INSTITUT TEKNOLOGI PLN JAKARTA KAJIAN DISTORSI …

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

JAKARTA

KAJIAN DISTORSI HARMONISA PADA PLTS

CIRATA 1 MW DENGAN SISTEM JARINGAN 20 KV

PLTA 1008 MW DENGAN MENGGUNAKAN

SOFTWARE ETAP 12.6

SKRIPSI

Disusun Oleh :

EMILIUS KRISMAWANTO PURNOMO SASI

NIM : 2016 – 11 – 171

PROGRAM STUDI STRATA SATU TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUS TEKNOLOGI -PLN

JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PENGESAHAN

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Emilius Krismawanto Purnomo Sasi

NIM : 2016 11 171

Program Studi : S1 Teknik Elektro

Judul : KAJIAN DISTORSI HARMONISA PADA PLTS CIRATA 1

MW DENGAN SISTEM JARINGAN 20 KV PLTA 1008 MW

DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi pada tanggal (7 Agustus 2020)

Sarjana Strata 1, Program Studi Teknik Elektro Institut Teknologi - PLN pada tanggal (7-

Agustus 2020).

Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan

Isworo Pujiutomo,Ir.,M.T. Ketua Penguji

Muchamad Nur Qosim, S.T.,M.T.

Sekretaris

Juara Mangapul, S.T.,M.Si. Anggota

Mengetahui :

Kepala Program Studi

(Tony Koerniawan, S.T., M.T)

iii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR


NIM : 2016-11-171


Judul Skripsi : Kajian Distorsi Harmonisa Pada PLTS Cirata 1 MW

Dengan Sistem Jaringan 20 kV PLTA 1008 MW Dengan

Menggunakan Software ETAP 12.6

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar Sarjana baik di lingkungan Institut

Teknologi-PLN maupun di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan

saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah diterbitkan oleh orang

lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka. Pernyataan ini dibuat dengan penuh kesadaran dan rasa tanggung jawab

serta bersedia memikul segala risiko jika ternyata pernyataan ini tidak benar.

Jakarta, 14 Agustus 2020

(Emilius Krismawanto Purnomo Sasi)

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang

sebesar-besarnya kepada yang terhormat :

Heri Suyanto, ST, MT Selaku Pembimbing I

Hendrianto Husada., Ir., MT Selaku Pembimbing II

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga Skripsi

ini dapat diselesaikan.

Terimakasih yang sama, saya sampaikan kepada:

1. Erlina, S.T.,M.T selaku Dekan Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

2. Tony Koerniawan,S.T., M.T selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Elektro

3. Fahmy Ryadin selaku Kepala Divisi Pengembangan EBT

4. Dimas Kaharudin Indrarupawan selaku Supervisor Divisi EBT

5. Aripriantoni Selaku Pembimbing Lapangan

6. Kirjono Mudiarto Selaku Pembimbing Lapangan

Yang telah mengijinkan melakukan penelitian dan pengambilan data di Perusahaan

PT Pembangkiran Jawa Bali (PJB) Unit Pembangkit Cirata


Emilius Krismawanto Purnomo sasi

2016 11 171

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi – PLN, saya yang bertanda tangan

dibawah ini :


Nim : 2016-11-171

Program Studi : S1

Departemen : Teknik Elektro

Jenis karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Institut Teknologi – PLN Hak Bebas Royalti Non Eksklusif (Non – exclusive

Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:

“KAJIAN DISTORSI HARMONISA PADA PLTS CIRATA 1 MW DENGAN

SISTEM JARINGAN 20 KV PLTA 1008 MW DENGAN MENGGUNAKAN

SOFTWARE ETAP 12.6”

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Institut Teknologi – PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan,

mengelola dalam bentuk pangkatan data (database), merawat, dan

mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di :Jakarta

Pada Tanggal : 14 Agustus 2020

Yang Menyatakan


vi

KAJIAN DISTORSI HARMONISA PADA PLTS CIRATA 1 MW DENGAN SISTEM

JARINGAN 20 KV PLTA 1008 MW DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE

ETAP 12.6

Emilius Krismawanto Purnomo Sasi, 201611171

Dibawah bimbingan Heri Suyanto, S.T., M.T. dan Hendrianto Husada,

Ir., M.T.

ABSTRAK

Kebutuhan akan energi listrik semakin meningkat sehingga pembangkit listrik terus berkembang khususnya pembangkit tenaga listrik berbasis energi terbarukan, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Disisi lain dengan berkembangnya pembangkit listrik, peralatan listrik yang berbasis elektronika daya juga berkembang dengan pesat. Hal ini menimbulkan dampak yang tidak baik pada sistem tenaga listrik karena beban non linier menjadi pemicu akan timbulnya harmonisa pada sistem tenaga listrik. Dengan adanya harmonisa maka akan menimbulkan rugi-rugi daya, berkurangnya umur peralatan dan terjadi pemanasan pada trafo. Simulasi Total Harmonic Distortion (THD) dilakukan menggunakan software ETAP (Electric Transient and Analysis Program) di PLTS Cirata 1 MW yang terhubung langsung ke jaringan 20 kV PLTA 1008 MW. Simulasi sebelum PLTS Cirata 1 MW beroperasi menunjukkan bahwa Total Harmonic Distortion (THD) arusnya adalah 0% dan Total Harmonic Distortion (THD) tegangan adalah 0%. Simulasi setelah PLTS Cirata 1 MW beroperasi menunjukkan bahwa Total Harmonic Distortion (THD) arusnya adalah 0% dan Total Harmonic Distortion (THD) tegangan naik menjadi 0,69%. Dimana standar Total Harmonic Distortion (THD) arus adalah 15% dan Total Harmonic Distortion (THD) tegangan adalah 5%.

Kata kunci : Beban non-linier, Total Harmonic Distortion (THD), ETAP

vii

HARMONIC DISTORTION STUDY ON PLTS CIRATA 1 MW WITH A 20 KV

PLTA 1008 MW NETWORK SYSTEM USING ETAP 12.6 SOFTWARE

Emilius Krismawanto Purnomo Sasi, 201611171

Under the guidances of Heri Suyanto, S.T., M.T. and Hendrianto Husada, Ir., M.T.

ABSTRACT

Nowadays, the need of electrical energy increases. Power plants continue to grow, especially renewable energy-based power plants, one of which is the Solar Power Plant (PLTS). On the other hand with the development of power plants, power electronics-based electrical equipment is also growing rapidly. This has an adverse effect on the electric power system because the non-linear load triggers the harmonization of the electric power system. With the harmonics, it will cause power losses, reduced equipment life and heating of the transformer. Simulation of Total Harmonic Distortion (THD) is carried out using ETAP (Electric Transient and Analysis Program) software in Cirata 1 MW PLTS which is connected directly to a 20 kV 1008 MW PLTA network. The simulation before the Cirata 1 MW PLTS operates shows that the Total Harmonic Distortion (THD) current is 0% and the Total Harmonic Distortion (THD) voltage is 0%. The simulation after Cirata 1 MW PLTS operates shows that the Total Harmonic Distortion (THD) current is 0% and the Total Harmonic Distortion (THD) voltage rises to 0.69%. Where the standard Total Harmonic Distortion (THD) current is 15% and the Total Harmonic Distortion (THD) voltage is 5%.

Keywords: Non-linear load, Total Harmonic Distortion (THD), ETAP

viii

DAFTAR ISI

LEMBARPENGESAHAN........................................................................................ i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................................................... iii UCAPAN TERIMA KASIH ...................................................................................... iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................................................... v ABSTRAK .............................................................................................................. vi ABSTRACT ........................................................................................................... vii DAFTAR ISI .......................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. x

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

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

1.2. Permasalahan Penelitian ............................................................................ 2

1.2.1. Identifikasi Masalah ............................................................................ 2

1.2.2. Ruang Lingkup Masalah ..................................................................... 2

1.2.3. Rumusan Masalah .............................................................................. 2

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................... 3

1.3.1. Tujuan Penulisan ................................................................................ 3

1.3.2. Manfaat Penulisan .............................................................................. 3

1.4. Sistematika Penulisan ................................................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................... 5 2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 5

2.2. Landasan Teori ........................................................................................... 6

2.2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) .......................................... 6

2.2.2. PLTS On Grid ..................................................................................... 6

2.2.3. PLTS Off grid ...................................................................................... 7

2.2.4. Sistem PLTS Cirata 1 MW .................................................................. 8

2.2.4.1. Profil PLTS Cirata ........................................................................... 8

2.2.4.2. Komponen PLTS Cirata 1 MW ..................................................... 11

2.2.5. Sejarah singkat PT. PJB UNIT PEMBANGKITAN PLTA CIRATA .... 26

2.2.6. Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik ........................................... 31

2.2.6.1 Sumber Harmonisa .......................................................................... 32

2.2.7. Total Harmonic Distortion (THD) ...................................................... 33

2.2.8. ETAP ................................................................................................ 35

ix

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................ 36

3.1. Perancangan Penelitian ............................................................................ 36

3.1.1. Metode Penelitian ............................................................................. 36

3.1.2. Waktu dan Lokasi Penelitian ............................................................ 36

3.1.3. Data Primer ...................................................................................... 36

3.1.4. Data Sekunder.................................................................................. 37

3.1.5. Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 37

3.2. Teknik Analisis .......................................................................................... 38

3.2.1. Flowchart Penelitian ......................................................................... 38

3.2.2. Teknik analisis Data ......................................................................... 40

3.2.3. Pengujian dan Analisis Hasil Simulasi .............................................. 40

3.2.4. Jadwal Penelitian .............................................................................. 40

4.1. Data spesifikasi pengujian ......................................................................... 42 4.2. Simulasi Pengujian .................................................................................... 49

4.2.1. Single line ......................................................................................... 49

4.2.2. Simulasi ETAP.................................................................................. 50

4.2.2.1 Simulasi THDi dan THDv PLTS Cirata 1 MW .................................. 50

4.2.2.2 Simulasi THDi dan THDv sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW 51

4.3. Analisa Data Simulasi Pengujian .............................................................. 53

4.3.1. Batas maksimum THDi di penyulang PLTA 1008MW Cirata ............ 54

4.3.2. Batas maksimum THDv di penyulang PLTA 1008MW Cirata ........... 55

4.3.3. Hasil Simulasi THDi dan THDv PLTS Cirata 1 MW .......................... 55

4.3.4. Hasil simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW ................................................................................................... 58

4.4. Hasil Pembahasan .................................................................................... 60

4.4.1. THD arus .......................................................................................... 60

4.4.2. THD tegangan .................................................................................. 61

4.4.3. Permasalahan yang timbul akibat Harmonisa .................................. 62

BAB V PENUTUP ................................................................................................. 64 5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 64 5.2. Saran ......................................................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 65 DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................................. 66 LAMPIRAN-LAMPIRAN ........................................................................................ 67

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem PLTS Energi Terbarukan ......................................................... 7

Gambar 2.2 Sistem Off Grid .................................................................................... 8

Gambar 2.3 Layout Array PLTS Cirata 1 MW ........................................................ 10

Gambar 2.4 Layout PLTS Cirata ............................................................................ 10

Gambar 2.5 Wilayah PT. PJB CIRATA .................................................................. 11

Gambar 2.6 Peta Lokasi PLTS Cirata .................................................................... 11

Gambar 2.7 Susunan PV Array PLTS Cirata 1 MW ............................................... 13

Gambar 2.8 Layout PV Array PLTS Cirata 1 MW .................................................. 13

Gambar 2.9 Square Sine Wave Inverter ................................................................ 15

Gambar 2.10 Modified Sine Wave Inverter ............................................................ 16

Gambar 2.11 Pure Sine Wave Inverter .................................................................. 17

Gambar 2.12 String Inverter PLTS Cirata 1 MW dan Spesifikasinya ..................... 18

Gambar 2.13 spesifikasi Sunny Tripower STP 20000TLEE-10 ............................. 18

Gambar 2.14 Central Inverter PLTS Cirata 1 MW .................................................. 19

Gambar 2.15 Bidirectional Inverter 100kVA ........................................................... 20

Gambar 2.16 Transformator 270/380 VAC ............................................................ 21

Gambar 2.17 Transformator TM 20kV PLTS Cirata 1 MW .................................... 21

Gambar 2.18 Battery PLTS Cirata 1 MW ............................................................... 23

Gambar 2.19 Change Over Switch PLTS Cirata 1 MW ......................................... 24

Gambar 2.20 Combiner Box PLTS Cirata 1 MW .................................................... 24

Gambar 2.21 Tiang Penyangga Modul PV berjenis Double Pole........................... 25

Gambar 2.22 Sensor Anemometer ........................................................................ 26

Gambar 2.23 Irradiance Sensor ............................................................................. 26

Gambar 2.24 Area Genangan Waduk Cirata ......................................................... 28

Gambar 2.25 Power House PLTA Cirata ............................................................... 30

Gambar 2.26 Alur Proses Produksi PLTA Cirata ................................................... 30

xi

Gambar 2.27 Gelombang fundamental dan harmonik ke 3 ................................... 32

Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ........................................................................... 39

Gambar 4.1 Single line diagram PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW ............ 50

Gambar 4.2 simulasi harmonisa PLTS Cirata 1 MW ............................................. 50

Gambar 4.3 simulasi THDi dan THDv PLTA Cirata 1008 MW .............................. 51

