmen saluran di depannya dan
ditambah 70 % saluran di depannya lagi yang terpendek, tunda waktu zone 3 ini
sebesar 0.4 detik.
Untuk memperjelas keterangan diatas dapat digambarkan sebagai berikut ini:
Gbr 12. Pembagian zona proteksi relay distance
c. Relay Volt/Hertz
Relay volt/hertz mendeteksi tegangan dan frekuensinya kemudian dibandingkan
apakah perbandingannya melebihi setting-nya atau tidak. Hal ini karena kenaikan
tegangan bisa menyebabkan kerusakan isolasi dari suatu peralatan, kecuali
kenaikan tegangan tersebut diikuti dengan kenaikan frekuensi, maka hal ini tidak
akan merusakkan peralatan sepanjang kenaikan tegangan sebanding dengan
kenaikan frekuensi.
d. Relay Under Frequency
Relay under frequency mendeteksi frekuensi sistem kemudian membandingkan
dengan setting-nya. Jika frekuensi sistem di bawah setting-nya, maka relay ini
49
akan bekerja. Relay ini digunakan untuk menerapkan load shedding. Load
shedding adalah pelepasan beban karena kurangnya pembangkitan. Jika beban
tidak segera dilepaskan, maka dikawatirkan frekuensi akan semakin turun yang
bisa berakibat pada lepasnya semua generator dari sistem.
4.3.7 Switch
Untuk menjaga kontinuitas pelayanan dan penyediaan daya listrik, maka peralatan
tegangan tinggi perlu untuk mendapatkan perawatan dan perbaikan secara teratur. Pada saat
kegiatan perawatan tersebut maka bagian atau peralatan yang dirawat harus dipisahkan dari
sistem (diisolasi), sehingga bebas dari peralatan yang masih bertegangan. Selain itu pada saat
perawatan peralatan terkadang juga membutuhkan alat bypass supaya beban tidak mati, dan
juga grounding supaya mendapatkan kepastian bahwa peralatan memang sudah pasti tidak
bertegangan.
Isolasi peralatan dari sistem yang masih bertegangan ini memerlukan sarana isolasi
yang terlihat oleh petugas di lapangan, untuk mencegah bahaya-bahaya tegangan tinggi.
Untuk mengisolasi/memisahkan peralatan dari sistem yang masih bertegangan, mem-bypass
peralatan serta meng-ground-kan peralatan biasanya kita menggunakan alat yang disebut
dengan switch.
Di dalam aktivitas operasional sehari-hari, kita mengenal beberapa jenis switch.
1. Line Switch
Line Switch adalah switch yang dipasang untuk mengisolasi gardu Induk dengan
sistem transmisi atau untuk mengisolasi suatu cabang saluran transmisi atau aluran
distribusi dari main feeder. Line switch tidak didesain untuk dioperasikan dalam
keadaan berbeban.
2. By-Pass Switch
Bypass switch adalah switch yang digunakan untuk mem-bypass sebuahperalatan
tegangan tinggi seperti breaker, voltage regulator, circuit switcher dan lain-lainnya.
Hal ini untuk menjaga kontinuitas pelayanan dan penyediaan daya listrik apabila kita
sedang melakukan kegiatan perawatan atau perbaikan terhadap suatu peralatan
tegangan tinggi, namun tidak memungkinkan untuk mematikan sistem transmisi atau
distribusi yang memerlukan peralatan tegangan tinggi tersebut. Bypass switch
dioperasikan pada saat breaker atau circuit switcher dalam keadaan tertutup, jadi
50
tidak diperbolehkan dioperasikan ketika beaker atau circuit switcher dalam keadaan
terbuka.
3. Grounding Switch
Grounding switch adalah switch yang digunakan untuk mentanahkan peralatan listrik
dan saluran transmisi dengan tujuan untuk melakukan perbaikan pada peralatan
tegangan tinggi. Selama proses perawatan dan perbaikan tersebut, grounding switch
dioperasikan (dihubungkan ke tanah), untuk memastikan bahwa peralatan tegangan
tinggi yang sedang diservis sudah diketanahkan secara baik. Grounding switch
dioperasikan setelah peralatan tersebut tidak bertegangan lagi.
4. Isolation Switch
Isolation switch biasanya dipasang untuk mengisolasi peralatan tegangan tinggi
seperti circuit breaker, power transformer dsb. Isolation switch ini diperlukan untuk
dibuka jika kita akan merawat atau memperbaiki peralatan tersebut.
5. MOD (Motor Operated Device) Switch
MOD switch adalah line witch yang dibantu oleh motor untuk pengoperasiannya.
Pada umumnya dipasang di bus sistem ring (ring bus) atau di bus satu-setengah-
breaker dengan tujuan untuk mengisolasi gangguan permanen dan breaker yang
bekerja akan ditutup kembali secara otomatis sehingga bus-nya kembali normal.
6. Regulator Bypass Switch
Regulator bypass switch adalah bypass switch yang dipasang pada voltageregulator.
Jenis bypass switch ini akan dioperasikan jika kita akan melakukan perawatan atau
perbaikan terhadap voltage regulator, atau kita merasa perlu untuk tidak
mengoperasikan voltage regulator karena tegangan sistem sudah sesuai dengan yang
diharapkan.
Regulator bypass switch selalu di lengkapi dengan isolation switch yang pada
umumnya bekerja secara interlock dimana pada saat isolation switch kita buka,
otomatis bypass-nya akan masuk lebih dahulu demikian sebaliknya. Namun demikian
jika bypass switch-nya tidak interlock dengan isolation switch, maka prosedurnya
harus memasukan bypass dahulu baru membuka isolation switch nya, demikian
sebaliknya kalau kita ingin menghidupkan voltage regulator kembali maka
dimasukkan isolation switch-nya terlebih dulu kemudian dibuka bypass switch-nya.
7. Load Management Switch atau Load Break Switch (LBS)
51
Load Break Switch ( LBS ) adalah switch yang dapat dioperasikan dalam kondisi
berbeban dan bekerja secara serempak ketiga switch-nya. LBS digunakan untuk
menghidupkan jaringan listrik dalam keadaan berbeban, untuk mempararel feeder
dan untuk mematikan jaringan listrik dalam keadaan berbeban. Sesuai dengan kondisi
kita di lapangan, dimana feeder-feeder saling berhubungan dan saling backup, maka
Load Break Switch ini akan sangat berguna untuk memindahkan beban dari feeder
yang mengalami gangguan permanen ke feeder yang sehat.
8. Disconnect Switch (D/S)
Disconnect switch adalah switch yang biasa dipakai untuk mengisolasi underground
kabel dari overhead konduktor. Hal ini bertujuan untuk memudahkan troubleshooting
dan mengisolasi underground kabel jika terjadi gangguan.
9. High Speed Grounding Switch (HSGS)
HSGS adalah grounding switch yang digerakkan oleh motor sehingga mempunyai
kecepatan yang relatif tinggi. Fungsi HSGS adalah untuk memindahkan gangguan
supaya lebih solid dan lebih dekat ke proteksi sehingga lebih cepat terbaca oleh
proteksi yang bersangkutan.
Pada saat ini ada 2 macam pemakaian HSGS di PGT yaitu:
i. HSGS yang dipasang di substation yang tidak ada breaker atau circuit
switcher sebagai proteksinya. HSGS ini berfungsi sebagai pengganti
breaker, sehingga semua proteksi transformator akan menggerakan HSGS
supaya proteksi diatasnya cepat bekerja.
ii. HSGS dipasang di substation yang mempunyai breaker atau circuit
switcher sebagai proteksinya. HSGS ini berfungsi sebagai backup proteksi
untuk breaker failure, jika breaker atau circuit switcher gagal trip maka
HSGS akan beroperasi supaya proteksi diatasnya cepat bekerja.
Namun demikian dengan adanya pilot relay (relay mikroprosesor dengan
komunikasinya) fungsi HSGS sebagai backup proteksi dapat diambil alih
sehingga tidak perlu lagi meng-ground-kan line ketika ada breaker failure.
52
4.3.8 CT & PT
Semua proteksi sistem tidak akan bisa bekerja tanpa adanya peralatan sensing yang
akan mengubah parameter arus dan tegangan tinggi menjadi arus dan tegangan rendah yang
bisa dibaca dan diolah oleh kontrol dan relay proteksi.
Peralatan-peralatan sensing itu di antaranya adalah:
1. Current Transformer (CT)
Peralatan ini digunakan untuk mengubah arus yang besar (pada tegangan tinggi/primer)
menjadi arus kecil (tegangan rendah/sekunder) sehingga bisa dibaca oleh peralatan proteksi
dan metering. Perbandingan perubahan arus besar menjadi arus kecil biasanya disebut dengan
CT rasio (CTR).
Rating untuk arus sekunder biasanya hanya digunakan 1 A atau 5 A, sedangkan rating
untuk arus primer biasanya bervariasi mulai dari 50 A sampai dengan 2000 A atau bahkan
lebih. Kelas akurasi dan polaritas (sudut fasa) suatu current transformer sangatlah penting
terutama jika dipakai untuk proteksi sistem. Namun demikian current transformer ini
biasanya mempunyai kapasitas yang sangat kecil antara 5 VA sampai 150 VA (bandingkan
dengan transformator biasa yang kapasitasnya dari beberapa KVA sampai ratusan MVA).
