bab 1 pendahuluan

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Sistem tenaga listrik merupakan salah satu faktor utama yang mendukung
sistem produksi dari perusahaan industri. Beberapa industri besar di Indonesia,
khususnya perusahaan industri yang menjadi objek dalam penelitian ini, memilih
untuk mengoperasikan keseluruhan sistem tenaga listriknya, mulai dari sistem
pembangkitan, transmisi dan distribusi, secara mandiri untuk memenuhi kualitas
daya yang sesuai dengan kebutuhan peralatan-peralatannya.
Beberapa faktor perlu diupayakan oleh pihak perusahaan untuk memenuhi
kebutuhan kualitas daya yang diharapkan. Apabila faktor-faktor ini diabaikan, isuisu ketenagalistrikan yang tidak diharapkan, seperti flicker, blackout, atau harmonik
dapat terjadi [1, 2]. Salah satu faktor yang perlu diupayakan adalah menjaga deviasi
tegangan berada dalam rentang yang diizinkan. Setiap peralatan dalam sistem
kelistrikan memiliki nominal tegangan yang telah diatur pada saat perancangan dan
pembuatan. Pengoperasian peralatan-peralatan tersebut diluar rentang nilai
tegangan yang diizinkan dapat menyebabkan kegagalan operasi atau penurunan
efisiensi dari peralatan tersebut. Sebagai contoh, dalam sistem transmisi, apabila
nilai tegangan yang tersalurkan dalam suatu saluran lebih rendah dari nilai tegangan
yang seharusnya untuk nilai beban yang sama, maka rugi-rugi daya yang terjadi
pada saluran akan meningkat sebagai akibat dari peningkatan nilai arus yang
1
2
disalurkan. Oleh karena itu, suatu sistem tenaga listrik yang stabil dibutuhkan untuk
menyokong sistem operasi dari suatu perusahaan industri.
Sebagian besar perusahaan yang bergerak dalam bidang industri minyak
dan gas memiliki pompa sebagai beban-beban utama sistem kelistrikan.
Penggunaan pompa-pompa yang umumnya merupakan beban induktif ini
menyerap daya reaktif dari generator. Tingginya nilai daya reaktif yang disalurkan
dalam sistem transmisi akan menurunkan faktor daya sistem dan mengurangi
kemampuan hantar daya aktif dari sistem transmisi. Akibatnya, jumlah bebanbeban yang dapat disokong akan berkurang.
Buruknya manajemen penggunaan daya reaktif, atau bisa juga disebut var,
juga dapat menyebabkan menurunkan kesuluruhan efisiensi dari sistem. Nilai dari
daya aktif yang dapat disuplai oleh generator pun berkurang seiring peningkatan
produksi daya reaktif akibat kebutuhan beban. Apabila nilai daya reaktif yang dapat
disuplai generator tidak mencukupi kebutuhan sistem, nilai tegangan yang dapat
disalurkan pun akan berkurang sehingga beban-beban tidak dapat beroperasi
sebagaimana semestinya.
Perbaikan nilai tegangan pada sisi beban dapat dilakukan dengan beberapa
cara. Pengubahan tap changer pada trafo adalah salah satu cara yang umum
digunakan untuk meningkatkan nilai tegangan di sisi beban. Namun metode ini
memiliki kelehaman karena tidak dapat mengurangi rugi-rugi tegangan yang terjadi
pada saluran transmisi. Penggunaan bank kapasitor dapat meningkatkan faktor daya
dari sistem, namun karena karakteristik dari bank kapasitor yang memiliki nilai
statis, masalah baru akan timbul saat beban-beban besar terputus dari sistem.
3
Untuk sebab-sebab tersebut, telah dilakukan studi-studi penelitian untuk
menemukan metode manajemen daya reaktif. Salah satu metode adalah
penggunaan pengendali Flexible Alternating Current Transmission System
(FACTS) yang dapat mengkompensasi kebutuhan daya reaktif sistem sehingga
nilai tegangan dari sistem dapat dijaga dan rugi-rugi saluran dapat diminimasi.
