analisis aliran daya beban tidak seimbang pada feeder

Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
ISSN : 2088-9984
ANALISIS ALIRAN DAYA BEBAN TIDAK SEIMBANG
PADA FEEDER BLANG BINTANG GH LAMBARO BANDA ACEH
Syahrizal1), Syukriyadin2),Ridha Firdaus3)
1,2,3)
.Teknik Energi Listrik Universitas Syiah Kuala
Jl. Syech A. Rauf No.7 Darussalam 23111
e-mail: 1) [email protected]
Dalama sistem distribusi permintaan daya oleh
konsumen terus bertambah. Besarnya daya yang diminta
pun tidak selalu sama, yang menyebabkan terjadinya
pembagian beban yang tidak merata. Hal ini
menyebabkan distribusi beban masing-masing phasa
harus dijaga agar seimbang. Namun pada kenyataannya,
pembebanan masing-masing phasa tidaklah selalu
seimbang. Sehingga secara tidak langsung akibat dari
ketidakseimbangan beban tersebut membuat pihak PLN
selaku produsen listrik mengalami kerugian. Dengan
menganalisa aliran daya pada sistem dengan beban yang
tidak seimbang, maka diharapkan dapat ditentukan
operasi sistem distribusi yang lebih efisien.
Beberapa metode yang sering digunakan dalam
menghitung aliran daya adalah metode Gauss Seidel,
metode Newton Rhapson, metode Decoupled Newton
Rhapson, dan metode Fast Decoupled Newton Rhapson,
yang pada umumnya merupakan metode yang
digunakan pada sistem transmisi, di mana phasa relatif
seimbang sedangkan karakteristik sistem distribusi
berbeda dengan sistem transmisi. Oleh karena itu
diperlukan suatu metode untuk menganalisa aliran daya
yang sesuai dengan karakteristik sistem distribusi.
Penelitian ini akan mencoba
menyelesaikan
perhitungan aliran daya pada sistem distribusi dengan
beban yang tidak seimbang dengan menggunakan
perangkat lunak ETAP 7.0 Sistem yang akan diuji
adalah sistem distribusi pada penyulang Blang Bintang
gardu hubung Lambaro Banda - Aceh.
ABSTRAK
Pada penelitian ini, difokuskan untuk menganalisa
aliran daya dengan beban tidak seimbang pada sistem
distribusi.
Penelitian ini dilakukan dengan
menggunakan data pembebanan pada feeder
(penyulang) Blang Bintang Gardu Hubung Lambaro.
Perhitungan aliran daya tidak seimbang dilakukan
dengan menggunakan software ETAP 7.0 Pada
penyulang Blang Bintang, beban pada phasa A adalah
sebesar 0,297 MW dan 0,206 Mvar, beban pada phasa
B adalah sebesar 0,287 MW dan 0,187 Mvar,
sedangkan beban pada phasa C adalah sebesar 0,297
MW dan 0,206 Mvar. Dari hasil penelitian ini, didapat
bahwa tegangan pada sisi sekunder transformator
distribusi memiliki perbedaan nilai tegangan antar
masing-masing phasa.
Kata Kunci: Aliran Daya, Unbalanced Load Flow,
Distribusi Sekunder, ETAP
1. Pendahuluan
Sistem tenaga listrik merupakan suatu sistem
membangkitkan tenaga listrik dan menyalurkan-nya ke
beban-beban yang letaknya tersebar. Secara garis besar
terdiri dari tiga proses, yaitu pembangkitan tenaga
listrik, transmisi, dan distribusi kepada pelanggan.
Distribusi daya pada sistem distribusi tenaga listrik
dialirkan melalui sistem penyaluran tenaga listrik yaitu
dari gardu hubung ke pelanggan. Secara garis besar,
sistem distribusi dibagi menjadi dua bagian, yaitu
distribusi primer dan distribusi sekunder. Distribusi
primer merupakan jaringan distribusi tenaga listrik
yang memiliki sistem jaringan tegangan menengah
(JTM) sebesar 20 kV. Jaringan ini dimulai dari sisi
sekunder tegangan menengah (TM) trafo daya yang
terdapat pada gardu induk (GI) hingga sisi primer pada
trafo distribusi pada gardu hubung (GH). Terdapat
bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi
primer, yaitu radial, loop, spindel, dan hibrid.
Sementara, sistem distribusi sekunder adalah jaringan
daya listrik yang termasuk dalam kategori jaringan
tegangan rendah JTM (sistem 380/220 Volt), yaitu
rating yang sama dengan tegangan peralatan yang
digunakan oleh pelanggan [1]. Jaringan distribusi
sekunder bermula dari sisi sekunder tegangan rendah
(TR) trafo distribusi dan berakhir hingga ke alat ukur
(meteran) pelanggan.
2. Beban Sistem Distribusi
Dalam dunia kelistrikan, telah dikenal dua jenis
beban, yaitu beban linear dan beban nonlinear.
A. Beban Linier
Beban linear adalah beban yang memberikan bentuk
keluaran linear atau sama dengan bentuk masukan,
artinya daya yang mengalir sebanding dengan
impedansi dan perubahan tegangan. Beban linear terdiri
dari tiga macam beban, yaitu beban resistif, beban
induktif, dan beban kapasitif.
B. Beban Non Linier
Beban non linear adalah beban yang keluarannya
tidak sebanding dengan tegangan masukan, sehingga
arus balik melalui kawat netral tidak sama dengan nol.
Contoh beban non linear adalah saklar atau switch yang
terbuat dari bahan semikonduktor, inverter, konverter,
A-1
Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
ISSN : 2088-9984
dan peralatan elektronika lainnya. Beban non linear ini
akan menghasilkan harmonisa pada kelipatan bilangan
bulat ganjil frekuensi dasar.
1. Slack bus (bus referensi/Swing bus) : pada bus
ini diketahui nilai dari tegangan (V) dan sudut
phasanya (θ).
2. Generator bus (bus pengatur tegangan) : pada
bus ini nilai yang diketahui adalah nilai daya
aktif (P) dan besar tegangannya (V).
3. Load bus : Pada bus ini nilai yang diketahui
adalah nilai daya aktif (P) dan daya reaktif (Q).
C. Keseimbangan Beban dan Ketidakseim-bangan
Beban
Beban – beban dari phasa seimbang adalah beban
dimana arus yang mengalir pada beban-beban simetris
dan beban-beban tersebut dihubungkan pada tegangan
yang simetris pula. Pada phasa tunggal dengan sistem 3
kawat beban seimbang bila arus yang mengalir pada
kawat netralnya bernilai nol. Kemungkinan keadaan
tidak seimbang ada 3 yaitu [2]:
Dalam hal ini besaran-besaran yang tidak diketahui
pada tiap jenis bus harus dihitung untuk menyelesaikan
masalah aliran daya.
A. Metode Aliran Daya Konvensional
 Ketiga vektor sama besar tetapi tidak membentuk
sudut 120 satu dengan yang lainnya.
 Ketiga vektor tidak sama besar tetapi membentuk
sudut 120 satu dengan yang lainnya.
 Ketiga vektor tidak sama besar dan tidak
membentuk sudut 120 satu dengan yang
lainnya.
Metode konvensional merupakan suatu sistem
persamaan linear yang dapat dinyatakan sebagai [3,4,5]:
 
