LAPORAN PRAKTIKUM 1
“
RANGKAIAN SINGLE LINE DIAGRAM DAN LOAD FLOW ANALYS JARINGAN ”
DISTRIBUSI BERBANTUAN ETAP 12.6
Disusun Untuk Memenuhi Matakuliah Sistem Distribusi dan Transmisi Dibimbing oleh Bu Yuni Rahmawati
Oleh: Prasetyo Adi
(150534600296)
S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO 2015 UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Oktober 2017
UNIT 2 JARINGAN DISTRIBUSI
A.
DASAR TEORI
ETAP Etap merupakan software yang digunakan untuk melakukan desain/perencanaan sistem kelistrikan yang ada di suatu Industri atau Wilayah. Software ini sangat bermanfaat untuk melakukan berbagai analisa yang sangat membantu untuk mempermudah pekerjaan. Pada pembahasan laporan in hanya menggunakan pembahasan : 1. Single Line Diagram dan 2. Load Flow Analysis
Dalam perancangan dan analisa sebuah sistem tenaga listrik, sebuah software aplikasi sangat dibutuhkan untuk merepresentasikan kondisi real sebelum sebuah sistem direalisasikan. ETAP (Electric Transient and Analysis Program) PowerStation 12.6 merupakan salah satu software aplikasi yang digunakan untuk mensimulasikan sistem tenaga listrik. ETAP mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik, dan 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. Analisa sistem tenaga listrik yang dapat dilakukan ETAP antara lain :
Analisa aliran daya Analisa hubung singkat Arc Flash Analysis
Starting motor
Koordinasi proteksi
Analisa kestabilan transien, dll.
SINGLE LINE DIAGRAM
Dalam menganalisa sistem tenaga listrik, suatu diagram saluran tunggal (single line diagram) merupakan notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem tenaga listrik tiga fasa. Sebagai ganti dari representasi saluran tiga fasa yang terpisah, digunakanlah sebuah konduktor. Hal ini memudahkan dalam pembacaan diagram maupun dalam analisa rangkaian. Elemen elektrik seperti misalnya pemutus rangkaian, transformator, kapasitor, busbar maupun konduktor lain dapat ditunjukkan dengan menggunakan simbol yang telah distandardisasi untuk diagram saluran tunggal. Elemen pada diagram tidak mewakili ukuran fisik atau lokasi dari peralatan listrik, tetapi merupakan konvensi umum untuk mengatur diagram dengan urutan kiri-ke-kanan yang sama, atas-ke-bawah. ETAP memiliki 2 macam standar yang digunakan untuk melakukan analisa kelistrikan, ANSI dan IEC. Pada dasarnya perbedaan yang terjadi di antara kedua standar tersebut adalah frekuensi yang digunakan, yang berakibat pada perbedaan spesifikasi peralatan yang sesuai dengan frekuensi tersebut. Simbol elemen listrik yang digunakan dalam analisa dengan menggunakan ETAP pun berbeda.
LOAD FLOW ANALYSIS Percobaan load flow atau aliran daya ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik aliran daya yang berupa pengaruh dari variasi beban dan rugi-rugi transmisi pada aliran daya dan juga mempelajari adanya tegangan jatuh di sisi beban . Aliran daya pada suatu sistem tenaga listrik secara garis besar adalah suatu peristiwa daya yang mengalir berupa daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) dari suatu sistem pembangkit (sisi pengirim) melalui suatu saluran atau jaringan transmisi hingga sampai ke sisi beban (sisi penerima). Pada kondisi ideal, maka daya yang diberikan oleh sisi pengirim akan sama dengan daya yang diterima beban. Namun pada kondisi real, daya yang dikirim sisi pengirim tidak akan sama dengan yang diterima beban. Hal ini dipengaruhi oleh 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 P.F. sehingga mempengaruhi perbandingan antara besarnya daya yang ditransfer dengan yang diterima. Sedangkan untuk melakukan kalkulasi aliran daya, terdapat 3 metode yang biasa digunakan: 1. Accelerated Gauss-Seidel Method
Hanya butuh sedikit nilai masukan, tetapi lambat dalam kecepatan perhitungan .
2. Newton Raphson Method
Cepat dalam perhitungan tetapi membutuhkan banyak nilai masukan dan parameter.
First Order Derivative digunakan untuk mempercepat perhitungan.
3. Fast Decoupled Method
Dua set persamaan iterasi, antara sudut tegangan, daya reaktif dengan magnitude tegangan Cepat dalam perhitungan namun kurang presisi Baik untuk sistem radial dan sistem dengan jalur panjang
A.1
Gambar Sistem GENERATOR
BUS BAR
TRANSFORMATOR
BUS BAR
CABLE
BBUS
BAR
TRANSFORMATOR
BUS BAR
STATIC LOAD
Penjelasan: 1. Jenis beban sistem tenaga listrik yang lain adalah Lumped Load, merupakan beban yang banyak mengandung motor listrik, sehingga dapat mempengaruh tegangan sistem ketika start. Spesifikasi yang pokok pada sebuah Lumped Load adalah level tegangan dan kapasitas daya lengkap dengan faktor dayanya. 2. Kabel penghantar, merupakan media untuk menghantarkan arus listrik yang dipakai pada saluran transmisi dan jaringan distribusi. Spesifikasi yang penting pada kabel adalah: bahan, luas penampang, panjang kabel dan tegangan kerjanya.
