peningkatan keandalan sistem distribusi tenaga listrik 20...
TRANSCRIPT
Peningkatan Keandalan Sistem Distribusi
Tenaga Listrik 20 kV PT. PLN (Persero) APJ
Magelang Menggunakan Static Series
Voltage Regulator (SSVR)
Oleh:
Putty Ika Dharmawati (2208100020)
Dosen Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT.
Ir. Sjamsjul Anam, MT.
Pendahuluan
Sistem Jaringan Distribusi
Sistem Distribusi 20 kV di Magelang
Analisis dan Pembahasan
Penutup
Contents
Pendahuluan
1
Latar Belakang
2
Permasalahan
3
Tujuan
Pendahuluan
Tingkat keandalan merupakan hal yang
penting dalam menentukan kinerja
sistem distribusi tenaga listrik.
Salah satu persyaratan keandalan sistem
penyaluran tenaga listrik yang harus dipenuhi
untuk pelayanan terhadap konsumen adalah
kualitas tegangan yang baik dan stabil.
Diperlukan suatu tambahan perangkat
untuk perbaikan tingkat keandalan
sistem distribusi.
1
Latar Belakang
Pendahuluan
2
Permasalahan
Permasalahan yang akan dibahas adalah bagaimana
meningkatkan keandalan distribusi 20kV di
Magelang, Jawa Tengah menggunakan SSVR (Static
Series Voltage Regulator). Kemudian hasilnya akan
dibandingkan antara indeks keandalan sebelum
menggunakan SSVR dan indeks keandalan setelah
menggunakan SSVR.
Pendahuluan
3
Tujuan
Mengetahui prinsip kerja dari SSVR.1
Mengetahui efek dari SSVR terhadap
keandalan distribusi tenaga listrik. 2
Memperoleh nilai SAIDI, SAIFI, CAIDI, ENS
dan AENS sebelum dan setelah menggunakan
SSVR.3
Sistem Jaringan Distribusi
Jaringan Distribusi1
Keandalan Sistem Distribusi2
Regulasi Tegangan3
Keandalan Pada Sisi Pelanggan4
SSVR5
Sistem Jaringan Distribusi merupakan bagian dari
sistem tenaga listrik yang berguna untuk menyalurkan
tenaga listrik sampai ke konsumen (pelanggan).
Sistem Jaringan
Distribusi
Jaringan Distribusi1
Sistem Jaringan
Distribusi
Keandalan Sistem Distribusi2
Keandalan distribusi tenaga listrik biasanya berkaitan
dengan pemadaman dan gangguan pada peralatan.
Parameter
Gangguan dan Pemadaman
Frekuensi
Tegangan
Sistem Jaringan
Distribusi
Regulasi Tegangan3
Perubahan tegangan pada dasarnya disebabkan oleh
adanya hubungan antara tegangan dan daya reaktif.
Berdasarkan hubungan ini maka tegangan dapat
diperbaiki dengan mengatur aliran daya reaktif.
Jatuh Tegangan merupakan selisih antara tegangan
ujung pengiriman dan tegangan ujung penerimaan.
Sistem Jaringan
Distribusi
Keandalan Pada Sisi Pelanggan4
INDEKS KEANDALAN
ENS
CAIDI
SAIFI
ENS
CAIDI
SAIFI
SAIDI
AENS
.k kMSAIDI
M
.k kMSAIFI
M
SAIDICAIDI
SAIFI
ENS = Σ [Gangguan(MW) x Durasi(h)]
_ _ _ _ _ _
_ _ _
Energi total yang tidak tersalurkan oleh sistem
Total pelanggan yang dilayaniAENS =
Sistem Jaringan
Distribusi
SSVR5
Perangkat ini berfungsi untuk mengkompensasi
daya reaktif dalam mengatasi tegangan drop pada
sistem distribusi.