 | V


 P 
  J 1  
|
Q
.....................
(1)
dimana J adalah matriks turunan parsial yang dikenal
dengan matriks Jacobian [3,4,5]:
Vektor diagram arus beban seimbang dan tidak
seimbang dapat dilihat pada gambar.1.
 P
 
J 
 Q
 
P 
 | V | 
Q 
 | V | 
..................... (2)
Adanya ketergantungan antara daya nyata dengan
sudut phasa tegangan bus dan antara daya reaktif
dengan magnitude tegangan bus, mengakibatkan
adanya perubahan yang kecil pada magnitude
tegangan tidak akan menyebabkan perubahan yang
berarti pada daya nyata. Sedangkan perubahan kecil
pada sudut tegangan fasa tidak akan menyebabkan
perubahan berarti pada daya reaktif.
Gambar 1. Vektor Diagram Arus
Pada Gambar 1, (a) menunjukkan bahwa vektor
diagram arus dalam keadaan seimbang. Disini terlihat
bahwa penjumlahan ketiga vektor arus (IR, IS ,IT) adalah
sama dengan nol sehingga tidak muncul arus netral (I N).
Sedangkan pada gambar (b) menunjukkan vektor
diagram arus yang tidak seimbang. Disini terlihat bahwa
penjumlahan ketiga vektor arus (IR, IS ,IT) adalah tidak
sama dengan nol sehingga muncul arus netral (IN).
Besarnya arus netral (IN) tergantung pada berapa besar
faktor ketidakseimbangannya.
 P   J1
Q   0
  