C.
LANGKAH PERCOBAAN 1. Pilih mode IEC pada menu bar Project – Standart
2. Rangkailah skema sesuai dengan yang di tugaskan , seperti skema di bawah :
3. Klik menu di samping kanan dekstop untuk memilih bahan – bahan yang di butuhkan untuk membuat skema.
4. Setting nilai komponen skema dengan cara klik kanan dan isi spesifikasi bahan sesuai yang ditentikan.
– Run
5. Untuk menjalankan simulasi klik menu Load Flow Analysis Load Flow
6. Jika skema mnampilkan nilai arus dan daya , maka skema berart sudah benar dan sebaliknya.
7. Untuk menampilkan laporan dari skema secara lengkap klik menu Report Manager.
8. Lakukan analisa sesuai dengan hasil praktikum yang telah dilakukan.
E.
NILAI HASIL PERCOBAAN E.1 Data Percobaan : a. Power Grid 150 kV b. Transformator Step Up 150/750 kV;20 MVA c. Cable 12 km; 6 mm2 ; 1 – 3/C d. Transformator Step Down 750/150 kV; 20 MVA e. Static Load 70 kVA ; pf 100% 1.
Nilai tegangan pada masing-masing bus Komponen
Busbar 1 … (150 kV) Busbar 1 … (sebelum kabel) Busbar 1… (setelah kabel) Busbar 2 … (750 kV) Busbar 2 … (sebelum kabel) Busbar 2… (setelah kabel) Busbar 3 … (750 kV) Busbar 3 … (sebelum kabel) Busbar 3… (setelah kabel) Busbar 4 … (150 kV)
Tegangan (kV) 150
Daya keluar busbar (kW) 50
150
50
150 150
50 50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
Busbar 4 … (sebelum kabel) Busbar 4… (setelah kabel) 2.
150
50
150
50
Daya pada masing-masing bus
E.2 Gambar Hasil Percobaan
F.
PERHITUNGAN DAN ANALISIS 1. Menghitung turun tegangan (Voltage Drop) dan rugi daya (Losses)
1.1 Voltage Drop
Dari gambar diatas, dapat dilihat bahwa tidak ada nilai turun tegangan yang terjadi pada sistem jaringan distribusi , karena nilai dari Source = 86 kV dan pada saat mencapai Load = 86kV artinya tegangan tidak mengalami penurunan sama sekali , begitu juga nilai arus nya konstan pada nilai 0,3 A
Vd = 0
*tidak ada drop tegangan* Secara umum beban akan mengalami Vd sebesar 80% dari nilai tegangan nominal, tapi pada percobaan tidak didapat nilai Vd, artinya sistem mendistribusikan listrik dengan sangat sangat baik, atau hipotesis tersebut juga bisa berarti suatu kesalahan dalam pengoperasian simulasi (Human Error). 1.2 Losses
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa Losses tegangan tidak terlihat yang dapat diartikan bahwa tidak ada atau tidak terjadi rugi daya dalam sistem jaringan distribusi tersebut.
G.
KESIMPULAN
1. Secara garis besar Etap (Electric Transcient and Analys Program) merupakan suatu alat bantu untuk melakukan analisis daya , kontroling, monitoring terkait suatu sistem jaringan baik dalam pembangkit ataupun otomasi. 2. Dalam point analisa Vd = 0 ,artinya sistem jaringan mendistribusikan listrik dengan sangat baik. 3. Untuk proteksi , sebaiknya rangkaian di berikan tambahan CB (Circuit Breaker). 4. Tidak terdapat rugi daya yang terlapau besar , hanya berkisar antara 0,004 sampai 0,007 %.
Lampiran LEMBAR PENGAMATAN UNIT 2
1. Cable panjang = 12 km; luas penampang kabel = 6 mm2
Pengamatan tegangan dan daya pada Busbar Komponen Busbar 1 … (150 kV) Busbar 1 … (sebelum kabel) Busbar 1… (setelah kabel) Busbar 2 … (750 kV) Busbar 2 … (sebelum kabel) Busbar 2… (setelah kabel) Busbar 3 … (750 kV) Busbar 3 … (sebelum kabel) Busbar 3… (setelah kabel) Busbar 4 … (150 kV) Busbar 4 … (sebelum kabel) Busbar 4… (setelah kabel)
Tegangan (kV) 150
Daya keluar busbar (kW) 50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
150
50
Pengamatan arus dan losses pada komponen Komponen Trafo 20 MVA Kabel
Arus primer (A) 0,3
Losses (kW) 0
0,1
0
0,3
Static Load Gambar Nilai Arus pada Rangkaian
Arus
Gambar Tabel Arus Pada Kabel
Gambar Tabel Nilai Losses
Tanggal
: 5 Oktober
Acc. Ass./Spv., Nama mhs.
: Prasetyo Adi
No. Mhs.
: 15053460029
