PROGRAM STUDI MAGISTERBIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA

JURUSAN TEKNIK ELEKTROINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2011

Oleh: Mohammad Arie Reza

Dosen Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng

Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT.

Level keamanan transmisi dalam satu kondisi operasi dapat disimulasikan dengan analisa load flow dan dinyatakan pula secara kuantitatif dengan besaran indeks keamanan.

Dengan indeks ini, level keamanan tiap saluran untuk satu kondisi operasi dapat diurutkan kedalam kontrol operasi maupun perencanaan. Perbaikan nilai reaktansi saluran transmisi dapat dilakukan dengan penambahan kompensator seri.

Penggunaan kapasitor seri terhadap stabilitas dalam suatu sistem tenaga listrik disebabkan oleh sistem yang tidak seimbang (>75 derajad)

Perubahan beban pada sisi konsumen dapat mempengaruhidaya penyaluran hal ini disebabkan oleh perubahan nilai deltasudut (∆δ), kompensasi seri merupakan suatu metode yangtepat untuk diterapkan dalam sistem tenaga listrik agarkestabilan dari sistem tersebut tetap terjaga

Batasan MasalahPada tesis ini akan dibahas perbandingan sistem penyalurantenaga listrik dalam kondisi normal dibandingkan dengan sistemyang dalam kondisi kritis dan menggunakan kompensasi serisehingga akan diketahui pengaruhnya terhadap perbaikanstabilitas sistem tenaga listrik dan juga akan dilakukanperhitungan-perhitungan untuk mengetahui derajat kompensasiyang paling optimal untuk suatu sistem tenaga listrik di Bustertentu

Menganalisa indeks keamanan sistemtransmisi Jawa Timur 150kV dalam kondisiNormal,mendekati kritis dan kritis.

Menambahkan kompensasi seri untukperbaikan stabilitas sistem tenagalistrik

Penelitian tesis ini diharapkan dapat menjadireferensi ataupun saran pertimbangan dalamperencanaan pemasangan kompensasi kapasitorseri pada sistem jaring transmisi.

Penyelesaian aliran daya dengan metode Newton Raphsonmengikuti langkah-langkah berikut :

Menentukan nilai-nilai P dan Q yang mengalir ke dalamsistem pada setiap bus

Menghitung nilai-nilai Matrik Jacobian

Menentukan invers Matrik Jacobian dan hitung koreksi-koreksi sudut dan tegangan pada setiap Bus.

∆∆

=

∆∆

VJJJJ

QP δ

2221

1211

Pada Penelitian ini akan ditentukan selisih sudutantar bus yang sangat berhubungan dengan bataskestabilan transfer daya maksimum.

Dimana:

)( δ∆= SinX

rVsVP

)()()( terimakirimsudutselisih δδδ −=∆

Kenaikan beban (P) Pembebanan yang tidak seimbang Perubahan Tegangan (V mag) akibat perubahan Arus.

Nilai Pemasangan Kapasitor

Besar kapasitas kapasitor yang terpasang untukmenurunkan selisih sudut (∆δ) dapat ditentukan dengan :

Nilai kompensasi kapasitor akan mengurangi besar Xljaringan transmisi sehingga diperoleh nilai impedansi yanglebih kecil.

)(sin δ∆−=PVrVsXXc l

No. Tujuan Kapasitor seri

1 Memperbaiki tingkat tegangan pada sistem saluran udaradengan factor daya normal dan rendah Dipakai

2 Memperbaiki tingkat tegangan pada saluran bawahtanahdengan faktor daya normal dan rendah Dipakai

3 Mengurangi fluktuasi teganganDipakai

Kapasitor seri lebih efektif dipakai karena menaikan limit dayastatis atau menaikan stabilitas saluran karena kapasitor seri inijuga dilengkapi dengan “spark gap” yang berfungsi sebagaiperlindungan pada arus hubung singkat

Mulai

Sistem Transmisi Jawa Timur 150 KV (75 Bus)

Input Data ( P, Q Generator; P, Q Load; R, X,

½ Saluran Transmisi )

Run Dengan Matlab Menggunakan Metode

Newton Raphson

Periksa sudut Hasil Run Load flow Pada Masing-Masing Bus

Konvergen ?

