ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN...

13
i ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN STATIC VAR COMPENSATOR (SVC) PADA SISTEM INTERKONEKSI AREA MALANG SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : AGIL FIRMANSYAH 201010130311121 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015

Transcript of ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN...

Page 1: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

i

ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN

MENGGUNAKAN STATIC VAR COMPENSATOR (SVC) PADA

SISTEM INTERKONEKSI AREA MALANG

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

AGIL FIRMANSYAH

201010130311121

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

Page 2: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN

MENGGUNAKAN STATIC VAR COMPENSATOR (SVC) PADA

SISTEM INTERKONEKSI AREA MALANG

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Agil Firmansyah

201010130311121

Diperiksa dan disetujui oleh:

Page 3: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

iii

Page 4: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Agil Firmansyah

Tempat/Tgl Lahir : Malang / 06 Februari 1992

NIM : 201010130311121

Fakultas / Jurusan : Teknik / Elektro

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya dengan judul “ANALISIS

PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN STATIC VAR

COMPENSATOR (SVC) PADA SISTEM INTERKONEKSI AREA

MALANG” beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan

merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali

dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka

saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang, 27 April 2015

Yang Membuat Pernyataan

Agil Firmansyah

Mengetahui,

Page 5: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

v

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan skripsi ini

penulis banyak mendapat saran, dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan

dari berbagai pihak yang merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara

materi, namun dapat membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman

dan pengetahuan tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis. Oleh karena itu

dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah penulis mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Allah SWT, atas segala pemberian kesehatan, petunjuk dan kelancaran

dalam pengerjaan dan penyelesaian tugas akhir ini.

2. Orang tua tercinta yaitu Bapak Sugeng Supriyadi, S.E. dan Ibu Ribut

Suprihatin serta keluarga besar yang senantiasa mendoakan, memotivasi

dan mendukung secara materiil demi terselesaikannya tugas akhir ini.

3. Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT., selaku Ketua Jurusan Elektro Universitas

Muhammadiyah Malang

4. Bapak M. Chasrun Hasani, ST, MT. Selaku dosen penasehat akademik

kelas C angkatan 2010.

5. Bapak Ir. Nurhadi, MT. selaku pembimbing I dan Ibu Ir. Nur Alif

Mardiyah, MT. Selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu

untuk membimbing, mengarahkan penulis dengan sabar, dan selalu

memberi semangat dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Seluruh dosen dan staff TU jurusan elektro UMM, terima kasih banyak

atas bantuannya.

7. Ayu Puspaningtyas A. terimakasih atas doanya, semangatnya, cintanya ,

dan suport untuk mengerjakan tugas akhir ini.

8. Afrian Teguh terima kasih untuk fasilitas print gratisnya.

9. Teman – teman seperjuangan elektro angkatan 2010 dan khususnya teknik

elektro angkatan 2010 kelas C (Tim futsal bethaDC, para cheerleadernya,

dan semua teman – teman).

10. Pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, terima

kasih atas segala bantuan dan motivasinya.

Page 6: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

vi

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan

rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul :

“ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGGUNAKAN

STATIC VAR COMPENSATOR (SVC)

PADA SISTEM INTERKONEKSI DI AREA MALANG”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi drop

tegangan, serta upaya perbaikan tegangan dengan menggunakan Static Var

Compensator.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih

banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan

saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu

pengetahuan kedepan.

Malang, 27 April 2015

Penulis

Page 7: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN ......................................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................................ v

ABSTRACT .............................................................................................................. vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xiv

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah..................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.4 Tujuan ....................................................................................................... 3

1.5 Metodologi................................................................................................ 3

1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir .......................................................... 4

BAB II. DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Umum ........................................................................................ 5

2.2 Daya dalam Sistem Tenaga Listrik ........................................................... 6

Page 8: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

viii

2.2.1 Daya Aktif (Active Power) ................................................................. 6

2.2.2 Daya Reaktif (Reactif Power) ............................................................ 6

2.2.3 Daya Semu (Apparent Power) ............................................................ 6

2.2.4 Faktor Daya (Power Factor) .............................................................. 7

2.2.5 Perbaikan Faktor Daya ....................................................................... 7

2.2.6 Segitiga Daya (Power Triagle) ........................................................... 8

2.3 Saluran Transmisi Tenaga Listrik ............................................................. 9

2.3.1 Transmisi ............................................................................................ 9

2.3.2 Distribusi Tenaga Listrik .................................................................... 9

2.3.3 Gardu Induk ........................................................................................ 10

2.4 Kestabilan Tegangan ................................................................................ 11

2.5 Beban ........................................................................................................ 11

2.6 Rugi Daya ................................................................................................. 12

2.7 Peralatan FACTS Devices ......................................................................... 13

2.7.1 Thyristor Controlled Series Reactor (TCSR) ..................................... 13

2.7.2 Thyristor Controlled Series Capasitor (TCSC) ................................. 13

2.7.3 Thyristor Controlled Phasa Angle Regulator (TCPR) ....................... 14

2.7.4 Unifed Power Flow Controller (UPFC) ............................................. 15

2.8 Static Var Compensator (SVC) ................................................................ 16

2.8.1 Fungsi Static Var Compensator .......................................................... 17

2.8.2 Prinsip Kerja Static Var Compensator ............................................... 17

2.9 Studi Aliran Daya ..................................................................................... 19

2.9.1 Manfaat Studi Aliran Daya ................................................................. 19

2.9.2 Perhitungan Aliran Daya .................................................................... 19

2.9.3 Satuan Per Unit (p.u) .......................................................................... 20

Page 9: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

ix

2.9.4 Metode Newton Raphson .................................................................... 22

2.10 Matlab ..................................................................................................... 26

BAB III. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Studi Kasus Kelistrikan Di Area Malang ................................................. 28