Gambar 4.4 simulasi harmonisa sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW ....... 52

Gambar 4.5 simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW . 52

Gambar 4.6 simulasi contoh harmonisa disisi bus 48 ............................................ 53

Gambar 4.7 Hasil Simulasi THDi dan THDv bus 46 Penyulang PLTA Cirata 1008

MW ........................................................................................................................ 56

Gambar 4.8 spektrum THDv .................................................................................. 57

Gambar 4.9 gelombang THDv .............................................................................. 57

Gambar 4.10 Hasil simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1

MW ........................................................................................................................ 58

Gambar 4.11 Spektrum THDv................................................................................ 59

Gambar 4.12 Gelombang THDv ........................................................................... 59

Gambar 4.13 simulasi THDi PLTS Cirata dan terhubung dengan PLTS Cirata 1008

MW (bus 48) .......................................................................................................... 60

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 komponen utama PLTS Cirata 1 MW..................................................... 11

Tabel 2.2 Spesifikasi Modul PV PLTS Cirata ......................................................... 13

Tabel 2.3 Spesifikasi String Inverter ...................................................................... 17

Tabel 2.4 Spesifikasi Central Inverter PLTS Cirata 1 MW ..................................... 18

Tabel 2.5 Spesifikasi Bidirectional Inverter ............................................................ 20

Tabel 2.6 Spesifikasi Battery PLTS Cirata 1 MW ................................................... 22

Tabel 2.7 Kapasitas terpasang PLTA Cirata .......................................................... 29

Tabel 2.8 Maximum Harmonics Current Distortion ISC % IL ................................. 33

Tabel 2.9 batas maksimum THDv .......................................................................... 34

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian .................................................................................. 41

Tabel 4.1 Data generator PLTA 1008 MW ............................................................ 42

Tabel 4.2 Data PV PLTS Cirata 1 MW .................................................................. 43

Tabel 4.3 Data Power Grid JAMALI ...................................................................... 43

Tabel 4.4 Data Trafo pada PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW Cirata .......... 44

Tabel 4.5 Data String Inverter PLTS Cirata 1 MW ................................................ 45

Tabel 4.6 Data Centra Inverter PLTS Cirata 1 MW .............................................. 46

Tabel 4.7 Data Kabel AC ...................................................................................... 46

Tabel 4.8 Data Kabel DC ...................................................................................... 47

Tabel 4.9 Data Busbar AC .................................................................................... 48

Tabel 4.10 Data Busbar DC .................................................................................. 48

Tabel 4.11 Data Beban ......................................................................................... 49

Tabel 4.12 standar IEEE 519-1992 untuk batas maksimum THDi ........................ 54

Tabel 4.13 THDi yang diperoleh dari hasil simulasi .............................................. 55

Tabel 4.14 THDv yang diperoleh dari hasil simulasi ............................................. 55

Tabel 4.15 THD arus .............................................................................................. 61

Tabel 4.16 THD Tegangan.................................................................................... 61

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lembar Bimbingan Skripsi Dosen 1 .................................................................. A1

Lembar Bimbingan Skripsi Dosen 2 .................................................................. A3

Lampiran Gambar Single Line Diagram PLTA 1008 MW ................................. A5

Lampiran Single Line Diagram PLTS Cirata 1 MW ........................................... A6

Lampiran Gambar Single Line Diagram PLTA 1008 MW dalam ETAP ........... A7

Lampiran single line diagram PLTS Cirata 1 MW ETAP .................................. A8

Single line diagram PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW ETAP ................. A9

1

BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Semakin lama kebutuhan energi listrik semakin meningkat, dengan

semakin meningkatnya kebutuhan akan energi listrik ini semakin banyak

pembangkit energi listrik yang diperlukan. Hingga saat ini pembangkit listrik

terus berkembang khususnya pembangkit tenaga listrik berbasis energi

Terbarukan, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya.

Pembangkit listrik energi baru terbarukan sangat mebutuhkan adanya

inverter agar suplay daya yang diterima dari panel surya yang berupa

tegangan DC dapat di searahkan dan dapat didistribusikan.

Pada umumnya jaringan listrik yang ada di indonesia

menggunakan sistem jaringan tegangan AC. Inverter digunakan untuk

mengubah tegangan DC yang dihasilkan oleh PV dan diubah menjadi

tegangan AC yang nanti akan didistribusikan ke jaringan. Inverter

merupakan peralatan elektronika daya dan termasuk jenis beban nonlinier.

Beban nonlinier adalah beban yang yang komponen arusnya tidak

proporsional terhadap komponen tegangannya, sehingga bentuk

gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan

gelombang masukkannya (distorsi harmonisa). Harmonisa merupakan

gelombang dengan frekuensi yang menyimpang dari frekuensi

fundamentalnya, sehingga bentuk gelombang tegangan dan arus tidak

sinusoidal murni lagi. Akibat dari timbulnya harmonisa ini adalah

berkurangnya penurunan kinerja peralatan bahkan bisa berpotensi pada

kerusakan peralatan itu sendiri.

Besarnyazharmonisaapadazsuatuzsystem distribusiZtenagaZlistrik

disebutZdenganZTotal Harmonic Distortion (THD). THD adalah

nilaiZprosentaseZantaraZtotalZkomponenAharmonisaZdenganZkompone

nZfundamentalnya.ZSemakinZbesarZprosentaseZTHDZinizmenyebabkan

semakinZbesarnyaZrisikoZkerusakanZperalatanZakibatZharmonisaZyang

terjadiZpadaZarusZmaupunZtegangan.NilaiZTHDZyangZdiijinkanZsecara

2

internasionalZmaksimalZberkisarZ5%ZdariZteganganZatauZarusZfrekuen

siZfundamentalnya.

Pada PLTS Cirata 1 MW menggunakan 26 Inverter yang dibagi

menjadi 1 Central inverter dan 25 String inverter.

Berdasarkan kondisi tersebut penulis ingin melakukan penelitian

tentang “Kajian Distorsi Harmonisa Pada PLTS Cirata 1 MW Dengan

Sistem Jaringan 20 kV PLTA 1008 MW Dengan Menggunakan Software

ETAP 12.6”.

1.2. Permasalahan Penelitian

1.2.1. Identifikasi Masalah

Sudah menjadi suatu kewajiban bagi PLTS Cirata untuk menyalurkan

energi listrik dengan kualitas yang baik. Dengan mengetahui seberapa

besar harmonisa yang ditimbulkan oleh inverter sendiri maka dapat

diketahui THD arus dan tegangan yang terjadi. Dengan diketahuinya

besarnya harmonisa yang terjadi maka PLTS Cirata dapat mengontrol

harmonisa dengan peralatan yang dapat meredam harmonisa itu sendiri,

sehingga harmonisa yang terjadi dapat diminimalkan dan berefek pada

tegangan dan arus yang dikirim menjadi lebih baik.

1.2.2. Ruang Lingkup Masalah

Adapun ruang lingkup masalah pada penulisan skripsi dengan judul

“analisa pengaruh distorsi harmonisa pada PLTS cirata 1 mw dengan

menggunakan software ETAP” dibatasi pada hal-hal berikut :

1. Mengetahui kondisi Total Harmonic Distortion (THD) arus dan tegangan

sebelum dan sesudah beroperasinya Pembangkit Listrik Tenaga Surya

(PLTS) Cirata 1 MW.

2. Mengetahui akibat timbulnya harmonisa pada sistem tenaga listrik.

1.2.3. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan masalah:

3

1. Bagaimanakah kondisi Total Harmonic Distortion (THD) arus dan

tegangan sebelum dan sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW pada

bus 20 kV PLTA Cirata 1008 MW dengan menggunakan simulasi ETAP

12.6?

2. Apa saja akibat dari timbulnya harmonisa pada sistem tenaga listrik?

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.3.1. Tujuan Penulisan

Berdasarkan latar belakang diatas, tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui kondisi Total Harmonic Distortion (THD) arus dan tegangan

sebelum dan sesudah beroperasinya Pembangkit Listrik Tenaga Surya

(PLTS) Cirata 1 MW.

2. Mengetahui efek yang yang timbul akibat adanya harmonisa.

1.3.2. Manfaat Penulisan

Manfaat dari hasil studi ini diharapkan dapat digunakan sebagai

bahan pertimbangan untuk meningkatkan kualitas tenaga listrik pada PLTS

Cirata 1 MW serta dapat memberikan pengetahuan kepada mahasiswa dan

masyarakat pada umumnya bagaimana analisa Total Harmonic Distortion

(THD) arus dan tegangan sebelum dan sesudah beroperasinya PLTS

Cirata 1 MW.

1.4. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir terdiri dari lima bab. Dimana Bab

1 Pendahuluan membahas mengenai latar belakang masalah, identifikasi

masalah, ruang lingkup masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian,

manfaat penelitian dan sistematika penulisan;Bab II Landasan Teori berisi

landasan teori yang membahas tentang : tinjauan pustaka, landasan teori

yang berisi pembangkit listrik tenaga surya (PLTS), PLTS on grid, PLTS of

grid, Sistem PLTS Cirata 1 MW yang mencakup profil PLTS Cirata 1 MW

dan Komponen PLTS Cirata 1 MW, Sejarah singkat PT.PJB Unit

pembangkitan PLTA Cirata 1008 MW, Harmonisa pada sistem tenaga listrik

yang mencakup sumber harmonisa dan permasalahan yang timbul akibat

harmonisa, Total Harmonic Distortion (THD) dan ETAP. Bab III Metode

4

Penelitian membahas tentang perancangan penelitian dan teknik analisis.

Pada perancangan peleitian berisi, Metode Penelitian, Waktu dan Lokasi

Penelitian, Data Primer, Data Sekunder dan Teknik Pengumpulan Data.

Pada Teknik analisis berisi Flowchart Penelitian, Teknik Analisis Data,

Pengujian dan Analisis Hasil Simulasi dan Jadwal Penelitian. Bab IV Hasil

Dan Pembahasan berisi hasil dan pembahasan yang dibagi menjadi : data

spesifikasi pengujian, Simulasi ETAP berisi Simulasi THDi dan THDv PLTA

Cirata 1008 MW dan Simulasi THDi dan THDv sesudah beroperasinya

PLTS Cirata 1 MW, Analisa Data Simulasi mencakup Batas Maksimum

THDi di penyulang PLTA 1008 MW, Batas Maksimum THDv di penyulang

PLTA 1008 MW, Hasil Simulasi THDi dan THDv PLTA Cirata 1008 MW dan

Hasil Simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW,

Hasil dan Pembahasan mencakup THDarus dan THDtegangan. Bab V

Penutup berisi Kesimpulan dan Saran dari skripsi yang dibuat.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

(Zainuddin, 2017) pada jurnalnya yang berjudul pengaruh masuknya

PLTSZon-gridZskala besarZpada sistemZdistribusi 20 Kv terhadap kualitas

tegangan danZrugi-rugi, mengatakanZbahwa penurunanZtegangan yang

terjadi diZpenyulang diakibatkanZkarena jauhnyaZpusat bebanZdengan

sumber tegangan utama. Model PLTSZon-grid jugaZmemberikan dampak

pada perbaikanZteganganZdi sisiZbeban.

(Djiteng Marsudi,2000) menjelaskan dalam seminar kiat menghadapi

krisis energi listrik dengan judul pengaruh harmonisa dalam pasokan

tenaga listrik menjelaskan bahwa harmonisa yang timbul pada sistem

tenaga listrik disebabkan adanya penggunaan beban yang mempunyai

impedansi tidak linier.

(Zulkarnain, 2000) dalam skripsi dengan judul analisisZpengaruh

harmonisa terhadapZarus netral, rugi-rugi dan kapasitas pada

transformatorZdistribusi menjelaskanZbahwa harmonisaZadalah gangguan

yang terjadi dalamZsistem distribusi tenagaZlistrik yang disebabkan karena

adanya distorsiZgelombang arus danZtegangan. Distorsi gelombang Zarus

dan teganganZini disebabkanZoleh frekuensi kelipatan dari frekuensi

fundamental.

(Andi Faharuddin, 2012) dalam jurnal yang ditulisnya yang berjudul

simulasi kualitas daya saluran distribusi sekunder perumahan mengatakan

penggunaan peralatan elektronika daya di rumah menyebabkan harmonisa

yang signifikan sehigga menyebabkan kualitas daya pada saluran distribusi

menurun.

(Sankaran, 2002) jika frekuensi dasar atau frekuensi fundamental

adalah 50 Hz, maka jika gelombang tersebut mengalami distorsi akan

mengalami kelipatan frekuensi dari frekuensi dasarnya atau frekuensi

fundamentalnya, misalnya harmonik ke-2 (f2) maka akan terjadi kelipatan

6

menjadi 100Hz, ke-3 (f3) menjadi 150 Hz dan begitu sseterusnya sampai

pada harmonisa ke-n yang akan memiliki frekuensi nf.

(Hardi, 2013) dalam jurnalnya yang berjudul Peredaman Harmonisa

dan Perbaikan Faktor Daya Aplikasi Beban Rumah Tangga menjelaskan

gelombang ini menumpang pada gelombang frekuensi dasarnya yang nanti

akan terjadi cacat gelombang yang merupakan penjumlahan antara

gelombang murni dan gelombang harmonisa ke-3.

