Post on 01-Mar-2020
i
EVALUASI INDEKS KEANDALAN SISTEM
DISTRIBUSI 20KV PADA PENYULANG SL4 DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SECTION TECHNIQUE
DI PLN AREA BANGKA
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Guna Meraih Gelar Sarjana S-1
Oleh :
RIZKI ARYSANDI
1021211052
JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG
2017
ii
iii
iv
v
vi
INTISARI
Kebutuhan akan tenaga listrik yang semakin meningkat menuntut suatu
sistem tenaga listrik yang mempunyai keandalan dalam penyediaan dan
penyaluran dayanya agar dapat memberikan pasokan energi listrik yang
memuaskan dan berkelanjutan.Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi
keandalan sistem distribusi Penyulang SL4 PLN Area Bangka. Metode yang
digunakan dalam analisa adalah section technique dimana hasil dibandingkan juga
dengan standar PLN. Berdasarkan hasil perhitungan manual menggunakan
metode section technique, nilai SAIFI, SAIDI dan CAIDI Penyulang SL4 adalah
19,9727 kali/tahun, 63,9152 jam/tahun dan 3,2 jam/tahun. Sedangkan nilai SAIFI,
SAIDI dan CAIDI yang didapatkan dari hasil perhitungan menggunakan software
ETAP adalah 19,9726 kali/tahun, 63,9155 jam/tahun dan 3,2 jam/tahun. Nilai
SAIFI, SAIDI dan CAIDI Penyulang SL4 yang didapatkan setelah melakukan
peningkatan keandalan yaitu 18,370 kali/tahun, 58,8042 jam/tahun dan 3,201
jam/tahun. Hal ini menunjukkan bahwa keandalan Penyulang SL4 belum
memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh PLN yaitu 3,2 kali/tahun dan 21
jam/tahun walaupun sudah dilakukan peningkatan keandalan.
Kata Kunci : Keandalan, Section Technique, SAIFI, SAIDI, CAIDI
vii
ABSTRACT
The needs for power is ever increasing demands of a power system that
has the reliability in the supply and distribution of a power in order to provide a
satisfactory energy supply and continuous. This research aimed to evaluate the
reliability of the distribution system feeders SL4 PLN Bangka Area. The method
used in the analysis is a section technique where the result also compared with
PLN standards. Based on the results of manual calculations using the methods
section technique, value SAIFI, SAIDI and CAIDI feeder SL4 is 19,9727
times/year, 63,9152 hours/year and 3,2 hours/year. While the value of SAIFI,
SAIDI and CAIDI obtained from the calculation using ETAP software is 19,9726
times/year, 63,9155 hours/year and 3.2 hours/year. Value of SAIFI, SAIDI and
CAIDI feeder SL4 obtained after an increase in reliability hat is 18,370
times/year, 58,8042 hours/year and 3.201 hours/year. It shows that the reliability
feeders SL4 not meet the standards set by PLN ie 3.2 times/year and 21
hours/year despite tight improving reliability.
Keywords : Reliability, Section Technique, SAIFI, SAIDI, CAIDI
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
berkah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul :
“EVALUASI INDEKS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20KV PADA
PENYULANG SL4 DENGAN MENGGUNAKAN METODE SECTION
TECHNIQUE DIPLN AREA BANGKA”
Peneliti menyadari bahwa dalam penelitian dan penyusunan laporan ini tak
lepas dari begitu banyak bantuan, bimbingan, dan doa dari berbagai pihak. Oleh
karena itu dengan segenap ketulusan hati peneliti sampaikan banyak terima kasih
kepada :
1. Bapak Wahri Sunanda, S.T., M.Eng. selaku Pembimbing Utama Tugas
Akhir
2. Bapak Asmar, S.T., M.Eng. selaku Pembimbing Pendamping Tugas
Akhir
3. Bapak Irwan Dinata, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Bangka Belitung
4. Ibu Rika Favoria Gusa, S.T., M.Eng. selaku Penguji I Tugas Akhir
5. Bapak Rudy Kurniawan, S.T., M.T. selaku Penguji II Tugas Akhir
6. Bapak Tri Hendrawan, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik
7. Bapak Kusnadi selaku Manajer di Gardu Induk Sungailiat
8. Dosen dan Staf Jurusan Teknik Elektro FT Universitas Bangka
Belitung
9. Rekan Seperjuangan Teknik Elektro Angkatan 2012, selaku sahabat
perjuangan semasa pendidikan
10. Ayahanda dan Ibunda tercinta selaku orang tua yang memberikan
dukungan moral, moril dan kasih sayang yang tak terhingga
11. Abang dan Adik selaku saudara yang selalu berusaha bersama-sama
untuk membahagiakan kedua orang tua
ix
12. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu atas
bantuannya baik secara langsung maupun tidak langsung dalam
pelaksanaan penelitian maupun penyusunan laporan tugas akhir ini.
