UKURAN KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI DAN TRANSMISI

14.1 Pendahuluan

Keandalan sistem tenaga listrik merupakan salah satu fitur dari kualitas sistem daya,

selain memerlukan tegangan dan frekuensi konstan. Industri utilitas listrik telah

mengembangkan kinerja beberapa indeks keandalan [1-24]. Indeks – indeks keandalan

mencakup langkah – langkah dari durasi pemadaman, frekuensi pemadaman, jumlah atau

pelanggan yang mengalami rugi – rugi daya atau energi, dan waktu respon. IEEE (Institute

of Electrical and Electronic Engineers) mendefinisikan indeks keandalan berlaku

secara umum dalam jumlah yang standar [1]. Daftar standar beberapa definisi penting untuk

keandalan, meliputi gangguan sesaat, kejadian gangguan sesaat, dan gangguan yang

berkelanjutan.

Indeks keandalan standar distribusi dan transmisi serta faktor – faktor yang

mempengaruhi perhitungannya dikumpulkan dan disajikan. Indeks dimaksudkan untuk

diterapkan pada sistem distribusi dan transmisi tenaga listrik, gardu, dan rangkaian.

14.2 Indeks Keandalan Distribusi

Indeks keandalan sistem distribusi dan transmisi meliputi indeks frekuensi gangguan

rata – rata sistem (SAIFI), SAIFI transformator, perbandingan jumlah gangguan terhadap

kapasitas yang terpasang (NIEPI), gangguan pelanggan, indeks durasi gangguan rata – rata

sistem (SAIDI), SAIDI transformator, perbandingan waktu gangguan terhadap kapasitas yang

terpasang (TIEPI), menit kerugian pelanggan (CML), indeks durasi gangguan rata – rata

pelanggan (CAIDI), indeks durasi gangguan rata – rata total pelanggan (CTAIDI), indeks

frekuensi gangguan rata – rata pelanggan (CAIFI), indeks ketersediaan pelayanan rata – rata

(ASAI), pelanggan mengalami beberapa gangguan (CEMIn), energi tak tersalurkan (ENS),

energi tak tersalurkan rata – rata (AENS), indeks kekurangan pelanggan rata – rata (ACCI),

indeks frekuensi gangguan sistem rata – rata (ASIFI), indeks durasi gangguan sistem rata –

rata (ASIDI), waktu gangguan rata – rata (AIT), frekuensi gangguan rata – rata (AIF), durasi

gangguan rata – rata (AID), indeks frekuensi gangguan rata – rata sesaat (MAIFI), indeks

frekuensi kejadian gangguan rata – rata sesaat (MAIFIE), dan pelanggan mengalami beberapa

gangguan berkelanjutan dan gangguan sesaat (CEMSMIn).

14.2.1 Indeks Frekuensi Gangguan Rata – rata Sistem

SAIFI menunjukkan seberapa sering rata – rata pelanggan mengalami gangguan

berkelanjutan selama periode waktu yang telah ditetapkan, biasanya satu tahun.

SAIFI=∑

i

N i

NT

dimana jumlah semua kejadian i yang diambil, baik di semua tingkat tegangan atau hanya

salah satu yang dipilih. Ni adalah jumlah pelanggan yang terganggu oleh setiap insiden i, dan

NT adalah jumlah pelanggan dalam sistem yang indeks dihitung.

SAIFI juga dapat diukur dengan waktu rata – rata antar kegagalan (MTBF), yang

merupakan kebalikan nilai tingkat kegagalan . Nilai SAIFI tertentu kebanyakan antara satu

dan dua gangguan berkelanjutan per tahun [11]. Nilainya tergantung pada konfigurasi sistem

dan lebih tinggi untuk konfigurasi radial, lebih kecil untuk perumahan bawah tanah, dan

terkecil untuk jaringan [11].

14.2.2 SAIFI Transformator

SAIFI Transformator biasanya digunakan di Finlandia untuk mengetahui frekuensi

gangguan rata – rata sistem (perangkat transformator), dimana SAIFI dipertimbangkan untuk

konsumsi energi tahunan [2].

14.2.3 Perbandingan Jumlah Gangguan Terhadap Kapasitas yang Terpasang

NIEPI digunakan di Spanyol sebagai alternatif SAIFI untuk menghitung jumlah rata –

rata dari gangguan suplai.