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

EnergicSuryаcаdаlаhcsumber energicyаng tidаk аkаn pernаh hаbis

ketersediааnnyа dаn energi ini jugа dаpаt di mаnfааtkаn sebаgаi energi

аlternаtif yаng аkаn di ubаh menjаdi energi listrik, dengаncmenggunаkаn

selcsuryа. Sel suryа аtаucsolаr cellcsejаk tаhun 1970аn telаhcmengubаh

cаrа pаndаng kitаctentаng energi dаncmemberi jаlаn bаgicmаnusiа untuk

memperolehcenergi listrikctаnpа perlucmembаkаr bаhаncbаkаrcfosil

sebаgаimаnа pаdаcminyаk bumi, gаscаlаm, bаtucbаrа аtаucreаksicnuklir

(Aprilia, 2017).

PembаngkitcListrik TenаgаcSuryа (PLTS) аdаlаhcsuаtucteknologi

pembаngkit listrikcyаng mengkonversicenergi fotoncdаri suryаcmenjаdi

listrik. Konversi inicmerupаkаn lаpisаn-lаpisаn dаricsilikon (Si) murnicаtаu

bаhаn semikonduktorclаinnyа yаngcdiproses sedemikiаn rupа, sehinggа

аpаbilа bаhаnctersebut mendаpаtcenergi foton аkаncmengeksitаsi

elektron dаri ikаtаn аtomnyаcmenjаdi elektron yаngcbergerаk bebаs, dаn

pаdа аkhirnyаcаkаn mengeluаrkаnctegаngаn listrik аruscseаrаh (Miharja,

2009).

2.2.2. PLTS On Grid

Pembаngkit PLTScOn Gridcаdаlаh jenis PLTScyаng mаmpu

terkoneksiclаngsung dengаncpembаngkit listrikcPLN sehinggаcdаpаt

terkoneksi dengаncjаringаn, energiclistrik yаngcdihаsilkаn olehcpаnel

suryа dаpаtclаngsung digunаkаncke bebаncdаn selebihnyаcаkаn di

7

sаlurkаn ke dаlаm jаringаn PLN. PLTS jenis ini digunаkаn sebаgаi

dukungаn dаyа pаdаcpembаngkit-pembаngkit tenаgаcbesаr lаinnyа,

terutаmаcdiesel. Hаl inicdimаksudkаncuntuk efisiensi energicsumber dаyа

tаk terbаrukаncyаng digunаkаncoleh bаnyаkcpembаngkit di Indonesiа.

Keunggulan dari sistem on-grid adalah biaya investasi yang rendah

karena tidak dibutuhkan baterai sebagai media penyimpanan energi.

Namun saat ini dikenal juga sistem on-grid yang menggunakan baterai

sehingga sistem ini bisa bekerja saat PLN melakukan pemadaman.

Tambahan alat pada sistem on-grid adalah grid tie inverter yang berfungsi

menyinkronkan output panel surya dengan sumber PLN.

Gambar 2.1 Sistem PLTS Energi Terbarukan

(sumber : Dokumen PLTS 1 MW Cirata)

2.2.3. PLTS Off grid

PLTS Off Grid merupakan sistem pembangkit listrik tenaga surya

untuk daerah-daerah terpencil/pedesaan yang tidak terjangkau oleh

jaringan PLN, PLTS Off grid biasanya digunakan untuk skala residential

atau skala perumahan secara sistem PLTS off grid tidak jauh berbeda

dengan PLTS on grid.

8

Gambar 2.2 Sistem Off Grid

Kelebihan sistem Off Grid rangkaian sederhana dan dapat digunakan

untuk konsusmsi listrik skala perumahan, selain memiliki kelebihan sistem

PLTS Off grid juga memiliki kekurangan yaitu komponen yang digunakan

lebih banyak khususnya pada baterai. Dari dua sistem PLTS tersebut

merupakan PLTS yang umum digunakan pada pembangkitan hari ini, selain

dua sistem tersebut terdapat PLTS Hybrid, PLTS ini nantinya akan

menggunakan salah satu dari dua sistem di atas, PLTS ini merupakan

gabungan antara PLTS dengan pembangkit lainya ideal gabungan PLTS

Hybrid adalah PLTD.

2.2.4. Sistem PLTS Cirata 1 MW

2.2.4.1. Profil PLTS Cirata

PLTScCirаtа pertаmаckаli diresmikаn dаn beropаsi pаdаctаnggаl 15

Oktoberc2015. PLTS Cirаtа inicdibаngun berfungsi untukcmelengkаpi

fаsilitаscCirаtа GreencEnergy Cаmpusc (C-Gen Cаmpus) PTcPJB UP

Cirаtа yаngcnаntinyа аkаn menjаdi pusаt penelitiаn, studi dаn

pengembаngаncPLTS di Indonesiа.

PLTS Cirata yang telah dibangun oleh PT PJB memiliki kapasitas

terbangkit 1 MW yang tersusun dari modul surya dengan tipe Thin Film CIS

(Copper Indium Selenide) yang memiliki kapasitas daya terbangkitkan per

modul 170 WP dan memiliki efisiensi 13,8%. Modul surya yang disusun

secara seri dan paralel membentuk suatu kesatuan yang disebut dengan

Array dan di PLTS cirata 1 Array tersusun dari 120 modul PV yang dirangkai

seri dan paralel. Pemasangan modul PV di PLTS Cirata memiliki sudut

9

elevasi sebesar 10 derajat menghadap utara. PLTS Cirata memiliki dua

inverter yaitu Cetral Inverter dan String Inverter sehingga jumlah array yang

ada di PLTS Cirata dibagi menjadi dua untuk mensuplay energi listrik DC

ke masing-masing inverter. Komponen penunjang PLTS yang lainya adalah

transformator yang berfungsi manaikkan tegangan keluaran dari sistem.

Tegangan outputcdari PLTS sendiricdibagi menjadic2 bagian yaitu 380 V 3

fаsаcjаringаn tegаngаncrendаh untukcpemаkаiаn sendiricdаnc20 KV 3

fаsаcjаringаn tegаngаncmenengаhcuntuk di sаlurkаn ke UP Cirаtа. PLTSc

Cirаtаcmenggunаkаncsistemckontrolcyаng dаpаt termonitorcdengаn

berbаsiscjаringаncinternetcyаng dаpаt diаkses oleh operаtor melаlui smаrt

phon seperti аndroid, IOS dаn teknologi lаinyа. Sistem monitoring berbаsis

internet ini dаpаt mempermudаh proses pengontrolаn produksi energi dаn

meningkаtkn kehаndаlаn PLTS Cirаtа.

PLTS Cirata memiliki 3 jenis dalam instalasi array modul PV yaitu jenis

array yang berdasarkan peletakan modul PV antara lain array modul PV di

atas tanah(ground mounted), di atap bangunan ruang control (rooftop) dan

di atas area parker (parking shade). Selain modul PV PLTS Cirata memiliki

beberapa komponen lain yang ada dalam satu area PLTS. Area PLTS

terdiri dari beberapa bagian, dapat dilihat pada gambar 2.3

.

10

Gambar 2.3 Layout Array PLTS Cirata 1 MW

Gambar 2.4 Layout PLTS Cirata

PT PJB Cirata memiliki beberapa infrastruktur perusahaan pembangkit

listrik yang terbagi atas beberapa titik lokasi. Lokasi penguasaan PJB

meliputi beberapa wilayah yaitu areal waduk yang didominasi oleh wilayah

11

kabupaten cianjur, dan sebagian areal waduk beserta BPWC (Badan

Pengelolaan Waduk Cirata) berada dalam wilayah teritorial Bandung Barat.

Wilayah Plered, Purwakarta adalah wilayah dengan infrastruktur milik PT

PJB Cirata yang meliputi PH (Power House), PLTS (Pembangkit Listrik

Tenaga Surya), Gedung Perkantoran, beserta transformator listrik menuju

jaringan JAMALI (Jawa Madura Bali)

Gambar 2.5 Wilayah PT. PJB CIRATA

Gambar 2.6 Peta Lokasi PLTS Cirata

2.2.4.2. Komponen PLTS Cirata 1 MW

Adapun komponen-komponen utama pada pembangkit listrik tenaga

surya yaitu adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 komponen utama PLTS Cirata 1 MW

12

No. Komponen Nama Komponen

1 Komponen Utama Photovoltaic

Inverter

2 Komponen Pendukung

Transformator

Battery

Change Over Switch (COS)

Combiner Box

Switch Gear

Penyangga Modul PV

Sensor

Berikut adalah penjelasan komponen-komponen utama PLTS Cirata

1 MW :

A. Photovoltaic

Solar PV adalah metode pembangkit tenaga listrik dengan mengubah

radiasi matahari menjadi listrik arus searah (DC). Jenis dari sel surya yang

digunakan yaitu sel surya thin film CIS Modul PV SF 170-S adalah sel

surya generasi kedua yang dibuat dengan menyimpan satu atau lebih

lapisan tipis, atau film tipis (TF) dari bahan fotovoltaik pada substrat,

seperti kaca, plastik atau logam. Digunakan modul surya jenis thin film

agar didapatkan data yang sesungguhnya tentang performa teknologi thin

film dalam skala besar di Indonesia. Besar sudut kemiringan sebesar 10°-

15° dengan menghadap ke arah utara dan dipasang sebanyak 6120 yang

setiap array dipasang 120 solar PV dengan 51 array. 51 array dipasang

pada 3 tempat, yaitu:

1) Pada atas tanah (ground mounted) 49 array.

2) Pada atas ruang kontrol (rooftop) 1 array.

3) Pada area parkir (parking shade) 1 array.

https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=search&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.m.wikipedia.org/wiki/Thin_film&xid=17259,15700022,15700186,15700190,15700248,15700253&usg=ALkJrhhgN995G58C5jHCizW7WNh1Jh3YnQ

https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=search&rurl=translate.google.com&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.m.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic&xid=17259,15700022,15700186,15700190,15700248,15700253&usg=ALkJrhjqIJyG0FUQRE3GPGzV8TVo83uh7Q

13

Gambar 2.7 Susunan PV Array PLTS Cirata 1 MW

Gambar 2.8 Layout PV Array PLTS Cirata 1 MW

Tabel 2.2 Spesifikasi Modul PV PLTS Cirata

Subyek Simbol Nilai

Daya maksimum Pmax 170 Wp

Toleransi dari Pmax +10% /-5%

Tegangan sirkuit

terbuka

Voc 112 V

Arus hubung singkat Isc 2,2 A

Tegangan daya Vmpp 87,5 V

14

maksimum

Arus daya maksimum Impp 1,95 A

Tegangan sistem

maksimum

Vsys 1000 V DC

Tipe Fuse maksimum Isf 4A

Batas arus balik Ir 7A

Dimensi p x l x t (1257 x 977 x 35)

mm

Temperatur operasi

modul

-40°C sampai

85°C

Massa modul M 20 Kg

B. Inverter

Invertercаdаlаhcsuаtucrаngkаiаncelektronikаcdаyаcyаngcdigunаkаnc

untukcmengkonversicаtаucmengubаhcаruscseаrаhc (DC) cmenjаdi аrus

bolаk-bаlik (АC). Tegаngаncmаsukаn, ctegаngаnckeluаrаncdаn

frekuensictergаntung pаdаcdesаincyаngcdirаncаngcpаdаcsааt

pengembаngаn аlаt ini. Sumberctegаngаncmаsukаncinverter bisа

berаsаl dаri pаnel suryа, bаterаi, аtаu sumber tegаngаn DC lаinnyа.

Berikut komponen-komponen dalam inverter:

a. Baterai

Berfungsi sebagai sumber tegangan dengan arus DC (Direct Current).

b. Comparator

Komparator berfungsi membandingkan dua nilai kemudian memberikan

hasil dari perbandingan tersebut. Komparator disini berfungsi untuk

membandingkan triangular waves (carrier waves) dan sine waves

(modulating waves). Untuk mengetahui output dari komparator, dapat

dilihat pada rumus berikut:

𝑉𝑠𝑖𝑛𝑒 > 𝑉𝑡𝑟𝑖𝑎, 1

15

𝑉𝑠𝑖𝑛𝑒 > 𝑉𝑡𝑟𝑖𝑎, 1

Artinya jika nilai sine waves lebih besar dibandingkan daripada nilai-nilai

triangle waves, maka nilainya satu, begitupun sebaliknya.

c. Transistor MOSFET

Transistor MOSFET (Metal Oxide FET) memiliki tiga kutub, yaitu drain,

source, ddan gate. Dibagian gate terisolasi oleh suatu bahan oksida.

Transistir MOSFET berfungsi sebagai saklar elektronik karena tidak

memungkinkan menggunakan saklar mekanik.

Jenis-jenis inverter dapat dibedakan menjadi:

a. Inverter 1 fasa, yaitu inverter yang mempunaya keluaran 1 fasa.

b. Inverter 3 fasa, yaitu inverter yang mempunyai keluaran 3 fasa.

➢ Jenis-jenis inverter menurut gelombang yang dihasillkan adalah:

a. Square Sine Wave Inverter

Square Sine Wave Inverter yaitu inverter dengan gelombang keluaran

berbentuk gelombang kotak. Inverter jenis ini tidak dapat digunakan untuk

mencatu tegangan ke beban induktif atau motor listrik, dan juga tidak

direkomendasikan untuk beban statis dikarenakan frekuensi yang tidak

stabil akan merusak peralatan dan memiliki level total harmonic distortion

yang tinggi.