3.2 Parameter Bus ........................................................................................... 29

3.3 Data Untuk Studi Aliran Daya.................................................................. 30

3.4 Data Sistem Transmisi 150 Kv di Area Malang ....................................... 30

3.5 Software Matlab serta Toolbox PSAT...................................................... 31

3.6 Analisis Perhitungan Aliran Daya Menggunakan Metode Newton

Raphson ....................................................................................................... 33

3.7 Mengoptimalkan Pemasangan SVC ......................................................... 35

3.8 Perancangan Penyelesaian Sistem ............................................................ 36

BAB IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

4.1 Sistem transmisi Interkoneksi Area Malang ............................................. 37

4.2 Implementasi Menggunakan Matlab ........................................................ 38

4.2.1 Data Awal Perhitungan Aliran Daya Metode Newton Raphson ......... 38

4.2.2 Data Hasil Perhitungan Aliran Daya Metode Newton Raphson ......... 38

4.3 Optimasi Penempatan dan Penentuan SVC .............................................. 40

4.4 Analisis Hasil Optimasi Sistem Menggunakan SVC ................................ 42

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 46

5.2 Saran ......................................................................................................... 46

Page 10: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

x

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 47

LAMPIRAN

Page 11: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perbaikan Faktor Daya .......................................................................... 8

Gambar 2.2 Segitiga Daya ........................................................................................ 8

Gambar 2.3 Thyristor Controlled Series Capasitor (TCSC) .................................... 14

Gambar 2.4 Thyristor Controlled Phase Angle Regulator ....................................... 14

Gambar 2.5 Rangkaian UPFC ................................................................................... 15

Gambar 2.6 Struktur SVC ......................................................................................... 16

Gambar 2.7 Pemodelan Static Var Compensator ..................................................... 17

Gambar 2.8 Line Diagram Static Var Compensator ................................................. 19

Gambar 3.1 Diagram Penyaluran sistem transmisi ke konsumen ............................. 28

Gambar 3.2 Single Line Diagram Sistem transmisi 150 Kv Area Malang .............. 29

Gambar 3.3 Tampilan awal software Matlab ............................................................ 32

Gambar 3.4 Tampilan awal membuka toolbox PSAT .............................................. 32

Gambar 3.5 Tampilan toolbox PSAT........................................................................ 33

Gambar 3.6 Flowchart Analisis Aliran Daya Metode Newton Raphson .................. 34

Gambar 3.7 Flowchart Mengoptimalkan Pemasangan SVC..................................... 35

Gambar 3.8 Flowchart Perancangan Penyelesaian Sistem ....................................... 36

Gambar 4.1 Single Line Area APP Malang .............................................................. 37

Gambar 4.2 Grafik Voltage Magnitude Hasil Perhitungan Aliran Daya pada

Matlab ................................................................................................... 39

Gambar 4.3 Grafik Voltage Magnitude Hasil Pemasangan SVC pada Matlab ........ 43

Gambar 4.4 Grafik Perubahan Vm sebelum dan sesudah memasang SVC .............. 44

Gambar 4.5 Grafik Perubahan Vm sebelum dan sesudah memasang SVC pada

bus Lawang ............................................................................................ 44

Page 12: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Rel pada Sistem Tenaga.......................................................... 21

Tabel 3.1 Data Bus Sistem Transmisi 150 Kv di Area Malang ................................ 31

Tabel 3.2 Data Saluran sistem Transmisi 150 Kv di Area Malang ........................... 31

Tabel 4.1 Data Awal Sebelum Perhitungan Aliran Daya Metode Newton Raphson 38

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Aliran Daya Metode Newton Raphson ........................ 39

Tabel 4.3 Data Untuk Perhitungan QSVC ................................................................... 40

Tabel 4.4 Hasil Data yang akan di Pasang SVC ....................................................... 42

Tabel 4.5 Hasil Data sudah di Pasang SVC .............................................................. 42

Page 13: ANALISIS PERBAIKAN PROFIL TEGANGAN MENGGUNAKAN …eprints.umm.ac.id/21675/2/jiptummpp-gdl-agilfirman-39693-1-cover.pdf · dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

xiii

DAFTAR PUSTAKA

1. Acha Enrique, Claudio R. Fuerte, Hugo Ambriz-P, dan Cesar Angeles –C.

“FACTS Modelling and Simulation in Power Network”, England, John Wiley

& Sons Ltd, 2004.

2. Cekdin, Cekmas.” Sistem Tenaga Listrik Contoh Soal Dan Penyelesaiannya

Menggunakan Matlab ”, Yogyakarta ,Penerbit Andi, 2007.

3. Fajar. “Penentuan Mvar Optimal SVC pada Sistem Transmisi Jawa Bali

500kv Menggunakan Artificial Bee Colony Algorithm”, Surabaya , Jurusan

Elektro ITS, 2010.

4. Penangsang, Oentoseno.”Analisis Aliran Daya”, Surabaya, ITS Press,

Surabaya.

5. PT. PLN Bidang Pusat Pendidikan dan Pelatihan. “Konsep Dasar Analisis

Aliran Daya”,Surabaya. PLN, 2000.

6. Qornain, Andzil. “Analis Perbaikan Tegangan dengan Pemasangan Static

Var Compensator di Gardu Induk Probolinggo”, Malang, Jurusan Elektro

UMM, 2014.

7. Saadat, Hadi. “Power Sytem Analysis”, America, The McGraw-Hill

Companies, 1999.