makalah jtm

8/17/2019 Makalah JTM

1/15

MAKALAH

JARINGAN TEGANGAN MENENGAH

“UPAYA STABILISASI FREKUENSI PADA SISI GENERATOR

GUNA MENJAGA MUTU PENYEDIAAN ENERGI LISTRIK”

DOSEN PEMBIMBING

Yusnan Badruzzaman M!En"!

D#susun O$%& '

(u&r# Ar#%))asa Su))a*urra+&man

NIM! ,!,-!.,!,!/0

LT1,D

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

/2.3


2/15

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penyusun haturkan kehadirat Allah SWT, sehingga penyusun dapat

menyelesaikan penyusunan Makalah Jaringan Tegangan Menengah dengan judul “Upaya Stabilisasi

Frekuensi Pada Sisi Generatr Guna Menjaga Mutu Penyediaan !nergi "istrik# dengan baik$

Shala%at dan salam penyusun haturkan kepada suri tauladan &abi Muhammad SAW$

Penyusun mengu'apkan terimakasih kepada rangtua penyusun yang senantiasa mengiringi

langkah kaki penyusun dalam menuntut ilmu dengan iringan da$ U'apan terimakasih juga penyusun

haturkan kepada (apak )usnan (adru**aman, S$T$,M$!ng$ selaku dsen pembimbing Mata +uliah

Jaringan Tegangan Menengah yang telah membimbing penyusun selama prses belajar$ Semga ilmu

yang telah diajarkan dapat membuahkan hasil yang psiti di masa depan karir penyusun$ Selain itu,

penyusun juga mengu'apkan terima kasih kepada rekan-rekan +elas "T-./ Pliteknik &egeriSemarang Tahun Ajaran 012340125$ (erkat semangat dari rekan-rekan, makalah ini dapat selesai

sesuai %aktu yang ditentukan$

Makalah ini disusun dengan tujuan untuk memberikan pengetahuan bagi pemba'a mengenai

rekuensi standar dalam transmisi energi listrik serta upaya stabilisasinya$ Mengingat banyak aktr

yang berptensi menjadi nilai rekuensi berubah, maka P"& sebagai institusi resmi &egara 6ndnesia

perlu melakukan pengupayaan agar nilai rekuensi tidak berubah lebih dari standar$ Tujuan akhir dari

pengupayaan tersebut adalah untuk menjaga keandalan sistem transmisi dan distribusi energi listrik$

Pada akhirnya, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pemba'a$

7al tersebut penyusun gunakan agar penyusun dapat memperbaikinya$ Semga makalah ini dapat

bermanaat dan dapat menambah %a%asan bagi para pemba'a pada umumnya, dan bagi penyusun

pada khususnya$

Semarang, &8ember 0123

Penyusun

2


3/15

DAFTAR ISI

+ATA P!&GA&TA9 ...................................................................................................2

/AFTA9 6S6............................................................................................................. 3

(A( 6 P!&/A7U"UA&............................................................................................. 4

2$2$ "atar (elakang..................................................................................................4

2$0$ Tujuan............................................................................................................ 5

2$.$ 9umusan Masalah..............................................................................................5

(A( 66 P!M(A7ASA&.............................................................................................. 6

0$ 2$ Frekuensi Pada Sistem Tenaga "istrik .....................................................................6

0$ 0$ +estabilan Frekuensi.......................................................................................... 6

0$ .$ Menjaga +estabilan Frekuensi pada Sisi Generatr .....................................................8

(A( 666 P!&UTUP...................................................................................................11

.$ 2$ Simpulan.......................................................................................................11

/AFTA9 PUSTA+A.................................................................................................12

3


4/15

BAB I

PENDAHULUAN

(ab 6 mengenai Pendahuluan ini menguraikan kndisi penyediaan tenaga listrik beserta

beberapa permasalahan yang terkait dengan stabilisasi rekuensi untuk menjaga mutu penyediaantenaga listrik$ Pembahasan dia%ali dengan menguraikan peran penting dari tenaga listrik, kebijakan

yang ada, dan permasalahan yang terkait dengan tuntutan peningkatan eisiensi prduksi$ Selanjutnya,

se'ara ringkas akan diuraikan tentang perumusan masalah dan tujuan disusunnya makalah ini$

.!.! La*ar B%$a4an"

Pada era glbalisasi seperti saat ini, listrik merupakan kebutuhan primer bagi seluruh

umat manusia$ 7ampir semua aspek kehidupan yang melibatkan manusia ditunjang dengan

energi listrik$ Mulai dari penerangan, pemanas, pendingin, telekmunikasi, hingga media

inrmasi dengan teknlgi yang mumpuni$

Pada dasarnya, energi listrik dibangkitkan leh pembangkit dengan generatr sebagai

perangkat utamanya$ Generatr berungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik$