0    
J 4   | V |
..................... (3)
 P 
P  J1    
  
 Q 
Q  J 4  | V | 
 | V |
  V 
Elemen-eleman pada
diturunkan menjadi:
2.1 Studi Aliran Daya
..................... (4)
..................... (5)
matriks
jacobian
dapat
Untuk J1:
 P 
H ij   i    ViV j Yij sin( j   i   ij ) ...................
  j 
Hasil yang ingin diketahui dari studi aliran daya
adalah data yang mengkaitkan antara besar daya suplai
dari generator dan jumlah beban yang membutuhkan
daya pada kondisi operasi normal. Hal tersebut
dibutuhkan apabila pada suatu ketika ada perubahan
kinerja sistem akibat ketidaksengajaan (gangguan,
sambaran petir, dan sebagainya) ataupun yang disengaja
(pengoperasian, pengembangan, dan sebagainya)
[2,3,4].
Di dalam studi tenaga, terdapat tiga jenis bus, yaitu:
(6)
  ViV j sin( j   i ).Bij
n
 P 
H ii   i    ViVi Yii sin  ii   ViV j Yij sin( j   i   ij )
j 1
  i 
j i
  Vi .Bii  Qi
2
Dimana :
Bii  Yii sin ii
Bij  Yij sin ij
A-2
.. (7)
Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
ISSN : 2088-9984
n
.
b.
c.
n.
g.
Qi   ViV j Yij sin( j   i   ij )
j 1
j i
Untuk J2:
Nij≈0
Nii≈0
Untuk J3:
Jij≈0
Jii≈0
Ipq
V pa
zpqaa
b
Ipqc
V pb V p c
}z
}z
}z
zpqbb
pq
zpqcc
Ipqn
pq
zpqnn
pq
ab
Vqa
zpqac
bc
Vqb
zpqan
zpq
cn
bn
Vq
c
.a
.b
.c
.n
.g
Gambar.2 Pemodelan Saluran Tiga Fasa Empat Kabel
Saluran Distribusi
Parameter saluran dapat ditentukan dari suatu
metode yang dikembangkan oleh Carson dan Lewis.
Matrik 4x4 diri dan mutual kopling dari saluran tiga
fasa dapat diperlihatkan pada matrik di bawah [7].
Tegangan pada sisi terima untuk pemodelan saluran
di atas dapat ditulis pada persamaan berikut [7]:
Untuk J4:
 Q
Lij   i
V j

Ipqa
a

   ViV j Yij sin( j   i   ij )


....... (8)
  ViV j sin( j   i ).Bij
n
 Q 
Lii   i    ViVi Yii sin  ii   ViV j Yij sin( j   i   ij )
j 1
  Vi 
....... (9)
V pa  Vqa   z aa
pq
 b   b   ba
V
V
z
 p    q    pq
V pc  Vqc   z ca
pq
 n   n   na
V
V
z
 p   q   pq
j i
 Q 
2
  i    Vi .Bii  Qi
  Vi 
Dimana :
Bii  Yii sin ii
Bij  Yij sin ij
z ab
pq
z bb
pq
z cb
pq
z nb
pq
z ac
pq
z bc
pq
z cc
pq
z nc
pq
a
  I pq

z an
pq


bn
b 
z pq   I pq  ... (14)
. c
  I pq

z cn
pq
nn   n 
z pq   I pq 
Persamaan di atas dapat ditulis ulang dengan
persamaan berikut:
n
Qi   ViV jYij sin( j   i  ij )
abc n
abc
V pabc  Vqabc   Z pq

z pq   I pq


 n   n   n nn   n  ... (15)
 V p   Vq   z pq z pq   I pq 
j 1
j i
Sehingga, elemen matriks jacobian dikoreksi menjadi:
 P   H
Q   0
  