Gambar 2.9 Square Sine Wave Inverter

16

b. Modified Sine Wave Inverter

Modified Sine Wаve Inverter аdаlаh modifikаsi dаri inverter Squаre

Sine Wаve Inverter, dengаn gelombаng keluаrаncberbentukckotаkcyаng

dimodifikаsicsehinggаcmenyerupаicgelombаngcsinus, nаmuncoutputnyа

menyentuhctitikc0cuntukcbeberаpаcsааtcsebelumcpindаhcdаricpositif ke

negаtif. Selаincitu, modelcinicmemilikichаrmoniccdistortioncyаngclebih

sedikit. Sehinggacdapatcdigunakancjugacuntukckebutuhan lainnya seperti

TV danckomputer, namunctidakcbisacdigunakancuntukcbeban-beban

yangclebihcsensitif.

Gambar 2.10 Modified Sine Wave Inverter

c. Pure Sine Wave Inverter

Gelombаng inverter modelcinichаmpircmenyerupаi gelombаng

sinusoidаlcsempurnа. Dengаnctotаlchаrmonic distortionckurаngcdаri 3%,

sehinggаccocokcuntukcsemuаcаlаtcelektronik. Olehcsebаbcitu, inverter

inicjugаcdisebutccleаncpowercsupply. Teknologicinicdаpаtcmengubаh

tegаngаncDCcmenjаdicACcdengancbentukcgelombangcyangchampir

samacdengan gelombangcsinusoidal.

17

Gambar 2.11 Pure Sine Wave Inverter

Pada PLTS Cirata digunakan 2 inverter, yaitu :

1) String Inverter

Pada string inverter tipe Sunny Tripower STP 20000TLEE-10

digunakan sebanyak 25 string inverter yang memiliki kapasitas 20 kW

dan terdapat 25 array yang mengkonversi daya output sebesar 25 x 120

modul surya x 170 Wp yaitu 510 kW.

Tabel 2.3 Spesifikasi String Inverter

Subyek Kapasitas

Type Sunny Tripower

20000TL

Jumlah 25 Unit operasi 1

unit spare

Tegangan DC

maks.

1.000 V

Arus DC maks. 36 A

Tegangan MPP 580 Vdc – 800 Vdc

/ 580

Tegangan AC 3 / 270 V

Daya keluar 20.000 VA

Dimensi (p/l/t) (2.562/2.272/956)

mm

18

Gambar 2.12 String Inverter PLTS Cirata 1 MW dan Spesifikasinya

Gambar 2.13 spesifikasi Sunny Tripower STP 20000TLEE-10

2.) Central Inverter

Pada central inverter tipe Sunny Central 500 CP XT digunakan 1

central inverter yang memiliki memiliki kapasitas 500 kW dan terdapat

26 array yang mengkonversi daya output sebesar 26 x 120 modul surya

x 170 Wp yaitu 530,4 kW.

Tabel 2.4 Spesifikasi Central Inverter PLTS Cirata 1 MW

Subyek Kapasitas

Type Sunny Central

500CP XT

Jumlah 1 unit

Tegangan DC

maks.

1.000 V

Arus DC maks. 1.250 A


Tegangan AC 3 / N / PE, 230 V –

400 V


19

Dimensi (p/l/t) (665/680/265) mm

Gambar 2.14 Central Inverter PLTS Cirata 1 MW

3.) Bidirectional Inverter

Bidirectional Inverter adalah suatu perangkat manajemen battery

dengan fungsi sebagai inverter & rectifier sekaligus, atau bisa dibilang

sebagai converter dua arah untuk mengisi dan mengeluarkan daya pada

battery. Komplektivitas bidirectional inverter sangatlah rumit dikarenakan

fungsinya yang sangat beragam mulai dari kisaran tegangan DC yang

lebar tampilan dan komunikasi yang sempurna dan mendukung fungsi

koneksi parallel ulti unit yang dapat diperluas ke tingkatan MW.

Di PLTS 1 MW Cirata pun kegunaan bidirectional inverter sangatlah

penting, karena masukan AC dari string inverter dikeluarkan menjadi DC

begitupun sebaliknya. Keluaran battery yang bermula DC diubah lagi

oleh bidirectional inverter menjadi AC, hal inilah yang membuat

bidirectional inverter menjadi salah satu komponen terpenting yang ada

di PLTS 1 MW Cirata

20

Gambar 2.15 Bidirectional Inverter 100kVA

Tabel 2.5 Spesifikasi Bidirectional Inverter

Keterangan Parameter

Model BCS100K-A

Max. DC Power 114.1kW

DC voltage range 500Vdc-900Vdc

Max. DC current 228A

Autobuffer function Yes

Rated AC output power 100kW

Max. AC output power 110kW

Rated output voltage 400Vac

Output voltage range 340Vac-460Vac(settable)

Grid frequency range 50Hz/60Hz

Max.output current 159A

2.) Komponen Pendukung PLTS Cirata 1 MW

21

A. Transformator

Transformator (Trafo) adalah sebuah alat untuk menaikkan atau

menurunkan tegangan AC sedangkan trafo yang digunakan pada PLTS

Cirata 1MW untuk menaikkan tegangan (Step Up). Terdapat 2 trafo yang

digunakan pada PLTS Cirata 1 MW, yaitu :

1) Trafo Tegangan Rendah (TR) yang digunakan untuk mengkonversi

output dari central inverter yang berupa tegangan 3 phasa 270 VAC

menjadi tegangan 3 phasa 380 VAC.

Gambar 2.16 Transformator 270/380 VAC

2) Trafo Tegangan Menengah (TM) yang digunakan untuk

mengkonversi output dari string inverter yang berupa tegangan 3

phasa 380 VAC menjadi tegangan 20kV untuk disalurkan ke

jaringan listrik PLTA Cirata (distribution).

Gambar 2.17 Transformator TM 20kV PLTS Cirata 1 MW

B. Battery

22

Bаtterycmerupаkаncsuаtuckomponencelektrokimiаcyаngcmenghаsil

kаn tegаngаn dаncmenyаlurkаnnyаckecrаngkаiаn listrik. Dewаsаcini

merupаkаncsumbercutаmаcenergyclistrikcyаngcdigunаkаncpаdаckendаr

ааn dаn аlаt-аlаtcelektronik. Sebаgаiccаtаtаncbаhwаcbаttery tidаk

menyimpаn listrik, tetаpi menаmpung zаt kimiа yаng menghаsilkаn tekаnаn

listrikcyаngcdisebutctegаngаn. Reаksi elektrokimiа ini mengubаh energy

kimiа menjаdi energi listrik.

Baterai PLTS Cirata merupakan sebuah komponen elektrochemical

yang berfungsi untuk menyimpan daya yang dihasilkan dari PV. Baterai

PLTS 1 MW Cirata menggunakan jenis tipe Pb-C VRLA keluaran dari merek

NARADA made in china yang mempunyai kapasitas penyimpanan 800Ah

per unit baterai. salah satu alasan nya mengapa menggunakan baterai jenis

ini adalah umur baterai yang cukup lama yaitu 15-20 tahun.

Tabel 2.6 Spesifikasi Battery PLTS Cirata 1 MW

PARAMETER KAPASITAS

Nominal Voltage 2V

Capacity 800Ah (10hr to 1.80V/cell

@25℃)

960Ah (120hr to 1.85V/cell

@25℃)

Typical Weight 60Kg

Internal Resistance Approx 0.18Mω

Short-Circuit Current 10873A

Self Discharge The residual capacity is

above 90% after 90 days

storage (25℃)

Temperature Ranges Operation(recommended):15℃

~25℃

Operation(maximum):-

40℃~50℃

23

Max. charging current 240A

Max. constant

charging current

160A

Charge Voltage

Floating

Floating:2.25V (25℃)

Equalizing/Cycle:2.30V(25℃)

Terminal M8 embedded copper

Terminal Hardware

Torque

>10N·m

Gambar 2.18 Battery PLTS Cirata 1 MW

C. Change Over Switch

Panel COS (Change Over Switch) berfungsi sebagai panel

penghubung dan pemutus tegangan dari sumber listrik satu ke sumber

listrik lainnya. COS dioperasikan secara manual dengan PLC

berdasarkan pilihan 1-0-2. Pada PLTS Cirata 1MW menggunakan 2 jenis

COS yaitu COS yang dihubungkan dari string inverter dan COS yang

dihubungkan dari central inverter.

24

Gambar 2.19 Change Over Switch PLTS Cirata 1 MW

D. Combiner Box

Panel Combiner Box adalah panel penghubung yang berisi SPD

(Surge Protector Device), NH Fuse, Terminal Blocks, Blocking diode dan

DC current monitor. Combiner box ditempatkan pada setiap array dari 51

array yang terpasang sehingga terdapat 51 combiner box pada PLTS

Cirata 1MW. Terdapat 25 combiner box yang masuk ke string inverter

dan terdapat 26 combiner box yang masuk ke central inverter.

Gambar 2.20 Combiner Box PLTS Cirata 1 MW

Berikut merupakan fungsi dari isi combiner box :

1) SPD (Surge Protector Device)

SPDcdapatcbekerjacpadacarus AC dan DC sertacdidesain untuk

membatasicvoltaseclebihctransientcyangcberasal dari pengalihan

gelombangcaruscdari bumi denganccara membatasi ystemde

voltaseclebih csampaicbatascnilaicyangctidakcberbahayacbagi beban

maupunckendali.

2) Blade Fuse

Blade Fuse berfungsi untuk memutuskan arus apabila dilewati

arus berlebih, sehingga tidak merusak alat listrik atau mesin yang

terpasang.

25

3) Terminal Blocks

Terminal Block UK 3 N – 3001501 adalah sekumpulan dua atau

lebih titik sambungan sekrup yang sama dan dapat menghubungkan

kabel. Strip terminal menggabungkan banyak blok serupa dalam satu

perangkat. Dalam sebuah strip, blok-blok tersebut terisolasi satu sama

lain.

4) Blocking diode

Blocking diode padacombiner box memiliki tujuan sebagai

pengaman sehingga tidak terjadi arus balik (reverse current).

5) DC current monitor

DC current monitor Seri Obvius A90DC pada combiner box

berfungsi untuk mendeteksi ketika panel dalam ystem solar PV

berkinerja buruk.

E. Switch Gear

Switch gear adalah suatu unit peralatan listrik yang berfungsi untuk

menjaga keandalan, memproduksi keandalan, memproteksi atau

melindungi peralatan-peralatan dari gangguan-gangguan.

F. Penyangga Modul PV

Penyangga Modul PV sebagai support pemasangan modul surya

yang bisa mengikuti pergerakan matahari agar irradiasi yang didapat

selalu optimal.

Gambar 2.21 Tiang Penyangga Modul PV berjenis Double Pole

26

G. Sensor

1) Anemometer

Anemometer adalah alat pengukur kecepatan angin yang

biasanya dipakai dalam bidang Meteorologi dan Geofisika atau stasiun

prakiraan cuaca.

Gambar 2.22 Sensor Anemometer

2) Irradiance Sensor

Irradiance sensor digunakan untuk sistem monitoring intensitas

radiasi matahari.

Gambar 2.23 Irradiance Sensor

2.2.5. Sejarah singkat PT. PJB UNIT PEMBANGKITAN PLTA CIRATA

PTcpembаngkitcJаwаcBаlicunitcpembаngkitcCirаtаcаdаlаhcsаlаhc

sаtu аnаkcperusаhааn PTcperusаhааn Listrik Negаrа (PLN) yаng

bergerаkcdicbidаngcpembаngkitclistrik. PT PJB UP Cirаtаcmerupаkаn

jenis pembаngkitclistrik yаng mengguаnаkаn sumber energi berupа аir dаn

mаtаhаri sebаgаi energi utаmа pembаngkitclistrikctenаgаcаir (PLTА) dаn

pembаngkitclistrikctenagacsuryа (PLTS).

27

PLTА UP Cirаtа merupаkаncPLTАcterbesаr di Аsiа Tenggаrаcyаng

memiliki kаpаsitаscdаyа terbаngkitkаncsebesаr 108 MW. Sedаngkаn

PLTS Cirаtаcmerupаkаncpembаngkit listrik tenаgа suryа terbesаr dicpulаu

Jаwа yаng memiliki kаpаsitаs dаyа terbаngkitkаn sebesаr 1 MW. PLTА

Cirаtа mulаi dioperаsikаn sejаk tаhun 1988 dаn dikelolа oleh PT PLN

pembаngkitаn dаn penyаlurаn Jаwа bаgiаn bаrаt (PLN KJB) sektor Cirаtа.