SSVRV
LOADI
DCV
SSVRV
LOADI
Sistem Distribusi 20 kV di Magelang
Data Panjang Saluran4
Single Line Diagram1
Data Tegangan Ujung Tiap Load Point2
Data Pelanggan Tiap Load Point3
Indeks Kegagalan Peralatan 5
Single Line Diagram1
60 MVAsc
GI SGN
Bus 110
Cable 12
CB
Bus 111
L 100
L 102
Bus 113
Bus 115
L 106L 104
M2-135X-8
Bus 117
LP 58
L 114L 116
Bus 121
LP 60
Bus 123
L 119
Bus 125L 121
L125
Bus 127
L 123
Bus 129
L 127L 129M2-278L 131
Bus 131Bus 133
L 133
Bus 135
LP 64
L 135
L 137
LP 68
LP 66
L 141
L 139
M2-388
LP 52
L 145 L 147
L 143LP 54
L 149
Bus 137
Bus 139
Bus 141
Bus 143
Bus 149
LP 50
LP 56L 151 L 153
Penyulang Sanggrahan 12
Data Tegangan Ujung Tiap Load Point2
No. Kode Beban Tegangan Ujung (kV)
1. LP 58 18.351
2. LP 60 18.008
3. LP 62 17.591
4. LP 64 17.367
5. LP 68 17.086
6. LP 66 17.064
7. LP 52 17
8. LP 54 16.934
9. LP 56 16.905
10. LP 50 16.919
Data Pelanggan Tiap Load Point3
No. Kode Beban Jumlah Pelanggan
1. LP 58 1052
2. LP 60 3138
3. LP 62 5231
4. LP 64 8850
5. LP 68 3146
6. LP 66 3130
7. LP 52 2078
8. LP 54 3138
9. LP 56 2108
10. LP 50 1038
Data Panjang Saluran4
No. Line Panjang Line (km)
1. Cable 12 0.173
2. Line 100 4.7
3. Line 102 3.8
4. Line 104 1.5
5. Line 110 2
6. Line 116 0.2
7. Line 119 1.5
8. Line 125 1.5
9. Line 127 1.8
10. Line 129 0.2
11. Line 131 2.85
12. Line 133 4.2
13. Line 139 1.5
14. Line 141 1.3
15. Line 143 2.3
16. Line 145 0.8
17. Line 149 2.7
18. Line 151 0.1
19. Line 153 2.7
Indeks Kegagalan Peralatan 5
SPLN 59 : 1985
Tentang Keandalan pada Sistem Distribusi 20kV dan 6kV
Komponenλ
(failure rate)
r
(repair time)
(jam)
rs
(switching time)
(jam)
Trafo Distribusi 0.005/unit/thn 10 0.15
Circuit Breaker 0.004/unit/thn 10 0.15
Recloser 0.003/unit/thn 10 0.15
Line 0.2/km/thn 3 0.15
Analisis dan
Pembahasan
Analisis Load Flow
Perhitungan Indeks
Keandalan dengan
Menggunakan Metode
RIA
Perhitungan
ENS dan AENS
Analisis Load
Flow
Analisis Load Flow Tanpa SSVR
Analisis Load Flow Menggunakan
SSVR 1.5 MVAR
Analisis Load Flow Menggunakan
SSVR 2.5 MVAR
Analisis Load Flow Tanpa SSVR
No. BusVoltage Bus
(kV)
Voltage Magnitude
(pu)
Phase Angle
(degree)Load Point
1 110 20 1 0
2 111 19.989 0.99943 0
3 113 19.213 0.96067 -1.3
4 115 18.594 0.92969 -2.4
5 117 18.351 0.91756 -2.9 LP 58
6 121 18.04 0.90198 -3.5
7 123 18.008 0.90042 -3.5 LP60
8 125 17.799 0.88996 -3.9
9 127 17.591 0.87955 -4.4 LP62
10 129 17.389 0.86964 -4.8
11 131 17.367 0.86834 -4.8 LP 64
12 133 17.153 0.85763 -5.3
13 135 17.086 0.85428 -5.5 LP 68
14 137 17.064 0.85321 -5.5 LP 66
15 139 17.008 0.85042 -5.6
16 141 17 0.85 -5.7 LP 52
17 143 16.934 0.84672 -5.8 LP 54
18 149 16.905 0.84527 -5.9 LP 56
19 151 16.934 0.84669 -5.8
20 153 16.919 0.84597 -5.8 LP 50
Analisis Load Flow Menggunakan SSVR 1.5 MVAR
No. BusVoltage Bus
(kV)
Voltage
Magnitude (pu)
Phase Angle
(degree)Load Point
1 110 20 1 0
2 111 19.99 0.9995 0
3 113 19.342 0.96710 -1.4
4 115 18.827 0.94135 -2.7
5 117 18.626 0.93130 -3.2 LP 58
6 121 18.37 0.91852 -3.8
7 123 18.345 0.91725 -3.9 LP60
8 125 18.178 0.90888 -4.4
9 127 18.012 0.90058 -4.8 LP62
10 129 17.86 0.89300 -5.3
11 131 17.843 0.89216 -5.4 LP 64