(10)
0    
L  | V |
............
Jika netral ditanahkan, tegangan
(6)
dianggap sama. Maka dari baris pertama persamaan (15)
[7]:
1
n
n
abc
I pq
  z nn
pq z pq I pq
Atau dapat ditulis(Sulistiyono,2011):
Pk=Hk.δk+1
Qk=Lk.Vk+1
..............
.............
(11)
(12)
..............
abc
V pabc  Vqabc  Ze abc
pq I pq
Salah satu metode yang bisa digunakan dalam
menghitung aliran daya dengan beban tidak seimbang
adalah metode injeksi arus. Metode injeksi arus adalah
metode baru hasil pengembangan dari metode NewtonRaphson yang digunakan untuk menyelesaikan masalah
aliran daya pada saluran distribusi.
Adapun proses injeksi arus adalah dengan
menggunakan persamaan berikut [4,6]:
.................................
T
(16)
Dengan mensubstitusikan persamaan (16) ke persamaan
(15), didapat:
B. Metode Aliran Daya Beban Tidak Seimbang
I=YE
V pn dan Vqn dapat
............
(17)
Dimana :
1
abc
nn
Ze abc
pq  Z pq  z pq z
n T
pq
 ze aa
pq

  zeba
pq
 ze ca
 pq
ze ab
pq
zebb
pq
ze cb
pq

ze ac
pq
bc  .....
ze pq 
ze ccpq 
(18)
abc
I pq
adalah vektor arus yang mengalir sepanjang
(13)
saluran antara bus p dan bus q. Besarnya bisa jadi sama
dengan jumlah arus beban semua bus yang berada
antara bus p dan bus q, ditambah dengan arus rugi-rugi
sepanjang saluran antara bus p dan bus q setiap
phasanya.
Sedangkan tegangan pada bus q dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan (17) [7]:
dimana: I = arus yang diinjeksi pada setiap bus
Y = matriks Jacobian dari metode injeksi arus
E = Tegangan pada setiap bus
Model saluran tiga fasa empat kabel antara bus p dan
bus q dapat diperlihatkan pada gambar.2 berikut.
A-3
Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
Vqa  V pa   ze aa
pq
 b   b   ba
V

V

ze
 q   p   pq
Vqc  V pc   ze ca
     pq
ze ab
pq
zebb
pq
ze cb
pq
ISSN : 2088-9984
a
  I pq

ze ac
pq
bc   b  .. (19)
ze pq   I pq 
c 
ze ccpq   I pq

Dalam penelitian aliran daya sistem ini, maka
metode yang digunakan ditunjukan pada skema
penelitian gambar 4 berikut:
START
Aliran Daya Metode Tidak
Seimbang
Untuk kasus dengan beban tiga phasa terhubung
bintang atau beban satu phasa yang terhubung ke netral,
besarnya arus injeksi beban pada bus q dapat diketahui
dengan rumus [7]:
 Sl a
 q
 Vqa
 Il qa  
b
 b   Sl q
 Il q    V b
 Il qc   q
  
