STUDY PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA SISTEM - USU-IR

STUDY PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA SISTEM RADIAL 20 KV
ANALISIS MENGGUNAKAN ETAP
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
FAREL
NIM : 080422014
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Study Perbaikan Faktor Daya Pada Sistem Radial 20 Kv Analisis
Menggunakan Etap
Disusun Oleh:
Farel
080422014
DISETUJUI DAN DISAHKAN
OLEH :
PEMBIMBING TUGAS AKHIR
Ir. Syarifuddin Siregar
NIP: 19461208 197603 1 002
DIKETAHUI OLEH :
KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK USU
Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si
NIP: 19540531 198601 1 002
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur serta hormat kepada Tuhan Yang Maha Esa sumber segala
pengetahuan yang telah memberikan hikmat, kekuatan, kebijaksanaan, serta
bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir (TA) ini dengan
baik dan tepat waktunya.
Tugas Akhir ini di susun sebagai salah satu syarat menyelesaikan program
S-1 Jurusan Departemen Teknik Elektro di Universitas Sumatera Utara. Dalam
penulisan Tugas Akhir ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik moril
maupun material dari berbagai pihak. Dan pada kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua Orangtua tercinta atas segala kasih sayang, pengorbanan, dukungan
doa dan materi yang telah diberikan.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Rachmad Fauzi ST,MT selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syarifuddin Siregar selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
5. Bapak R. Sugih Arto Yusuf selaku Dosen Wali penulis.
6. Seluruh Staf dan Karyawan yang bekerja di PT. PLN ranting 50 kota.
Payakumbuh SUMBAR.
7. Abang, Kakak, dan Adik yang telah memberikan masukan selama Tugas
Akhir.
Universitas Sumatera Utara
8. Seluruh Bapak/Ibu Dosen yang telah mengajar dan mendidik penulis
selama ini.
9. Seluruh Staf dan Karyawan Departemen Teknik Elektro USU.
10. Teman-teman seperjuangan : Andi Purba Siboro, bobi, Tinsona Saragi,
Yesi Florenta Ginting, Eka duma, Okta, Parisro, kak Ertina Barus, Pesal,
seluruh teman-teman sekelas yang memberikan masukan dan semangat
kepada penulis.
11. Buat kekasih tercinta Irna hafsari terima kasih atas support, doa dan
materil yang telah diberikan selama ini.
Penulis tetap menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum begitu sempurna baik
dari segi materi, pengolahan maupun penyajian. Oleh karena itu, saran dan kritik
yang membangun selalu penulis harapkan. Kiranya Tuhan selalu memberikan
karuniaNya kepada kita semua. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir
ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi yang memerlukannya.
Medan,
Juli 2011
Hormat Saya,
Farel
080422014
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ........................................................................................................ i
Daftar Isi................................................................................................................. iii
Daftar Gambar ....................................................................................................... vi
Daftar Tabel .......................................................................................................... vii
Daftar Lampiran ................................................................................................... vii
ABSTRAK ............................................................................................................. ix
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1. 2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ............................................................................................ 3
1.5 Metodologi Penulisan .................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 4
BAB II ..................................................................................................................... 6
JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK .................................................... 6
2.1
Umum ....................................................................................................... 6
2.2 Sistem Jaringan Distribusi ............................................................................. 7
2.3 Sistem Distribusi Primer ............................................................................ 7
2.3.1 Jaringan Radial ....................................................................................... 8
2.3.2 Jaringan Lingkar (Loop) ....................................................................... 10
2.3.3 Jaringan Spindel .................................................................................... 10
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) ........................................... 12
2.4 Sistem Distribusi Sekunder...................................................................... 13
2.5 Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya ................................................ 14
2.5.1 Faktor daya ........................................................................................... 16
2.5.2 Perbaikan Faktor daya .......................................................................... 17
2.5.3 Voltage Drop......................................................................................... 19
2.5.4 Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor .. 20
2.5.5 Keandalan dan kelemahan tempat pemasangan kapasitor .................... 21
2.5.6 Rating Kapasitor ................................................................................... 21
BAB III ................................................................................................................. 23
SETTING PARAMETER DAN PERALATAN DISTRIBUSI
MENGGUNAKAN ETAP 4.0.0.C ....................................................................... 23