NIEPI=∑

i

Pri

PrT

dimana Pri adalah jumlah rating dari semua gangguan transformator tegangan menengah /

tegangan rendah ditambah daya dari semua gangguan tegangan menengah dan tegangan

tinggi pelanggan. PrT adalah rating total dari semua transformator tegangan menengah /

tegangan rendah ditambah daya total dari semua tegangan menengah dan tegangan tinggi

pelanggan yang terhubung ke sistem.

14.2.4 Gangguan Pelanggan

Gangguan Pelanggan digunakan di Inggris, bukan SAIFI, tetapi dinyatakan sebagai

jumlah gangguan per 100 pelanggan per tahun [2].

14.2.5 Indeks Durasi Gangguan Rata – rata Sistem

SAIDI menunjukkan total durasi gangguan rata – rata pelanggan selama periode

waktu standar. Hal ini biasanya diukur dalam menit pelanggan atau jam pelanggan dari

gangguan.

SAIDI=∑

i

N i . ri

N T

dimana ri adalah waktu pemulihan untuk setiap interupsi i. Nilai – nilai tertentu dari SAIDI

adalah antara 1,5 dan 3 jam per tahun [11].

14.2.6 SAIDI Transformator

SAIDI Transformator digunakan di Firlandia untuk mengetahui durasi gangguan rata

– rata sistem (perangkat transformator), dimana SAIDI dipertimbangkan untuk konsumsi

energi tahunan [2].

14.2.7 Perbandingan Waktu Gangguan Terhadap Kapasitas yang Terpasang

TIEPI digunakan di Spanyol dan Portugal untuk mengukur waktu rata – rata selama

memasok daya ke pelanggan terganggu.

TIEPI=∑

i

P ri ×r i

PrT

dimana Pri adalah jumlah rating dari semua gangguan tegangan menengah / tegangan rendah

transformator ditambah daya dari semua gangguan tegangan menengah dan tegangan tinggi

pelanggan. PrT adalah rating total dari semua tegangan menengah / tegangan rendah

transformator ditambah daya total dari semua tegangan menengah dan tegangan tinggi

pelanggan terhubung ke sistem. Transformator ditambah daya total dari semua tegangan

menengah dan tegangan pelanggan terhubung ke sistem.

14.2.8 Menit Kerugian Pelanggan

CML (Customer Minute Lost) biasanya digunakan di negara Inggris untuk

mengetahui durasi gangguan rata – rata yang dialami setiap pelanggan dalam sebuah sistem,

bukan menggunakan SAIDI.

14.2.9 Indeks Durasi Gangguan Rata – rata Pelanggan

CAIDI merupakan waktu rata – rata yang dibutuhkan untuk memulihkan layanan

perbaikan. Hal ini dinyatakan dalam satuan waktu per gangguan, biasanya dalam menit per

gangguan. Dari sudut pandang pelanggan, hal ini terkait erat dengan waktu rata – rata untuk

memulihkan atau waktu rata – rata untuk memperbaiki (MTTR).

CAIDI=∑

i

N i ×r i

∑i

N i

=SAIDISAIFI

Nilai – nilai tertentu dari CAIDI adalah antara 90 dan 150 menit per gangguan.

Nilainya tergantung pada konfigurasi sistem dan lebih rendah untuk konfigurasi radial, lebih

tinggi untuk perumahan bawah tanah, dan tertinggi untuk jaringan grid.

14.2.10 Indeks Durasi Gangguan Rata – rata Total Pelanggan

Indeks durasi gangguan rata – rata total pelanggan merupakan waktu rata – rata total

dalam periode pelaporan bahwa pelanggan benar – benar mengalami gangguan tanpa daya

listrik. Indeks ini merupakan gabungan dari CAIDI dan dihitung serupa kecuali para

pelanggan dengan beberapa gangguan hanya dihitung sekali. Seperti SAIDI, biasanya

dinyatakan dalam menit per pelanggan per tahun.

CTAIDI=∑

i

N i× ri

NC

dimana NC adalah jumlah total pelanggan yang telah mengalami setidaknya satu gangguan

selama periode pelaporan.

14.2.11 Indeks Frekuensi Gangguan Rata – rata Pelanggan

CAIFI memberikan frekuensi rata – rata gangguan yang berkelanjutan bagi pelanggan

yang mengalami gangguan berkelanjutan. Pelanggan dihitung sekali terlepas dari jumlah

waktu gangguan untuk perhitungan ini. Seperti SAIFI, biasanya dinyatakan dalam gangguan

per pelanggan per tahun.

