Analisis Stabilitas Transien dan Perancangan Pelepasan Beban pada proyek Chemical Grade Alumina (CGA) Tayan PT Indonesia Chemical Alumina

Nama : Mochmad Rachmad SANRP : 2212106025Dosen pembimbing 1 : Dr. Ir. Margo Pujiantara, MTDosen pembimbing 2: Ir Teguh Yuwono.11.1 LATAR BELAKANGKetidakstabilansistemtenaga kontinuitas pelayanan daya beban.listrikmengakibatkanterganggunyaGangguan merupakan salah satu penyebab sistem keluar dari batas stabil.EfekDapat menyebabkan sistemkeluar dari batas stabilLepas Pemban gkitHubung singkatMotor starting

1.2TUJUANMemperoleh rekomendasi yang diperlukan agar dapat menjaga keandalan dan kestabilan transien Merancang skema yang handal agar sistem kelistrikan pada PT Indonesia Chemical Alumina ("PT ICA") dapat kembali stabil ketika terjadi gangguan yang dapat menyebabkan sistem tidak stabil.

Pendahuluan1.3BATASAN MASALAH

Simulasi dan analisis menggunakan software ETAP 7.5.

Analisissistemtenagayangdilakukandifokuskanpadaanalisis stabilitas transien dan pelepasan beban.

Pendahuluan

Sistem kelistrikan

Operasi1: Kondisi operasi normal pembangkitanGenerator BTG-G-301 dan BTG-G-302 dalam kondisi aktif. Daya yang dibangkitkan 23 MW. Operasi 2 : Kondisi operasi ketika 1 generator tidak aktif yaitu BTG-G-302. Daya yang dibangkitkan sebesar 12 MW. Operasi 3 : Kondisi operasi ketika 1 generator tidak aktif yaitu BTG-G-301. Daya yang dibangkitkan sebesar 11 MW.

STABILITAS TRANSIENT

merupakan kemampuan sistem tenaga untuk mencapai kondisi stabil operasi baru yang dapat diterima setelah sistem mengalami gangguan besar.Studi kestabilan transien diperlukan untuk memastikan kemampuan sistem untuk bisa menahan kondisi transien setelah terjadinya gangguan besar.Teori Penunjang

KlasifikasiKestabilanSistemTenaga(IEEE Transactions on Power Systemvol. 19, no. 2, may 2004)Teori Penunjang

Gangguan Generator Lepas

Motor Starting

Short Circuit

2.3 Gangguan Gangguan YANG DAPAT MEMPENGARUHI KESTABILANTeori Penunjang

Standar Frekuensi

60.5 Hz(100.83%)59.5 Hz(99.16%)61.8 Hz

(61.7/60) x 100% = 103%StandarFrekuensiuntukSteam TurbinGenerator (IEEE StdC37.106-2003) [11]

Standart Yang digunakan

Standart Aman frekuensiPeraturan menteri energi dan sumber daya alam no 3 tahun 2007

Standar Tegangan

DefinisiVoltage Magnitude Event berdasarkanstandarIEEE 1195-1995 Standart Yang digunakan

Standart Aman tegangan untuk Kedip

Standart Yang digunakan

Standart Aman tegangan untuk Kedip

2.4LOAD SHEDDING (PELEPASAN BEBAN)GangguanSuplai dan kebutuhan beban Tidak seimbangLoad SheddingManual LoadSheddingAutomatic Load Shedding

Pelepasan Beban secara otomatis berdasarkan frekuensi menurutstandarANSI/IEEE C37.106-1987

Kasus Kestabilan Transien pada PT Indonesia Chemical Alumina ("PT ICA")Kasus yang dibahas di PT Indonesia Chemical Alumina ("PT ICA")antara lain:

1.Generator Outage: Menjelaskan pengaruh jika satu atau lebih generator yang lepas ketika sistem sedang berjalan. Konfigurasi sistem operasinya antara lain:2.Short circuit: Menjelaskan pengaruh dari gangguan hubung singkat 3 fasa3.Motor starting: Menjelaskan pengaruh dari starting motor