Pаdа tаnggаlc3 Oktoberc1995 terjаdicrestrukturisаsi di PT PLN

(PERSERO) yаngcmengаkibаtkаn pembentukаnc2 аnаk perusаhааn, yаitu

PT PLN PembаngkitаncTenаgа ListrikcJаwа Bаli I (PT PJB I) dаncPT PLN

PembаngkitаncTenаgа ListrikcJаwа Bаli II (PT PJB II) sehinggа sektor

cirаtаcmаsuk wilаyаhckerjаcPT PLN PembаngkitcTenаgаcListrikcJаwа

Bаli II pаdаctаhun 1997. Аdаnyаcperkembаngаncorgаnisаsi sejаkctаnggаl

3 Oktoberc2000, PT PLNcPembаngkitcTenаgаcListrikcJаwа Bаli IIcUnit

Pembаngkitccirаtа berubаhcmenjаdi PTcPembаngаkitcCirаtа (PT PJB UP

Cirаtа). cPLTА Cirаtаcmemiliki power housec4 lаntаicdi bаwаh tаnаh

(Underground) cdengаncsistem kendаlicoperаsi dаricruаngckontrol

Switchyаrd yаngcberjаrаk kurаng lebihc2 km dаri mesin-mesin pembаngkit

yаng terletаkcdi power house. SedаngkаncPLTS Cirаtаcpertаmа kаli

dioperаsikаncdаn diresmikаncpаdа tаnggаl 15cOktober 2015. PLTS

Cirаtа ini dibаnguncuntuk melengkаpicfаsilitаs.

PLTА Cirаtа, sejаk pertаmаcdioperаsikаncpаdа tаhun 1988cdikelolа

oleh PT. PLN (Persero) Pembаngkitаncdаn PenyаlurаncJаwа

BаgiаncBаrаt (PT.PLN PJB) SektorcCirаtа. Pаdаctаhun 1995 terjаdi

restrukturisаsicdi PT PLN (Persero) cyаng mengаkibаtkаncpembentukаn 2

аnаk perusаhааncpаdа tаnggаlc3 Oktober 1995, yаitu PT. PLN

PembаngkitcTenаgаcListrikcJаwа-Bаli (PT. PLN PJB I) dаncPT. PLN

PembаngkitcTenаgаcListrikcJаwа-Bаli (PT. PLN PJB II), sehinggа Sektor

Cirаtаcmаsuk wilаyаhckerjа PT PLNcPembаngkitcTenаgа ListrikcJаwа-

Bаli II. Kemudiаncpаdа tаhun 1997, SektorcCirаtа berubаhcnаmа menjаdi

PT PLNcPembаngkitcTenаgа ListrikcJаwа – Bаli II UnitcPembаngkit Cirаtа

(UP Cirаtа). cPаdа tаnggаl 03 Oktober 2000 PT PLN PJB II berubаhcnаmа

menjаdi PT PJB UnitcPembаngkitаn CirаtаcUnit PembаngkitаncCirаtа

28

terletаkcdi dаerаh Jаwа Bаrаt, tepаtnyа di DesаcCаdаs Sаri, Kecаmаtаn

Tegаl Wаru PleredcPurwаkаrtа. Аreаcgenаngаn wаduk PLTАcCirаtа pаdа

elevаsic220 Meter ± 6.035 hа, cmeliputi 3 Kаbupаtencyаng terdiri dаri

KаbupаtencBаndung, CiаnjurcdаncPurwаkаrtа.

Gambar 2.24 Area Genangan Waduk Cirata

Pembangkit ListrikcTenaga Air (PLTA) merupakancsalah satu

pembangkitclistrik yangcmenggunakan energi terbarukancberupa air.

Salahcsatu keunggulancdari jenis pembangkitcini adalah memilikicrespon

yang cepatcuntuk kenaikancmaupun penurunancbeban sehinggacsangat

sesuai untukckondisi beban puncakcmaupun saat terjadicgangguan di

jaringan. Selain itu, PLTA Cirata memiliki respon start unit yang cepat dalam

waktu ±5 menit.

Pembangunan PT. PJB Unit Pembangkitan Cirata terbagi menjadi 2

tahap, tahap pertama (Cirata I) dibangun sejak bulan Januari 1984 sejumlah

4 Unit dan pada akhir bulan September tahun 1988 telah dapat beroperasi,

kemudian tahap kedua (Cirata II) dibangun 4 Unit lagi yang beroperasi

tahun 1997 / 1998. Kapasitas terpasang PLTA Cirata adalah 1008 MW,

terdiri dari 8 Unit Pembangkit yang berada di powerhouse bawah tanah

(underground) denganckapasitas masing-masingc126 MW dan merupakan

PLTA terbesarcdi Asia Tenggara. Tiap tahunnyacPLTA Ciratacmampu

membangkitkancenergi listrik rata-ratacsebesar 1428 GWh. Tegangan

29

listrikcyangcdihasilkan setiapcgenerator adalahc16,5 kV, yangckemudian

dinaikkanctegangannyacmenjadi 500 kV melaluictrafo utamac (main

transformer), selanjutnya disalurkancke Gardu IndukcTegangan Ekstra

Tinggi 500KV (GITET) Cirata, cuntuk Sistem interkoneksi 500 kV Jawa-

Madura - Bali (Jamali). Jaringanc500 kV tersebut cdikendalikan oleh P3B

(Pusat Pengaturan dancPenyaluran Beban) yangcberlokasi dicGandul -

Jakarta

Tabel 2.7 Kapasitas terpasang PLTA Cirata

No Unit Pabrik Pembuat Kapasitas Mulai Operasi

1. Unit 1 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 25 Mei 1988

2. Unit 2 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 29 Februari

1988

3. Unit 3 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 30 Sep 1988

4. Unit 4 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 10 Ags 1988

5. Unit 5 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 15 Ags 1997

6. Unit 6 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 15 Ags 1997

7. Unit 7 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 15 April 1998

8. Unit 8 VA-ELIN

AUSTRIA

126 MW 15 April 1998

30

Gambar 2.25 Power House PLTA Cirata

Gambar 2.26 Alur Proses Produksi PLTA Cirata

Dalam proses produksi energi listrik, PLTA Cirata memanfaatkan air

sebagai energi primer dari sungai Citarum yang memiliki debit air cukup

besar dan ditampung di waduk (1), kemudian dialirkan melalui Intake Gate

(2), sedangkan untuk pemantauan elevasi air dilakukan dari pusat

pengendalian bendungan DCC (Dam Control centre) (3), selanjutnya air

masuk kedalam terowongan tekan Headrace Tunnel (4). Sebelum

memasuki Penstock (6), air melewati Surge Tank (5) yang berfungsi

sebagai pengaman penstock apabila terjadi tekanan mendadak atau

tekanan kejut saat katup utama Inlet Valve (7) ditutup seketika. Setelah Inlet

Valve dibuka, air masuk kedalam Spiral Case (8). Air yang bergerak deras

memutar Turbine/Runner (9), air turun ke Draft Tube (10 dan melalui ke Tail

Race (11), selanjutnya air dibuang ke saluran pembuangan sungai citarum.

Sedangkan untuk proses pembangkitan energi listrik dimulai dari

Turbin/Runner (9) yang digerakkan oleh air yang memiliki energi kinetik dan

dirubah menjadi energi mekanik, selanjutnya poros Turbin/Runner dicouple

31

dengan poros Generator (12) dan menghasilkan tegangan listrik sebesar

16,5 kV yang disalurkan ke Transformator (13) untuk dinaikkan teganganya

menjadi 500 kV, kemudian disalurkan ke Gardu Induk Tegangan Tinggi

(GITET) (14), selanjutnya tegangan 500 kv disalurkan ke Saluran Udara

Tegangan Tinggi (SUTT) (15) untuk Sistem interkoneksi 500 kV Jawa-

Madura - Bali (Jamali).

PJB memiliki segmen usaha utama sebagai penyedia tenaga listrik

melalui 9 (sembilan) Unit Pembangkitan (UP) dengan total kapasitas

terpasang sebesar 7.055 MW yang tersebar di Indonesia. Unit pembangkit

yang asetnya dimiliki dan dioperasikan oleh PJB adalah sebagai berikut:

1. UP Gresik

2. UP Muara Tawar

3. UP Cirata

4. UP Muara Karang

5. UP Paiton

6. UP Brantas

7. PLTMG Bawean

8. PLTS Cirata

9. PLTD Suppa

Salah satu unit pembangkitan PT. PJB adalah Unit Pembangkitan

(UP) Cirata. Dalam UP Cirata terdapat dua pembangkitan tenaga listrik

yaitu PLTA Cirata dan PLTS Cirata 1 MW.

2.2.6. Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik

Hаrmonik merupаkаn suаtucfenomenа yаng timbul аkbаt

pengoperаsiаn bebаn listrik nonlinier, yаng pаdа dаsаrnyаcаdаlаhcgejаlа

pembentukаn gelombаng-gelombаngcdengаn frekuensi berbedаcyаng

merupаkаncperkаliаn bilаngаn bulаt dengаncfrekuensi dаsаrnyа (kelipаtаn

dаri frekuensi fundаmentаl, misаlnyа: 100Hz,c150Hz,c200Hz, 300hz, dаn

seterusnyа).

32

Gambar 2.27 Gelombang fundamental dan harmonik ke 3

2.2.6.1 Sumber Harmonisa

Harmonisa disebabkancoleh bebancyang tidak seimbang,cyang

merupakan peralatancelektronik yangcdidalamnya terdapatckomponen

semikonduktor. Dalamcsistem tenagaclistrik dikenal dua jeniscbeban yaitu

beban liniercdan bebancnonlinier. Beban linier merupakan bebancyang

memberikan bentukcgelombang linier dimanacarus yang mengalircsebanding

dengancimpedansi dancperubahan tegangan, sedangkancbeban nonclinier

merupakancbeban yangcbentuk gelombangckeluarannya tidakcsebanding

denganctegangancdalam tiap sikluscsehingga bentuk gelombangcarus dan

teganganckeluarannya tidak samacdengan gelombangcmasukkan beban

nonliniercyang terpasangcpada sistem. cPenggunaan beban ini yang

mengakibatkancarus danctegangancterdistorsi. Bebancnonliniercyang

terpasangcmenyebabkan aruscbervariasi sehingga takcsebanding dengan

tegangancselama setiapcsetengah periode.

Beberapa contoh beban nonlinier adalah : tungku busur api (pengecoran

logam), las, inverter, mesin-mesin sinkron, inti magnet pada trafo dan mesin-

mesin berputar, VFD, high voltage DC transmisi.

33

2.2.7. Total Harmonic Distortion (THD)

Untuk menyatakancbesarnya kandungancarus danctegangan

harmonisacdiperlukan suatucindeks umumcyang disebutcTotalcHarmonic

Distortion (THD), yang didefinisikan sebagai berukut :

➢ THD tegangan:

𝑇𝐻𝐷𝑣 =√∑ 𝑉ℎ2∞

ℎ−2

𝑉1× 100

➢ THD arus:

𝑇𝐻𝐷𝑖 =√∑ 𝐼ℎ2∞

ℎ−2

𝐼1× 100

Dimana: THDv = Total Harmonik Distorsi tegangan

THDi = Total Harmonik Distorsi arus

Vh = Tegangan Hamonisa

Ih = Arus Harmonisa

V1 = Tegangan Fundamental

I1 = Arus Fundamental

Indeks ini didefinisikаn sebаgаicperbаndingаncnilаi rmsckomponen

hаrmonikcterhаdаp komponencdаsаr dаncbiаsаnyа dinyаtаkаncdаlаm

persenc (%). Indekscini digunаkаn untukcmengukur penyimpаngаnc

(devition) dаricbentuk gelombаngcsаtu periodecyаng mengаndungchаrmonik

pаdаcgelombаng sinuscsempurnа. Untukcgelombаng sinuscideаl pаdа

frekuensicfundаmen, THDcаkаncbernilаicnol.

Menurut IEEE 519-1992, untuk total arus harmonisa atau cacat

gelombang sinusoidal diperlihatkan pada tabel dibawah:

Tabel 2.8 Maximum Harmonics Current Distortion ISC % IL

Maximum Harmonics Current Distortion ISC % IL

Individual Harmonics Order (Odd Harmonics)

ISC / IL <11 11=<h<17 17=<h<23 23=<h<35 35=<h THD

<20 4 2 1.5 0.6 0.3 5

20-50 7 3.5 2.5 1 0.5 8

50-100 10 4.5 4 1.5 0.7 12

34

100-1000 12 5.5 5 2 1 15

>1000 15 7 6 2.5 1.4 20

Menurut standar IEEE 519-1992 batas maksimum THDi pada sistem

distribusi dapat diketahui dengan cara menghitung rasio hubung singkat

(short circuit ratio). SCratio dapat dicari dengan menggunakan rumus:

SCratio = Isc

IL

Dimana Isc dapat dicari dengan rumus :

Isc =𝐾𝑉𝐴 × 100

√3 × 𝐾𝑉 × 𝑍

Untuk mencari IL (Arus beban maksimum) dapat dicari dengan

rumus:

IL =𝐾𝑊

𝑃𝐹 × √3 × 𝐾𝑉

Dimana:

Isc = Arus hubung singkat maksimum

IL = Arus beban maksimum

KW = Total daya aktif

Menurut IEEE 519-1992, mencantumkan jumlah distorsi tegangan yang

dapat diterima dari utilitas ke pengguna, dijelaskan pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.9 batas maksimum THDv

Voltage at PCC Individual Voltage Distortion (%) Total Harmonic Distortion (THD %)

69 kV and below 3,0 5,0

69 kV - 161 kV 1,5 2,0

161 kV 1,0 1,0

`

35

2.2.8. ETAP

Dаlаmcperаncаngаncdаncаnаlisis sebuаhcsistem tenаgаclistrik,

sebuаhcsoftwаre аplikаsicsаngаt dibutuhkаncuntukcmerepresentаsikаn

kondisicreаl. Hаl inicdikаrenаkаn sulitnyаcmeng-uji cobаcsuаtu sistem

tenаgаclistrik dаlаm skаlаcyаng besаrcterhаdаp kondisictrаnsiencyаng

ekstrim. Electric Trаnsient аnd Аnаlysis Progrаm (ETАP) 12.6.0 merupаkаn

sаlаh sаtucsoftwаre аplikаsicyаng bаnyаk digunаkаncuntuk mensimulаsikаn

sistemctenаgа listrik. cumum ETАPcdаpаt digunаkаn untukcsimulаsi hаsil

perаncаngаncdаn аnаlisiscsuаtu sistemctenаgа listrik yаngcmeliputi:

1. Menggаmbаrkаncdenаhcbebаn-bebаn

2. Men-settingcdаtа-dаtаcbebаncdаncjаringаn

3. Merаncаngcdiаgrаmcsаtucgаris (One Line Diаgrаm)

4. Mengаnаlisiscаlirаncdаyа (Loаd Flow)

5. Menghitungcgаngguаnchubungcsingkаt (Short Circuit)

6. MengаnаlisiscMotorcStаrtingcаtаuckeаdааncTrаnsien.

cSistem Tenаgа Listrik dаpаtcdigаmbаrkаncdаlаmcworksheetcаtаu

ruаngckerjаcprogrаm dengаnclаmbаng-lаmbаng tertentu. Spesifikаsi

mаsing-mаsingckomponen dаpаtcdisesuаikаn keаdааncsebenаrnyа аtаu

kondisicnyаtа diclаpаngаn.