Berdasarkan macam rasionya, current transformer dapat dibagi menjadi:
i. CT Single Ratio, dimana CT ini hanya memiliki satu rasio, misalnya: 100/5 ;
200/5 ; dsb
ii. CT Dual Ratio, dimana CT ini memiliki dua rasio yang bisa kita gunakan
sesuai dengan kebutuhan kita, misalnya: 100/5 dan 200/5 ; 750/5 dan 1500/5 ;
dsb
iii. CT Multi Ratio, dimana CT ini memiliki rasio lebih dari 2, biasanya 10 rasio,
misalnya: 50/5, 75/5, 100/5, 200/5, 300/5, 400/5, 600/5, 800/5, 1000/5 dan
1200/5
Berdasarkan bentuknya, current transformator dapat dibagi menjadi:
i. CT Donat, biasanya berbentuk lingkaran menyerupai donat, yang umum
dipakai/dipasang pada peralatan baik breaker maupun transformator
terkadang juga untuk line CT
ii. CT pelana kuda, biasanya berbentuk persegi yang menyerupai pelana kuda,
umumnya dipakai untuk line CT
53
2. Potential Transformer (CT)
Peralatan ini digunakan untuk mengubah tegangan tinggi (pada sisi primer)
menjadi tegangan rendah (pada sisi sekunder) sehingga bisa dibaca oleh peralatan
proteksi dan metering. Perbandingan perubahan tegangan tinggi menjadi menjadi
tegangan rendah biasanya disebut dengan PT ratio (PTR). Rating untuk tegangan
sekunder biasanya hanya digunakan 120V atau 115V, sedangkan rating untuk
tegangan primer biasanya tergantung pada sistem tegangan tingginya (14.4 KV untuk
sistem 13.8 KV).
Kapasitas dari PT ini juga relatif sangat kecil karena hanya dipakai untuk
metering dan proteksi saja, kecuali PT untuk recloser dan voltage regulator di feeder
yang juga sekaligus dipakai untuk station service transformer untuk mensuplai semua
kebutuhan kontrol dan proteksi sistem recloser dan voltage. Pada umumnya
pemasangan PT di bus substation menggunakan sistem open delta, dimana hanya dua
PT yang terpasang untuk 3 phase, hal ini untuk mengurangi biaya dengan hasil yang
sama.
Ada dua macam bentuk dari PT yang umum digunakan, yaitu:
a. PT bentuk Pelana Kuda, biasa dipakai untuk 13.8 KV dan 44 KV di bus
suatu substation.
b. PT bentuk pole mounted transformator, biasa dipakai untuk recloser
3. Coupling Capacitor Potential Device (CCPD)
Peralatan ini pada dasarnya adalah Potential Transformer yang dipakai untuk tegangan
tinggi dan extra tinggi yang menggunakan sistem penurunan tegangan dengan kapasitor.
Sebelum memasang dan melepaskan CCPD dari sistem, untuk keamanan, switch ground
perlu ditutup sehingga memastikan bahwa semua muatan listrik di kapasitor sudah dilepaskan
ke tanah.
4.3.9 AC & DC Power Supply
Ada 2 macam power supply yang dibutuhkan baik untuk kontrol, proteksi maupun
semua aksesoris yang ada di substation, yaitu AC dan DC power supply.
AC Power Supply
Pada umumnya digunakan sebagai power supply untuk:
54
1. Charger
2. Heater
3. Lighting/lampu di dalam maupun di luar ruangan
4. Fan dan motor (pendingin Transformator atau VR)
5. AC (pendingin ruangan)
6. Stop contact
7. dan sebagainya
Sumber AC power supply didapatkan dari sebuah transformator station service single
phase yang biasanya dipasang di bus. Pemasangan di bus ini bertujuan supaya jika ada
gangguan di feeder AC power supply tersebut tidak ikut mati.
Tapi ada kalanya transformator station service juga dipasang di feeder dengan alasan
karena:
1. Transformator station service di bus sudah tidak bisa dipakai dan penggantiannya
tidak bisa dilakukan dengan HLW, sedangkan bus tidak bisa dimatikan
2. Sebagai backup atau tambahan transformator station service yang ada di bus
karena penambahan load yang signifikan atau karena load yang kritikal
Ada 2 macam transformator yang biasa digunakan sebagai station service, yaitu:
1. Transformator Dry Type (jenis indoor), dipasang di dalam switchgear (cubicle
panel) yang terhubung pada bus bar
2. Transformator Oil Type (jenis outdoor dan pole mounted), dipasang di bus
structure yang terhubung pada bus duct (bus pipe)
Distribusi AC power supply dilakukan di dalam AC panel yang biasa di pasang di
dalam control room dimana tiap jenis beban biasanya di lengkapi dengan breaker. Fungsi
breaker sebagai alat pengaman arus beban lebih dan untuk memudahkan mengisolasi beban
jika akan dilakukan perbaikan.
DC Power Supply
Pada umumnya digunakan sebagai power supply untuk:
1. Relay proteksi
2. Kontrol
3. Lampu indikator
4. Motor kompresor (untuk 115 KV OCB)
5. Motor spring (untuk breaker)
55
6. RTU
7. Peralatan komunikasi
8. dan sebagainya
Sumber DC power supply biasanya di dapatkan dari battery bank yang selalu diisi
ulang oleh charger. Namun demikian untuk menambah life time/umur dari baterai, saat ini
sumber DC power supply yang utama cenderung diambil dari charger, sementara battery
bank hanya sebagai backup jika charger rusak atau AC power supply ke charger mati.
Distribusi DC power supply juga dilakukan di dalam DC panel yang berada di dalam control
room dimana tiap jenis bebannya juga dilengkapi dengan Breaker.
1. Charger
Charger sebenarnya adalah sumber utama dari DC power supply, karena charger adalah
alat untuk merubah AC power menjadi DC power (rectifier).
Ada 2 macam charger yang saat ini digunakan di PGT, yaitu:
a. Charger Standar
Mempunyai kapasitas kecil (5 – 10 Ampere) sehingga hanya bisa dipakai untuk
mengisi battery bank
b. Charger Heavy Duty / Power Charger
Mempunyai kapasitas yang cukup besar (diatas 10 Ampere) sehingga dapat
digunakan sebagai power supply ke beban disamping selagi mengisi battery bank.
Ada 3 mode pengaturan output dari charger yang dipakai untuk pengisian baterai, yaitu:
a. Floating
Digunakan untuk mempertahankan level tegangan baterai sesuai dengan yang
diinginkan
b. Equalizing
Digunakan untuk pengisian baterai setelah baterai terpakai oleh beban atau
tegangan baterai jauh dibawah tegangan yang diinginkan
c. Boosting
Digunakan untuk pengisian awal baterai dari kondisi kosong atau tidak
bertegangan (initial charging)
Namun demikian mode yang biasa dipakai oleh charger yang ada di CPI hanya
floating dan equalizing, sedangkan initial charging biasa di lakukan di shop sebelum
56
dipasang di substation. DC Ampere charging DC Volt meter AC light indicator AC breaker
DC breaker Float & Equalize
2. Baterai
Baterai adalah alat penyimpan tenaga listrik DC dengan prinsip mengubah energi listrik
menjadi energi kimia dan mengubah energi kimia menjadi energi listrik pada saat
diperlukan.
Ada 2 jenis baterai yang biasa digunakan, yaitu:
a. Baterai kering
(+) Tidak menggunakan larutan kimia sehingga mengurangi biaya
pemeliharaan
(-) Harganya relatif lebih mahal
b. Baterai basah
(-) Menggunakan larutan kimia sehingga memerlukan perawatan
regular terutama menjaga jumlah / level larutan kimianya
(+) Harganya relatif lebih murah
4.3.10 Metering
Pada dasarnya ada 2 macam metering yang digunakan di PGT, yaitu:
a. Metering tipe Analog (Electromechanical)
b. Metering tipe Digital (Microprocessor)
Metering Tipe Analog
Metering ini tiap unitnya hanya digunakan untuk satu fungsi, misalnya:
Tegangan, Arus, KWH, KVAR, KVA atau PF. Namun demikian untuk mempermudah
dan menghemat biaya biasanya metering arus dan tegangan dilengkapi dengan selector
switch untuk memilih atau memindahkan phase yang akan diukur.
Karena rasio yang digunakan pada metering tipe analog sudah tetap, jika ada
perubahan rasio baik pada CT maupun PT maka pembacaan metering akan berbeda
dengan aktualnya. Untuk mengatasi hal ini biasanya diberikan catatan rasio pembacaan
di dekat metering yang bersangkutan.