 Sl c
 q
  Vqc

*
 a
 Vp


*
 b
 Vp


*
 c
 Vp


  Pl a  jQl a  *
q
 V pa
  q

 
Vqa

 
b
b *
n
 Pl q  jQl q  b
V
  
 p
Vqa

 
*
   Pl c  jQl c 
n
q
  q
 V pc

  
Vqa

 
n




n



n



Aliran Daya Metode
Konvensional
MEMBUAT RANGKAIAN
SIMULASI DAN
MEMASUKKAN DATA
BEBAN
ITERASI
AWAL
ITERASI
AWAL
MENHITUNG ALIRAN
DAYA TIDAK
SEIMBANG
persamaan 32 dan 33
n
MENHITUNG ALIRAN
DAYA Konvensional
persamaan 23
.. (20)
(2.38)
TES
KONVERGEN
Dimana n adalah:
 n=0
daya konstan
 n=1
arus konstan
 n=2
impedansi konstan
YA
YA
TES
KONVERGEN
UPDATE
TEGANGAN
UPDATE
TEGANGAN
HASIL
PERHITUNGAN
ALIRAN DAYA
HASIL
PERHITUNGAN
ALIRAN DAYA
PERBANDINGAN
TIDAK SEIMBANG
DENGAN
KONVENSIONAL
SELESAI
3. Metodelogi Penelitian
Gambar 4 Skema Tahapan Penelitian
Bedasarkan data yang didapat dalam penelitian
maka rangkaian simulasi menggunakan ETAP 6.0.0
dapat didekati dengan rangakain seperti gambar 3
berikut, yang merupakan rangkaian dasar untuk
menganalisa aliran dayapada penyulang Blang Bintang
GH Lambaro.
4. Hasil Dan Pembahasan
A. Hasil Simulasi Aliran Daya Dengan Beban
Tidak Seimbang Pada Gardu Hubung
Lambaro.
Pada data hasil simulasi, aliran daya yang
dihasilkan terdiri dari 3 phasa, yaitu phasa A, phasa B,
dan phasa C. pada sistem distribusi penyulang Blang
Bintang yang pada umumnya menyuplai konsumen
rumah tangga, yang sebagian besar menggunakan beban
satu phasa. Selain itu, setiap konsumen juga tidak
memakai beban dengan besar yang sama pada setiap
waktu sehingga hal ini menyebabkan terjadinya
ketidakseimbangan beban pada sistem distribusi.
Pada Tabel.1 dapat dilihat nilai tegangan dan sudut
dari masing-masing phasa. Besarnya tegangan masingmasing phasa pada sisi primer transformator tidak
terlalu berbeda besarnya. Perbedaan besarnya nilai
tegangan masing-masing phasa terjadi pada sisi
sekunder transformator. Hal ini disebabkan karena sisi
sekunder transformator dihubungkan dengan beban
yang tidak seimbang. Selain perbedaan tegangan,
besarnya sudut phasa juga bertambah. Dengan
menganalisa aliran daya dengan metode tidak seimbang,
dapat dilihat dengan jelas pada phasa mana saja terjadi
penurunan tegangan yang sangat drastis.
Gambar 3 Rangakaian Simulasi Sistem Distribusi Penyulang
Blang Bintang GH Lambaro
A-4
Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
ISSN : 2088-9984
Tabel.1 Hasil Simulasi Tegangan Pada Transformator Distribusi
Gardu
G 104
G 83
G 133
G 105
G 24
G 25
G 26
G 27
G 39
G 28
G 132
G 29
G 30
G 31
G 127
G 82
G 111
G 32
G 123
G 103
G 80
G 112
G 81
G 33
G 35
G 34
G 36
G 37
BUS
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Phasa A
V (PU)
Sudut
0.99988
0.0
0.99875
-30.0
0.99984
0.0
0.97321
-31.1
0.99979
0.0
0.96817
-31.8
0.99911
0.0
0.95321
-31.7
0.99966
0.0
0.97094
-30.8
0.99929
0.0
0.95374
-21.6
0.99894
99.865
0.99173
-30.3
0.99865
0.0
0.99240
-30.2
0.99862
0.0
0.97596
-30.8
0.99848
0.0
0.99527
-30.1
0.99835
0.0
0.98076
-30.6
0.99809
0.0
0.97135
-31.1
