BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Deskripsi Proyek

BAB III
LANDASAN TEORI
3.1
Deskripsi Proyek
Proyek
pengembangan
pembangunan
fasilitas
permanen
menggantikan fasilitas sementara untuk memproduksikan minyak dan gas
dari 6 sumur Cluster-A, 1 sumur Cluster-A3, 1 sumur Cluster C, dan
sumur-sumur dari Cluster B, D dan F dengan kapasitas pengolahan 4.000
BLPD dan 42 MMSCFD gas. Pada fase ini juga akan dipersiapkan tie-in
future line untuk unit proses operasi dan unit utilitas yang dapat
mengakomodasi kebutuhan operasi produksi proyek kedepannya.
Gas tekanan tinggi (outlet HP Gas Scrubber) yang dihasilkan akan
dikirim ke manifold gas melalui 10” trunkline gas sepanjang 8 km.
Sedangkan, gas tekanan menengah (outlet MP Gas Scrubber) diumpankan
masuk ke Gas Compressor, dimana tekanan gas dinaikkan dari ± 200 psig
menjadi 420-550 psig untuk selanjutnya dikirim melalui trunkline gas.
Sementara itu, minyak juga akan dikirim ke SP PDT melalui 6” trunkline
oil sepanjang 8 km, air terproduksi (produced water) akan dikirim dan
kondensat yang dihasilkan dari Chiller Package akan ditampung di
Condensate Tank. Gas tekanan menengah dan tekanan rendah akan
digunakan sebagai bahan bakar gas engine, blanketing dan pilot gas.
17
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.2 Load Flow Analysis
Analisa aliran daya (Load Flow Analysis) dilakukan untuk
mengetahui besarnya tegangan bus, faktor daya dari cabang, arus dan
aliran daya yang terjadi pada saluran dalam sistem. ETAP Power Station
Load Flow Analysis adalah program simulasi untuk tujuan analisa aliran
daya. Sistem yang dapat dianalisa adalah sistem radial maupun loop.

Studi Aliran Daya (Load Flow Study)
Studi aliran daya adalah studi yang memberikan analisis aliran daya
pada suatu sistem tenaga listrik yang bertujuan untuk:
1. Memeriksa tegangan dan pengaturan tegangan.
2. Memeriksa semua peralatan (transformator dan saluran distribusi)
apakah mampu untuk mengalirkan daya yang diinginkan.
3. Memperoleh kondisi awal (eksisting) untuk memperoleh studi –
studi: operasi ekonomis, hubung singkat, stabilitas dan
perencanaan pengembangan sistem.

Load Flow Analysis
Untuk memulai load flow analysis maka single line diagram (SLD)
sistem tenaga listrik digambarkan terlebih dahulu dengan
memperhatikan komponen AC dan DC serta peralatan yang
digunakan.

Study Case Editor
Load flow study case editor berisi variabel – variabel kontrol untuk
penyelesaian analisa aliran daya dan beberapa pilihan format laporan
atau hasil output software.
Data yang diperlukan untuk Load Flow:
1. Data Bus
Data yang dibutuhkan untuk perhitungan aliran daya meliputi:
a. ID Bus berupa nomor atau nama bus dari sistem
b. Nominal kV adalah tegangan nominal pada bus
c. %V dan sudut (angle) jika initial codition di set pada use bus
voltage
18
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2. Data Branch
Data branch (saluran) dimasukkan ke dalam branch editor, yaitu
transformator, transmision line, kabel, reaktor, dan impedansi
editor. Data yang dibutuhkan dalam aliran daya meliputi:
a. Nilai dan satuan cabang Z, R, X atau X/R, toleransi, dan
temperatur jika tersedia
b. Panjang dan satuan dari kabel transmisi
c. Rating transformator dalam kV dank VA/MVA, tap, dan
setingan LTC
d. Base impedansi dalam kV dan base kVA/MVA
3.
Data Generator Sinkron
Generator sinkron yang dibutuhkan dalam aliran daya meliputi:
a. Mode Operasi (Swing, Voltage Control atau Mvar Control),
b. Rating kV
c. %V, dan sudut untuk mode operasi dari swing
d. %V, beban dalam MW, dan batas MVAR (Qmin dan Qmax)
untuk mode operasi Voltage Control
e. Pembebanan MW dan Mvar untuk mode operasi Mvar
control
4. Data Motor Induksi
Data yang diperlukan untuk analisa aliran daya meliputi:
a.
Rating kW/HP dan kV
b.
Power faktor dan efisiensi pada pembebanan 100%, 75%
dan 50 %
19
http://digilib.mercubuana.ac.id/
c.
% loading yaitu persen pembebanan pada motor
d.
Data kabel motor jika ada
5. Data untuk Beban Statis (Static Load)
Data yang diperlukan untuk analisa aliran daya meliputi:
a.
Rating kVA/MVA dan kV
b.
Power Faktor
c.
% pembebanan dan ID untuk kategori pembebanan
d.
Data kabel dari peralatan
6. Data Data Transformator
Data yang diperlukan untuk analisa aliran daya meliputi:
a. Identifikasi yaitu identitas transformatorPower factor
b. Rating kVA/MVA , max kVA/MVA
c. Rating kV primer serta kV sekunder
d. % Z, dan X/R
e. Hubungan belitan