Metering Tipe Digital
57
Metering jenis ini tiap unitnya sudah bisa dipakai untuk mengukur semua
parameter metering baik fasa A, B maupun C. Pada umumnya metering jenis ini
dilengkapi dengan tombol-tombol (keypad) untuk memilih parameter metering apa
yang akan dibaca. Contoh metering digital yang biasa dipakai di PGT adalah:
a. PQM (Power Quality Meter)
b. DPMS (Digital Power Metering System)
4.3.11 Panel Kontrol
Panel kontrol merupakan tempat untuk menempatkan relay, instrumen pengukuran,
switch kontrol dan terdapat pula kontrol wiring dari substation tersebut. Dari panel kontrol
inilah kita mengoperasikan semua peralatan listrik.
58
BAB V
DASAR TEORI
5.1 Kestabilan Tegangan
Dalam sistem ketenagalistrikan, keandalan dan kestabilan merupakan hal yang
sangat penting dalam memenuhi kebutuhan konsumen. Dalam pekerjaannya, PT
Chevron Pacific Indonesia memiliki beban-beban dinamik yang membutuhkan daya
reaktif seperti motor listrik. Semakin besar beban maka kebutuhan var akan semakin
besar dan arus akan naik. Hal ini menimbulkan drop tegangan yang besar. Peralatan
listrik yang menerima tegangan dibawah kondisi nominal dapat mengakibatkan
peralatan listrik bekerja tidak maksimal bahkan bisa tidak bekerja sama sekali. Hal ini
juga dikenal dengan istilah voltage collapse dimana tegangan terhadap sistem telah
melewati batas nominal sehingga tidak mampu lagi memberikan daya yang cukup.
Besarnya kebutuhan daya reaktif dapat menyebabkan penurunan faktor daya yang
menyebabkan kenaikan drop tegangan pada saluran. Kondisi ini membatasi
pengiriman daya aktif ke beban.
5.2 Kualitas Daya (Power Quality)
5.2.1 Faktor Daya
Faktor daya (Cos phi) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara
daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda
sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos φ .
( )
( )
59
Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan dalam
persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.
( )
( )
karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR
berubah sesuai dengan faktor daya), maka dapat ditulis seperti berikut :
Daya Reaktif : ( )
Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya :
1. Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat
2. Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem
3. Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.
Jika pf lebih kecil dari 0,85 maka kapasitas daya aktif (kW) yang digunakan akan
berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya pf sistem
kelistrikan. Akibat menurunnya pf maka akan timbul beberapa persoalan
diantaranya :
1. Besarnya rugi-rugi daya
2. Besarnya penggunaan daya listrik VAR
3. Mutu listrik menurun karena timbul jatuh tegangan (voltage drop)
Daya reaktif yang dibutuhkan oleh induktansi selalu mempunyai beda fasa 90°
dengan daya aktif. Kapasitor menyuplai VAR dan melepaskan energi reaktif yang
dibutuhkan oleh induktor. Ini menunjukan induktansi dan kapasitansi mempunyai
beda fasa 180°.
Beberapa strategi untuk koreksi faktor daya adalah :
1. Meminimalkan operasi dari beban motor yang ringan atau tidak bekerja
60
2. Menghindari operasi dari peralatan listrik diatas tegangan rata – ratanya
3. Mengganti motor – motor yang sudah tua dengan energi efisien motor.
Meskipun dengan energi efisien motor, bagaimanapun faktor daya
diperngaruhi oleh beban yang variasi. Motor ini harusdioperasikan sesuai
dengan kapasitas rata– ratanya untuk memperoleh faktor daya tinggi.
4. Memasang kapasitor pada jaringan AC untuk menurunkan medan dari daya
reaktif.
Dari gambar berikut dapat dilihat penurunan daya VAR yang meningkatkan nilai
faktor daya setelah tambahan kapasitansi :
Gbr 13. Faktor Daya
5.2.2 Kompensator dan FACTS
1. Capacitor Bank
Kapasitor memiliki sifat alami untuk menyimpan muatan listrik ketika ia dialiri arus.
Muatan yang terkumpul akan menimbulkan tegangan listrik. Muatan yang terkumpul
memiliki cadangan daya reaktif yang sangat tinggi. Sehingga, jika suatu waktu jaringan
membutuhkan pasokan daya reaktif, kapasitor bisa memberikan cadangan yang ia miliki
pada jaringan yang membutuhkan.
61
Kelemahan dari kapasitor adalah ia tidak bisa menkompensasi kelebihan daya reaktif
dari jaringan. Kapasitor hanya memilki kemampuan untuk memberikan pasokan daya
reaktif pada jaringan tapi tidak bisa menangani kelebihan VAR dari jaringan. Kapasitor
dapat menaikan tegangan jaringan dengan cara memberikan arus yang ia miliki tadi. Akan
tetapi, kenaikan tegangan yang ia berikan sebanding dengan arus yang yang ia transfer.
Artinya, tegangan yang dirasakan system adalah naik tidak tetap. Padahal, jaringan
menuntut kestabilan.
Kelebihan dari kapasitor adalah harganya yang sangat murah dibanding dua teknologi
kompensator lainnya. Kekurangan yang dimiliki kapasitor diantaranya,
- Proses switching yang tidak sinkron dengan gelombang terkadang
menyebabkan aurs inrush dan ini akan menyebabkan transient. Transient ini
akan menyebabkan stress pada jaringan.
- Dibatasi oleh waktu respon switchgear nya yang lebih dari 70 ms
- Harus di discharge selama operasi berlangsung
- Tidak cocok dengan beban yang selalu bervariasi. Sehingga dibutuhkan alat
frequent switching agar steady state terjadi.
- Kenaikan tegangan yang tiba-tiba menyebabkan gelombang harmonik sehingga
dibutuhkan filter
Kapasitor memiliki karakteristik V2 yaitu kenaikan tegangan akan terus terjadi hingga
batasnya tercapai dan akan mengecil ketika suatu saat dibutuhkan.
62
Gbr 14. Capacitor Bank dan kurva tegangan terhadap arus
2. Static Var Compensator
SVC juga memiliki kemampuan untuk menaikan tegangan system, akan tetapi ada
beberapa perbedaan mendasar dibanding capacitor bank.
Kelebihan dari SVC adalah sebagai berikut,
- Respon yang cepat (20-30 ms)
- System pengontrolan yang terus menerus
- Bisa bersifat induktif (menerima daya VAR) dan kapasitif (memberikan daya
reaktif pada jaringan)
- Sangat ekonomis untuk system yang besar
Kekurangan dari kompensator ini adalah
- Menghasilkan gelombang harmonik
63
- Memiliki karakteristik V2 seperti yang dimilki oleh kapasitor.
Gbr 15. Komponen penyusun dan karakterisik FACTS SVC
3. STATCOM
Kelebihan STATCOM dibanding capbank dan SVC adalah :
- Respon yang sangat cepat (≤ 10 ms). Untuk daya yang sangat besar bisa mulai bekerja
antara 20-50 ms
- Tidak ada kenaikan tegangan yang mendadak
- Kemampuan induktif dan kapasitif
- Karakteristik arus konstan (nilai daya reaktif turun karena tegangan bukan fungsi
kuadratis)
- Tingkat harmoniknya kecil sehingga tidak butuh filter
- Terintegrasi dengan AHF (Active Harmonic Filtering)
- Harganya lebih murah dibanding SVC untuk kemampuan 50 MVAR
- Bisa dipasangkan dengan kapasitor membentuk system hybrid
64
Gbr 16. Gambar kurva STATCOM
Perbandingan Capacitor Bank dan FACTS
Tabel 1. Perbandingan capacitor bank dan FACTS
5.3 Fenomena Transien atau Kondisi Peralihan
Kondisi transient sering terjadi pada saat proses switching on atau off suatu
peralaatan listrik. Kondisi ini tidak terlalu berpengaruh untuk sistem bertegangan kecil. Tapi
akan berbeda jika kita masuk pada ranah tegangan tinggi. Kondisi transient sangat berbahaya
karena saat proses ini terjadi, tegangan yang sangat tinggi akan berosilasi dan terjadi dalam
waktu yang sangat cepat. Kondisi yang sangat instan ini tidak baik untuk jaringan dan butuh
65
pengamanan khusus. Setiap penambahan suatu peralatan pada jaringan bertegangan tinggi,
harus dipertimbangkan pula kondisi transiennya. Karena proses switching terjadi disini.
5.4 Hubung Singkat dalam Sistem Tenaga Listrik
Hubung singkat adalah kondisi dimana rangkaian listrik melewatkan arus yang
sangat besar pada jalur yang tidak diinginkan dan biasanya jalur itu memiliki nilai hambatan
yang sangat kecil dan nilai tegangannya hampir mendekati nilai 0. Saat tegangan bernilai 0,
maka arus yang lewat sangatlah besar. Short circuit adalah kondisi dimana rangkaian listrik
melewatkan arus yang sangat besar pada jalur yang tidak diinginkan dan biasanya jalur itu
memiliki nilai hambatan yang sangat kecil dan nilai tegangannya hampir mendekati nilai 0.
Saat tegangan bernilai 0, maka arus yang lewat sangatlah besar.