12 133 17.707 0.88536 -5.9
13 135 17.642 0.88208 -6.1 LP 68
14 137 17.659 0.88297 -6.2 LP 66
15 139 17.639 0.88193 -6.3
16 141 17.63 0.88152 -6.3 LP 52
17 143 17.626 0.88129 -6.6 LP 54
18 149 17.598 0.87988 -6.6 LP 56
19 151 17.625 0.88127 -6.6
20 153 17.611 0.88056 -6.6 LP 50
Analisis Load Flow Menggunakan SSVR 2.5 MVAR
No. BusVoltage Bus
(kV)
Voltage
Magnitude (pu)
Phase Angle
(degree)Load Point
1 110 20 1 0
2 111 19.991 0.99954 0
3 113 19.421 0.97105 -1.5
4 115 18.971 0.94853 -2.8
5 117 18.795 0.93977 -3.4 LP 58
6 121 18.574 0.92872 -4.1
7 123 18.552 0.92726 -4.1 LP60
8 125 18.411 0.92056 -4.6
9 127 18.271 0.91356 -5.1 LP62
10 129 18.151 0.90754 -5.6
11 131 18.137 0.90687 -5.7 LP 64
12 133 18.05 0.90250 -6.3
13 135 17.985 0.89926 -6.4 LP 68
14 137 18.028 0.90138 -6.6 LP 66
15 139 18.029 0.90143 -6.8
16 141 18.02 0.90102 -6.8 LP 52
17 143 18.054 0.90271 -7.1 LP 54
18 149 18.026 0.90132 -7.1 LP 56
19 151 18.054 0.90268 -7.1
20 153 18.04 0.90199 -7.3 LP 50
Perhitungan Indeks Keandalan dengan
Menggunakan Metode RIA
Kondisi Perfect Switching
Peralatan Switching diasumsikan bekerja sempurna sehingga indeks kegagalan peralatan tersebut dalam perhitungan dapat diabaikan.
Kondisi Imperfect Switching
Text in here
Peralatan Switching diasumsikan bekerja tidak sempurna sehingga indeks kegagalan peralatan memberikan nilai kegagalan secara menyeluruh.
Perhitungan SAIFI
Perhitungan SAIDI dan
CAIDI
Mencari r dan UPerhitungan
RIA
Keandalan Tanpa SSVR
Load
Point
Kondisi Perfect Switching Kondisi Imperfect Switching
SAIFI SAIDI CAIDI SAIFI SAIDI CAIDI
LP 58 0.1100 0.1477 1.3433 0.1106 0.1525 1.3797
LP 60 0.3281 0.4407 1.3433 0.3298 0.4550 1.3797
LP 62 1.1334 3.4003 3.0000 1.1434 3.5004 3.0613
LP 64 1.9176 5.7527 3.0000 1.9345 5.9221 3.0613
LP 66 0.6817 2.0450 3.0000 0.6877 2.1052 3.0613
LP 68 0.6782 2.0346 3.0000 0.6842 2.0945 3.0613
LP 52 0.4502 1.3507 3.0000 0.4542 1.3905 3.0613
LP 54 0.6799 2.0398 3.0000 0.6859 2.0998 3.0613
LP 56 0.4567 1.3702 3.0000 0.4608 1.4106 3.0613
LP 50 0.2249 0.6747 3.0000 0.2269 0.6946 3.0613
Total 6.6607 19.2564 2.8910 6.7180 19.8253 2.9511
Keandalan dengan SSVR 1.5 MVAR
Load
Point
Kondisi Perfect Switching Kondisi Imperfect Switching
SAIFI SAIDI CAIDI SAIFI SAIDI CAIDI
LP 58 0.1100 0.1477 1.3433 0.1105 0.1525 1.3809
LP 60 0.3281 0.4407 1.3433 0.3295 0.4550 1.3809
LP 62 0.5469 0.7346 1.3433 0.5493 0.7585 1.3809
LP 64 1.9176 5.7527 3.0000 1.9345 5.9221 3.0613
LP 66 0.6817 2.0450 3.0000 0.6877 2.1052 3.0613
LP 68 0.6782 2.0346 3.0000 0.6842 2.0945 3.0613
LP 52 0.4502 1.3507 3.0000 0.4542 1.3905 3.0613
LP 54 0.6799 2.0398 3.0000 0.6859 2.0998 3.0613
LP 56 0.4567 1.3702 3.0000 0.4608 1.4106 3.0613
LP 50 0.2249 0.6747 3.0000 0.2269 0.6946 3.0613
Total 6.0742 16.5907 2.7314 6.1234 17.0833 2.7898
Keandalan dengan SSVR 2.5 MVAR
Load
Point
Kondisi Perfect Switching Kondisi Imperfect Switching
SAIFI SAIDI CAIDI SAIFI SAIDI CAIDI
LP 58 0.1100 0.1477 1.3433 0.1105 0.1525 1.3809
LP 60 0.3281 0.4407 1.3433 0.3295 0.4550 1.3809
LP 62 0.5469 0.7346 1.3433 0.5493 0.7506 1.3666
LP 64 1.4550 1.7285 1.1880 1.4599 1.7690 1.2117
LP 66 0.5172 0.6145 1.1880 0.5189 0.6288 1.2117