Kriteria Desain Load Flow
Studi dari Load Flow dibuat pada kondisi operasi normal pada
konfigurasi sistem. Perhitungan load flow menghasilkan:
a. Power Flow dan Power faktor
b. Bus Voltage & Bus Loading
d. Tap Transformator
e. Losses
f. Branch flows dan voltage drops
g. Konsumsi daya beban
20
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Analisa aliran daya merupakan suatu analisa aliran daya aktif (P)
dan daya reaktif (Q) dari suatu sistem pembangkit (sisi pengirim) melalui
suatu saliran transmisi hingga sampai ke beban (sisi penerima). Idealnya,
daya yang dikirim akan sama dengan daya yang diterimadi beban adalah
sama. Namun pada kenyataannya, daya yang dikirim di sisi pengirim tidak
sama dengan daya yang diterima di sisi beban. Hal ini disebabkan
beberapa hal:
1. Impedansi di saluran transmisi.
Impedansi di saluran transmisi dapat terjadi karena berbagai hal dan
sudah mencakup resultan antara hambatan resistif, induktif dan
kapasitif. Hal ini yang menyebabkan rugi-rugi daya karena
terkonversi atau terbuang menjadi energi lain dalam transfer energi.
2. Tipe beban yang tersambung jalur.
Ada 3 tipe beban, yaitu resistif, induktif, dan kapasitif. Resultan
antara besaran hambatan kapasitif dan induktif akan mempengaruhi
PF sehingga mempengaruhi perbandingan antara besarnya daya yang
ditransfer dengan yang diterima.
Pada analisa aliran daya ini bertujuan untuk mengetahui
karakteristik aliran daya yang berupa pengaruh dari variasi beban dan rugirugi transmisi pada aliran daya dan juga mengetahui adanya tegangan
jatuh (drop voltage) pada sisi beban.
3.3 Drop Voltage
Tegangan jatuh secara umum adalah tegangan yang digunakan
pada beban. Tegangan jatuh ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui
tahanan kawat. Tegangan jatuh V pada penghantar semakin besar jika
arus I di dalam penghantar semakin besar dan jika tahanan penghantar Rℓ
semakin besar pula. Tegangan jatuh merupakan penanggung jawab
terjadinya kerugian pada penghantar karena dapat menurunkan tegangan
pada beban. Akibatnya hingga berada di bawah tegangan nominal yang
dibutuhkan. Atas dasar hal tersebut maka tegangan jatuh yang diijinkan
untuk instalasi arus kuat hingga 1.000 V yang ditetapkan dalam persen
dari tegangan kerjanya.
21
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Toleransi tegangan pelayanan yang diijinkan Sesuai dengan standar
tengangan yang ditentukan oleh PLN (SPLN), perancangan jaringan
dibuat agar jatuh tegangan di ujung diterima 10%. Tegangan jatuh pada
jaringan disebabkan adanya rugi tegangan akibat hambatan listrik (R) dan
reaktansi (X). Jatuh tegangan phasor Vd pada suatu penghantar yang
mempunyai impedansi (Z) dan membawa arus (I) dapat dijabarkan
dengan rumus:
Vd=I.Z……………………………………………………………………1
Dalam pembahasan ini yang dimaksudkan dengan jatuh tegangan
(∆V) adalah selisih antara tegangan kirim (Vk) dengan tegangan terima
(VT), maka jatuh tegangan dapat didefinisikan adalah:
∆V = (Vk) – (VT)………………………………………………………...2
Karena adanya resistansi pada penghantar maka tegangan yang
diterima konsumen (Vr) akan lebih kecil dari tegangan kirim (Vs),
sehingga tegangan jatuh (Vdrop) merupakan selisih antara tegangan pada
pangkal pengiriman (sending end) dan tegangan pada ujung penerimaan
(receiving end) tenaga listrik.
Untuk menghitung jatuh tegangan, diperhitungkan reaktansinya,
maupun faktor dayanya yang tidak sama dengan satu, maka berikut ini
akan diuraikan cara perhitunganya. Dalam penyederhanaan perhitungan,
diasumsikan beban–bebannya merupakan beban fasa tiga yang seimbang
dan faktor dayanya (Cos φ) antara 0, 6 s/d 0, 85. Tegangan dapat dihitung
berdasarkan rumus pendekatan hubungan sebagai berikut:
(∆V) = I (R. cos φ + X. sin φ) L…………………………………………3
Dimana:
I = Arus beban (Ampere)
R = Tahanan rangkaian (Ohm)
X = Reaktansi rangkaian (Ohm)
22
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.4 Tentang ETAP
ETAP (Electric Transient and Analysis Program) merupakan suatu
perangkat lunak yang mendukung sistem tenaga listrik. Perangkat ini
mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik,
online untuk pengelolaan data real-time atau digunakan untuk
mengendalikan sistem secara real-time. Fitur yang terdapat di dalamnya