Pada jalur transmisi, gangguan yang paling sering terjadi adalah antara fase ke ground
(80%) dan fase ke fase (5%). Dan kondisi ini akan sangat berpengaruh pada sistem
menyeluruh. Short circuit dari fase ke ground yang paling sering terjadi adalah akibat
gangguan hewan seperti monyet yang menggantung di kabel listrik, ranting pohon yang patah
dan mengenai kabel listrik dan lain sebagainya. Kondisi short circuit ini juga harus
diperhitungkan sebelum pemasangan suatu alat tambahan. Dalam hal ini capacitor. Karena
bisa saja alat yang kita tambahkan ke jaringan ini juga memberikan tambahan arus pada
sistem sehingga akan menaikan total arus akibat short circuit tadi.
66
BAB VI
Batas Permasalahan
Pertambahan jumlah beban setiap tahunnya selalu meningkat. Dan kondisi ini tidak
seiring dengan penambahan generator. Sehingga terkadang terjadi ketidakseimbangan antara
pasokan daya dan konsumsinya. Selama ini, chevron juga sering mengalami gangguan akibat
jaringan antara bus Sintong (STG) dan Manggala (MGL) yang open. Akibat pemutusan
tersebut, jaringan yang awalnya loop berubah menjadi radial. Perubahan jaringan ini akan
mengakibatkan nilai impedansi jaringan menjadi naik karena jaringan yang awalnya paralel
kini berubah menjadi seri. Kenaikan nilai impedansi akan berpengaruh pada drop tegangan
yang semakin besar di jaringan. Drop tegangan itu akan menurunkan tegangan yang tiba di
bus.
Gambar 17. Kondisi jaringan loop saat MGL-STG close
67
Gbr 17. Kondisi jaringan radial saat MGL-STG open
Pada dynamic load, kenaikan tegangan berbanding terbalik dengan arus. Saat
tegangan naik maka arus turun. Dan ini terjadi pada sebagian besar beban di PT Chevron
yang berupa dynamic load. Motor-motor untuk menggerakan pompa-pompa minyak di PT
Chevron adalah salah satu contoh dynamic load. Motor-motor ini tidak dapat bekerja dengan
arus yang melewati arus ratingnya. Jika motor ini digerakan dengan arus yang melewati
ratingnya, maka sangat membahayakan motor. Untuk menghindari terjadinya arus yang
sangat besar tersebut, tiap motor telah dilengkapi dengan undervoltage rele. Sehingga ketika
tegangannya turun melewati batas ratingnya, motor akan berhenti bekerja.
Akan tetapi, berhentinya motor bekerja akan memberi dampak pada pendapatan
minyak Chevron. Hilangnya beberapa menit production time, akan sangat mempengaruhi
pendapatan Chevron. Dan hal ini sangat tidak diinginkan. Beban-beban besar mengkonsumsi
daya dalam jumlah besar dan menyebabkan drop tegangan yang sangat besar hingga jika drop
itu terlalu besar, akan timbul suatu keadaan “collapse”.
6.1 Solusi dari permasalahan
PT CPI membutuhkan kestabilan tegangan dan produksi minyak yang terus menerus.
Oleh sebab itu, kestabilan tegangan sangat diharapkan. Untuk mengatasi permasalahan
68
penurunan tegangan yang dihadapi Chevron, Chevron menggunakan kompensator.
Kompensator akan menyuplai daya Reaktif untuk menaikan tegangan yang turun. Daya
Reaktif disuplai dengan mengirimkan arus reaktif pada saluran.
Segitiga Daya
Arus yang dikirim oleh pembangkit adalah arus total yang terdiri dari arus real untuk
membangkitkan Daya Aktif dan arus reaktif untuk kebutuhan Daya Reaktif. Karena kapasitor
telah menyumbang arus reaktif, sehingga pembangkit tidak terlalu banyak menyuplai arus
reaktif. Sehingga arus total yang dikirim menjadi kecil. Daya reaktif yang turun (awalnya Q2)
menjadi Q1, akan membuat nilai S (yang awalnya S1) menjadi S2. Sesuai dengan rumus factor
daya dan rumus daya semu yaitu :
Dengan nilai S turun dan P yang tetap, nilai faktor daya akan menjadi naik. Itulah
sebabnya factor daya dengan menggunakan kompensator akan menjadi naik.
Arus total yang dikirim dari pembangkit sebagian di drop oleh nilai reaktansi di saluran.
Dengan adanya kompensator, kebutuhan arus reaktif pada saluran telah dipenuhi sebagian
sehingga drop tegangan di saluran mengecil akibat arus total yang ada bisa dikirim maksimal
ke beban. Itulah sebabnya tegangan di beban menjadi naik.
69
Pada Kerja Praktek ini, kami menawarkan penggunaan SVC/STATCOM dibandingkan
dengan penggunaan capacitor yang selama ini digunakan oleh Chevron. Ada beberapa sisi
positif dan negatif yang akan kita bahas nantinya. Mulai dari pertimbangan harga, sisi ukuran
dan kebutuhan daya yang harus dikompensasi.
Salah satu cara yang digunakan untuk menstabilkan tegangan adalah dengan menyuplai daya
reaktif pada grid.
- Menaikan tegangan pada grid dengan menginjeksikan daya reaktif ke grid
(Over exited di kompensator dan grid dalam keadaan inductive)
- Menurunkan tegangan pada grid dengan menyerap daya reaktif pada grid
(Under exited di kompensator dan grid dalam keadaan capacitive)
6.2 Simulasi menggunakan program
Simulasi yang kami lakukan digunakan untuk menguji apakah penambahan kompensator
itu memiliki dampak yang baik bagi sistem atau malah sebaliknya. Simulasi dilakuan dengan
menggunakan program ETAP dan MATLAB. Ada tiga simulasi yang dilakukan.
Diantaranya,
70
1. Simulasi Loadflow dengan menggunakan software ETAP
Simulasi dilakukan untuk melihat pengaruh faktor daya dan jarak saluran
terhadap kestabilan tegangan.
Simulasi dilakukan dalam untuk mengamati kelayakan tegangan sebelum
dan setelah pemasangan FACTS SVC
2. Simulasi Short Circuit dengan menggunakan software ETAP
Simulasi dilakukan untuk mengetahui apakah dengan pemasangan HCT SVC
atau Capacitor Bank akan memberikan dampak buruk saat adanya gangguan
short circuit baik gangguan 1 fase ke tanah atau gangguan 3 fase.
3. Simulasi Transient dengan menggunakan software Matlab dan ETAP
Simulasi dilakukan untuk mengetahui pengaruh transient saat
SVC/STATCOM dan Capacitor Bank diswitch close.
Keterangan penamaan bus dalam simulasi :
- Central Duri : CD
- Batang : BTG
- Sintong : STG
- Bangko : BKO
- Rokan : RKN
- Manggala : MGL
- Ketigul : KTG
- Nela : NEL
- Balam : BLM
71
BAB VII
Analisa Kestabilan Tegangan
Berikut merupakan grafik pengukuran kestabilan tegangan pada tipe tegangan 115 kV
dengan panjang saluran yang berbeda.
Gbr 18. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 80 km
Gbr 19. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 90 km
0 19
35 57
69 74
73 66
55 40
21 0
0 79
105 128
133 128
116 98
76 52
27 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Vse
nd
er/
Ere
ceiv
er
Power (MW)
Vsender/Ereceiver vs Power (with Losses)
0.85 1PF
0 17 31 50
61 66
65 59
49 36
19 0
0 70 93 114
119 114
103 87
68 47
24 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 20 40 60 80 100 120 140
Vse
nd
er/
Ere
ceiv
er
Power (MW)
Vsender/Ereceiver vs Power (with Losses)
0.85 1PF
72
Pengaruh faktor daya dan panjang saluran terhadap kestabilan tegangan
Dari hasil grafik diatas dapat dilihat pengaruh faktor daya dan panjang saluran transmisi
terhadap kestabilan tegangan. Transfer daya pada sistem kelistrikan memiliki batas optimal
jarak saluran yang bergantung terhadap kapasitas saluran. Berdasarkan grafik diatas, dengan
kasus yang sama dapat dilihat bahwa saluran transmisi sepanjang 80 km memiliki batas
optimal daya aktif yang lebih tinggi dibandingkan saluran transmisi dengan panjang 90 km.
Saluran transmisi panjang 80 km dengan pf 0.85 mampu bekerja sampai pembebanan 74
MW. Sedangkan pada saluran dengan panjang 90 km dan pf yang sama hanya mampu
bekerja optimal hingga pembebanan 66 MW. Batas pembebanan ini dipengaruhi oleh drop
tegangan pada saluran. Saluran transmisi menggunakan kawat yang mengandung nilai
impedans (R dan Xl). Semakin panjang saluran, maka semakin besar impedansnya. Faktor
daya juga mempengaruhi batas kestabilan tegangan. Pada pf yang bernilai 1, kestabilan
tegangan dapat terjaga dengan penggunaan daya aktif yang mencapai 119 MW. Sehingga
sangat penting menjaga kestabilan tegangan agar penggunaan daya aktif dapat optimal.