Spesifikаsicini jugаcdаpаt dipilihcsesuаi dаtаcumumnyа yаngcdаpаt

diаmbil dаriclibrаry аtаu dаtаcyаng аdа pаdа progrаm. Misаlnyа,

pаnjаngcdаn ukurаn kаbel, kаpаsitаscdаn rаtingctrаfo,ckаpаsitаscdаn

tegаngаncbebаn dаnclаin-lаin

.

36

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Perancangan Penelitian

Dalam perancangan penulisan terdapat beberapa hal yang perlu

diperhatikan yaitu:

3.1.1. Metode Penelitian

Pada penelitian ini, menggunakan jenis data kuantitatif karena

berpedoman pada penelitian kuantitatif itu sendiri adalah suatu proses

menemukan pengetahuan yang menggunakan data berupa angka sebagai

alat menganalisis keterangan mengenai apa yang ingin diketahui (dalam

bukunya Metodologi Peneletian Kualitatif dan Kuantitatif)1. Maka pada

penelitian ini sangat cocok digunakan metode kuantitatif karena jenis data

dapat dihitung secara langsung.

Penelitian Kuantitatif adalah metode untuk mencari dan

mengumpulkan data yang bisa diukur dengan angka atau persentase,

biasanya data yang diolah lebih lanjut dengan menggunakan model, teori,

sehingga dari data tersebut dapat diambil sebuah kesimpulan. Berdasarkan

latar belakang dan rumusan masalah yang telah dijelaskan, penelitian

mengguankan jenis metode kuantitatif yang diambil untuk menganalisa

pengaruh distorsi harmonisa pada pembangkit listrik tenaga surya 1 MW

dengan menggunakan software ETAP.

3.1.2. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dan pengambilan data skripsi dilaksanakan di PT.

Pembangkitan Jawa Bali (PJB), Unit PJB Academy Cirata. Dimana waktu

penelitian dilakukan selama bulan Februari 2020 hingga April 2020.

3.1.3. Data Primer

Dalam penelitian ini menggunakan data primer sebagai berikut:

1 Kasiram (2008:149)

37

• Data spesifikasi PLTS 1MW Cirata

• Data inverter yang terpasang PLTS 1 MW Cirata

• Data panjang penghantar, diameter dan jenis penghantar serta jarak

dari PLTS ke beban

• Data profil beban sistem kelistrikan yang terhubung ke PLTS Cirata

1 MW

• Data pembangkit PLTA Cirata 1008 MW

3.1.4. Data Sekunder

Data sekunder yang didapat dari literatur seperti jurnal, karya

ilmiah, buku, hasil penelitian lainnya, skripsi, dll yang berkaitan dengan

analisa pengaruh distorsi harmonisa.

3.1.5. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini yaiyu:

1. Metode Pustaka

Metode pustaka dilakukan dengan cara mencari acuan dari

perpustakaan, literatur buku acuan atau sumber buku lainnya dan jurnal

berupa buku kendali sistem tenaga listrik dan photovoltaik solar yang

dapat dijadikan buku panduan yang relevan sebagai reverensi dalam

penulisan skripsi ini.

2. Metode lapangan

Metode lapangan dilakukan dengan mengobservasi langsung data yang

diperoleh ketika melakukan observasi di PT Pembangkitan Jawa-Bali,

Unit Academy Cirata.

3. Metode Analisa

Metode analisa dilakukan dengan cara menghitung dan menganalisa

perubahan THD yang dihasilkan dari beroperasinya PLTS Cirata 1 MW

terhadap jaringan 20 KV PLTA 1008 MW dengan menggunakan

simulasi ETAP.

4. Metode Wawancara

38

Metode wawancara dilakukan dilakukan dengan cara memperoleh

informasi kepada pembimbing skripsi ataupun tenaga ahli dibidang

kelistrikan khusunya si unit PLTS Cirata 1 MW, untuk menggetahui

seberapa besar THD yang timbul setelah beroperasinya PLTS Cirata 1

MW.

3.2. Teknik Analisis

Teknik analisis dilakukan dengan mengumpulkan beberapa data yang

valid melalui data lapangan, jurnal, karya ilmiah sesuai dengan topik yang

bersangkutan.

3.2.1. Flowchart Penelitian

Pada penelitian ini dilakukan beberapa tahapan penelitian yang

dijelaskan dalam gambar flowchart berikut:

39

Start

Studi Literatur

Pembuatan Single Line

Diagram PLTS Cirata 1 MW

yang terhubung pada

jaringan 20 KV PLTA

1008MW

Uji Coba

Simulasi

Yes

Error

Input data generator,

PV, Inverter, Trafo,

Bus dan data beban

pada aplikasi ETAP

Didapatkan THDi

dan THDv

Didapatkan THDi

dan THDv

Perhitungan SCratio

untuk mengetahui batas

THDi yang ada pada

jaringan

Menentukan THDv pada

jaringan sesuai standar

IEEE

Analisis Hasil Pengujian

Selesai

Simulasi harmonisa PLTA

1008 MW sebelum PLTS

Cirata 1 MW Beroperasi

Simulasi harmonisa PLTA

1008 MW setelah PLTS

Cirata 1 MW Beroperasi

Yes

ErrorError

Pengumpulan

Data

Gambar 3.1 Flowchart Penelitian

40

3.2.2. Teknik analisis Data

Teknik analis data dilakukan dengan cara pembuatan single line

diagram PLTS Cirata 1 MW yang terhubung penyulang 20 KV PLTA 1008

MW yang diperoleh dari pengumpulan data. Simulasi tersebut terdiri dari

beberapa bagian yaitu area PLTS Cirata 1 MW, area Switcyard dan area

powerhouse.

3.2.3. Pengujian dan Analisis Hasil Simulasi

Uji coba dilakukan dengan cara run harmonisa pada ETAP dengan

penyusunan setiap komponen seperti yang terlihat pada gambar 3.2 yang

akan disimulasikan untuk melihat Total Harmonic Distortion (THD) sebelum

PLTS Cirata 1 MW beroperasi dan sesudah PLTS Cirata 1 MW beroperasi.

Gambar 3.2 Single line diagram PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008

MW

Setelah melakukan simulasi maka akan ditulis analisis pengaruh

beroperasinya PLTS Cirata 1 MW pada penyulang 20 KV PLTA 1008 MW.

3.2.4. Jadwal Penelitian

Berikut adalah jadwal kegiatan yang mengacu pada rencana kegiatan

dan hasil yang diharapkan.

41

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

NO KEGIATAN

BULAN

Februari Maret April Juni

Minggu ke- 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3

1 Studi Literatur

2 Observasi

Lapangan

3 Pengumpulan

Data

4 Analisis

Sistem

5 Pembuatan

Laporan

42

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data spesifikasi pengujian

Pada spesiifikasi pengujian terdapat beberapa komponen pengujian

yang dibagi mulai dari PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW Cirata.

Beberapa komponennya antara lain adalah sebagai berikut:

A. Data Pembangkit

• Generator

Pada tabel 4.1 di bawah di jelaskan mengenai spesifik generator

yang ada pada PLTA 1008 MW. Pada kolom nama berisi ID generator.

Pada kolom mode berisi keterangan tentang cara kerja generator,

mode swing artinya sebuah generator akan berusahan memenuhi

kekurangan aliran daya pada sistem. MW rating berisi informasi

mengenai kapasitas generator yang terpasang. KV rating berisi

informasi mengenai tegangan yang dihasilkan oleh generator dan PF

rating (cos φ) adalah perbandingan daya tampak (VA) dan daya aktif

(KW) yang artinya apabila generator berkapasitas 126 MW dengan cos

φ 85% maka generator diharapkan mampu menyuplai jaringan dengan

beban 107,1 MVA ( 126 MW x 85%).

Berikut adalah data spesifikasi generator:

Tabel 4.1 Data generator PLTA 1008 MW

NAMA MODE MW

RATING KV

RATING PF RATING

(%)

G 1 SWING 126 16,5 85

G 2 SWING 126 16,5 85

G 3 SWING 126 16,5 85

G 4 SWING 126 16,5 85

G 5 SWING 126 16,5 85

G 6 SWING 126 16,5 85

G 7 SWING 126 16,5 85

G 8 SWING 126 16,5 85

43

• PV

Pada tabel 4.2 dibawah dijelaskan mengenai spesifikasi panel

surya yang ada pada PLTS Cirata 1MW yang menggunakan PV

dengan merek thin film CIS Modul PV SF 170-S.

Tabel 4.2 Data PV PLTS Cirata 1 MW

Subyek Simbol Nilai

Daya maksimum Pmax 170 Wp

Toleransi dari Pmax +10% /-5%

Tegangan sirkuit

terbuka

Voc 112 V

Arus hubung singkat Isc 2,2 A

Tegangan daya

maksimum

Vmpp 87,5 V

Arus daya maksimum Impp 1,95 A

Tegangan sistem

maksimum

Vsys 1000 V DC

Tipe Fuse maksimum Isf 4A

Batas arus balik Ir 7A

Dimensi p x l x t (1257 x 977 x 35)

mm

Temperatur operasi

modul

-40°C sampai

85°C

Massa modul M 20 Kg

• Power Grid

Pada tabel 4.3 dijelaskan spesifikasi power grid Jawa Madura Bali (JAMALI).

Tabel 4.3 Data Power Grid JAMALI

44

NAMA MVAsc

(3-Phase) MVAsc

(1-Phase) X/R

PJB 35000 35000 42

B. Data trafo

Tabel 4.4 menjelaskan berisi data trafo yang ada pada PLTS Cirata 1

MW dan PLTA 1008 MW Cirata. ID menjelaskan nama generator. Vp (kV)

merupakan tegangan primer yang langsung diterima trafo dari pembangkit

ataupun dari jaringan dan Vs(kV) merupakan tegangan sekunder yang

nantinya kan disalurkan ke jaringan. Nilai MVA merupakan kapasitas trafo

yang terpasang dan %loading merupakan kinerja trafo setelah dilakukan

simulasi.

Berikut adalah data trafo pada PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008

MW Cirata:

Tabel 4.4 Data Trafo pada PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW Cirata

iD Vp (kV) Vs (kV) NILAI MVA % LOADING

TRAFO PLTS 0.4 20 1 10,4

EGTR 20 20 0,63 0

HTR 1 20 0.4 0,63 77.5

HTR 2 20 0.4 0,63 48.4

HTR 3 20 0.4 0,63 48,6

HTR 4 20 0.4 0,63 77,9

HTR 5 20 0.4 0,63 41,8

HTR 6 20 0.4 0,63 55,3

HTR 7 20 20 0,63 48,5

HTR 8 20 0.4 0,63 78,5

HTR 9 20 0.4 0,63 49

HTR 10 20 0.4 0,63 49

HTR 11 20 0.4 0,63 78,5

MTR 1 16.5 500 280 0

MTR 2 16.5 500 280 0

MTR 3 16.5 500 280 0

45

MTR 4 16.5 500 280 0

STR 1 16.5 20 1,750 75,4

STR 2 16.5 20 1,750 67,4

STR 3 16.5 20 1,750 46,8

STR 4 16.5 20 1,750 46,8

C. Data Inverter

Inverter di PLTS Cirata dibagi menjadi dua yaitu string inverter dan central

inverter. Berikut adalah kapasitas string inverter dan central inverter yang

ada di PLTS Cirata 1 MW.

• String

Pada tabel 4.5 adalah data spesifikasi string inverter tipe Sunny

Tripower 2000TL.

Tabel 4.5 Data String Inverter PLTS Cirata 1 MW

Subyek Kapasitas

Type Sunny Tripower

20000TL

Jumlah 25 Unit operasi 1

unit spare

Tegangan DC

maks.