pun bermacam-macam antara lain fitur yang digunakan untuk
menganalisa pembangkitan tenaga listrik, sistem transmisi maupun
sistem distribusi tenaga listrik.
ETAP ini awalnya dibuat dan dikembangkan untuk meningkatkan
kualitas keamanan fasilitas nuklir di Amerika Serikat yang selanjutnya
dikembangkan menjadi sistem monitor manajemen energi secara real
time, simulasi, kontrol, dan optimasi sistem tenaga listrik, (Awaluddin,
2007).
ETAP dapat digunakan untuk membuat proyek sistem tenaga
listrik dalam bentuk diagram satu garis (one line diagram) dan jalur
sistem pentanahan untuk berbagai bentuk analisis, antara lain: aliran
daya, hubung singkat, starting motor, trancient stability, koordinasi relay
proteksi dan sistem harmonisasi. Proyek sistem tenaga listrik memiliki
masing-masing elemen rangkaian yang dapat diedit langsung dari
diagram satu garis dan atau jalur sistem pentanahan. Untuk kemudahan
hasil perhitungan analisis dapat ditampilkan pada diagram satu garis.
ETAP memungkinkan anda untuk bekerja secara langsung dengan
tampilan gambar single line diagram/diagram satu garis. Program ini
dirancang sesuai dengan tiga konsep utama:
1. Virtual Reality Operasi
Sistem operasional yang ada pada program sangat mirip dengan
sistem operasi pada kondisi nyatanya. Misalnya, ketika Anda
membuka atau menutup sebuah sirkuit breaker, menempatkan suatu
elemen pada sistem, mengubah status operasi suatu motor, dan untuk
kondisi de-energized pada suatu elemen dan sub-elemen sistem
ditunjukkan pada gambar single line diagram dengan warna abu-abu.
23
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2. Total Integration Data
ETAP menggabungkan informasi sistem elektrikal, sistem
logika, sistem mekanik, dan data fisik dari suatu elemen yang
dimasukkan dalam sistem database yang sama. Misalnya, untuk
elemen subuah kabel, tidak hanya berisikan data kelistrikan dan
tentang dimensi fisik nya, tapi juga memberikan informasi melalui
raceways yang di lewati oleh kabel tersebut. Dengan demikian, data
untuk satu kabel dapat digunakan untuk dalam menganalisa aliran
beban (load flow analysis) dan analisa hubung singkat (short-circuit
analysis) yang membutuhkan parameter listrik dan parameter koneksi
serta perhitungan ampacity derating suatu kabel yang memerlukan
data fisik routing.
3. Simplicity in Data Entry
ETAP memiliki data yang detail untuk setiap elemen yang
digunakan. Dengan menggunakan editor data, dapat mempercepat
proses entri data suatu elemen. Data-data yang ada pada program ini
telah dimasukkan sesuai dengan data-data yang ada di lapangan untuk
berbagai jenis analisa atau desain.
ETAP dapat melakukan penggambaran single line diagram
secara grafis dan mengadakan beberapa analisa/studi yakni Load
Flow (aliran daya), Short Circuit (hubung singkat), motor starting,
harmonisa, transient stability, protective device coordination, dan
cable derating.
ETAP juga menyediakan fasilitas Library yang akan
mempermudah desain suatu sistem kelistrikan. Library ini dapat
diedit atau dapat ditambahkan dengan informasi peralatan bila perlu.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam bekerja dengan ETAP
adalah:
1. One
Line
Diagram,
menunjukkan
hubungan
antar
komponen/peralatan listrik sehingga membentuk suatu sistem
kelistrikan.
2. Library, informasi mengenai semua peralatan yang akan dipakai
dalam sistem kelistrikan. Data elektris maupun mekanis dari
peralatan yang detail/lengkap dapat mempermudah dan
memperbaiki hasil simulasi/analisa.
24
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3. Standar yang dipakai, biasanya mengacu pada standar IEC atau
ANSII, frekuensi sistem dan metode – metode yang dipakai.
4. Study Case, berisikan parameter – parameter yang berhubungan
dengan metode studi yang akan dilakukan dan format hasil
analisa.
Dengan ETAP dapat dilakukan beberapa analisa pada sistem
kelistrikan yang telah digambarkan dalam single line diagram. Studi-studi
tersebut antara lain: Load Flow Analysis (LF), Short Circuit Analysis
(SC), Motor Starting Analysis (MS), Transient Stability Analysis
(TS),Cable Ampacity Derating Analysis (CD) & Power Plot Interface.
Gambar 3.1 ETAP
25
http://digilib.mercubuana.ac.id/