Print Hasil

Selesai

Input Nilai Kapasitor Seri

Ya

Tidak

MLIWANG KEREK

CEPU

SEMEN TUBAN

TUBAN

BOJONEGORO

BABAT LAMONGAN

PETROKIMIA

SEGOROMDU

PLTU/G GERSIK

ALTA PRIMA

KABEL LAUT

Ke Madura

SURABAYA BARAT KARANG

PILANG

WARU

BABADANBUDURAN

DRIYOREJO

KASIHJATIM

MANYAR

BLONGBENDO

SEKAR PUTIH

NGORO

MOJOAGUNG

SURYAZIGZAG

Ke SRGEN

NGAWI

MANISREJO BNRAN

JAYAKERTAS

PLTAWLINGI

PLTASUTAMI

SENGKALING

KEBONAGUNG

PAKIS

LAWANG

BULUKANDANG

BUMICOKRO

REJOSO

PLTGU GRATI II

GENDING

KRAKSAAN

PAITON

SITUBONDOBONDOWOSO

PROBOLINGGO

LUMAJANG

TANGGUL

JEMBER

GETENG

BANYUWANGI

KABEL LAUT

Ke BALI

PIER

GONDANGWETAN

SUKOLILO

KEJERAN

UJUNG

SIMPANG

KABEL TANAH

NGAGEL

WONOKRMO

RUNGKUT

ISPAT INDO

UNDAANSAWAHAN

KREMBANGAN

KUPANGDARMO

TANDES

PLTU2X50MW

PERAK

SST 2 Ke Blok 2-3 154/6.3KV 24-30

CERME

PLTGU GERSIK

SURABAYA SELATAN

150/70

500/150

150/70

150/70

150/70

KABEL TANAH

500/150

150/70

150/70

150/70

KERTOSONO

KEDIRI

500/150150/70

150/70150/70

BANGIL

150/70

150/70

500/150

500/150

150/70150/70

GBONG1

2

3

4

50

8

7 6

5

9

11

12

19

16

18

15

17

14

13

20

21

22

2328

27

26

25

24

29

44

3736

33 34

32

31

30

38

43

46

40

45

4239

41

35

49

48

47

52

54

53

61

57

56

55

58

60

63

62

58

69

68

67

66

65

64

73

72

70

71

74

75

10

51

KONFIGURASI JARINGAN SISTEM REGION

JAWA TIMUR (150KV)

Sistem Jawa Timur 150 KV Setelah mendapatkan Kompensator seri

Penyebab utama ketidak stabilan tegangan adalah ketidakmampuan sistem tenaga untuk memenuhi permintaan dayareaktif. Inti dari permasalahan ini biasanya berhubungandengan susut tegangan (VS - VR) yang terjadi pada saat dayaaktif dan daya reaktif mengalir melalui reaktansi induktifpada jaring transmisi.

Penggunaan kapasitor seri sebagai kompensasi mampumeningkatkan stabilitas pada suatu sistem tenaga listrik akantetap kompensasi dengan megurangi harga reaktansi saluran(x).

Pada kondisi sudut kritis (75,16400) diinjeksikan kapasitorseri sebesar (0.017) pada Bus mampu menurunkan nilai delta sudut menjadi (19,92810) serta meningkatkan kemampuantransfer daya pada sistem.

[1]. Hadi Saadat, (2004), Power Sistem Analysis, Second Edition, McGraw-Hill International Edition.,Singapore.

[2]. Imam Robandi, (2007), Rekayasa Kontrol Sistem Tenaga Listrik Untuk Pemula.[3]. Lynn Powell, (2005), Power Sistem Load Flow Analysis, McGraw-Hill International

Edition.[4]. John J.Grainger and William D.Stevenson.Jr, (1994), Power Sistem Analysis, Mc Graw-

Hill International Editions.[5]. Charles A Gross, (1986), Power System Analysis, Second Edition, John Wiley &

Sons.,Canada.[6]. Turan Gonen,(1988), Modern Power Sistem Analysis, John Wiley & Sons,Inc.,Canada.[7]. Prabha Kundur, Power Sistem Stability and Control, (1994), Mc Graw-Hill, Inc.[8]. Vincent Del Toro, (1992), Electric Power Sistems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New

Jersey.[9]. Tao He, Sharma Kolluri (2007), “ Identification of Weak Location in Bulk Transmission

System Using Voltage Stability Margin Index”, Turk J Elec Engin, Vol. 15, No. 3, hal 329-337.

[10]. Anderson P.M Farmer R. G., “ Series Compensation of Power System,” Publish by PBLSH inc 1996

[11]. D.N. Koesterev, W.A Mittelstadt,” An Application Study for sizing and Rating Controlled and Conventional Series Compensation,” IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 11, No.2, April 1996

[12]. Essam zaki A, Mubaraka A.A., “ Application of Series Capacitor to the East-Central Tie Lines in Saudi Arabia,” Saudi electricity Company, 1999.