Dalam pemilihan dan pemasangan pengendali FACTS, ada beberapa hal
yang harus dipertimbangkan, diantaranya yaitu pemilihan jenis FACTS yang akan
digunakan, lokasi optimal penempatan pengendali FACTS dan ukuran dari
pengendali FACTS yang dipilih. Apabila pemasangan pengendali FACTS tanpa
didasarkan dari pertimbangan-pertimbangan tersebut, hasil dari pemasangan
peralatan tersebut dapat menjadi tidak sesuai dari yang diharapkan untuk nilai
investasi yang besar. Oleh karena itu, metode yang digunakan dalam penempatan
peralatan tersebut haruslah sesuai dengan karakteristik sistem dan hasil yang
diharapkan.
Berdasarkan latar belakang tersebut, pihak perusahaan yang menjadi objek
penelitian memerlukan tinjauan terhadap sistem kelistrikannya saat ini dan
kelayakannya dalam menghadapi pertumbuhan beban yang akan terjadi pada waktu
yang akan datang.
1.2 Rumusan Masalah
Berikut merupakan rumusan-rumusan masalah yang akan dibahas dalam
penelitian.
4
1. Kondisi sistem kelistrikan perusahaan industri yang menjadi objek penelitian
saat ini dan kemampuannya dalam menghadapi perluasan jaringan yang
diramalkan di waktu yang akan datang.
2. Kelayakan pemasangan static var compensator (SVC) setelah menentukan
lokasi penempatan dan ukuran SVC yang optimal dalam menghadapi perluasan
jaringan yang diramalkan di waktu yang akan datang.
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian
Secara umum, tujuan dari penelitian ini adalah meninjau dan menganalisa
kondisi sistem kelistrikan perusahaan industri yang menjadi objek penelitian saat
ini dan di masa yang akan datang. Secara khusus, berikut merupakan tujuan dari
penelitian ini.
1. Memformulasikan suatu program optimasi berbasis algoritma genetika
yang sesuai dengan kebutuhan sistem.
2. Menguji kelayakan dari salah satu opsi solusi yang diajukan pihak
perusahaan dalam menghadapi perluasan jaringan pada tahun yang akan
datang.
Hasil penelitian ini diharapkan mampu memberikan manfaat baik bagi
perusahaan maupun bagi penulis. Bagi perusahaan, penelitian ini diharapkan dapat
membantu peninjauan sistem kelistrikannya saat ini dan dalam mempertimbangkan
salah satu opsi solusi perusahaan dalam menghadapi perluasan jaringan pada waktu
yang akan datang, sedangkan bagi penulis, penelitian ini diharapkan dapat
5
memberikan pengalaman dalam beroperasi dengan data nyata di lapangan dan
sebagai syarat kelulusan studi sarjana.
1.4 Batasan Masalah
1. Studi kelayakan yang ditinjau pada penelitian ini mencakup sisi teknis berupa
nilai tegangan setiap rel dan rugi-rugi daya aktif saluran pada kondisi tunak dan
juga dari sisi ekonomi berupa net present value (NPV) pemasangan optimal
SVC yang direkomendasikan.
2. Parameter pemasangan optimal SVC mencakup lokasi peralatan tersebut dan
ukuran dari SVC yang direkomendasikan oleh program optimasi berbasis
metode algoritma genetika.
3. Objek dari penelitian ini difokuskan pada salah satu penyulang dari sistem
kelistrikan suatu perusahaan industri yang merukapan sistem radial 5 rel
dengan tegangan nominal 115 kV dan frekuensi 60 Hz dan dengan menganggap
sistem distribusi 13,8 kV sebagai beban.
4. Kondisi operasi sistem yang menjadi objek dalam penelitian yaitu dalam
kondisi tunak sehingga perhitungan dalam penelitian ini mengasumsikan
kondisi beban dalam keadaan tetap dalam setiap waktunya.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pemahaman dalam membaca skripsi ini, berikut
merupakan sistematika penulisan yang digunakan.
6
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab
ini
memuat
latar
belakang
penelitian,
rumusan
permasalahan, tujuan dan manfaat penelitian batasan masalah
serta sistematika penulisan skripsi.
BAB II
: LANDASAN TEORI
Bab ini memuat teori-teori yang menjadi landasan dalam
memahami konsep dan perhitungan dalam melaksanakan
penelitian.
BAB III : METODE PENELITIAN
Bab ini memuat objek, perangkat dan prosedur pelaksanaan
penelitian.
BAB IV
: HASIL DAN ANALISA
Bab ini memuat data hasil penelitian beserta analisa pembahasan
dari hasil tersebut.
BAB V
: PENUTUP
Bab ini memuat kesimpulan dari pelaksanaan penelitian dan
saran terhadap rencana pengembangan penelitian.