CAIFI=∑

i

N i

NC

14.2.12 Indeks Ketersediaan Pelayanan Rata – rata

ASAI merupakan sebagian kecil waktu bahwa pelanggan telah menerima daya selama

periode pelaporan.

ASAI=1−∑ N i× ri

N i× T

dimana T adalah interval waktu (8.760 atau 8.784 jam dalam satu tahun kabisat). Cara lain

untuk melihat ASAI secara tahunan didefinisikan dengan SAIDI, dimana SAIDI dinyatakan

dalam jam.

ASAI=1−(T−SAIDI )

T

14.2.13 Pelanggan Mengalami Beberapa Gangguan

CEMIn menunjukkan rasio pelanggan yang mengalami lebih dari n gangguan

berkelanjutan untuk jumlah total pelanggan yang dilayani.

CEMIn=NC , k>n

NT

dimana Nc, k>n adalah jumlah pelanggan yang mengalami gangguan lebih dari n berkelanjutan

dan peristiwa interupsi sesaat selama periode yang diamati.

14.2.14 Energi Tak Tersalurkan

ENS memberikan jumlah total energi yang akan diberikan kepada pelanggan

terganggu jika ada tidak akan gangguan. Hal ini biasanya dinyatakan dalam MWh.

ENS=∑i

P i× ri=∑i

Ei

dimana Pi adalah beban rata gangguan oleh setiap i gangguan dan Ei adalah energi yang tidak

disalurkan karena setiap i gangguan.

14.2.15 Energi Tak Tersalurkan Rata – rata

Indeks AENS menunjukkan banyaknya energi rata – rata yang tidak disalurkan

kepada pelanggan selama periode waktu yang sudah ditetapkan. Hal ini biasanya dinyatakan

dalam MWh.

AENS=∑

i

P i× ri

∑i

N i

= ENS

∑i

N i

14.2.16 Indeks Kekurangan Pelanggan Rata – rata

ACCI menunjukkan banyak energi rata – rata yang tidak disalurkan kepada pelanggan

yang mengalami gangguan selama periode waktu standar. Hal ini biasanya dinyatakan dalam

MWh.

ACCI=∑ P ri ×r i

N i

14.2.17 Indeks Frekuensi Gangguan Pelanggan Rata – rata

Perhitungan ASIFI didasarkan pada beban daripada pelanggan yang terkena dampak.

ASIFI kadang – kadang digunakan untuk mengukur kinerja distribusi di daerah – daerah yang

melayani pelanggan relatif sedikit memiliki konsentrasi beban yang relatif besar, sebagian

besar industri / pelanggan komersial. Secara teoritis, dalam sistem distribusi beban homogen,

ASIFI adalah sama dengan SAIFI. Hal ini biasanya dinyatakan dalam jumlah gangguan per

tahun.

ASIFI=∑

i

Pi

PT

dimana PT adalah total daya sistem.

14.2.18 Indeks Durasi Gangguan Sistem Rata – rata

Perhitungan ASIDI didasarkan pada beban daripada pelanggan yang terkena dampak.

Penggunaannya, pembatasan, dan filsafat dinyatakan dalam definisi ASIFI. ASIDI biasanya

dinyatakan dalam menit per tahun. Faktor 60 dapat digunakan untuk mengubah satuan dari

jam ke menit.

ASIDI=60 ×∑

i

P ri ×ri

PT

=60 × ENSPT

14.2.19 Waktu Gangguan Rata – rata

AIT (Average Interruption Time) adalah ukuran untuk jumlah waktu suplai listrik

yang mengalami gangguan. Hal ini hampir serupa dengan ASIDI, yang digunakan dalam

distribusi, sementara AIT digunakan dalam transmisi. Waktu gangguan rata – rata biasanya

dinyatakan dalam menit per tahun. Faktor 60 dapat digunakan untuk mengubah satuan dari

jam ke menit.

AIT=60 ×∑

i

Ei

PT

=60× ENSPT

dimana PT adalah daya rata – rata yang diberikan oleh sistem secara total dan Ei adalah energi

yang tidak dapat disuplai karena setiap i gangguan.

14.2.20 Frekuensi Gangguan Rata – rata

AIF (Average Interruption Frequency) adalah ukuran untuk jumlah suplai listrik yang

mengalami gangguan per tahun. Hal ini biasanya dinyatakan dalam gangguan per pelanggan

per tahun.

AIF=∑

i

P i

PT

dimana Pi adalah daya gangguan oleh setiap i kejadian.