Beberapa solusi untuk menjaga dan meningkatkan kestabilan tegangan adalah sebagai berikut
:
1. Menerapkan FACTS dengan penambahan kompensator (SVC, STATCOM,
Capacitor Bank)
2. Menambah pembangkit baru (butuh biaya besar)
3. Membangun sistem loop pada jaringan untuk meningkatkan keandalan. Hal ini
dapat memperkecil impedans
Berdasarkan rumus :
Z adalah impedans yang menimbulkan drop tegangan karena mengandung resistans untuk
beban statis dan reaktans untuk beban dinamis.
Dampak dari voltage collapse sangat dirasakan oleh beban-beban dinamis seperti motor
induksi. Rendahnya tegangan yang dirasakan motor menyebabkan penurunan torsi motor.
Motor akan terus mengalami penurunan kinerja sampai titik operasi kembali dicapai
73
BAB VIII
Pengaruh Penggunaan Capacitor Bank dan FACTS SVC/
STATCOM Pada Jaringan Transmisi dan Distribusi di PT Chevron
Pacific Indonesia
8.1 Analisis Load Flow Menggunakan ETAP
Simulasi loadflow ini digunakan untuk mendapatkan perbandingan dari tegangan,
arus dan pf setiap kondisi. Hasil simulasi dikonversi kedalam kurva yang akan menampilkan
perbandingan tegangan serta arus di masing-masing bus. Bentuk kurva yang fluktuatif
disebabkan karena letak bus memiliki jarak yang berbeda-beda dari sumber. Semakin
panjang jaraknya maka semakin besar jatuh tegangan yang dirasakan. Hal ini disebabkan
karena setiap saluran mengandung R dan L yang juga menyerap arus sepanjang saluran dan
dibuang dalam bentuk panas. Simulasi load flow menggunakan bantuan aplikasi ETAP 7.5.0.
Pengamatan dilakukan pada jaringan transmisi 115 kV.
Salah satu masalah yang menjadi perhatian dalam sistem kelistrikan adalah
timbulnya jatuh tegangan yang besar (voltage drop). Penyebab jatuh tegangan adalah panjang
jarak dan beban. Putusnya saluran MGL-STG menyebabkan beban yang harus disupply dari
sisi Batang dan Pematang Main menjadi lebih besar sehingga arus yang mengalir semakin
besar. Arus yang besar menyebabkan jatuh tegangan semakin besar. Salah satu solusi untuk
mengurangi jatuh tegangan adalah dengan penambahan kompensator dijaringan.
Kompensator yang biasa digunakan adalah Capacitor Bank, SVC dan STATCOM.
Simulasi dilakukan pada wilayah yang tersebar dari Central Duri seperti pada gambar
dibawah. Hal ini bertujuan untuk melihat dampak dari gangguan yang pernah terjadi di MGL
– STG beberapa waktu lalu. Dari simulasi ini, dilakukan beberapa skenario yang
membandingkan pengaruh penggunaan kompensator terhadap tegangan sistem.
Kompensator yang digunakan pada simulasi load flow kali ini adalah Static Var Compensator
(SVC).
74
8.1.1 Simulasi Load Fow menggunakan FACTS SVC
Skenario 1
Membandingkan antara 2 keadaan :
- Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
- Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
Jaringan listrik pada PT CPI menggunakan sistem radial dan sistem loop. Jaringan loop
memungkinkan titik beban terlayani dari dua arah saluran, sehingga kontinuitas pelayanan
lebih terjamin serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena drop tegangan dan rugi daya
pada saluran menjadi lebih kecil. Namun tidak semua saluran dibuat dalam rangkaian loop,
karena pertimbangan biaya dan sebagainya. MGL – STG merupakan salah satu penghubung
jaringan loop dari pusat Central Duri, jika jaringan ini terputus maka sambungan loop akan
hilang.
Gbr 20.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (tanpa HCT-
SVC)
Keterangan : - Norm : Jaringan tanpa SVC
- Norm HCT SVC : Jaringan dengan SVC
Grafik diatas menggambarkan kondisi tegangan pada masing-masing bus pada saat
keadaan normal MGL-STG Close dan MGL-STG open sebelum dipasangnya HCT SVC. Jika
dibandingkan, terlihat jelas bahwa setelah saluran MGL-STG di open (mengalami gangguan),
saluran mengalami perubahan jatuh tegangan. Pada saat STG-MGL Open, tegangan pada
107.213
100.7
95.24 93.424
104.179 102.9 103.456
92.664 92.054
107.412
103.2 99.86 98.206 103.3 100.4
102 97.508 96.931
80
85
90
95
100
105
110
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM
Tega
nga
n (
kV)
Lokasi BUS
Kondisi Tegangan Norm dan Norm (MGL-STG Open)
Norm (MGL-STGopen)
Norm
75
saluran menurun yang disebabkan karena saluran yang awalnya berbentuk loop, berubah
menjadi radial. Dengan perubahan ini, akan menyebabkan terjadinya kenaikan nilai hambatan
(rangkaian yang awalnya paralel berubah menjadi seri). Nilai hambatan yang semakin besar
menyebabkan drop yang terjadi di sepanjang saluran meningkat. Akibatnya tegangan yang
dirasakan disisi beban lebih rendah dari nominalnya. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja
peralatan-peralatan listrik yang tidak optimal.
Tabel 2. Kondisi normal dan saat MGL-STG open
Skenario 2
Membandingkan antara 2 keadaan :
- Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
- Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Gbr 21.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan HCT-
SVC)
107.213
100.7
95.24 93.424
104.179 102.9
103.456
92.664
92.054
108.1 106.4
104.6 103.7 106.3 105.1 105.6
103 102.5
80
85
90
95
100
105
110
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM
Tega
nga
n (
kV)
Lokasi BUS
Kondisi Tegangan Norm dan Norm HCT SVC (MGL-STG Open)
Norm (MGL-STGOpen)
Norm HCT SVC(MGL-STG open)
76
Dari grafik diatas dapat dilihat perbedaan profil tegangan pada setiap bus transmisi.
Dengan kasus MGL-STG open, jaringan yang diberi tambahan SVC memperoleh nilai
tegangan yang lebih tinggi dibandingkan tanpa SVC. Dengan menggunakan SVC, tegangan
yang didapatkan akan dijaga untuk tetap stabil. Berdasarkan prinsip kerja kompensator SVC,
semakin berkurang tegangan pada sistem maka SVC akan mengirimkan daya VAR untuk
menaikan tegangan. SVC akan bekerja dan memastikan bahwa tegangan sistem tidak
mengalami sag dan dalam keadaan berbeban besar sehingga sistem pada grid akan tetap
berada dalam batas yang dapat diterima. Penggunaan kompensator SVC akan meningkatkan
kapasitas saluran.
Tabel 3. Kondisi normal dan saat setelah HCT SVC close
Skenario 3
Membandingkan antara 2 keadaan :
- Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
- Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Simulasi kali ini, kita akan membandingkan perubahan yang terjadi sebelum dan
setelah jaringan dipasangi SVC. Dalam keadaan ini, jaringan bus MGL-STG berada dalam
kondisi close.
77
Gbr 22. Kondisi Tegangan sebelum dan setelah pemasangan SVC saluran MGL-
STG Close
Dari data simulasi yang kita dapatkan, terlihat jelas bahwa terdapat kenaikan
tegangan setelah SVC dipasang. Ini terjadi karena daya reaktif yang dibutuhkan oleh
konsumen telah disuplai oleh SVC. Sumbangan daya reaktif ini dari SVC mengkompensasi
daya reaktif dari sumber. Penurunan daya var yang disuplai dari sumber meningkatkan faktor
daya. Sehingga pemakaian kompensator SVC saat kondisi normal pada MGL-STG dapat
menaikkan kapasitas saluran dan meningkatkan tegangan sistem.
Tabel 4. Kondisi saat HCT SVC dipasang lalu MGL-STG di open
107.412
103.2
99.86 98.206
103.3
100.4
102
97.508 96.931
108 106.7
105 104 106.3
105 105.6 103.4
102.9
90
95
100
105
110
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM
Tega
nga
n (
kV)
Lokasi BUS
Kondisi Tegangan Norm dan Norm HCT SVC
Norm
Norm HCT SVC
78
Skenario 4
Membandingkan antara 2 keadaan :
- Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
- Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Pada simulasi kali ini, kita akan membandingkan dua kondisi dimana kedua kondisi telah
dipasangi SVC. Satu kondisi pada keadaan normal, dan kondisi lain saat jalur MGL-STG di
open.
Gbr 23.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open
(dengan HCT-SVC)
Dari hasil yang kita dapatkan melalui simulasi, terlihat jelas bahwa dengan adanya
SVC, tidak terjadi perubahan tegangan yang besar saat terjadi gangguan. Perubahan tegangan
ketika MGL-STG open mampu dikompensasi oleh kompensator. Hal ini menunjukkan
kelebihan dari sistem yang menggunakan kompensator. Ketika gangguan terjadi, jaringan
tidak mengalami jatuh tegangan yang signifikan sehingga peralatan listrik akan terjaga dan
aman.