Dengan segala kerendahan hati peneliti menyadari begitu banyak
kekurangan pada penulisan laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu berbagai
kritik maupun saran yang membangun sangat diharapkan demi terwujudnya
laporan yang lebih baik.
Besar harapan peneliti semoga laporan penelitian ini dapat memberikan
manfaat bagi sesama pihak demi kemajuan bersama.
Balunijuk, 11 Januari 2017
Rizki Arysandi
1021211052
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ iv
HALAMANPERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................ v
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ iv
INTISARI ........................................................................................................... vi
ABSTRACT ....................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xvi
DAFTAR SINGKATAN ................................................................................ xviii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah............................................................................ 2
1.4 Tujuan Penelitian .......................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................ 4
1.6 Keaslian Penelitian ........................................................................ 4
1.7 Sistematika Penulisan ................................................................... 5
xi
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ........................ 7
2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................... 7
2.2 Dasar Teori .................................................................................... 7
2.2.1 Struktur Jaringan Distribusi .......................................................... 9
2.2.1.1 Pusat Pembangkit Tenaga Listrik ................................. 9
2.2.1.2 Jaringan Distribusi Primer .......................................... 10
2.2.1.3 Gardu Pembagi /Gardu Distribusi ............................... 10
2.2.1.4 Jaringan Distribusi Sekunder ...................................... 10
2.2.2 Jaringan Distribusi Primer dan Jenisnya .................................... 11
2.2.2.1 Hantaran Udara (Over Head Line) .............................. 11
2.2.2.2 Hantaran Bawah Tanah .............................................. 11
2.2.3 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ..................................... 12
2.2.3.1 Jaringan Distribusi Primer Pola Radial ...................... 12
2.2.3.2 Jaringan Distribusi Primer PolaLoop ......................... 14
2.2.3.3 Jaringan Distribusi Primer PolaGrid .......................... 15
2.2.3.4 Jaringan Distribusi Primer PolaSpindle ..................... 15
2.2.4 Sistem Proteksi Distibusi Tenaga Listrik .................................. 16
2.2.5 Jenis-Jenis Alat Proteksi Distribusi ........................................... 17
2.2.6 Keandalan Sistem Dstribusi ...................................................... 19
2.2.7 Keandalan Sistem Dstribusi Menurut Turan Gonen ................. 22
2.2.8 Parameter-Parameter Keandalan .............................................. 30
2.2.9 Metode Section Technique ........................................................ 31
2.2.10 Cara Evaluasi Indeks Keandalan Mengunakan ....................... 34
Software ETAP 12.6.0
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................... 41
3.1 Bahan atau Materi Penelitian ................................................. 41
3.2 Alat Penelitian ......................................................................... 42
3.3 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 43
3.4 Langkah Penelitian ................................................................ 44
BAB IV PEMBAHASAN .................................................................... 45
4.1 Penyulang SL4 pada Gardu Induk (GI) Sungailiat ................. 45
4.2 Perhitungan Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 PLN ............ 52
Area Bangka
4.3 Penentuan Efek Kegagalan Peralatan Penyulang ................... 60
4.4 Perhitungan Indeks Keandalan ............................................... 67
xii
4.4.1 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 67
Section 1
4.4.2 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 68
Section 2
4.4.3 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 70
Section 3
4.4.4 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 73
Section 4
4.4.5 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 75
Section 5
4.4.6 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 76
Section 6
4.4.7 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 78
Section 7
4.4.8 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 79
Section 8
4.4.9 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 81
Section 9
4.4.10 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 82
Section 10
4.4.11 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 84
Section 11
4.4.12 Perhitungan Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan .... 86
Section 12
4.5 Perhitungan Indeks Keandalan Penyulang SL4 .......................... 91
menggunakan software ETAP 12.6.0
4.6 Peningkatan Kendalan Penyulang SL4 dengan........................... 92
menggunakan software ETAP 12.6.0
BAB V PENUTUP ................................................................................ 100