14.2.21 Durasi Gangguan Rata – rata

AID (Average Interruption Duration) adalah ukuran untuk durasi gangguan rata –

rata. Hal ini biasanya dinyatakan dalam menit per gangguan. Faktor 60 dapat digunakan

untuk mengubah satuan dari jam ke menit.

AID=60 ×∑

i

E i

∑i

Pi

=60 × ENS

∑i

Pi

14.2.22 Indeks Frekuensi Gangguan Rata – rata Sesaat

MAIFI (Momentary Average Interruption Frequency Index) menunjukkan frekuensi

gangguan rata – rata sesaat. Batas atas dari durasi gangguan singkat bervariasi antara daerah

yang berbeda dari 1 sampai 3 menit. MAIFI biasanya dinyatakan dalam jumlah gangguan per

tahun sama dengan SAIFI (System Average Interruption Frequency Index).

MAIFI=∑

i

N i+N IDi

N T

dimana NIDi adalah jumlah gangguan operasi perangkat.

14.2.23 Indeks Frekuensi Kejadian Gangguan Rata – rata Sesaat

MAIFIE (Momentary Average Interruption Event Frequency Index) menunjukkan

frekuensi kejadian gangguan rata – rata sesaat. Indeks ini tidak termasuk kejadian langsung

sebelum pelarangan bekerja.

MAIFI E=∑

i

N i+N IDE

NT

dimana NIDE adalah kejadian gangguan kinerja perangkat selama periode pelaporan. Nilai

khusus MAIFI sebagian besar antara nol dan sepuluh gangguan sesaat per tahun [11].

Nilainya tergantung pada konfigurasi sistem dan lebih tinggi untuk konfigurasi radial, lebih

kecil untuk perumahan bawah tanah, dan yang terkecil untuk jaringan grid, yaitu sekitar nol

[11].

14.2.24 Pelanggan Mengalami Gangguan Berkelanjutan dan Gangguan Sesaat

Indeks ini adalah rasio pelanggan individu mengalami lebih dari n dari kedua kejadian

gangguan berkelanjutan dan gangguan sesaat terhadap total pelanggan yang dilayani.

Tujuannya adalah untuk membantu mengidentifikasi masalah pelanggan yang tidak dapat

diamati dengan menggunakan rata – rata.

CEMSMIn=N CT ,k>n

NT

dimana NCT, k>n adalah jumlah total pelanggan yang telah berpengalaman lebih dari n

gangguan (gangguan berkelanjutan dan sesaat) selama periode pelaporan.

14.3 Fakta Tentang Indeks Keandalan

Indeks keandalan distribusi diklasifikasikan dalam lima kelompok:

Indeks Gangguan Berkelanjutan:

SAIFI Transformator, perbandingan jumlah gangguan terhadap kapasitas yang terpasang

(NIEPI), gangguan pelanggan, indeks durasi gangguan rata – rata sistem (SAIDI), SAIDI

transformator, perbandingan waktu gangguan terhadap kapasitas yang terpasang (TIEPI),

menit kehilangan pelanggan (CML), indeks durasi gangguan rata – rata pelanggan

(CAIDI), indeks durasi gangguan rata – rata total pelanggan (CTAIDI), indeks frekuensi

gangguan rata – rata pelanggan (CAIFI), dan indeks ketersediaan layanan rata – rata

(ASAI), pelanggan mengalami beberapa gangguan (CEMIn)

Indeks berbasis Energi:

Energi tak tersalurkan (ENS), energi tak tersalurkan rata – rata (AENS), dan indeks

kekurangan pelanggan rata – rata (ACCI)

Indeks Berbasis Beban:

Indeks frekuensi gangguan sistem rata – rata (ASIFI) dan indeks durasi gangguan sistem

rata – rata (ASIDI)

Indeks untuk Sistem Transmisi:

Waktu gangguan rata – rata (AIT), frekuensi gangguan rata – rata (AIF), dan durasi

gangguan rata – rata (AID)

Indeks untuk Gangguan Singkat:

Indeks frekuensi gangguan rata – rata sesaat (MAIFI), indeks frekuensi kejadian gangguan

rata – rata sesaat (MAIFIE), dan pelanggan mengalami gangguan berkelanjutan dan

gangguan sesaat (CEMSMIn)

Indeks keandalan, SAIFI, SAIDI, dan CAIDI, adalah indeks utama yang digunakan di

sebagian besar negara. Indeks ini didefinisikan antara lain dalam standar [1], dimana

pembobotan berdasarkan jumlah pelanggan yang digunakan. Dengan kedua indeks, SAIFI

dan SAIDI, penurunan nilai menunjukkan perbaikan dalam kontinuitas suplai. Penurunan

SAIDI dan SAIFI masih bisa mengakibatkan peningkatan CAIDI. Sedangkan CAIDI tetap

menjadi indeks berguna, tidak sesuai untuk perbandingan atau untuk analisis tren.