108 106.7
105
104
106.3
105 105.6
103.4 102.9
108.1
106.4
104.6
103.7
106.3
105.1 105.6
103 102.5
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM
Tega
nga
n (
kV)
Lokasi BUS
Kondisi Tegangan Norm HCT SVC dan Norm HCT SVC (MGL-STG open)
Norm HCT-SVC
Norm HCT-SVC(MGL-STG Open)
79
Perubahan tegangan yang besar dalam waktu yang singkat akan memperngaruhi
kinerja peralatan-peralatan listrik. PT Chevron Pacific Indonesia menggunakan banyak
peralatan listrik seperti motor listrik yang digunakan untuk memompa minyak. Sifat motor
adalah menarik arus yang sangat besar ketika tegangan yang ia terima di bawah dari tegangan
operasi. Semakin naik arus pada motor maka semakin kecil tegangannya. Hal ini dapat
berlangsung terus menerus dan menyebabkan stall pada motor.
Sebagai pengaman, pada motor listrik telah dilengkapi oleh rele undervoltage yang
akan melindungi motor jika terjadi penurunan tegangan. Akan tetapi, walaupun telah
dilengkapi dengan rele ini, pengoperasian kembali mesin setelah kondisi undervoltage juga
membutuhkan waktu. Waktu operasi yang terhenti lama ini sangat membahayakan
perusahaan minyak seperti PT CPI. Oleh sebab itu, penurunan tegangan yang drastis
sebaiknya dihindari.
Dengan adanya kompensasi ini maka pekerjaan yang dilakukan tidak akan terganggu
apabila terjadi gangguan ketika MGL-STG open. Perubahan tegangan setelah MGL-STG
open hanya berubah 0.1 hingga 0.4 kV. Penurunan tegangan yang kecil ini tidak berdampak
besar pada peralatan listrik.
Tabel 5. kondisi saat MGL-STG open lalu HCT SVC di close
Skenario 5
Membandingkan antara 4 keadaan :
- Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
- Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
- Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
80
- Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Pada simulasi kali ini akan dilakukan pengamatan dari sisi arus dan faktor daya dengan 4
kondisi. Kondisi-kondisi tersebut akan membandingkan keadaan pengaruh penggunaan
kompensator SVC.
1. Pengamatan di BUS 115 kV Pematang Main
Gbr 24.Kondisi Tegangan MGL-STG Open di lokasi Batang
Tabel 6. Kondisi arus dan pf di bus BTG
81
2. Pengamatan di BUS 115 kV Batang
Gbr 25.Kondisi Tegangan saat MGL-STG Open di lokasi Pematang Main
Tabel 7. Kondisi arus dan pf di bus PMM
Dari kedua data yang kita dapatkan, kita akan analisa arus dan pf di bus PMM dan
BTG. Kita akan melihat perbandingan arus dan pf (power factor) yang kita dapatkan melalui
simulasi. Dengan keadaan sama-sama normal (MGL-STG closed), terlihat bahwa dengan
HCT SVC arus yang didapatkan lebih kecil. Sehingga tidak terjadi jatuh tegangan yang besar.
Ketika keadaan MGL-STG terbuka, seharusnya yang terjadi adalah arus semakin besar dan
tegangan sistem menurun. Akan tetapi, dengan adanya HCT-SVC, tegangan tetap stabil
untuk memenuhi kebutuhan sistem.
Dari kedua data yang kita dapatkan, kita akan analisa arus dan pf di bus PMM dan
BTG. Kita akan melihat perbandingan arus dan pf (power factor) yang kita dapatkan melalui
simulasi. Dengan keadaan sama-sama normal (MGL-STG closed), terlihat bahwa dengan
HCT SVC arus yang didapatkan lebih kecil. Sehingga tegangannya juga tidak terlalu besar
dan ini sangat baik untuk motor.
82
Tabel 8. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2013
Tabel 9. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2014
Tabel 10. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2015
83
Tabel 11. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2016
Dari tahun ke tahun, terlihat bahwa terjadi kenaikan beban yang berdampak pada
penurun tegangan. Beban yang terus bertambah akan menurunkan nilai impedansi totalnya.
Sehingga makin banyak pula arus yang akan ditarik dari sumber. Arus yang ditarik oleh
beban akan melewati saluran transmisi dan distribusi. Karena arus yang lewat sangat besar,
sehingga drop tegangannya juga akan besar. Padahal tegangan sumber tetap. Sehingga
tegangan yang tiba dikonsumen menjadi turun akibat drop tegangan yang besar tadi.
Gbr 26. Perbandingan drop tegangan antara tahun 2013 dan 2016
84
8.2 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software ETAP
Digunakan aplikasi ETAP untuk melihat kondisi transien akibat capacitor bank
switching. Simulasi transien pada ETAP tidak bisa dilakukan jika menggunakan SV sehingga
simulasi pada FACTS tersebut dilakukan menggunakan program MATLAB.
8.2.1 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank
Skenario 1
- Konfigurasi Normal tanpa Capacitor Bank 25 MVAR
- Saluran MGL-STG open pada t = 0 s
Gbr 26.Kondisi Transien saat MGL-STG Open tanpa Capacitor Bank
Dari grafik yang kita dapatkan, jaringan tanpa penambahan capacitor bank akan mengalami
drop tegangan yang besar. Karena penurunan jaringan yang awalnya loop berubah menjadi
radial. Sehingga jaringan menjadi seri dan nilai impedans menjadi besar sehingga drop
tegangan pun besar. Inilah yang menyebabkan terjadinya penurunan tegangan tersebut.
Skenario 2
- Konfigurasi Normal dengan Capacitor Bank 25 MVAR
- Saluran MGL-STG dalam keadaan Open
85
Gbr 27.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank saat MGL-STG Open
Dengan adanya penambahan capacitor, tegangan yang akan drop, langsung dinaikan dengan
penambahan MVAR. Capacitor akan menaikan nilai reaktif jaringan sehingga tegangan yang
seharusnya turun akibat perubahan jaringan menjadi radial, menjadi naik karenanya. Terlihat
dari grafik, pada detik ke 0.1, tegangan yang seharusnya turun malah menjadi naik sebesar
9% dari tegangan 115 kV. Naik sebesar 10.35 kV. Sehingga tegangan sekarang menjadi
125.35 kV.
Skenario 3
- Keadaan saat MGL-STG di Open,
- ke dua CB pada 2 Capacitor Bank awalnya Open lalu di Close dengan waktu kerja
Waktu kerja CB219 = 1 sc
Waktu kerja CB218 = 15 sc
Gbr 28. Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap saat
MGL-STG Open
86
Ketika jaringan open, jaringan yang awalnya loop menjadi radial sehingga terjadi drop
tegangan yang sangat besar. Kedua kapasitor di close dalam rentang waktu 14 detik. Dan
terjadi kenaikan tegangan total sebesar 32%. Artinya 32%*13.8 = 4.416 kV. Kenaikan ini
akan menjadikan tegangan akhir sebesar 18.216 kV. Kenaikan yang sangat tinggi ini sangat
berbahaya untuk alat-alat seperti motor, dan perangkat listrik lainnya.
8.3 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software Matlab (MGL-
STG Close)
Gbr 29.Rangkaian jaringan listrik PT CPI Integrated System menggunakan
Software Matlab
Pada simulasi transien ini digunakan software bantu Matlab mengamati kondisi
peralihan yang dialami oleh sistem akibat pemasangan Capacitor Bank atau FACTS
STATCOM/SVC. Praktikan melakukan pengamatan pada 2 bus saluran yaitu bus NEL dan
bus BKO yang telah diintegrasikan kedalam Data Acquisition. Pengamatan terhadap bus
yang lain juga dapat dilakukan dengan memilik sink seperti gambar berikut :
STATCOM 1
STA
TC
OM
2
87
8.3.1 Simulasi Transien menggunakan STATCOM/SVC
Skenario 1
MGL-STG Close
CB Initial condition : Open
STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
STATCOM BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Gbr 30.Kondisi Transien Pemasangan STATCOM secara bertahap pada bus
NEL dan BKO
Uabc_NEL
Iabc_NEL
Uabc_BKO
Iabc_BKO
88
Gambar diatas merupakan kondisi transien yang terjadi ketika STATCOM terhubung ke
jaringan pada detik ke 0.1 dan 0.2 s. Lama masa transien terjadi selama 0.05 s
Gbr 31.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI
Saat MGL-STG close, nilai impedansi tidak begitu besar. Sehingga arus dari sumber
akan terbagi terbagi dua seperti yang terlihat pada gambar. Arus tidak mengalir ke bus BKO
karena disana tidak ada beban kecuali STATCOM yang belum terhubung. Arus hanya akan
mengalir jika terhubung dengan beban dan terjadi rangkaian loop. Pada detik ke 0.1 s bus
BKO tidak dialiri arus. Ketika detik ke 0.2 s STATCOM pada bus BKO terhubung (CB
STATCOM Close) maka akan muncul aliran arus dengan fenomena arus transien seperti
pada gambar simulasi.
