STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD … · iii lembar pengesahan study analisa...

i

STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD

SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY

PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Di susun Oleh :

ALIEFATIN AGUSTINA

201210130311132

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

1. LEMBAR PERSETUJUAN




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

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

ALIEFATIN AGUSTINA 201210130311132

Diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I

Pembimbing II

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIDN: 0718036502

Ilham Pakaya, ST.

NIDN: 0717018801

iii

LEMBAR PENGESAHAN

STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY


Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh

ALIEFATIN AGUSTINA 201210130311132

Tanggal Ujian : 26 Juli 2016 Periode Wisuda : Agustus 2016

Disetujui Oleh :

1.


NIDN: 0718036502

(Pembimbing I)

2.

Ilham Pakaya, ST.

NIDN: 0717018801

(Pembimbing II)

3.

Ir. Nurhadi, MT

NIDN: 0731126202

(Penguji I)

4.

Machmud Effendy, ST., M.Eng.

NIDN: 0715067402

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro


NIDN: 0718036502

iv

LEMBAR PENYATAAN

2. LEMBAR PENYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini: NAMA : ALIEFATIN AGUSTINA Tempat/Tgl Lahir : Bojonegoro, 23 Agustus 1993 NIM : 201210130311132 FAK./JUR. :TEKNIK/ELEKTRO Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD SHEDDING PADA POWER PLANT 1 DI JOINT OPERATING BODY PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA (JOB P-PEJ), TUBAN beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang, 04 Agustus 2016

Yang Membuat Pernyataan

Aliefatin Agustina

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I


Dosen Pembimbing II

Ilham Pakaya, ST.

v

ABSTRAK

3. ABSTRAK

Kestabilan sistem merupakan hal yang penting dalam sebuah sistem

tenaga listrik, kestabilan tersebut meliputi bagaimana suatu sistem dapat

melayani beban secara stabil dengan tegangannya, serta memenuhi standart

yang berlaku. Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang bagaimana kondisi

suatu sistem tenaga kembali stabil setelah terjadi pelepasan beban. Studi kasus

untuk tugas akhir ini adalah pelepasan beban di Power Plant 1 di JOB P-PEJ.

Dimana di JOB ada beberapa tahap pelepasan beban yang dilakukan. Pada

simulasi dalam kasus di Power Plant 1 akan terjadi shut down pada generator

yang mensupplay sistem kelistrikan meliputi TEG1, TEG2, TEG3, TEG4 dan

DOG yang akan di ikuti dengan lepasnya beban-beban. Hal ini dilakukan agar

kestabilan sistem tenaga tetap terjaga.

Kata kunci: Stabilitas Transien, Program ETAP, Pelepasan beban, generator,

shutdown.

vi

ABSTRACK

4. ABSTRACK

The stability of the system is important in an electric power system, the

stability of the covering how a system can serve the load stably with voltage, and

meet the standards that apply. In this final project will be discussed about how

state power system is stable again after the load shedding. The case study for this

thesis is load shedding in Power Plant 1 in JOB P - PEJ. Where there are several

stages in JOB load shedding is done. In the simulation in the case at power plant 1

will occur shut down the generator supplying the electrical system includes TEG

1, TEG2, TEG3, TEG4 and DOG which will be followed by the release of loads.

This is done so that the stability of the power system is maintained.

Keywords: transient stability, ETAP program, load shedding, generator,

shutdown.

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

5. LEMBAR PERSEMBAHAN

Rasa syukur kepada Allah SWT yang memberikan rahmat−Nya, nikmat−Nya, dan hidayah−Nya dan Rasulullah SAW yang memberikan petunjuk ke jalan terang dan benar sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kupersembahkan skripsi ini untuk:

Banyak pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam

kepada:

1. Kedua orang tuaku yang tercinta atas doa restu dan perjuangan keras kedua

nya dalam segala hal sehingga dapat menghantarkan penulis menyelesaikan

kuliah ini. Terima kasih banyak Bapak, Mamak.

2. Kedua orang adikku yang tercinta atas semangat dalam segala hal sehingga

dapat menghantarkan penulis semakin berjuang untuk lulus. Terima kasih

banyak Sholik dan Dek Atip.

3. Ir. Nur Hadi, MT selaku dosen wali atas kebaikan dan kemurahan hati dan

memberikan motivasi.

4. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku dosen pembimbing I dan Ketua Jurusan

Teknik Elektro atas saran, masukan, dan waktu yang diberikan hingga tugas

akhir ini dapat terselesaikan.

5. Ilham Pakaya ST. selaku pembimbing II atas saran, masukan dan waktu

yang diberikan hingga akhirnya tugas akhir ini dapat terselesaikan

sebagaimana mestinya.

6. Para Bapak dan Ibu Dosen jurusan Teknik Elektro atas waktu dan perhatian,

motivasi dan masukan nya yang sangat berharga.

7. Para teman-teman elektro dari berbagai angkatan. Terima kasih atas support

perhatian dan kerjasamanya selama ini. Berkat kalian juga akhirnya tugas

akhir ini dapat terselesaikan.