5.1 Kesimpulan ............................................................................... 100
5.2 Saran .......................................................................................... 101
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Data Indeks Kegagalan Peralatan .................................................... 21
Tabel 2.2 Standar Indeks Keandalan Sistem Distribusi 20kV ......................... 21
Tabel 2.3 Klasifikasi Umum dan Khusus Penyebab Pemadaman ................... 27
Tabel 4.1 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 1 ...................... 53
Tabel 4.2 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 2 ...................... 53
Tabel 4.3 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 3 ...................... 54
Tabel 4.4 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 4 ...................... 55
Tabel 4.5 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 5 ...................... 56
Tabel 4.6 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section6 ....................... 56
Tabel 4.7 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 7 ...................... 56
Tabel 4.8 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 8 ...................... 58
Tabel 4.9 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 9 ...................... 59
Tabel 4.10 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 10 .................... 59
Tabel 4.11 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 11 .................... 59
Tabel 4.12 Asumsi Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 Section 12 .................... 59
Tabel 4.13 Jumlah Pelanggan Penyulang SL4 ................................................... 60
Tabel 4.14 Efek Kegagalan pada Section 1 ....................................................... 60
Tabel 4.12 Efek Kegagalan pada Section 2 ....................................................... 61
Tabel 4.13 Efek Kegagalan pada Section 3 ....................................................... 61
Tabel 4.14 Efek Kegagalan pada Section 4 ....................................................... 62
Tabel 4.15 Efek Kegagalan pada Section 5 ....................................................... 63
Tabel 4.16 Efek Kegagalan pada Section 6 ....................................................... 63
Tabel 4.17 Efek Kegagalan pada Section 7 ....................................................... 63
Tabel 4.18 Efek Kegagalan pada Section 8 ........................................................ 64
Tabel 4.19 Efek Kegagalan pada Section 9 ........................................................ 64
Tabel 4.20 Efek Kegagalan pada Section 10 ...................................................... 65
Tabel 4.21 Efek Kegagalan pada Section 11 ...................................................... 65
xiv
Tabel 4.22 Efek Kegagalan pada Section 12 ...................................................... 66
Tabel 4.23 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) .............. 67
Section 1 Penyulang SL4
Tabel 4.24 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 68
Section 1
Tabel 4.25 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) .............. 58
Section 2 Penyulang SL4
Tabel 4.26 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 59
Section 2
Tabel 4.27 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ................ 70
Section 3 Penyulang SL4
Tabel 4.28 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 73
Section 3
Tabel 4.29 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ................ 74
Section 4 penyulang SL4
Tabel 4.30 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ............... 74
Section 4
Tabel 4.31 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ............... 75
Section 5 Penyulang SL4
Tabel 4.32 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 76
Section 5
Tabel 4.33 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ................ 76
section 6 penyulang SL4
Tabel 4.34 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 77
Section 6
Tabel 4.35 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan .................... 78
Section 7 Penyulang SL4
Tabel 4.36 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 78
Section 7
Tabel 4.37 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ............... 80
xv
Section 8 Penyulang SL4
Tabel 4.38 Laju Kegagalan (λ) dan Laju perbaikan (U) Load Point ................. 80
Section 8
Tabel 4.39 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ............... 81
Section 9 Penyulang SL4
Tabel 4.40 Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) Load Point ................. 82
Section 9
Tabel 4.41 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ................ 82
Section 10 Penyulang SL4
Tabel 4.42 Laju Kegagalan (λ) dan Laju perbaikan (U) Load Point ................. 83
Section 10
Tabel 4.43 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ................ 84
Section 11 Penyulang SL4
Tabel 4.44 Laju Kegagalan (λ) dan Laju perbaikan (U) Load Point ................. 85
Section 11
Tabel 4.45 Perhitungan Laju Kegagalan (λ) dan Laju Perbaikan (U) ................ 86
Section 12 Penyulang SL4
Tabel 4.46 Laju Kegagalan (λ) dan Laju perbaikan (U) Load Point ................. 87
Section 12