Dari grafik hasil simulasi yang kita dapatkan, saat t=0.1 sekon, nilai tegangan tidak
jatuh/drop. Akan tetapi naik. Ini karena hambatan di saluran tidak terlalu mendrop tegangan
(MGL-STG close sehingga total hambatan saluran kecil). Dan itulah sebabnya tegangan naik.
Karena tegangan sumber masih bisa mengantisipasi drop dari STATCOM yang close di bus
STG.
89
Gbr 32.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI
Saat t = 0.2 sekon, STATCOM di BKO di close, sehingga arus mengalir melalui bus
BKO. Dari grafik kelihatan bahwa bus BKO kini telah mendapatkan arus listrik karena
STATCOM sendiri menarik arus. Dari grafik yang kita dapatkan, saat t=0.2 sekon tegangan
di bus BKO dan NEL drop/turun karena kedua kompensator telah di close. STATCOM akan
menarik var yang cukup besar sehingga mendrop tegangan pada saat di close selama
beberapa detik hingga akhirnya naik dan menyentuh keadaan steady.
90
Gbr 33.Gambar gelombang V dan Q pada STATCOM 1 berlokasi di STG
Gambar diatas menunjukkan aliran tegangan dan daya reaktif (VAR) yang dialami
oleh STATCOM 1 yang berlokasi di bus STG. Pada detik ke 0.1 s, STATCOM
menginjeksikan daya VAR kepada sistem sebesar 2.1 pu selama 0.03 s lalu menyerap
kembali secara perlahan. Ketika daya VAR dikirim dari STATCOM, maka tegangan pada
sistem akan naik dan turun secara perlahan sesuai daya VAR yang diterima sistem. Namun
pada detik ke 0.2 s, STATCOM 1 mengalami sedikit lonjakan daya VAR akibat STATCOM
2 (berlokasi di BKO) dinyalakan.
Skenario 2
- MGL-STG Close
- CB Initial condition : Open
- STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- STATCOM BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Transien pada STATCOM 1
yang menyuplai VAR ke
sistem sangat besar ketika
dinyalakan (di STG)
Transien pada STATCOM
2 yang menyerap VAR
dari sistem sangat besar
ketika dinyalakan (di BKO)
91
Gbr 34.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO
(MGL-STG Close)
Berbeda halnya jika ke dua STATCOM di close bersamaan, ke dua STATCOM
bersamaan mendrop tegangan dari sumber. Saat jaringan MGL-STG close, nilai impedansi
tidak terlalu besar sehingga drop tegangan dari saluran bisa dihiraukan. Akan tetapi ke dua
STATCOM mendrop tegangan dalam jumlah besar saat t=0.1 sekon. Sehingga saat t=0.1
sekon, tegangan baik di bus BKO dan NEL sama-sama turun. Bus BKO dialiri arus saat t=0.1
92
sekon karena STATCOM sendiri menarik arus. Dan arus tersebut melalui bus BKO saat t=0.1
sekon.
Skenario 3
- MGL-STG Open
- CB Initial condition : Open
- STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- STATCOM BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Gbr 35.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGL-STG
Open)
93
Simulasi pada scenario 3 dilakukan untuk mengamati kondisi transien akibat
pemasangan Capacitor Bank ketika MGL-STG open. Saat kondisi ini terjadi, jaringan yang
awalnya berbentuk loop kini berubah menjadi radial. Sehingga nilai impedansinya naik dan
drop tegangan membesar di saluran. Pada skenario bus MGL-STG close, tegangan sistem
saat t=0.1 sekon adalah naik. Berbeda halnya jika bus MGL-STG di open. Tegangan yang
kita dapatkan di grafik malah menjadi turun. Ini karena tegangan yang dirasakan oleh bus
STG adalah hasil dari tegangan sumber dikurangi tegangan dari saluran dan drop dari
STATCOM di bus STG sendiri. Itulah sebabnya saat t=0.1 sekon, tegangan yang didapatkan
menjadi turun. Arus belum mengalir di bus BKO karena tidak ada beban yang menarik arus
dan STATCOM 2 masih dalam keadaan open sehingga tidak ada komponen yang menarik
arus.
Saat t=0.2 sekon, ke dua kompensator di close sehingga drop tegangan menjadi lebih besar
dari pada sebelumnya. Itulah sebabnya tegangan menjadi lebih turun ketimbang tegangan
yang didapatkan pada saat t=0.1 sekon.
Arus kini telah mengalir di bus BKO karena STATCOM telah di close disana dan arus ditarik
olehnya.
Skenario 4
- MGL-STG Open
- CB Initial condition : Open
94
- STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- STATCOM BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Gbr 36.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO
(MLG-STG Open)
8.3.2 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank
Skenario 1 (MGL-STG Close)
- MGL-STG Close
- CB Initial condition : Open
- Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- Capbank BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
95
Gbr 37.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus
NEL dan BKO (MLG-STG Close)
Skenario 2 (MGL-STG Close)
- MGL-STG Close
- CB Initial condition : Open
- Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Gbr 38.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO
(MLG-STG Close)
96
Skenario 3 (MGL-STG Open)
- MGL-STG Open
- CB Initial condition : Open
- Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- Capbank BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Gbr 39.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus
NEL dan BKO (MLG-STG Open)
Skenario 4 (MGL-STG Open)
- MGL-STG Open
- CB Initial condition : Open
- Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
- Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
97
-
Gbr 40.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan
BKO (MLG-STG Open)
Gbr 41.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus
NEL dan BKO (MLG-STG Open)
Lama masa transien pada arus bus BKO terjadi selama 0.1 s – 0.115 s
98
Skenario 5 (MGL-STG Close-Open)
- MGL-STG Open pada t = 0.1 s
- Cap Bank STG Close pada t = 0.2 s
- Cap Bank BKO Close pada t = 0.3 s
Gbr 42.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada
bus NEL dan BKO (MLG-STG Open)
99
8.4 Analisis Kondisi Short Circuit 3 Phase Menggunakan Software
ETAP
Lokasi BKO
8.4.1 Simulasi Short Circuit dengan SVC
Gbr 43.Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan STATCOM pada bus
STG (MGL-STG Close dan Open)
100
Dari hasil pengamatan diatas, nilai arus gangguan pada bus STG saat MGL-STG
Close memiliki besar arus gangguan lebih besar dibandingkan ketika MGL-STG Open. Hal
ini disebabkan ketika MGL-STG Open, tidak ada arus yang mengalir dari arah MGL
Gbr 44.Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan Capacitor Bank pada bus
8.4.2 Simulasi Short Circuit dengan Capacitor Bank
STG (MGL-STG Close dan Open)
MGL-STG Kompensator Kondisi
kompensator
Arus (kA)
TOTAL BTG-
STG
MGL-
STG
BKO-
STG
close
SVC Open 3.94 1.44 1.54 0.813
Close 3.94 1.44 1.54 0.813
CAPBANK Open 3.94 1.44 1.54 0.813
Close 3.94 1.44 1.54 0.813
open SVC Open 2.58 1.61 0 0.813
101
Close 2.58 1.61 0 0.813
CAPBANK Open 2.58 1.61 0 0.813
Close 2.58 1.61 0 0.813
Gbr 45.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di bus STG
Hasil pengamatan diatas dapat dilihat nilai arus gangguan yang terjadi di Bus Transmisi
STG. Pada saat MGL-STG Close, arus gangguan dengan jaringan normal tanpa SVC dan
menggunakan SVC memiliki besar yang sama yaitu 3.94 kA. Hal ini menunjukkan bahwa
dengan FACTS SVC pada sistem tidak memberikan arus gangguan tambahan kepada bus
STG. Oleh karena itu pemakaian SVC tidak memberi dampak ketika terjadi gangguan. Nilai
arus dari arah BKO bernilai sangat kecil sebesar 0.813 kA karena arus gangguan dari arah
BKO hanya diberikan oleh beban-beban motor dan arus yang keluar dari beban-beban
tersebut tidak sebesar arus dari sumber pembangkit. Penggunaan Capacitor Bank dan SVC
ketika terjadi hubung singkat menghasilkan nilai arus gangguan yang sama dan tidak
menyumbang arus gangguan.
Ketika MGL-STG Open, maka arus gangguan yang dihasilkan lebih kecil dibanding saat
Close karena tidak ada arus kiriman dari MGL. Namun besar arus gangguan di BTG
bertambah karena adanya tambahan arus gangguan dari arah Pematang.