8. Segenap keluarga besar Teknik Industri yang telah memberikan dukungan

kepada saya selaku parttimer.

viii

9. Terima kasih keluarga besar JOB P-PEJ terutama untuk pembimbing

lapangan saya di electric section.

10. Untuk Engga, Tiwi, Rivi, Yanti, Arip, Juki, Dian, Bian, Endik, Mondo,

Mul, Sau, Mbak Indah, Nana, Dea, Sasy, Sara, Silmi, Rizki, Devi, Lia, Mas

Dea dan Mas Sadam yang selama ini telah memberikan dukungan semangat.

11. Untuk Ailin Rohmatul F. terima kasih saudaraku untuk motivasi dan

dukungan yang selalu membawaku lebih semangat untuk skripsi ini.

12. Teman-teman di elektro C yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Terima kasih atas kebersamaannya selama ini.

Kepada Bapak dan Mamak, Bapak/Ibu dosen serta teman-teman sekalian,

terima kasih atas semuanya. Berkat kalian semua tugas akhir ini akhirnya dapat

terselesaikan. Semoga segala kebaikan dibalas dengan pahala disisi Allah SWT.

Amin

Akhirnya, kesempurnaan tetap hanya milik Allah. Inilah karya terbaik

yang dapat penulis persembahkan. Untuk segala ketidak sempurnaan dan

kekurangan penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak agar dapat

menjadi lebih baik dimasa-masa mendatang. Semoga karya ini dapat bermanfaat

bagi banyak orang, khususnya masyararakat desa Bukit Makmur. Semoga dapat

dengan segera menikmati listrik untuk kehidupan yang lebih baik. Amin.


Penulis

ix

KATA PENGANTAR

6. KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas

limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan

tugas akhir yang berjudul :




Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.

Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature

dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini

masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti

mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.


Penulis

x

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................ iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................. iv

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ................................................. v

ABSTRAKSI ....................................................................................... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................ viii

KATA PENGANTAR ......................................................................... ix

DAFTAR ISI........................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................ xiv

DAFTAR TABEL .............................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN

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

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

1.3 Tujuan ............................................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah............................................................................. 3

1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Sistem Pembangkit listrik ............................................................... 4

2.2 Pelepasan Beban (Load Shedding) ................................................. 4

2.2.1Pengertian Load Shedding ....................................................... 4

2.2.2 Beban – BebanPenting ............................................................ 5

2.2.2.1 Beban – beban yang kurangpenting ............................. 5

2.2.2.2 Beban – bebanpenting ................................................. 5

2.2.3 MasalahPokok Load Shedding ................................................ 6

2.3 Kestabilan Transien ........................................................................ 6

2.3.1 Definisi Kestabilan ................................................................. 6

2.3.2 KestabilanTenagaListrik ......................................................... 7

xi

2.3.3 Stabilitas Transient ................................................................. 8

2.4 Rotor Angle ................................................................................. 11

2.5 Mechanical Power dan Electrical Power (kW) .............................. 11

2.6 Penyebab Transien ....................................................................... 12

2.6.1 Faktor Manusia dan Alam ..................................................... 13

2.6.2KestabilanInternal .................................................................. 13

2.6.3 Short-circuit (hubungan pendek) ........................................... 13

2.6.4 KelebihanTegangan(over voltage)......................................... 14

2.6.5 Overload (kelebihanbeban) ................................................... 14

2.6.6 Power Back (reverse power) ................................................. 14

2.6.7 Loss of Excitation(hilangnya eksitasi) ................................... 14

2.7 Dampak Transient PadaSistem Tenaga Listrik .............................. 14

2.8 Respon Transien dan pencegahan ................................................. 15

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 TinjauanUmumSistemKelistrikan JOB P-PEJ, Tuban .................. .16

3.2 SkemaPelepasanbeban (Load shedding) ....................................... 20

3.3 Diagram AlurPenelitian ................................................................ 23

3.4 Flowchart ..................................................................................... 24

3.5 Pembuatan Program Simulasi ...................................................... 25

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 PemodelanSistemKelistrikan Joint Operating Body Pertamina-

PetroChina East Java (JOB P-PEJ), Tuban. ........................................ 46

4.2 HasilSimulasi ............................................................................... 48

4.2.1 HasilSimulasiLoad sheddingTahap 1 (TS1) .......................... 48

4.2.2HasilSimulasiLoad sheddingTahap 2 (TS2) ........................... 54





BAB V PENUTUP

xii

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 88

5.2 Saran ............................................................................................ 88

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 89

LAMPIRAN ............................................................................................ 90

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Listrik ................................................. 4

Gambar 2.2 Klasifikasi Stabilitas Sistem Tenaga listrik ....................... 8

Gambar 2.3 Sudut Rotor dengan gangguan .......................................... 9

Gambar 2.4 Kriteria Luas Sama ......................................................... 10