0.99797
0.0
0.96921
-31.1
0.99786
0.0
0.96653
-31.8
0.99778
0.0
0.96737
-30.8
0.99775
0.0
0.95628
-31.9
0.99773
0.0
0.99353
-30.2
0.99772
0.0
0.99168
-30.2
0.99772
0.0
0.98206
-30.6
0.99770
0.0
0.99265
-30.2
0.99767
0.0
0.99762
-30.0
0.99762
0.0
0.99180
-30.2
0.99757
0.0
0.97398
-31.0
0.99744
0.0
0.96384
-31.4
0.99767
0.0
0.98997
-30.4
0.99773
0.0
0.99451
-30.0
0.99769
0.0
0.95300
-31.9
0. 99764
0.0
0.97189
-31.7
A-5
Phasa B
V (PU)
Sudut
0.99988
-120.0
0.99871
-150.1
0.99985
-120.0
0.97156
-151.4
0.99981
-120.0
0.96186
-151.6
0.99916
-120.0
0.95406
-151.6
0.99967
-120.0
0.97829
-151.0
0.99933
-120.0
0.97447
-151.1
0.98082
-120.0
0.98082
-150.8
0.99873
-120.0
0.99033
-150.3
0.99870
-120.0
0.98437
-150.5
0.99858
-120.0
0.98553
-150.5
0.99845
-120.0
0.98830
-150.4
0.99821
-120.0
0.97287
-151.0
0.99810
-120.0
0.99091
-150.2
0.99801
-120.0
0.97005
-151.2
0.99793
-120.0
0.97963
-150.7
0.99790
-120.0
0.95927
-151.7
0.99789
-120.0
0.99631
-150.1
0.99788
-120.0
0.98826
-150.4
0.99787
-120.0
0.99622
-150.1
0.99787
-120.0
0.99742
-150.0
0.99784
-120.0
0.99778
-150.0
0.99781
-120.0
0.99389
-150.2
0.99779
-120.0
0.97878
-150.8
0.99768
-120.0
0.97210
-151.0
0.99781
-120.0
0.98655
-150.6
0.99788
-120.0
0.98235
-151.7
0.99784
-120.0
0.98032
-150.7
0.99779
-120.0
0.96368
-151.6
Phasa C
V (PU)
Sudut
0.99988
120.0
0.99835
89.9
0.99985
120.0
0.96902
88.8
0.99981
120.0
0.96838
88.6
0.99911
120.0
0.95487
88.4
0.99964
120.0
0.97059
88.7
0.99928
120.0
0.96692
88.5
0.99895
120.0
0.98673
89.5
0.99865
120.0
0.98543
89.5
0.99870
120.0
0.98228
89.4
0.99848
120.0
0.99695
89.9
0.99835
120.0
0.97039
88.9
0.99810
120.0
0.98249
89.4
0.99798
120.0
0.97759
89.2
0.99788
120.0
0.97198
88.6
0.99780
120.0
0.97517
88.6
0.99776
120.0
0.96462
88.5
0.99775
120.0
0.98930
89.6
0.99773
120.0
0.98579
89.5
0.99773
120.0
0.99073
89.7
0.99772
120.0
0.99706
90.0
0.99769
120.0
0.99780
90.0
0.99765
120.0
0.99122
89.7
0.99762
120.0
0.99775
90.0
0.99749
120.0
0.98133
89.3
0.99770
120.0
0.98716
89.5
0.99775
120.0
0.96343
89.8
0.99771
120.0
0.98038
89.3
0.99768
120.0
0.96978
88.8
Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
ISSN : 2088-9984
Tabel.2 Perbandingan Hasil Simulasi Unbalanced dan Konvensional
Gardu
G 104
G 83
G 133
G 105
G 24
G 25
G 26
G 27
G 39
G 28
G 132
G 29
G 30
G 31
G 127
G 82
G 111
G 32
G 123
G 103
G 80
G 112
G 81
G 33
G 35
G 34
G 36
G 37
BUS
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Primer
Sekunder
Phasa A
V (PU)
Sudut
0.99988
0.0
0.99875
-30.0
0.99984
0.0
0.97321
-31.1
0.99979
0.0
0.96817
-31.8
0.99911
0.0
0.95321
-31.7
0.99966
0.0
0.97094
-30.8
0.99929
0.0
0.95374
-21.6
0.99894
99.865
0.99173
-30.3
0.99865
0.0
0.99240
-30.2
0.99862
0.0
0.97596
-30.8
0.99848
0.0
0.99527
-30.1
0.99835
0.0
0.98076
-30.6
0.99809
0.0
0.97135
-31.1
0.99797
0.0
0.96921
-31.1
0.99786
0.0
0.96653
-31.8
0.99778
0.0
0.96737
-30.8
0.99775
0.0
0.95628
-31.9
0.99773
0.0
0.99353
-30.2
0.99772