1.000 V

Arus DC maks. 36 A


/ 580

Tegangan AC 3 / 270 V


Dimensi (p/l/t) (2.562/2.272/956)

mm

• Central

46

Pada tabel 4.6 adalah data central inverter tipe Sunny Central 500CP

XT.

Tabel 4.6 Data Centra Inverter PLTS Cirata 1 MW

Subyek Kapasitas

Type Sunny Central

500CP XT

Jumlah 1 unit

Tegangan DC

maks.

1.000 V

Arus DC maks. 1.250 A


Tegangan AC 3 / N / PE, 230 V –

400 V


Dimensi (p/l/t) (665/680/265) mm

D. Data Kabel

• AC

Pada tabel 4.7 dijelaskan spesifikasi kabel AC yang ada pada sibgle

line diagram yang akan dibuat.

Tabel 4.7 Data Kabel AC

ID Length

(km) R L X Z X/R R/X

Cable 1 0,5 0,035 0,02717 0,0000865 0,04464 0,767 1,304

Cable 26 0,851 0,064 0,0898 0,0002858 0,11027 1,403 0,713

Cable 27 1,4 0,668 0,128 0,0004074 0,68015 0,192 5,219

• DC

47

Pada tabel 4.8 dijelaskan kabel DC yang terpasang pada PLTS Cirata

1 MW.

Tabel 4.8 Data Kabel DC

ID Length (m) R L

dcCable 1 110 1.1726 0

dcCable 2 130 1.1726 0

dcCable 3 125 1.1726 0

dcCable 4 120 1.1726 0

dcCable 5 115 1.1726 0

dcCable 6 110 1.1726 0

dcCable 7 95 1.1726 0

dcCable 8 90 1.1726 0

dcCable 9 85 1.1726 0

dcCable 10 80 1.1726 0

dcCable 11 75 1.1726 0

dcCable 12 10 1.1726 0

dcCable 13 13 1.1726 0

dcCable 14 42 1.1726 0

dcCable 15 42 1.1726 0

dcCable 16 37 1.1726 0

dcCable 17 32 1.1726 0

dcCable 18 65 1.1726 0

dcCable 19 70 1.1726 0

dcCable 20 75 1.1726 0

dcCable 21 80 1.1726 0

dcCable 22 85 1.1726 0

dcCable 23 90 1.1726 0

dcCable 24 95 1.1726 0

dcCable 25 100 1.1726 0

dcCable 26 55 1.1726 0

dcCable 27 60 1.1726 0

dcCable 28 65 1.1726 0

dcCable 29 70 1.1726 0

dcCable 30 75 1.1726 0

dcCable 31 80 1.1726 0

dcCable 32 85 1.1726 0

dcCable 33 95 1.1726 0

dcCable 34 90 1.1726 0

dcCable 35 85 1.1726 0

48

dcCable 36 80 1.1726 0

dcCable 37 75 1.1726 0

dcCable 38 70 1.1726 0

dcCable 39 65 1.1726 0

dcCable 40 60 1.1726 0

dcCable 41 55 1.1726 0

dcCable 42 85 1.1726 0

dcCable 43 90 1.1726 0

dcCable 44 95 1.1726 0

dcCable 45 100 1.1726 0

dcCable 46 105 1.1726 0

dcCable 47 110 1.1726 0

dcCable 48 115 1.1726 0

dcCable 49 120 1.1726 0

dcCable 50 125 1.1726 0

dcCable 51 130 1.1726 0

E. Busbar

• AC

Tabel 4.9 menjelaskan data bus AC yang ada pada single line diagram.

Bus sendiri adalah komponen pada ETAP yang berfungsi untuk

menghubungkan setiap komponen antara generator, trafo, CB dan

beban. Bus juga yang membedakan antara jaringan tegangan renadah,

jaringan distribusi dan jaringan transmisi.

Tabel 4.9 Data Busbar AC

ID KV

BUS 1 , BUS 37 - BUS 44, BUS 50 - BUS 51 0,4

BUS 29 - BUS 32 16,5

BUS 27, BUS 33 - BUS 36, BUS 45 - BUS 49 20

BUS 28 500

• DC

Pada tabel 4.10 dijelaskan bus DC yang ada pada PLTS Cirata 1 MW.

Tabel 4.10 Data Busbar DC

ID KV

49

DCBUS 1 - DC BUS 76 0,4

F. Beban

Tabel 4.11 menjelaskan data beban yang terhubung pada jaringan PLTA

1008 MW baik yang terhubung pada jaringan distribusi 20 KV dan yang

terhubung ke jaringan tegangan rendah 0,4 KV.

Tabel 4.11 Data Beban

ID RATING

kVA KV KW KVAR AMP %PF %LOAD

LINE DAM

158 20 134 83.232 4,56 85

50% MOTOR 50% STATIC

GD BARU

158 20 134 83.232 4,56 85

LUMP 1 504 0.4 459 284 779,4 85

LUMP 2 315 0.4 268 166 454,7 85

LUMP 3 315 0.4 268 166 454,7 85

LUMP 4 315 0.4 268 166 454,7 85

LUMP 5 504 0.4 459 284 779,4 85

LUMP 6 504 0.4 459 284 779,4 85

LUMP 7 315 0.4 268 166 454,7 85

LUMP 8 315 0.4 268 166 454,7 85

LUMP 9 504 0.4 459 284 779,4 85

LUMP 10

315 0.4 268 166 454,7 85

4.2. Simulasi Pengujian

4.2.1. Single line

Setelah semua komponen yang diperlukan telah ditentukan nilainya

maka dirangkai pada ETAP hal ini dikarenakan single line diagram sistem

PLTS Cirata 1 MW yang terhubung dengan sistem PLTA 1008 MW belum

ada maka penulis membuat single line diagram secara manual dengan

data-data yang sudah didapat penulis.

50

Berikut adalah gambar single line diagram PLTS Cirata 1 MW yang

terhubung ke jaringan 20 KV PLTA 1008 MW.

Gambar 4.1 Single line diagram PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW

4.2.2. Simulasi ETAP

4.2.2.1 Simulasi THDi dan THDv PLTS Cirata 1 MW

Setalah merangkai semua komponen yang ada maka didapatkan single

line diagram seperti yang terlihat pada gambar 4.1. pada simulasi pertama

untuk melihat THDi dan THDv yang ada pada PLTS 1 MW dilakukan dengan

cara membuka/open circuit breaker(CB) yang bisa terlihat pada gambar 4.2 di

bawah.

Gambar 4.2 simulasi harmonisa PLTS Cirata 1 MW

CB Open

51

Gambar 4.3 simulasi THDi dan THDv PLTA Cirata 1008 MW

Hasil simulasi THD dapat dilihat pada bus 46 keluaran dari plts Cirata

1 MW. Dari hasil simulasi dapat dilihat bahwa THDi yang terkandung pada

Bus 46 adalah 0% hal ini disebabkan karena PLTS Cirata 1 MW belum

beroperasi sehingga beban yang dituju belum ada dan harmonisa arus

yang terjadi adalah 0. Dari simulasi diatas juga dapat dilihat bahwa THDv

yang terjadi adalah 0% dan Vrms adalah 19,31 kv.

4.2.2.2 Simulasi THDi dan THDv sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW

Setalah merangkai semua komponen yang ada maka dapat

disimulasikan harmonisa dengan beroperasinya PLTS Cirata 1 MW. Pada

gambar 4.4 disimulasikan melihat THDi dan THDv dengan beroperasinya

PLTS Cirata 1 MW dengan cara circuit breaker (CB) yang ada di

52

sambungan dari PLTS Cirata yang terhubung ke jaringan 20 kv PLTA 1008

MW cirata di close seperti yang terlihat pada gambar dibawah.

Gambar 4.4 simulasi harmonisa sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW

Gambar 4.5 simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW

CB close

53

Gambar 4.6 simulasi contoh harmonisa disisi bus 48

Dapat dilihat pada gambar 4.4 dan gambar 4.5 setelah simulasi

dengan beroperasinya PLTS Cirata 1 MW yang dilihat pada bus 46 THDi

adalah 0% dan THDv yang terkandung naik menjadi 0,69% dan Vrms

sebesar 19,33 kV . Hal ini disebabkan karena PLTS Cirata 1 MW

beroperasi dan tidak ada beban yang terhubung langsung ke bus 46

sehingga harmonisa arus yang terjadi adalah 0.

Sebagai pembanding untuk melihat THDi dan THDv di gambar 4.6

diambil contoh pada bus 48 yang terhubung langsung ke beban. THDi yang

terkandung pada bus 48 adalah 0,49% dengan Irms sebesar 9,1A dan

THDv yang terkandung pada bus 48 adalah 0,61% dan Vrms sebesar 0,38

kV.

4.3. Analisa Data Simulasi Pengujian

Setelah dilakukan simulasi sebe;um beroperasinya PLTS Cirata 1 MW

dan sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW maka dapat dilakukan

perhitungan rugi-rugi daya yang terjadi.

54

4.3.1. Batas maksimum THDi di penyulang PLTA 1008MW Cirata

Menurut standar IEEE 519-1992 batas maksimum THDi pada sistem

distribusi dapat diketahui dengan cara menghitung rasio hubung singkat

(short circuit ratio). Dari rangkaian yang disimulasikan didapatkan kVA

sebesar 630 kVA, KV sebesar 20 KV dan Z sebesar 4. Dari data yang yang

sudah didapatkan maka dapat dilakukan perhitungan rasio hubung singkat

(short circuit ratio) sebagai berikut :

Isc =𝐾𝑉𝐴 × 100

√3 × 𝐾𝑉 × 𝑍=

1000 × 100

√3 × 20 × 5= 577,350𝐴

Setelah mendapatkan arus hubung singkat maksimum maka kita

dapat menghitung arus beban maksimum dengan menggunakan

persamaan :

IL =𝐾𝑊

𝑃𝐹 × √3 × 𝐾𝑉=

104

0,85 × √3 × 20= 3,532𝐴

Setelah mendapatkan arus hubung singkat maksimum maka dapat

dihitung rasio hubung singkat (short circuit ratio) dengan menggunakan

persamaan :

SCratio = Isc

IL=

577,350

3,532= 163,462 = 15%

Berdasarkan standar IEEE 519-1992 untuk batas maksimum THDi

adalah sebagai berikut:

Tabel 4.12 standar IEEE 519-1992 untuk batas maksimum THDi

Batas maksimum THDi

Scratio THDi

(%)

>1000 20

100 - 1000 15

50 - 100 12

20 - 50 8

<20 5

55

Pada sistem PLTA 1008 MW batas maksimum THDi yang diperoleh

dari hasil simulasi dapat dilihat pada tabel :

Tabel 4.13 THDi yang diperoleh dari hasil simulasi

BUS 46 THDi hasil simulasi

Standar IEEE No 519-1992

THDi max

Keterangan

Sebelum PLTS

Cirata 1 MW beroperasi

0% 50 - 100 15% Sesuai

PLTS Cirata 1 MW beroperasi

0% 50 - 100 15% Sesuai

4.3.2. Batas maksimum THDv di penyulang PLTA 1008MW Cirata

Menurut standar IEEE 512-1992 batas maksimum THDv yang

diperbolehkan pada sistem distribusi adalah 5%. Karena tegangan yang

dioperasikan pada penyulang PLTA 1008 MW kurang dari 69 kV yaitu 20 kV

maka sesuai dengan standar IEEE yang ditampilkan pada tabel 2.2. Berikut

pada tabel 4.14 dapat dilihat THDv hasil dari simulasi.

Tabel 4.14 THDv yang diperoleh dari hasil simulasi

BUS 46 THDv hasil

simulasi Standar IEEE No 519-1992

THDv max

Keterangan

Sebelum

PLTS Cirata 1 MW

beroperasi

0% <69 kV 5% Sesuai

PLTS Cirata 1 MW

beroperasi 0,69% <69kV 5% Sesuai

4.3.3. Hasil Simulasi THDi dan THDv PLTS Cirata 1 MW

Setelah kita melakukan simulasi THDi dan THDv pada penyulang 20

kV PLTA Cirata 1008 MW yang bisa terlihat pada gambar 4.2 dan hasil dari

simulasi dapat kita lihat melalui gambar 4.6 di bawah:

56

Gambar 4.7 Hasil Simulasi THDi dan THDv bus 46 Penyulang PLTA Cirata 1008 MW

Hasil THDi adalah 0% karena PLTS Cirata 1 MW belum beroperasi

sehingga beban yang dituju belum ada dan harmonisa arus yang terjadi

adalah 0. Hasil simulasi harmonisa pada software ETAP didapat THDv yang

terkandung pada bus 46 adalah 0% dikarenakan pada bus 46 PLTS belum

beroperasi sehingga belum ada harmonisa yang terjadi . Dapat dilihat tidak

ada spektrum THDv pada gambar 4.8 karena tidak terjadinya harmonisa

pada sistem.

57

Gambar 4.8 spektrum THDv

Pada gambar 4.9 dapat dilihat gambar gelombang yang tidak terdapat

distorsi hal dikarenakan THDv yang terkandung pada bus 46 adalah 0%.