Selanjutnya energi listrik yang telah dibangkitkan tersebut ditransmisikan dan didistribusikan

kepada pengguna energi listrik untuk diknsumsi$

!nergi listrik sebagai kebutuhan primer manusia harus digunakan se'ara bijaksana,

prdukti, dan eisien agar energi dapat diknsumsi se'ara merata leh seluruh penghuni di

muka bumi$ &amun persalan kerapkali mun'ul ketika terdapat gangguan-gangguan yang

menghalangi tersampaikannya energi listrik dengan baik dan sesuai prsinya$ 7al tersebut

dapat terjadi karena prses penyampaian energi listrik dari pembangkitan ke knsumen

menggunakan beberapa perantara yang memiliki rugi-rugi$

Terdapat beberapa aspek sebagai syarat tersampaikannya energi listrik dengan baik

dan eisien$ Salah satunya adalah besar rekuensi energi listrik yang memiliki batas-batas

tertentu, diamana P"& sebagai institusi resmi dalam bidang energi listrik memiliki ke%ajiban

untuk mengupayakan agar besar rekuensi dari pembangkit hingga knsumen sesuai standar$

Maka dari itu, pada makalah ini penyusun akan memberikan sedikit penjelasan mengenai

upaya stabilisasi rekuensi guna penyediaan energi listrik yang ptimal, prdukti, dan eisien,

.!/! Tu5uan

2$ Mengetahui ungsi rekuensi pada Sistem Tenaga "istrik$

0$ Mengetahui penyebab ketidakstabilan rekuensi$

.$ Mengetahui 'ara menstailkan rekuensi dari sisi generatr

.!,! Rumusan Masa$a&

2$ Apa yang dimaksud dengan rekuensi pada Sistem Tenaga "istrik:0$ Mengapa besar rekuensi harus stabil:

4


5/15

.$ (agaimana 'ara menjaga kestabilan rekuensi pada sisi generatr:

BAB II

PEMBAHASAN

/! .! Fr%4u%ns# Pada S#s*%m T%na"a L#s*r#4

Pada Sistem Tenaga "istrik, rekuensi merupakan indikatr dari keseimbangan antara

5


6/15

daya yang dibangkitkan dengan ttal beban sistem$ Frekuensi ini diperleh dari kmbinasi

jumlah putaran dan jumlah kutub listrik pada generatr di pembangkit listrik$

Menga'u pada Saturan 6nteransinal ;S6 trsi elektrik maka Ta>1 yang berarti pula tidak ada per'epatan yang

dialami leh rtr$ +arena tidak ada per'epatan, maka rtr berputar pada ke'epatan

yang tetap sehingga mengahasilkan tegangan dengan rekuensi yang knstan$ +eadaan

ini terjadi ketika ter'apai keseimbangan antara jumlah energi yang dibangkitkan dengan

energi yang diserap beban$

6


7/15

b$ Tm ? Te maka ter'ipta kelebihan trsi sebesar Ta yang menyebabkan timbulnya

per'epatan rtr sebesar sehingga rekuensi tegangan yang dibangkitkan naik

sampai ter'apai nilai tertentu dan ter'ipta keseimbangan baru antara Tm dan Te$'$ Tm @ Te maka ter'ipta kekurangan trsi sebesar Ta yang menyebabkan timbulnya

perlambatan rtr sebesar sehingga rekuensi tegangan yang dibangkitkan turun

sampai ter'apai nilai tertentu di titik ( dan ter'ipta keseimbangan baru antara Tm dan

Te$

6lustrasi gambar diba%ah menunjukan bah%a ketidakseimbangan antara pembangkitandan beban akan menyebabkan rekuensi bergeser dari nilai nrmalnya$ /alam hal ini ketika

Pembangkitan ? beban maka rekuensi sistem akan ? 31 7*, begitu pula sebaliknya$ leh

karena itu perlu selalu dijaga keadaan yang seimbang antara pembangkitan dan beban agar

ter'ipta rekuensi sitem yang nrmal 31 7*$

Penanganan ketika tejadi keadaan dimana rekuensi @ 31 7* dapat dilakukan dengan

'ara=

2$ Menambahkan jumlah ttal energi yang di suplai ke sistem melalui 'ara menambah unit

pembangkit yang bekerja$0$ Memanaatkan asilitas "FB ;lad FreCuen'y Bntrl


8/15

/! ,! M%n5a"a K%s*a6#$an Fr%4u%ns# 7ada S#s# G%n%ra*8r

Paskan listrik ke beban dimulai dengan menghidupkan satu generatr, kemudian se'ara

sedikit demi sedikit beban dimasukkan sampai dengan kemampuan generatr tersebut,

selanjutnya menghidupkan lagi generatr berikutnya dan memparalelkan dengan generatr