0.0
0.99168
-30.2
0.99772
0.0
0.98206
-30.6
0.99770
0.0
0.99265
-30.2
0.99767
0.0
0.99762
-30.0
0.99762
0.0
0.99180
-30.2
0.99757
0.0
0.97398
-31.0
0.99744
0.0
0.96384
-31.4
0.99767
0.0
0.98997
-30.4
0.99773
0.0
0.99451
-30.0
0.99769
0.0
0.95300
-31.9
0.99764
0.0
0.97189
-31.7
Phasa B
V (PU)
Sudut
0.99988
-120.0
0.99871
-150.1
0.99985
-120.0
0.97156
-151.4
0.99981
-120.0
0.96186
-151.6
0.99916
-120.0
0.95406
-151.6
0.99967
-120.0
0.97829
-151.0
0.99933
-120.0
0.97447
-151.1
0.98082
-120.0
0.98082
-150.8
0.99873
-120.0
0.99033
-150.3
0.99870
-120.0
0.98437
-150.5
0.99858
-120.0
0.98553
-150.5
0.99845
-120.0
0.98830
-150.4
0.99821
-120.0
0.97287
-151.0
0.99810
-120.0
0.99091
-150.2
0.99801
-120.0
0.97005
-151.2
0.99793
-120.0
0.97963
-150.7
0.99790
-120.0
0.95927
-151.7
0.99789
-120.0
0.99631
-150.1
0.99788
-120.0
0.98826
-150.4
0.99787
-120.0
0.99622
-150.1
0.99787
-120.0
0.99742
-150.0
0.99784
-120.0
0.99778
-150.0
0.99781
-120.0
0.99389
-150.2
0.99779
-120.0
0.97878
-150.8
0.99768
-120.0
0.97210
-151.0
0.99781
-120.0
0.98655
-150.6
0.99788
-120.0
0.98235
-151.7
0.99784
-120.0
0.98032
-150.7
0.99779
-120.0
0.96368
-151.6
A-6
Phasa C
V (PU)
Sudut
0.99988
120.0
0.99835
89.9
0.99985
120.0
0.96902
88.8
0.99981
120.0
0.96838
88.6
0.99911
120.0
0.95487
88.4
0.99964
120.0
0.97059
88.7
0.99928
120.0
0.96692
88.5
0.99895
120.0
0.98673
89.5
0.99865
120.0
0.98543
89.5
0.99870
120.0
0.98228
89.4
0.99848
120.0
0.99695
89.9
0.99835
120.0
0.97039
88.9
0.99810
120.0
0.98249
89.4
0.99798
120.0
0.97759
89.2
0.99788
120.0
0.97198
88.6
0.99780
120.0
0.97517
88.6
0.99776
120.0
0.96462
88.5
0.99775
120.0
0.98930
89.6
0.99773
120.0
0.98579
89.5
0.99773
120.0
0.99073
89.7
0.99772
120.0
0.99706
90.0
0.99769
120.0
0.99780
90.0
0.99765
120.0
0.99122
89.7
0.99762
120.0
0.99775
90.0
0.99749
120.0
0.98133
89.3
0.99770
120.0
0.98716
89.5
0.99775
120.0
0.96343
89.8
0.99771
120.0
0.98038
89.3
0.99768
120.0
0.96978
88.8
Konvensional
V (PU)
Sudut
0.99988
0.0
0.99860
-0.1
0.99984
0.0
0.97127
-1.2
0.99980
0.0
0.96617
-1.6
0.99913
0.0
0.95399
-1.6
0.99966
0.0
0.97332
-1.0
0.99930
0.0
0.96474
-1.6
0.99896
0.0
0.98617
-0.5
0.99867
0.0
0.98932
-0.3
0.99864
0.0
0.98083
-0.6
0.99851
0.0
0.99248
-0.2
0.99838
0.0
0.97960
-0.7
0.99813
0.0
0.97539
-0.9
0.99801
0.0
0.97869
-0.7
0.99791
0.0
0.96939
-1.5
0.99783
0.0
0.97386
-1.0
0.99780
0.0
0.95936
-1.7
0.99779
0.0
0.99301
-0.2
0.99777
0.0
0.98855
-0.4
0.99777
0.0
0.98960
-0.3
0.99776
0.0
0.99571
-0.1
0.99773
0.0
0.99773
0.0
0.99769
0.0
0.99230
-0.2
0.99766
0.0
0.98365
-0.6
0.99754
0.0
0.97248
-1.0
0.99772
0.0
0.98787
-0.5
0.99779
0.0
0.97967
-0.6
0.99774
0.0
0.97092
-1.1
0.99770
0.0
0.96862
-1.5
Seminar Nasional dan ExpoTeknik Elektro 2012
ISSN : 2088-9984
B. Perbandingan Metode Beban Tidak Seimbang
Dengan Metode Aliran Daya Konvensional
REFERENSI
[1] Tom Short, Electric Power
Distribution
Handbook. Florida: CRC Press LLC, 2004.