Gambar 2.5. Hubungan rotor dengan poros torsi ................................. 11

Gambar 3.1 Water Storage .................................................................. 19

Gambar 3.2 Compressor ..................................................................... 20

Gambar 3.3 Cerobong Oxidizer .......................................................... 20

Gambar 3.4 Diagram Alur Penelitian .................................................. 23

Gambar 3.5 Flowchart ........................................................................ 24

Gambar 3.6 Saturn Turbin Generator .................................................. 25

Gambar 3.7 Black Start Generator ...................................................... 27

Gambar 3.8 Single line diagram power plant 1 .................................... 29

Gambar 3.9 Action list kondisi N ........................................................ 31

Gambar 3.10 Action list kondisi N1 .................................................... 32

Gambar 3.11 Action list kondisi N2 .................................................... 34

Gambar 3.12 Action list kondisi TS1 .................................................. 35






Gambar 3.18 Action list kondisi Black Out ......................................... 44

Gambar 4.1 Generator Absolute Power Angle pada Study Case TS1 ... 49

Gambar 4.2 Generator Exciter Current pada Study Case TS1 .............. 49

Gambar 4.3 Generator Reactive Power pada Study Case TS1 ............. 50

Gambar 4.4 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS1 ............. 50

Gambar 4.5 Generator Electrical Power pada Study Case TS1 ............ 51

Gambar 4.6 Generator Mechanical Power pada Study Case TS1 ........... 51

xiv

Gambar 4.7 Generator Speed pada Study Case TS1 .............................. 52

Gambar 4.8 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS1 ...... 52

Gambar 4.9 Generator Terminal Current pada Study Case TS1 ............. 53

Gambar 4.10 Bus Frequency pada Study Case TS1 ............................... 53

Gambar 4.11 Bus Voltage pada Study Case TS1 ................................... 54



Gambar 4.14 Generator Reactive Power pada Study Case TS2.............. 56

Gambar 4.15 Generator Exciter Voltage pada Study Case TS2.............. 56


Gambar 4.17 Generator Mechanical Power pada Study Case TS2 ......... 57

Gambar 4.18 Generator Speed pada Study Case TS2 ............................ 58

Gambar 4.19 Generator Relative Power Angle pada Study Case TS2 .... 58

Gambar 4.20 Generator Terminal Current pada Study Case TS2 ........... 59


















xv






























xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Generator pada Power Plant JOB P-PEJ, Tuban ............... .16

Tabel 3.2 Data Generator pada Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. ............ 17

Tabel 3.3 Data Motor Power Plant 1 JOB P-PEJ, Tuban. .......................... 17

Tabel 3.4 Skenario Pelepasan Beban pada Power Plant 1

di JOB P-PEJ, Tuban. ................................................................ 22

Tabel 3.5 Deskripsi Sistem Study Case N .................................................. 30

Tabel 3.6 Deskripsi Sistem Study Case N1 ............................................... 31

Tabel 3.7 Deskripsi Sistem Study Case N2 ................................................ 33

Tabel 3.8 Deskripsi Sistem Study Case TS1 .............................................. 34

Tabel 3.9 Deskripsi Sistem Study Case TS2 .............................................. 36

Tabel 3.10 Deskripsi Sistem Study Case TS3 ............................................ 37




Tabel 4.1 Penjelasan Kasus Stabilitas Transien .......................................... 47

Tabel 4.2 Hasil Simulasi Pada Sistem Kelistrikan saat terjadi load shedding

pada Power Plant 1 di JOB P-PEJ .............................................................. 86

xvii

DAFTAR PUSTAKA

[1] Kundur, Prabha, dkk,Definition and Classification of Power System Stability,

IEEE Transactions on Power System, Vol. 19,

[2]https://electricdot.wordpress.com/2011/10/30/load-shedding-pelepasan-beban/

[3] Waluyo,Triwahyu Rubianto, Syahrial, 2013.“Studi Load shedding Pada

Sistem Kelistrikan Pengeboran Minyak Lepas Pantai”. Elektro Institut

Teknologi Nasional Bandung.

[4] ANSI/IEEE C37.106-2003, “IEEE Guide for Abnormal Frequency Protection

for Power Generating Plants”.

[5] Steven,W.D.Jr, “Power System Analysis”.McGraw-Hill, Inc, 1994.

[6] IEEE std 141-1993, IEEE Recommended Practice for Electric Power

Distribution for Industrial Plants. The Institute of electrical and electronics

engineers, Inc.1993.

[7] Drs. Yon Rijono. Dasar Teknik Tenaga Listrik, Edisi Revisi, Yogyakarta,

Andi, 1997.

[8] 2004 Stevenson Jr, William D. 1996. Analisa Sistem Tenaga Listrik Edisi Ke

Empat

[9] Report file Transient Stability for PLTMG BONTANG II.

STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD … · iii lembar pengesahan study analisa...

Documents

Transcript of STUDY ANALISA STABILITAS TRANSIENT SETELAH LOAD … · iii lembar pengesahan study analisa...