Studi KasusNoKasusOperasi Pembangkitan Keterangan 1Gen off 1 1Generator BTG-G-302 outage dari sistem 2Gen off 21Generator BTG-G-301 outage dari sistem 3SC11Gangguan hubung singkat di bus LVD-22-1 (0,4 kV) dilanjutkan CB 5-1-1 open saat 0,3 s setelah gangguan 4SC21Gangguan hubung singkat di bus LVD-23-1 (0,4 kV) dilanjutkan CB 7-1-1 open saat 0,3 s setelah gangguan 5SC31Gangguan hubung singkat di bus MVD-S2 (6,6 kV) dilanjutkan CB 609 open saat 0,3 s setelah gangguan 6SC41Gangguan hubung singkat di bus MVD-31-1 (6,6 kV) dilanjutkan CB 8-2-1 open saat 0,3 s setelah gangguan 7SC51Gangguan hubung singkat di bus LVD-32-1 (6,6 kV) dilanjutkan CB 12-2-1 open saat 0,3 s setelah gangguan 8SC61Gangguan hubung singkat di bus LVD-31-1 (6,6 kV) dilanjutkan CB 11-2-1 open saat 0,3 s setelah gangguan 9MS SLE-BL-101-11Motor Starting (SLE-BL-101-1) (453kW)

Generator BTG-G-302 outagedari sistem (t=1s)

NOT SAFENOT SAFENOT Safe (load Shedding)

Frekuensi 99.16% -100.83% IEEE std c37.106-2003

BTG-G-302 OFF(t=1s)StudiKasusketika Generator BGT-G-302 Lepas dan Mekanisme Load sheddingLoad Shedding Tahap1:PelepasanBeban10 % ( 2,015MW) Frekuensi98,83 % (49,41 Hz)WaktuClearance (1.461S + 0.12 S)Load Shedding Tahap2:PelepasanBeban15% ( 3.0225MW) Frekuensi98,83 % (49,41 Hz)WaktuClearance (1.642S + 0.12 S)Load Shedding Tahap3:PelepasanBeban (Sampai Frekuensi Stabil) Frekuensi98,83 % (49,41 Hz)WaktuClearance (1.823S + 0.12 S)

SAFE

SAFEFrekuensi 99.16% -100.83% IEEE std c37.106-2003Generator BTG-G-301 outagedari sistem (t=1s)NOT Safe (load Shedding)

BGT-G-301 off (t=1s)StudiKasusketika Generator BGT-G-301 Lepas dan Mekanisme Load sheddingLoad Shedding Tahap1:PelepasanBeban10 % ( 2,015MW) Frekuensi98,83 % (49,41 Hz)WaktuClearance (1.541S + 0.12 S)Load Shedding Tahap2:PelepasanBeban15% ( 3.0225MW) Frekuensi98,83 % (49,41 Hz)WaktuClearance (1.762S + 0.12 S)Load Shedding Tahap3:PelepasanBeban (Sampai Frekuensi Stabil) Frekuensi98,83 % (49,41 Hz)WaktuClearance (2.003S + 0.12 S)

SAFE

Short Circuit 3phPada waktu (t=1s)CB5-1-1 open(t=1s+0.3s=1.3s)StudiKasusShort Circuit Bus LVD-22-1StudiKasusShort Circuit Bus LVD-22-1

Frekuensi 99.16% -100.83% IEEE std c37.106-2003

CB22-3-1 ON (t=3S)Motor startStudi Kasus Motor SLE-BL-101-1 StartStudi Kasus Motor SLE-BL-101-1 StartSAFE

Frekuensi 99.16% -100.83% IEEE std c37.106-2003KesimpulanBerdasarkan hasil yang didapatkan dari simulasi dan analisis pada tugas akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: Dari 2 kasus lepasnya pembangkit sebelum mekanisme load shedding menyebabkan kondisi yang dapat membahayakan sistem kelistrikan. menyebabkan underfrequency dan terjadi undervoltage. Maka diperlukan mekanisme Load Shedding untuk mencapai standart ferkuensi 99,16%.Dari 6 kasus hubung singkat didapatkan bahwa kasus SC 3(pada bus MVD-S2 6,6KV ) memenuhi standar voltage sag karena magnitude tegangan dibawah 10 persen selama 0,3 s. Untuk SC 4(pada bus MVD-31-1 6,6KV ) memenuhi standar voltage sag karena magnitude tegangan dibawah 30 persen selama 0,3 sPT Indonesia Chemical Alumina sangat handal dalam hal starting motor penyalaan motor 453KW secara direct saat 2 generator ON diizinkan karena tegangan dan frekuensi sebesar 100% maka masih dalam batas standar amanSaran yang dapat diberikan untuk perbaikan setelah melakukan analisis adalah sebagai berikut : Sebaiknya dalam perancangan pelepasan beban, beban-beban yang dilepas harus di dekat generator yang mengalami kasus outage/lepas. Diperlukan pemasangan rele 81-O synchron rele pada bus generator untuk mempertahankan sikronisasi sistem. Mengingat arus hubung singkat yang besar dan menyebabkan kedip tegangan yang cukup besar didaerah gangguan, maka diperlukan peralatan pemutus/circuit breaker yang handal, dengan ini diharapkan daerah yang terkena gangguan dapat terisolir.

SaranTERIMA KASIH