Untuk mengukur kinerja yang memadai, durasi dan frekuensi gangguan pelanggan

harus diperiksa pada tingkat sistem yang bervariasi. Indeks yang paling umum digunakan

untuk mengukur kinerja adalah SAIFI, SAIDI, CAIDI, dan ASAI. Semua indeks memberikan

informasi tentang kinerja sistem rata – rata. Banyak utilitas yang juga menghitung indeks

sebuah penyulang untuk memberikan informasi lebih rinci untuk pengambilan keputusan.

Rata – rata memberikan tren kinerja umum untuk utilitas, namun, penggunaan rata – rata

menyebabkan hilangnya detail yang bisa sangat penting untuk pengambilan keputusan.

Misalnya, dengan menggunakan rata – rata sistem saja tidak akan memberikan informasi

tentang durasi gangguan yang dialami oleh pelanggan secara spesifik. Sulit untuk banyak

utilitas guna memberikan informasi pada pelanggan. Pelacakan rincian spesifik termasuk

gangguan spesifik dan rata – rata dicapai dengan meningkatkan kemampuan pelacakan.

14.4 Contoh

Contoh berhubungan dengan perhitungan indeks keandalan untuk periode waktu

tertentu, dimana empat pemadaman telah direkam untuk utilitas. Utilitas memiliki 10.000

total pelanggan. Tabel 14.1 menunjukkan informasi pemadaman untuk masing – masing

termasuk tanggal dan waktu terjadinya peristiwa, jumlah pelanggan yang terkena dampak,

durasi kejadian, dan hitungan jam pelanggan diperoleh sebagai produk dari dua terakhir.

Tabel 14.1 Data untuk Contoh perhitungan indeks keandalan

IdentifikasiPemadaman

JumlahPelanggan

Durasi(Menit)

Waktu Pelanggan(Jam)

1 10 30 5

2 100 10 16,67

3 1 75 1,25

4 2 60 2

Total 113 24,92

Ada 113 pelanggan yang terkena dampak gangguan selama empat peristiwa terpisah

dan jumlah pelanggan yang dilayani oleh utilitas adalah 10.000.

SAIFI= 11310000

=0.0113

Hal ini dapat dilihat dari Tabel 14.1 bahwa pemadaman pertama mempengaruhi 10

pelanggan, yang berada di luar layanan selama 30 menit, yang setara dengan 0,5 jam. Oleh

karena itu, waktu pelanggan adalah 10 x 0,5 atau 5 jam pelanggan. Jam pelanggan dihitung

untuk pemadaman masing – masing dan kemudian mereka dijumlahkan dengan total 24,92

jam pelanggan – pelanggan atau 1.495 menit.

Perhitungan SAIDI sederhana dan memberikan 0,1495 menit.

SAIDI= 149510000

=0.1495 menit

Hal ini menyatakan bahwa durasi gangguan rata – rata pelanggan sekitar 0,15 menit.

Jika SAIDI dihitung untuk setiap hari, SAIDI bulanan dihitung dengan jumlah dari nilai

harian.

Menit pelanggan adalah 1.495 dan 113 pelanggan mengalami gangguan. Oleh karena

itu, perhitungan CAIDI memberikan 13.23 menit. Rata – rata, setiap pelanggan yang

mengalami pemadaman adalah keluar dari layanan untuk 13.23 menit.

CAIDI=1495113

=13.23 menit

Para pelanggan di utilitas ini memiliki probabilitas 0.0113 mengalami pemadaman

listrik. SAIFI juga dapat ditemukan dengan membagi nilai SAIDI dengan nilai CAIDI.

SAIFI= SAIDICAIDI

=1.49513.23

=0.0113

CAIFI dievaluasi sebagai rasio antara empat kejadian dan 113 pelanggan yang

mengalami gangguan dan memberikan jumlah interupsi rata – rata untuk pelanggan yang

mengalami gangguan.

CAIFI= 4113

=0.035