Tabel 4.47 Perhitungan Indeks Keandalan Penyulang ....................................... 88
Tabel 4.48 Hasil Indeks Keandalan Penyulang SL4 Menggunakan .................. 91
Software ETAP 12.6.0
Tabel 4.49 Perbandingan Indeks Kendalan Penyulang SL4 dengan ............... 98
Standar PLN No 59 Tahun
Tabel 4.50 Hasil Indeks Keandalan Penyulang SL4 Menggunakan ................. 99
Software ETAP 12.6.0 Setelah Peningkatan Keandalan
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jaringan Distribusi Primer Pola Radial ...................................... 13
Gambar 2.2 Jaringan Distribusi Primer Pola Loop ........................................ 14
Gambar 2.3 Jaringan Distribusi Primer Pola Grid ......................................... 15
Gambar 2.4 Jaringan Distribusi Primer Pola Spindle..................................... 16
Gambar 2.5 LBS (Load Break Switch) ........................................................ 18
Gambar 2.6 Recloser ...................................................................................... 18
Gambar 2.7 Sectionalizer ............................................................................... 19
Gambar 2.8 Klasifikasi dari Peristiwa Pemadaman Dilaporkan ................... 29
Gambar 2.9 Durasi Kumulatif untuk Mengembalikan Pemadaman ............. 29
Pelanggan Dilaporkan
Gambar 2.10 Tampilan Loading Software ETAP 12.6.0 ................................. 34
Gambar 2.11 Tampilan Awal Software ETAP ................................................. 35
Gambar 2.12 Tampilan Lembar Kerja Software ETAP ................................... 35
Gambar 2.13 Tampilan Lembar Kerja Software ETAP ................................... 36
Gambar 2.14 Tampilan Data Masukan Kabel .................................................. 37
Gambar 2.15 Tampilan Data Masukan Trafo Distribusi .................................. 37
Gambar 2.16 Tampilan Toolbox ...................................................................... 37
Gambar 2.17 Tampilan Options Reliability Assessment .................................. 38
Gambar 2.18 Tampilan Running Reliability Assessment ................................. 38
Gambar 2.19 Tampilan ikon report manager .................................................. 39
Gambar 2.20 Tampilan ikonreliability report manager (summary) ................ 39
Gambar 2.21 Tampilan ikonETAP Report....................................................... 40
(study case : reliability assesment)
Gambar 3.1 Diagram Alir .............................................................................. 42
Gambar 4.1 Single line diagram sistem distibusi penyulang SL4 ................. 46
Gambar 4.2 Single line diagram section 1 penyulang SL4 ............................ 46
Gambar 4.3 Single line diagram section 2 penyulang SL4 ............................ 47
Gambar 4.4 Single line diagram section 3 penyulang SL4 ............................ 48
xvii
Gambar 4.5 Single line diagram section 4 penyulang SL4 ............................ 48
Gambar 4.6 Single line diagram section 5 penyulang SL4 ............................ 48
Gambar 4.7 Single line diagram section 6 penyulang SL4 ............................ 49
Gambar 4.8 Single line diagram section 7 penyulang SL4 ............................ 49
Gambar 4.9 Single line diagram section 8 penyulang SL4 ............................ 49
Gambar 4.10 Single line diagram section 9 penyulang SL4 ............................ 50
Gambar 4.11 Single line diagram section 10 penyulang SL4 .......................... 50
Gambar 4.12 Single line diagram section 11 penyulang SL4 .......................... 51
Gambar 4.13 Single line diagram section 12 penyulang SL4 .......................... 51
Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Indeks Keandalan dengan Metode ........... 91
Section Technique, Software ETAP dan SPLN
Gambar 4.15 Single line diagram section 2 setelah penambahan recloser ..... 93
Gambar 4.16 Single line diagram section 3 setelah penambahan recloser .... 93
Gambar 4.17 Single line diagram section 3 setelah penambahan recloser ..... 94
Gambar 4.18 Single line diagram section 4 setelah penambahan recloser ..... 94
Gambar 4.19 Single line diagram section 4 setelah penambahan recloser ..... 95
Gambar 4.20 Single line diagram section 8 setelah penambahan recloser ..... 96
Gambar 4.21 Single line diagram section 9 setelah penambahan recloser ..... 96
Gambar 4.22 Single line diagram section 9 setelah penambahan recloser ..... 97
Gambar 4.23 Grafik Perbandingan Indeks Keandalan Sebelum dan .............. 99
Setelah Dilakukan Peningkatan Keandalan
xviii
DAFTAR SINGKATAN
SPLN : Standar Perusahaan Listrik Negara
ETAP : Electric Transient and Analysis Program
SL : Sungailiat
GI : Gardu Induk
GH : Gardu Hubung
GD : Gardu Distribusi
SAIFI : System Average Interruption Frequency Index
SAIDI : System Average Interruption Duration Index
CAIDI : Customer Average Interruption Duration Index
LRS : Loop Restoration Scheme
LBS : Load Break Switch
LP : Load Point
xix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Single line diagram sistem distribusi penyulang SL4
LAMPIRAN B ETAP Report (Reliability Summary)Sebelum Peningkatan
Keandalan
LAMPIRAN C ETAP Report (Reliability Summary)Setelah Peningkatan
Keandalan
LAMPIRAN D One Line Diagram(ETAP) Sebelum Peningkatan Keandalan
LAMPIRAN E One Line Diagram(ETAP) Setelah Peningkatan Keandalan
-