Hasil perbandingan aliran daya dapat dilihat pada
Tabel.2 diatas. Pada metode konvensional, setiap phasa
dianggap seimbang, sehingga besarnya tegangan yang
mengalir pada setiap bus berada di antara nilai tertinggi
dan terendah tegangan phasa dengan perhitungan
metode beban tidak seimbang. Sebagai contoh, untuk
sisi sekunder transformator G104, besarnya tegangan
dengan metode konvensional adalah 0,99860 PU.
Sedangkan dengan metode beban tidak seimbang,
besarnya tegangan phasa A ,B , C secara berurut adalah
0,99875, 0,99871, 0,99835.
Dari kecepatan memperoleh hasil, metode
konvensional memerlukan 2 iterasi, sedangkan dengan
metode beban tidak seimbang, memerlukan 9 iterasi.
Hal ini disebabkan karena metode konvensional
menganggap setiap phasa adalah seimbang, sehingga
dapat dihitung dalam 1 phasa. Sedangkan metode beban
tidak seimbang, tetap menganggap phasa tidak
seimbang, sehingga harus menghitung setiap phasanya.
Dari hasil tersebut, jelas terlihat bahwa menganalisa
aliran daya beban tidak seimbang kurang cocok jika
menggunakan metode konvensional. Metode beban
tidak seimbang merupakan metode yang lebih sesuai
dalam menganalisa aliran daya dengan beban tidak
seimbang walaupun memerlukan waktu yang sedikit
lebih lama.
[2]
[3] William D. Stevenson, Jr, Analisis Sistem Tenaga
Listrik, Edisi keempat. Jakarta: Erlangga, 1983.
2.
Pada penyulang Blang Bintang, beban pada
phasa A adalah sebesar 0,297 MW dan 0,206
3.
Mvar, beban pada phasa B adalah sebesar
0,287 MW dan 0,187 Mvar, sedangkan beban
pada phasa C adalah sebesar 0,297 MW dan
0,206 Mvar.
4.
Berdasarkan perbandingan antara aliran daya
metode tidak seimbang dan aliran daya metode
konvensional pada sistem distribusi penyulang
Blang Bintang, terlihat bahwa metode tidak
seimbang memiliki hasil yang lebih spesifik
karena perhitungan dilakukan setiap phasanya,
sedangkan metode konvensional hanya
memiliki nilai rata-rata dari ketiga phasa.
Hadi Saadat, Power System Analysis, McGrawHill International Editions, Milwaukee, 1999.
[5]
Sulistiyono, Dwi,Windarto, Joko dan Karnoto.
Perbandingan Metode Gauss-Seidel, Metode
NewtonRaphson Dan Metode Fast Decoupled
Dalam Solusi Aliran Daya. Undergraduate thesis,
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Undip.
2011.
[7] Subrahmanyam, J.B.V. Load Flow Solution Of
Unbalanced Radial Distribution Systems, Journal
of
Theoretical and Applied Information
Technology vol 6 No 1. Pp 40-51, 2009.
Dari hasil dan pembahasan penelitian ini dapat
disimpulkan bahwa:
Pembeban tidak seimbang mengakibatkan
perbedaan nilai tegangan antara phasa A, phasa
B, dan phasa C pada sisi sekunder
transformator distribusi.
[4]
[6] IBG Manuaba, Kadek Amerta Yasa, Analisa
Aliran Daya Dengan Metode Injeksi Arus pada
Sistem Distribusi 20 KV, Teknologi Elektro Vol. 8
No. 1. Pp 46-51, 2009.
5. Kesimpulan
1.
J. D Glover, M. S Sarma, T.J Overbye, Power
System Analysis, Thomson Corporation:4th
Edition, 2008
A-7