3.1 Umum .......................................................................................................... 23
3.2 Metode Aliran Daya Menggunakan ETAP 4.0.0C...................................... 25
3.3 Prinsip Dasar Pengoperasian ETAP 4.0.0C ................................................ 26
3.4 Setting Parameter Jaringan Dan Peralatan Distribusi .................................. 28
3.4.1 Bus ....................................................................................................... 28
3.4.2 (Transmission Line) Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) ..... 29
3.4.3 (Load) Beban ........................................................................................ 30
3.4.4. Trafo (avr) ............................................................................................ 32
3.4.6 Kapasitor ............................................................................................... 34
3.4.7 Circuit Breaker ...................................................................................... 35
BAB IV ................................................................................................................. 37
Universitas Sumatera Utara
ANALISA PEMASANGAN KAPASITOR SHUNT PADA FEEDER
DANGUNG-DANGUNG MENGGUNAKAN .................................................... 37
ETAP POWER STATION 4.0.0 C ....................................................................... 37
4.1 Umum .......................................................................................................... 37
4.2 Load flow report GH limbanang sebelum dipasang kapasitor menggunakan
ETAP ................................................................................................................. 39
4.3 Perhitungan Menentukan Nilai Kapasitor Bank .......................................... 47
4.4 Load flow report GH limbanang setelah dipasang kapasitor menggunakan
ETAP ................................................................................................................. 48
BAB V................................................................................................................... 56
KESIMPULAN ..................................................................................................... 56
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 56
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tiga komponen utama dalam Penyaluran Tenaga Listrik ................ 7
Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Radial .............................................................. 9
Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Loop ............................................................... 10
Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan Spindel ........................................................... 11
Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung.................................... 12
Gambar 2.6 Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah ........................ 13
Gambar 2.7 Segitiga daya .................................................................................... 15
Gambar 2.8 Komponen daya aktif, daya reaktif dan daya semu ......................... 16
Gambar 3.1 Flowchart studi aliran daya menggunakan ETAP 4.0.0C ................ 22
Gambar 3.2 One-line diagram pada ETAP 4.0.0C................................................ 24
Gambar 3.3 Data Bus pada program ETAP 4.0.0C ............................................. 25
Gambar 3.4 Data jaringan pada program ETAP 4.0.0C ...................................... 26
Gambar 3.5 Data beban pada program ETAP 4.0.0C .......................................... 28
Gambar 3.6 Data Sumber pada program ETAP 4.0.0C ....................................... 30
Gambar 3.7 Data transformator pada program ETAP 4.0.0C .............................. 30
Gambar 3.8 Data rating transformator pada program ETAP 4.0.0C ................... 31
Gambar 3.8 Data kapasitor pada program ETAP 4.0.0C ..................................... 33
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Keandalan dan Kelemahan tempat pemasangan kapasitor
19
Tabel 2.2 Rating Kapasitor yang umum
20
Tabel 3.1 Data-data transmisi pada jaringan distribusi
26
Tabel 3.2 Data-data AVR pada jaringan distribusi
31
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Sistem 20 Kv dari GI Payakumbuh ke GH Limbanang GH
Pangkalan
Lampiran 2 Sistem 20 Kv dari GI Payakumbuh ke GH Limbanang
Lampiran 3 Sistem 20 Kv Feeder Dangung-dangung
Lampiran 4 Sistem 20 Kv Feeder Anding
Lampiran 4 Sistem 20 Kv Feeder Suliki
Universitas Sumatera Utara
Abstrak
Sistem tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik yang
kemudian disalurkan melalui saluran transmisi dan kemudian di salurkan ke
distribusi. Secara umum saluran distribusi terdiri dari komponen-komponen
jaringan distribusi, adalah Gardu Distribusi (suatu sistem dengan peralatan utama
trafo untuk menurunkan tegangan), Jaringan Distribusi Primer (suatu jaringan
dengan sistem 20 Kv), jaringan Distribusi sekunder (suatu jaringan dengan sistem
tegangan 230 V, 400 V). Pada kesempatan ini penulis mencoba untuk
memperjelas pentingnya pengaruh pemasangan kapasitor pada saluran distribusi
dalam hal ini adalah struktur jaringan distribusi radial. Dalam penyaluran listrik
tegangan tinggi ini, mulai dari pusat pembangkit akan terjadi rugi-rugi pada
saluran transmisi dan saluran distribusi hingga ke gardu induk (substation) akan
terjadi drop tegangan (tegangan jatuh), Oleh karena itu digunakan salah satu cara
untuk mengatasi hal tersebut yaitu menggunakan kapasitor bank dalam
mengoptimalkan tegangan yang dikirimkan dari pusat pembangkit. Yang mana
dalam menganalisisnya dapat digunakan program ETAP Power station 4.0,
sehingga dapat diamati perubahan tegangan dengan memakai kapasitor bank.
Universitas Sumatera Utara