Gambar 4.9 gelombang THDv

Spesifikasi data yang didapatkan pada simulasi PLTS Cirata 1 MW

adalah:

- Vfundamental = 19,31 kV

- Ifundamental = 0 A

- THDv = 0%

- THDi = 0%

- Vrms = 19,31 kV

- Irms = 0 A

58

4.3.4. Hasil simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1

MW

Pada gambar 4.11 dapat dilihat hasil simulasi harmonisa dengan

ETAP setelah PLTS Cirata 1 MW terhubung pada penyulang 20 kV PLTA

1008 MW. THDv yang terkandung setelah PLTS Cirata 1 MW beroperasi

adalah 0,69%.

Gambar 4.10 Hasil simulasi THDi dan THDv setelah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW

Pada gambar 4.11 dapat dilihat spektrum THDv yang terjadi dengan

harmonic orde tertingginya yaitu orde ke-5.

59

Gambar 4.11 Spektrum THDv

Pada gambar 4.12 dapat dilihat bentuk gelombang dengan kandungan

THDv sebesar 0,69%, dimana terlihat tidak adanya perubahan gelombang

secara signifikan dikarenakan THDv yang timbul tidak besar.

Gambar 4.12 Gelombang THDv

Spesifikasi data yang didapatkan dengan beroperasinya PLTS Cirata 1 MW adalah:

- Vfundamental = 19,327 kV

- Ifundamental = 0 A

60

- THDv = 0,69%

- THDi = 0%

- Vrms = 19,33 kV

- Irms = 0 A

Untuk melihat besarnya THDi yang terjadi setelah PLTS Cirata 1 MW

beroperasi dan terhubung dengan PLTA Cirata 1008 MW (bus 48) akan di

tampilkan pada gambar di bawah

Gambar 4.13 simulasi THDi PLTS Cirata dan terhubung dengan PLTS Cirata 1008 MW (bus 48)

4.4. Hasil Pembahasan

Dari hasil simulasi yang sudah dilakukan dapat dianalisa distorsi arus

dan tegangan yang terjadi.

4.4.1. THD arus

Analisa distorsi harmonisa arus dapat dilakukan setelah melakukan

simulasi harmonisa menggunakan ETAP dengan kondisi sebelum dan

61

sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW. Hasil dari simulasi THDi juga

dibandingkan dengan standar IEEE 519-1992 yang dapat dilihat pada tabel

4.15.

Tabel 4.15 THD arus

Keadaan

Kandungan THDi (arus)

Keterangan Hasil Simulasi ETAP 12.6

Standar IEEE 519-

1992 Sebelum PLTS

Cirata 1 MW beroperasi

0% 15% Sesuai

Setelah PLTS Cirata 1 MW beroperasi

0% 15% Sesuai

Selisih THDi 0% Sesuai

Tabel 4.15 menyatakan perbandingan nilai THDi yang didapat dari

hasil simulasi menggunakan ETAP. Standar THDi pada penyulang 20 kV

PLTA 1008MW adalah 15% yang telah di cantumkan pada tabel 4.12. dari

hasil simulasi yang didapatkan sebelum dan sesudah PLTS Cirata 1 MW

beroperasi THDi yang terkandung adalah 0%.

4.4.2. THD tegangan

Analisa distorsi harmonisa tegangan dapat dilakukan setelah

melakukan simulasi harmonisa menggunakan ETAP dengan kondisi

sebelum dan sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1 MW. Hasil dari

simulasi THDv juga dibandingkan dengan standar IEEE 519-1992 yang

dapat dilihat pada tabel 4.16.

Tabel 4.16 THD Tegangan

Keadaan

Kandungan THDv (tegangan)

Keterangan Hasil Simulasi ETAP 12.6

Standar IEEE 519-1992

Sebelum

PLTS Cirata 0% 5% Sesuai

62

1 MW beroperasi

Setelah PLTS Cirata 1 MW beroperasi

0,69% 5% Sesuai

Selisih THDv 0,69% Meningkat

Hasil dari beroperasinya PLTS Cirata 1 MW penyulang 20 kV PLTA

1008 MW mengakibatkan munculnya distorsi tegangan sebesar 0,69%. Hal

ini dikarenakan penggunaan inverter sebagai beban elektronika daya yang

terpasang pada PLTS Cirata 1 MW.

4.4.3. Permasalahan yang timbul akibat Harmonisa

Аdаpun permаsаlаhаn yаng timbul аkibаt аdаnyа hаrmonisа

аntаrа lаin:

a. SаlurаncTrаnsmisi

cHаrmonikcаruscpаdаckonduktorcаkаncmenyebаbkаncbertаmbа

hnyаcrugi-rugicsаlurаncsebаgаicаdаnyаcpemаnаsаnc-cpemаnаsаn

tаmbаhаn

b. Trаnsformаtor

Efekchаrmonisаcpаdаctrаnsformаtorcаdаlаhchаrmonikcаruscme

nyebаbkаn meningkаtnyа rugi-rugictembаgа. Selаin ituchаrmonik jugа

dаpаtcmenyebаbkаn pemаnаsаnclebih pаdа isolаsi,cdаncаkаn

mempersingkаt umurcpenggunааn isolаsi.

c. Mesin-mesin berputаr (Rotаting Mаchine)

Hаrmonikcаkаncmenimbulkаncpаnаsctаmbаhаncsehinggаcmen

аmbаh rugi-rugi tembаgа dаn besi, yаngcberpengаruh pаdаcefisiensi

mesin

d. Bаnk Kаpаsitor (Cаpаsitor Bаnk)

Distorsi tegаngаn аkаncmenyebаbkаn rugicdаyа tаmbаhаn pаdа

kаpаsitor. Pаdаcfrekuensi yаngclebih tinggi, besаr reаktаnsi dаri

63

kаpаsitor аkаncmenurun sehinggа hаrmonik аrus yаng mengаlir ke

kаpаsitor jugа semаkin besаr.

e. Perаlаtаn konsumen

Pаdа perаlаtаnckonsumen jugаcterpengаruh olehchаrmonik

seperti pаdа televisicdаpаt mempengаruhi nilаicpuncаk tegаngаncyаng

berdаpаk pаdа perubаhаn gаmbаrcTV dаn jugа kecerаhаncTV, pаdа

komputer аkаncberdаmpаk pаdа pemrosesаncdаtа kаrenа tegаngаn

supplycterdistorsi.

f. Terjаdi kesаlаhаn pаdа pembаcааn di аlаt pengukurаn, contohnyа аdаlаh

KWH meter.

64

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa :

1. Total Harmonic Distortion (THD) arus sebelum beroperasinya PLTS

Cirata 1 MW adlah 0% dan Total Harmonic Distortion (THD) tegangan

sebelum beroperasinya PLTS Cirata 1 MW adalah sebesar 0%. Total

Harmonic Distortion (THD) arus sesudah beroperasinya PLTS Cirata 1

MW adalah 0% dan Total Harmonic Distortion (THD) tegangan setelah

beroperasinya PLTS Cirata 1 MW adalah 0,69%.

2. Efek dari timbulnya harmonisa berpengaruh pada saluran transmisi,

transformator, mesin-mesin berputar, bank kapasitor, peralatan

konsumen dan terjadi kesalahan pada pembacaan alat pengukuran.

5.2. Saran

Merupakan suatu harapan dapat bermanfaat bagi pengembangan

kampus, industri terkait dan untuk masyarakat luas, meliputi;

1. Untuk kampus diharapkan agar penelitian ini dapat menjadi bahan

referensi untuk pegembangan ilmu pengetahuan kedepannya.

2. Untuk industri diharapkan agar selalu mengukur THD agar jika THD

melebihi batas standar dapat ditindak lanjuti.

3. Penelitian ini masih jauh dari kata sempurna terutama karena penelitian

ini hanya mengandalkan software ETAP untuk melihat THD yang timbul

dari beroperasinya PLTS Cirata 1 MW terhadap jaringan 20 kV PLTA 1008

MW.

65

DAFTAR PUSTAKA

Andi Faharuddin, G. W. (2012). Simulasi Kualitas Daya Saluran Distribusi

Sekunder Perumahan.

Aripriantoni. (2020, Juni 16). Harmonisa PLTS Cirata 1 MW.

Cummins, R. H. (1991). Discussion of “Update of Harmonic Standard IEEE-519:

IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in

Electric Power Systems”. IEEE Transactions on Industry Applications,

244.

goleman, daniel; boyatzis, Richard; Mckee, Annie. (2018). Journal of Chemical

Information and Modeling, 1689-1699.

Hardi, S. d. (2013). Jurnal Litek. Peredaman Harmonisa dan Perbaikan Faktor

Daya Aplikasi Beban Rumah Tangga.

Manual Book Sunny Boy 5.0 Solar Inverter merk SMA . (t.thn.).

Marsudi, D. (2002). Prosiding Seminar Kiat Menghadapi Krisis Energi Listrik.

Universitas Trisakti. Pengaruh harmonisa dalam pasokan tenaga listrik.

Miharja, F. (2009). Perencanaan dan Manajemen Pembangkit Listrik tenaga

Hybrid (Angin/Surya/Fuel cell).

Sankaran, C. (2002). Power Quality. The ELECTRIC POWER ENGINEERING

Series.

Zainuddin, M. (2017). pengaruh masuknya plts on-grid skala besar pada sistem

distribusi 20 kV terhadap kualitas tegangan dan rugi-rugi daya.

Zulkarnain, I. (2000). Skripsi. Analisis Pengaruh Harmonisa terhadap Arus Netral,

Rugi-rugi dan Penurunan Kapasitas pada Transformator Distribusi.

66

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal NIM : 201611171


Tempat / Tanggal Lahir : Magelang, 22 Mei 1998

Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Katolik

Status Perkawinan : Belum Menikah


Alamat Rumah : Desa Oenenu Utara, Rt/Rw 05/02 Kecamatan

Bikomi Tengah,TTU, NTT

Nomor Telepon : +6282260501151

Email : [email protected]

Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SDK ST. Aloysius Oenenu - 2010

SMP SMPK ST Antonius Padua

Kefamenanu

- 2013

SMA SMAK Fides Quaerens

Intellectum

IPA 2016

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.



67

LAMPIRAN-LAMPIRAN

A1

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Emilius Krismawanto Purnomo Sasi

NIM : 2016-11-171

Program Studi : Teknik Elektro

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama : Heri Suyanto. S.T., M.T


Dengan Sistem Jaringan 20 KV PLTA 1008 MW

Dengan Menggunakan Software ETAP 12.6.

No Tanggal Materi Bimbingan Paraf

Pembimbing

1 13 Desember 2020

Pengajuan dosen dan penetapan topik skripsi

2 23 Desember 2020

Perbaikan proposal skripsi

3 7 Maret 2020 Menentukan cakupan bahasan skripsi

4 20 Maret 2020

Pembahasan judul skripsi

A2

5 4 April 2020 Pengajuan BAB I dan konsultasi

6 17 April 2020 Revisi BAB I dan Pengajuan BAB II

7 5 Mei 2020 Konsultasi BAB II dan Revisi

8 14 Mei 2020 Diskusi BAB III mengenai metode penelitian yang akan dilaksanakan

9 13 Juni 2020 Pengajuan BAB III dan revisi

10 2 Juli 2020 Konsultasi untuk isi skripsi yang akan di bahas

11 15 Juli 2020 Pengajuan BAB IV dan revisi

12 17 Juli 2020 Konsultasi untuk hasil penulisan skripsi

13 21 Juli 2020 Konsultasi keseluruhan skripsi

A3

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Emilius Krismawanto Purnomo Sasi

NIM : 2016-11-171

Program Studi : Teknik Elektro

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama : Hendrianto Husada., Ir., MT


Dengan Sistem Jaringan 20 KV PLTA 1008 MW

Dengan Menggunakan Software ETAP 12.6.

No Tanggal Materi Bimbingan Paraf

Pembimbing

1 13 Desember 2020

Pengajuan dosen dan penetapan topik skripsi

2 23 Desember 2020

Perbaikan proposal skripsi

3 7 Maret 2020 Menentukan cakupan bahasan skripsi

4 20 Maret 2020

Pembahasan judul skripsi

5 4 April 2020 Pengajuan BAB I dan konsultasi

6 17 April 2020 Revisi BAB I dan Pengajuan BAB II

7 5 Mei 2020 Konsultasi BAB II dan Revisi

A4

8 14 Mei 2020

Diskusi BAB III mengenai metode penelitian yang akan dilaksanakan

9 13 Juni 2020 Pengajuan BAB III dan revisi

10 2 Juli 2020 Konsultasi untuk isi skripsi yang akan di bahas

11 15 Juli 2020 Pengajuan BAB IV dan revisi

12 17 Juli 2020 Konsultasi untuk hasil penulisan skripsi

13 21 Juli 2020 Konsultasi keseluruhan skripsi

A5

Lampiran Gambar Single Line Diagram PLTA 1008 MW

A6

Lampiran Single Line Diagram PLTS Cirata 1 MW

A7

Lampiran Gambar Single Line Diagram PLTA 1008 MW dalam

ETAP

A8

Lampiran single line diagram PLTS Cirata 1 MW ETAP

A9

Single line diagram PLTS Cirata 1 MW dan PLTA 1008 MW ETAP

INSTITUT TEKNOLOGI PLN JAKARTA KAJIAN DISTORSI …

Documents

Transcript of INSTITUT TEKNOLOGI PLN JAKARTA KAJIAN DISTORSI …