LP 68 0.6782 2.0346 3.0000 0.6842 2.0945 3.0613
LP 52 0.4502 0.3772 0.8377 0.4514 0.3848 0.8525
LP 54 0.6799 0.5696 0.8377 0.6816 0.5811 0.8525
LP 56 0.4567 0.3826 0.8377 0.4579 0.3904 0.8525
LP 50 0.2249 0.1884 0.8377 0.2255 0.1922 0.8525
Total 5.4472 7.2183 1.3251 5.4686 7.3989 1.3530
Perhitungan ENS dan AENS
ENS dan AENS
Tanpa SSVR
Load Point MW
LP 62 1.472
LP 64 2.032
LP 68 0.883
LP 66 0.883
LP 52 0.589
LP 54 0.883
LP 56 0.589
LP 50 0.294
ENS 7.625
7.6250.0002317MWh/Cust.Yr
32909AENS
ENS dan AENS
SSVR 1.5 MVAR
Load Point MW
LP 64 2.032
LP 68 0.883
LP 66 0.883
LP 52 0.589
LP 54 0.883
LP 56 0.589
LP 50 0.294
ENS 6.153
6.1530.00018697MWh/Cust.Yr
32909AENS
ENS dan AENS
SSVR 2.5 MVAR
Load Point MW
LP 68 0.883
ENS 0.883
0.8830.00002683MWh/Cust.Yr
32909AENS
Penutup
1
Kesimpulan
2
Saran
• Berdasarkan hasil perhitungan indeks keandalan menggunakan metode
RIA, keandalan pada Penyulang Sanggrahan 12 meningkat setelah
dipasang SSVR.
• Pada kondisi perfect switching keandalan pada Penyulang Sanggrahan 12
meningkat dengan SAIDI sebesar 19.2564 menjadi 7.2183, SAIFI sebesar
6.6607 menjadi 5.4472, dan CAIDI sebesar 2.8910 menjadi 1.3251.
• Menggunakan SSVR 1.5 MVAR dapat meningkatkan keandalan pada
Penyulang Sanggrahan 12, tetapi masih belum cukup baik untuk sistem
pada penyulang tersebut karena drop tegangan yang dihasilkan masih besar.
Oleh karena itu, kapasitas dan pemasangan SSVR secara tepat dapat
memperbaiki drop tegangan secara maksimal, sehingga keandalan pada
sistem tersebut dapat meningkat.
1
Kesimpulan
• Penggunaan SSVR dapat digunakan sebagai bahan
pertimbangan untuk mengatasi drop tegangan pada sistem
distribusi 20 kV di Magelang.
• Sebaiknya saluran udara dalam jaringan distribusi tidak terlalu
panjang karena semaikin panjang saluran maka drop tegangan
yang dihasilkan akan semakin besar.
2
Saran
DAFTAR PUSTAKA
1. Billinton, R.; Billinton, J., “Distribution System Reliability Indices”, IEEE Trans,
1989, PWRD-4,(1),pp. 561-568.
2. Richard E. Brown, “Electric Power Distribution Reliability”, Second
Edition,1988:46-48.
3. Asy’ari H., Jatmiko, Rivai I. B., “Perbaikan Tegangan untuk Konsumen” Jurnal
Teknik Elektro dan Komputer Emitor Vol. 3, No. 2, Universitas Muhammadiyah
Surakarta, September 2003
4. Billinton, R., Allan, R.N, N.,“Reliability Evaluation of Power Systems, 2nd
Edition, 1996, Plenum Press, New York.
5. Omar H. Abdalla, “Key Performance Indicators of a Transmission System”,
Selected Works, 2009.
6. Li, Fangxing, “Distributed Processing of Reliability Index Assessment and
Reliability–Based Network Reconfiguration in Power Distribution System”, IEEE
Transaction on Power Systems,Vol.20, No. 1, pp.231, February, 2005.
7. Shayanfar H.A., Fotuhi-Firuzabad M., Hosseini M., “Modeling of static series
voltage regulator (SSVR) in distribution systems for voltage improvement and loss
reduction”, Leonardo Electron J Pract Technol 2008;(12):61-82.
8. Hosseini Mehdi, Ali Heidar Shayanfar, Fotuhi-Firuzabad Mahmoud, ”Reliability
Improvement of Distribution using SSVR”, Elsevier ISA Transactions 48;2009:98-
106.
Terima Kasih