pertama untuk memikul beban yang lebih besar lagi$ Saat generatr kedua diparalelkan dengan

generatr pertama yang sudah memikul beban diharapkan terjadinya pembagian beban yang

semula ditanggung generatr pertama, sehingga terjadi kerjasama yang meringankan sebelum

beban-beban selanjutnya dimasukkan$

Seberapa besar pembagian beban yang ditanggung leh masing-masing generatr yang

bekerja paralel akan tergantung jumlah masukan bahan bakar dan udara untuk pembakaran

mesin diesel, bila mesin penggerak utamanya diesel atau bila mesin-mesin penggeraknya lain

maka tergantung dari jumlah ;debit< air ke turbin air, jumlah ;entalpi< uap4gas ke turbin

uap4gas atau debit aliran udara ke mesin baling-baling$Jumlah masukan bahan bakar4 udara, uap air4 gas atau aliran udara ini diatur leh

peralatan atau katup yang digerakkan g8ernr yang menerima sinyal dari perubahan

rekuensi listrik yang stabil pada 317*, yang eki8alen dengan perubahan putaran ;rpm< mesin

penggerak utama generatr listrik$ (ila beban listrik naik maka rekuensi akan turun, sehingga

g8ernr harus memperbesar masukan ; bahan bakar4udara, air, uap4gas atau aliran udara< ke

mesin penggerak utama untuk menaikkan rekuensinya sampai dengan rekuensi listrik

kembali ke nrmalnya$ Sebaliknya bila beban turun, g8ernr mesin-mesin pembangkit harus

mengurangi masukan bahan bakar4udara, air, uap air4gas atau aliran udara ke mesin-mesin

penggerak sehingga putarannya turun sampai putaran nrmalnya atau rekuensinya kembali

nrmal pada 31 7*$ (ila tidak ada g8ernr maka mesin-mesin penggerak utama generatr

akan mengalami 8erspeed bila beban turun mendadak atau akan mengalami 8erlad bila

beban listrik naik$

G8ernr berperasi pada mesin penggerak sehingga generatr menghasilkan keluaran

arus yang dapat diatur dari 1 persen sampai dengan 211 persen kemampuannya$ Jadi masukan

ke mesin penggerak sebanding dengan keluaran arus generatrnya atau dengan kata lain

pengaturan g8ernr 1 persen sampai dengan 211 persen sebanding dengan arus generatr 1 persen sampai dengan 211 persen pada tegangan dan rekuensi yang knstan$

G8ernr bekerja se'ara hidrlik4mekanis, sedangkan sinyal masukan dari keluaran arus

generatr berupa elektris, sehingga masukan ini perlu diubah ke mekanis dengan

menggunakan elektri' a'tuatr untuk menggerakkan mtr listrik yang menghasilkan gerakan

mekanis yang diperlukan leh g8ernr$

Pada beberapa generatr yang berperasi paralel, setelah sebelumnya disamakan

tegangan, rekuensi, beda phasa dan urutan phasanya, perubahan beban listrik tidak akan

dirasakan leh masing-masing generatr pada besaran tegangan dan rekuensinya selama

beban masih diba%ah kapasitas ttal paralelnya, sehingga tegangan dan rekuensi ini tidak

8


9/15

digunakan sebagai sumber sinyal bagi g8ernr$

Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing-masing generatr sebagai sumber sinyal

pembagian beban sistem paralel generatr-generatr tersebut$ Saat diparalelkan pembagian

beban generatr belum seimbang4sebanding dengan kemampuan masing-masing generatr$

Alat pembagi beban generatr dipasangkan pada masing-masing rangkaian keluaran generatr,

dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan se'ara paralel satu dengan

berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan sinyal arus keluaran masing-masing generatr

dan menjumlahkan sinyal kemampuan arus masing-masing generatr$

Arus keluaran generatr yang dideteksi leh alat pembagi beban akan merupakan

petunjuk psisi g8ernr berapa persen , atau arus yang le%at berapa persen dari kemampuan

generatr$ 7asil bagi dari penjumlahan arus yang dideteksi alat-alat pembagi beban dengan

jumlah arus kemampuan generatr -generatr yang berperasi paralel dikalikan 211 ; persen <

merupakan nilai psisi g8ernr yang harus di'apai leh setiap mesin penggerak utamasehingga menghasilkan keluaran arus yang prprsinal dan sesuai dengan kemampuan

masing-masing generatr$

(ila ukuran generatr sama maka jumlah arus yang dideteksi leh masing-masing alat

pembagi beban dibagi jumlah generatr merupakan arus beban yang harus dihasilkan leh

generatr setelah g8ernrnya diubah leh ele'tri' a'tuatr yang menerima sinyal dari alat

