1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengendalian operasi sistem tenaga listrik bertujuan untuk memenuhi
keseimbangan pembangkitan dan bebang dengan tuntutan biaya pembangkitan
serendah mungkin dan usaha sebaik-baiknya untuk memenuhi berbagai kendala
operasi serta antisipasi adanya ketidaktentuan. Bila ditinjau lebih jauh ada 3 unsur
utama yang dapat menggambarkan tujuan ini, yaitu : i) Ekonomi, ii) Mutu dan iii)
Sekuriti. Untuk mencapai tujuan operasi ini maka perlu dilakukan pembentukan
strategi operasi yang merangkum sedapat mungkin segala kendala operasi yang
ada, termasuk ketidaktentuan yang muncul.
Sistem tenaga listrik merupakan sistem yang bersifat dinamis. Parameter
tegangan, aliran daya, dan kuat arus dapat berubah – ubah sesuai kondisi
komponen - komponen ketenagalistrikannya (Stevenson, 1983). Komponen –
komponen tersebut yaitu pembangkitan, penyaluran, dan beban. Perubahan
kondisi yang terjadi terhadap salah satu komponen tersebut berdampak pada
perubahan parameter tegangan, aliran daya, dan kuat arus pada komponen yang
lain (Stevenson, 1983). Sistem tenaga listrik sekarang ini kebanyakan sudah
merupakan sistem interkoneksi antara pusat pembangkit satu dengan pusat
pembangkit lainnya dengan harapan, bila salah satu pusat pembangkit atau
transmisi mengalami gangguan maka pasokan tenaga listrik tetap berjalan. Sistem
interkoneksi Sumatera dibagi menjadi tiga sistem interkoneksi, yaitu sistem UPB
Sumbagut (Sumut dan Aceh), UPB Sumbagteng(Sumbar-Riau-Jambi) dan UPB
Sumbagsel (Sumsel-Lampung-Bengkulu). Seperti pada subsistemnya, masih
banyak pembangkit tenaga listrik bermasalah disebabkan faktor yaitu : i)
Perubahan kondisi yang terjadi pada komponen pembangkitan dapat berupa
gangguan pada generator sehingga salah satu bus tegangan tidak mampu
menyuplai daya sesuai semestinya ke dalam sistem atau malah tidak mampu
menyuplai daya. Karena kondisi tersebut, kekurangan suplai daya pada beban
harus ditangani oleh unit pembangkit dari bus lain, ii) Perubahan kondisi yang
1
terjadi pada komponen penyaluran dapat berupa putusnya sebuah saluran atau
keluarnya beberapa saluran dari sistem sehingga daya yang seharusnya disalurkan
pada saluran tersebut harus disalurkan ke beban melalui saluran lain, iii)
Perubahan kondisi yang terjadi pada komponen beban dapat berupa overload yaitu
pembebanan berlebih yang menimbulkan kuat arus di atas kemampuan suatu bus
ataupun saluran (Mohamed, 2012).