102
8.5 Analisis Kondisi Short Circuit 1 Phase Phase Menggunakan
Software ETAP
8.5.1 Simulasi Short Circuit menggunakan SVC
Gbr 46.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan SVC pada bus STG
(MGL-STG Close dan Open)
103
8.5.2 Simulasi Short Circuit menggunakan Capacitor Bank
Gbr 47.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan Capacitor Bank pada
bus STG (MGL-STG Close dan Open)
MGL-STG Kompensator Kondisi
kompensator
Arus (kA)
TOTAL BTG-
STG
MGL-
STG BKO-STG
close
SVC Open 2.06 1.06 1 0
Close 2.06 1.06 1 0
CAPBANK Open 2.06 1.06 1 0
Close 2.06 1.06 1 0
open
SVC Open 1.18 1.18 0 0
Close 1.18 1.18 0 0
CAPBANK Open 1.18 1.18 0 0
Close 1.18 1.18 0 0
Gbr 48.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus STG
104
Dari hasil simulasi yang kita dapatkan, terlihat bahwa penambahan SVC atau Capacitor
Bank tidak berpengaruh pada keadaan bus yang ada. SVC dan Capbank tidak menyumbang
arus sama sekali pada bus yang mengalami short circuit. Saat jaringan antara bus MGL-STG
open, tidak ada arus yang disumbang dari MGL menuju STG. Sehingga total arus yang
didapatkan pada saat short circuit menjadi turun. Pada simulasi arus gangguan 1 fasa-ground,
nilai arus gangguan saat MGL-STG open memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan saat
close. Hal ini disebabkan karena ketika open, arus gangguan yang harusnya dikirim dari
rangkaian loop MGL tidak ada sehingga total arus gangguan lebih kecil.
Gangguan 3 phase menghasilkan arus gangguan yang lebih besar daripada gangguan 1 phase.
Untuk kasus gangguan 3 phase nilai arus gangguan merupakan arus fasanya IA/IB/IC
sedangkan untuk gangguan 1 phase yang terukur adalah arus netralnya I0. Berdasarkan rumus
√
Lokasi BKO
Pengamatan juga dilakukan di lokasi BKO untuk melihat berapa besarnya arus gangguan
hubung singkat.
MGL-STG Kompensator Kondisi
kompensator
Arus (kA)
TOTAL
close
SVC Open 3.22
Close 3.22
CAPBANK Open 3.22
Close 3.22
open
SVC Open 2.37
Close 2.37
CAPBANK Open 2.37
Close 2.37
Gbr 49.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di BKO
MGL-STG Kompensator Kondisi
kompensator
Arus (kA)
TOTAL
105
close SVC Open 1.58
Close 1.58
CAPBANK Open 1.58
Close 1.58
open SVC Open 1.02
Close 1.02
CAPBANK Open 1.02
Close 1.02
Gbr 50.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus BKO
Berikut adalah perbandingan nilai arus hubung singkat antara bus BKO dan STG :
MGL-STG Substation
Arus (kA)
Normal Capbank SVC
Close
STG 3.94 3.94 3.94
BKO 3.22 3.22 3.22
Open
STG 2.58 2.58 2.58
BKO 2.37 2.37 2.37
Gbr 51.Perbandingan arus gangguan hubung singkat 3 phase pada bus STG dan BKO
MGL-STG Substation Normal Capbank SVC
Close
STG 2.06 2.06 2.06
BKO 1.58 1.58 1.58
Open
STG 1.18 1.18 1.18
BKO 1.02 1.02 1.02
Gbr 52.Perbandingan arus gangguan hubung singkat 1PG pada bus STG dan BKO
106
BAB IX
Kesimpulan dan saran
9.1 Kesimpulan
1. Beban yang tiba-tiba berubah bisa menyebabkan voltage flickers.
2. Pada penggunaan capacitor, Load shedding memiliki tingkat kompensasi yang
tinggi dan hal ini akan menyebabkan over voltage.
3. Switching pada capacitor dapat menyebabkan kenaikan tegangan yang mendadak
dan ini bisa menyebabkan motor tiba-tiba mati.
4. Kawasan industri dengan banyak variasi beban punya nilai harmonik yang tinggi.
5. Jaringan yang berubah dari Loop menjadi radial akan membuat nilai impedansinya
naik dan drop tegangan naik. Sehingga tegangan yang tiba di beban menjadi
kecil/berkurang.
6. Capacitor Bank tidak memiliki pengaturan dalam suplai daya reaktif ke jaringan
7. SVC/STATCOM mampu mengkompensasi tegangan yang ada di jaringan tanpa
menyebabkan overvoltage
8. Lama transient SVC/STATCOM lebih lama dibandingkan Capacitor Bank
9. Penggunaan Capasitor Bank maupun SVC/STATCOM tidak memberikan efek
kenaikan arus saat gangguan short circuit terjadi
10. Penggunaan kapasitor dan SVC/STATCOM dapat meningkatkan factor daya
sehingga pengiriman daya lebih optimal
11. Factor daya dan jarak saluran transmisi mempengaruhi kestabilan tegangan sistem
12. Semakin tinggi Factor daya sumber, semakin baik profile tegangan di saluran
13. Semakin tinggi factor daya sumber, semakin besar kapasitas saluran dalam
pengiriman daya aktif
107
9.2 Saran
Secara umum, PT. Chevron Pacific Indonesia merupakan salah satu contoh
perusahaan yang sangat baik dalam memupuk semangat kerja, menerapkan disiplin
tinggi, menciptakan proses kerja yang efektif, serta mengutamakan keselamatan kerja
untuk mendapatkan hasil pekerjaan yang optimal. Kondisi lingkungan seperti ini
menjadi sarana yang baik bagi mahasiswa kerja praktek untuk belajar mengenal dunia
kerja yang profesional serta bagaimana menempatkan diri di dalamnya.
Secara teknis, penulis mendapatkan banyak ilmu mengenai seluk beluk sistem
tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia, baik melalui bimbingan mentor,
pengamatan di lapangan, maupun tanya jawab dengan karyawan-karyawan
Departemen PGT. Kunjungan ke beberapa substation, menghadiri SMO FE Technical
Sharing Forum 2013, berdiskusi dengan beberapa karyawan, melakukan studi
literatur melalui buku-buku di library PGT, secara langsung telah meningkatkan
pengalaman dan pengetahuan penulis.
Jika mengamati seluruh sistem yang ada di Departemen PGT, baik sistem
ketenagalistrikan maupun sistem kerjanya, akan menjadi hal yang luar biasa jika
Departemen PGT dapat menjalin kerjasama dan berbagi pengalaman dengan
mahasiswa ketenagalistrikan di universitas-universitas yang ada di Indonesia.
Kemampuan PGT dalam memenuhi kebutuhan listrik di seluruh area PT. CPI secara
maksimal dan berkualitas dapat menjadi contoh yang baik bagi terciptanya kondisi
serupa di berbagai wilayah di Indonesia.
Dalam simulasi yang kita lakukan, masih terdapat beberapa kekurangan yang
bisa jadi bahan tambahan untuk adik-adik atau teman-teman yang ingin melanjutkan,
diantaranya
1. Dalam simulasi yang kami lakukan, kami belum menentukan koordinasi rele
dari capacitor bank atau SVC disclose di jaringan. Capacitor atau
SVC/STATCOM saat diswitch pada jaringan pasti menarik arus yang sangat
108
besar dari sumber dalam waktu singkat. Perlu dilakukannya perhitungan
proteksi dan keamanannya.
2. Saat Capacitor Bank atau SVC/STATCOM di close dalam jaringan saat terjadi
short circuit, ada sumbangan arus dalam jumlah besar dan dalam hitungan
mikrodetik. Simulasi yang kami lakukan menggunakan software ETAP tidak
bisa menampilkan arus gangguan dari kompensator yang kita uji. Mungkin
dibutuhkan software tertentu yang bisa menguji lebih detail.
Terakhir, semoga hubungan yang telah terjalin antara pihak kampus Universitas
Gadjah Mada dengan PT. Chevron Pacific Indonesia akan berkembang lebih baik dan
lebih dalam di kemudian hari. Besar harapan penulis, semoga di waktu yang akan
datang dapat bekerjasama kembali dan menjadi bagian dari PT. Chevron Pacific
Indonesia.
109
DAFTAR PUSTAKA
http://ojandonk.com/2011/04/25/transformer-electrical-design/ (diakses pada tanggal
1 November 2012, pukul 10.42)
N.G.Hingorani, High Power Elelctronics, Scientific American, Novembar 1993.
Neutz, Michael.2013.Power Quality, Voltage Stabilisation for Industrial Grids and
Wind Farms with STATCOM.USA:IMEX.
R, Nelson.1994.Transmission Power Flow Control, IEEE Transactions on Power
Delivery.San Francisco:TDWorld.
Ray, Bhaskar. 2003.Facts Technology Application To Retire Aging Transmission
Assets And Address Voltage Stability Related Reliability Challenges In San
Francisco Bay Area.San Francisco:TDWorld.
Rizal, Luthfi.2012. Studi Pengaruh Penurunan Tegangan Bus Terhadap Kemampuan
Trafo Daya Di Pt. Chevron Pacific Indonesia (Laporan Kerja Praktek di PGT
Duri, PT. Chevron Pacific Indonesia).Duri:Tidak Dipublikasikan.
Smith, Ralph J.1992.Rangkaian Piranti dan Sistem.Jakarta:Erlangga
Stevenson, William D.1984.Analisis Sistem Tenaga Listrik.North Carolina:Erlangga
Tim O&TC PGT.2006.Operator & Technician Certification Modul-3. Departemen
Power Generation & Transmission.Duri:PT. Chevron Pacific Indonesia.
Tobing, Bonggas L.2003.Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi.Jakarta:Gramedia