pembagi beban sesaat setelah generatr diparalelkan $

/alam prakteknya alat pembagi beban generatr dipasang dengan bantuan kmpnen-

kmpnen seperti berikut = tra arus, tra tegangan ;sebagai pen'atu daya


10/15

pemaralel generatr< dengan mengatur tegangan dan rekuensi keluaran dari generatr,

kemudian men''kan dengan tegangan dan rekuensi sistem yang sudah bekerja se'ara

tmatis, setelah ''k memberikan sinyal penutupan ke M''b generatr sehingga bergabung

dalam perasi paralel$ Untuk men''kkan tegangan dan rekuensi dapat dilihat dalam satu

panel sinkrn yang digunakan bersama untuk beberapa generatr dimana masing-masing panel

generatr mempunyai saklar sinkrn disamping SPM-nya$

Setelah generatr berperasi se'ara paralel, generatr-generatr dengan alat pembagi

bebannya selalu merespn se'ara akti segala tindakan penaikan atau penurunan beban listrik,

sehingga masing-masing generatr menanggung beban dengan prsentasi yang sama diukur

dari kemampuan masing-masing

BAB III

PENUTUP

,! .! S#m7u$an

2$ Frekuensi merupakan indikatr dari keseimbangan antara daya yang dibangkitkan dengan

ttal beban sistem$

0$ Terdapat beberapa 'ara untuk ditangani apabila rekuensi @ 31 7*, yaitu

a$ Menambahkan jumlah ttal energi yang di suplai ke systemE

b$ Memanaatkan asilitas "FB untuk mengendalikan putaran generatrE atau'$ Melakukan pengurangan beban$

10


11/15

.$ Alat pembagi beban generatr merupakan peralatan tmatis yang menyeragamkan

perasi g8ernr dalam menaikkan atau menurunkan p%er mesin atau daya generatr

sesuai perubahan bebannya, dan sangat diperlukan bila memiliki lebih dari dua generatr

dengan karakteristik yang berbeda yang berperasi se'ara paralel$

$ /engan alat pembagi beban generatr, maka setiap generatr mempunyai aktr

penggunaan ;beban maksimum dibagi kapasitas generatr< yang sama dan ke'il yang

berarti bagus$ Alat pembagi beban generatr hanya bisa diterapkan pada generator set-

engine yang mempunyai g8ernr dan bisa dikembangkan untuk sistem kntrl yang lebih

lanjut seperti kntrl dengan distributed control system ;/BS


12/15

S%an, A$, ($ Utm$ 011H$ Presentasi = Sistem Prote!si Terhadap &estabilan %re!uensi 'ntu!

Pelepasan Beban Berbasis %uzzy ogic +ontrol $ /iunduh Pada .1 ktber 0123$

TAMBAHAN

Hu6un"an Fr%4u%ns# d%n"an K%s*a6#$an S#s*%m

7ubungan Frekuensi dengan kestabilan sistem dijelaskan pada persamaan dan rumus berikut

ini$

Da9a A4*#) Dan Fr%4u%ns#

/alam suatu sistem daya listrik, rekuensi dan daya akti adalah dua besaran yang saling

tergantung$ Mengatur daya akti adalah mengatur rekuensi, begitu pula sebaliknya$ +arena pegaturan

rekuensi melibatkan daya akti ;satuan Watt


13/15

pembakarannya$ /engan demikian pengaturan rekuensi merupakan suatu materi yang 'ukup

kmpleks$

Sebagaimana telah disinggung di atas, pengaturan rekuensi sangat erat dengan pengaturan

daya akti$ Gambar ini menunjukan penyederhanaan hubungan rekuensi dengan daya akti$ Pada

gambar A, jika daya yang dibangkitkan leh sistem pembangkit sama dengan daya yang dibutuhkan

beban ;rugi transmisi diabaikan


14/15


15/15

• suatu sistem yang terdiri dari n buah pembangkitE dengan nminal daya dan speed-droop yang

berbeda

• damping factor beban se'ara keseluruhan sebesar /

• sistem mengalami perubahan beban sebesar LP"

• maka de8iasi rekuensinya sebesar L ss

/ari persamaan di atas, mun'ul istilah baru yang disebut dengan composite frequency response

characteristic atau yang lebih dikenal dengan stiffness , dengan satuan MW47*$

Adalah istilah paling umum untuk menyatakan berapa perunahan MW yang dibutuhkan untuk

mengubah rekuensi sebesar 2 7*$ Jika suatu sistem 317* memiliki stiffness sebesar 11MW47*E jika

beban turun sebesar 11MW, maka rekuensi sistem akan naik menjadi 327*$

Sumber =

Makalah +ntrl Frekuensi leh 7arma%an T$ !$ /ari Uni8ersitas (ra%ijaya

15

makalah jtm

Documents