Grainger(1994), menyatakan bahwa analisis kontingensi merupakan suatu
analisis yang digunakan untuk memprediksi aliran daya dan kondisi – kondisi
tegangan bus, serta arus pada saluran, saat terjadimya kejadian – kejadian antara
lain : outage saluran transmisi, outage transformator, outage unit pembangkit,
outage
beban,
outage
kapasitor/reactor
shunt,
pemutus
tenaga
yang
terbuka/tertutup dan sebaginya. Outage merupakan suatu gangguan yang
disebabkan oleh pemutusan oprasi atau pelayanan suplai tenaga listrik khususnya
pada sistem interkoneksi tenaga listrik. Analisis kontingensi akan melihat batasanbatasan seperti tegangan bus dan pembebanan saluran. Selanjutnya akan disusun
rekomendasi-rekomendasi dan solusi agar operasi sistem tetap berjalan baik saat
terjadinya outage saluran atau generator dari sistem dan diharapkan perubahan
daya dan teganga yang terjadi pada saluran dan bus dapat diketahui secara cepat
dan tepat. Hasil akhir dari analisis ini berupa indeks kontingensi yang
menunjukkan urutan saluran transmisi yang paling berbahaya terhadap keamanan
operasi sistem tenaga listrik apabila terjadi gangguan pada lokasi saluran tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
Sistem transmisi 150 kV Sumbagsel membutuhkan pola operasi yang
handal sehingga kontinuitas pelayanan dapat tetap terjaga dengan baik. Gangguan
yang terjadi pada sistem dapat menyebabkan lepasnya saluran transmisi yang
dapat menyebabkan fluktuasi tegangan dan overload pada sistem. Tugas akhir ini
ini difokuskan pada studi kontingensi tunggal (N-1) menggunakan bantuan
indeks kontingensi dengan objek subsistem 150kV pada sistem tenaga listrik
untuk Sumatera Bagian Selatan (Sumbagsel). Formulasi permasalahan dalam
tugas akhir ini dirumuskan sebagai berikut:
2
1. Bagaimana memperoleh urutan indeks kontingensi untuk pada saluran 150kV
yang kemudian dapat ditetapkan urutan indeks kontingensi pada saluran dan
bus dari nilai terendah ke tertinggi yaitu saluran dan bus yang berbahaya atau
kritis menunjukan indeks tertinggi yaitu >1 , sedangkan indeks kontingensi
<1 atau rendah menunjukan saluran dan bus aman walau dalam kondisi
saluran terganngu.
2. Bagaimana pengaruh kontingensi N-1 pada saluran transmisi 150kV terhadap
perubahan tegangan dan pembebanan saluran pada sistem Sumbagsel pada
kondisi normal dan setelah terjadi kontingensi berdasarkan urutan indeks
kontingensi.
3. Bagaimana perencanaan sistem yang dapat diambil berdasarkan hasil analisis
kontingensi yang dilakukan.
1.3 Batasan Masalah
Batasan-batasan yang digunakan untuk penulisan tugas akhir ini yaitu :
1. Data pembebanan, pembangkitan dan saluran yang digunakan sesuai
sistem Sumbagsel pada 8Juni 2014 jam 19.30 WIB.
2. Penulisan menggunakan asumsi sistem dalam kondisi tunak (steady
state) sebelum dan sesudah kontingensi
3. Simulasi pembebanan dengan asumsi sistem 3 fase seimbang.
4. Pembahasan tidak mencakup aspek-aspek gejala tegangan tinggi dan
stabilitas sistem.
5. Pembahasan tidak meliputi sebab-sebab terjadinya gangguan pada
saluran.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini yaitu :
1. Mempelajari pengaruh kontingensi saluran (N-1) transmisi terhadap
tegangan bus dan pembebanan saluran sitem tenaga listrik
3
2. Memperoleh Indeks Performa Kontingensi Saluran Transmisi
3. Menentukan prioritas saluran dari sistem yang paling kritis untuk
operasi sistem tenaga listrik.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika yang akan digunakan untuk menyusun penulisan tugas akhir
ini yakni sebagai berikut:
1. Bab I Pendahuluan
Berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
2. Bab II Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori
Berisi mengenai konsep penyaluran dari sistem pembangkitan menuju
sistem distribusi secara umum. Dipaparkan pula mengenai konsep studi
aliran beban beserta aspek-aspek terkait secara umum.
3. Bab III Metodologi Penelitian
Dalam bab ini dipaparkan tahapan penelitian dan metode penghitungan
aliran daya pada bus dan saluran.
4. Bab IV Hasil dan Pembahasan
Berisi analisis hasil simulasi untuk menunjukkan performa sistem pada
kondisi normal dan setelah kontingensi. Pemaparan tentang manfaat
indeks kontingensi untuk menentukan prioritas saluran transmisi.
5. Bab V Penutup
Berisi kesimpulan dan saran dari penulis.
4