KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan kerja praktek di PT. Chevron Pacific Indonesia distrik Duri dengan tepat waktu. Selama satu bulan pelaksanaan Kerja Praktek ini, penulis banyak mendapatkan manfaat, di samping menambah pengetahuan dan wawasan yang telah diperoleh di perkuliahan, juga menambah pengalaman kerja di industri sebagai wahana adaptasi tehadap kondisi dunia kerja sebenarnya. Laporan ini berisi hasil pengamatan selama berada di distrik Duri mengenai “Studi pengaruh penggunaan kompensator berupa Capacitor Bank, SVC, dan STATCOM pada jaringan transmisi dan distribusi di PT. Chevron Pacific Indonesia”. Keberhasilan pengamatan Kerja Praktek ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan semua pihak terkait. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Sarjiya, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. 2. Bapak Yusuf Susilo Wijoyo, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing Kerja Praktek penulis. 3. Orang tua yang telah memberikan doa restu, motivasi serta dorongan dan bimbingan untuk meraih cita-cita kami. Makasih banyak pa, ma. 4. Bapak Elwin F. Nasution selaku HR-SMO Training Services dan Bapak Ngadio di Duri Training Center yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan kegiatan Kerja Praktek di PT. Chevron Pacific Indonesia. 5. Bapak Dion Kumboro, General Manager Departemen PGT, atas kesempatan melakukan kegiatan Kerja Praktek di departemen PGT. 6. Bapak Rana Hendra, Administration Coordinator PGT yang telah menerima dan memberikan pengarahan kerja praktek.
3
7. Bapak Priambudi Pujihatma, selaku Pembimbing Kerja Praktek yang telah memberikan arahan, kuliah, saran serta masukan sehingga penulis dapat menjalankan Kerja Praktek yang penuh kesan dan manfaat. 8. Bapak Ambar, Bapak Arifian, Bapak Ravmon Polinsar, Bapak Musra, , Bapak Gede, Bapak Deni yang telah memberikan banyak ilmu tentang sistem kelistrikan dan ilmu mengenai Decision Support Center (DSC), di PT. Chevron Pacific Indonesia. 9. Seluruh staff-staff PGT yang telah menerima penulis dengan baik dan memberikan masukan yang sangat positif. 10. Teman-teman KP : Qadafi (UNRI), Fauzan (UNRI), Rizki (UNRI), Andika (USU), Rimbo (USU), Jonathan (UNPAD), Lukita (UGM), Hendra (UGM), yang selalu mendukung, menyemangati dan selalu berbagi. Semoga kita semua menjadi orang-orang yang sukses. 11. Office Boy PGT, om Gilbert, yang juga mewarnai hari-hari kami, Mbak-mbak Mess Hall yang selalu memberikan gizi setiap harinya, dan Pak Aston yang selalu ceria setiap mengantarkan kami ke Mess Hall. 12. Buat seluruh teman-teman di JTETI FT UGM, dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu segala saran dan kritik yang membangun sangat dibutuhkan oleh penulis untuk perbaikan ke depan. Penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi para pembaca. Yogyakarta, 22 Oktober 2013
Penulis
4
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR………………………………………………………………... 3 DAFTAR ISI…………………………………………………………………………. 5 DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………….8 DAFTAR TABEL ...………………………………………………………………... 11 BAB 1. PENDAHULUAN ……………………………………………………….. 12 1.1
Latar Belakang …………………………………………………………………... 12
1.2
Tujuan .................................................................................................................... 13
1.3
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ........................................................................... 14
1.4
Batasan Masalah .................................................................................................... 14
1.5
Metode Pengumpulan Data ....................................................................................14
1.6
Sistematika Penulisan ............................................................................................ 14
BAB 2. SEJARAH PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA …………………….17 BAB 3. SISTEM KELISTRIKAN PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA …… 22 3.1
Departemen Power Generation & Transmission ………………………………... 22
3.1.1
Tinjauan Umum ……………………………………………………………… 22
3.1.2
Struktur Organisasi PGT ……………………………………………………... 22
3.2
Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik …………………………………………… 26
3.3
Sistem Transmisi dan Distribusi ………………………………………………… 27
3.3.1
Sistem Transmisi ……………………………………………………………... 27
3.3.2
Sistem Distribusi ……………………………………………………………... 29
3.3.3
Substation …………………………………………………………….............. 30
BAB 4. PENUNJANG KEANDALAN TENAGA LISTRIK …………………… 31 4.1
Supervisory Control and Data Acquistion (SCADA)…………………………… 31
4.1.1
Sistem SCADA PGT …………………………………………………………. 32
4.1.2
Master Station dan RTU ………………………………………………………34
4.1.3
Media Komunikasi SCADA………………………………………………….. 36
5
4.2 Hotline Work ................................................................................................................ 37 Peralatan Sistem Tenaga ............................................................................................... 38 4.3.1
Recloser ............................................................................................................. 38
4.3.2
Breaker............................................................................................................... 39
4.3.3
Voltage Regulator............................................................................................. 40
4.3.4
Capacitor Bank.................................................................................................. 42
4.3.5
Ground Fault Path Clearance (GFPC) .............................................................. 43
4.3.6
Relay.................................................................................................................. 46
4.3.7
Switch................................................................................................................ 49
4.3.8
CT & PT............................................................................................................. 52
4.3.9
AC & DC Power Supply.................................................................................... 53
4.3.10
Metering....................................................................................................... 56
4.3.11
Panel Kontrol ................................................................................................ 57
BAB 5. DASAR TEORI.......................................................................................... 58 5.1
Kestabilan Tegangan...............................................................................................58
5.2
Kualitas Daya (Power Quality) ............................................................................. 58
5.2.1
Faktor Daya........................................................................................................ 58
5.2.2
Kompensator dan FACTS.................................................................................. 60
5.3
Fenomena Transien atau Kondisi Peralihan ........................................................64
5.4
Hubung Singkat dalam Sistem Tenaga Listrik.......................................................65
BAB 6. BATAS PERMASALAHAN...................................................................... 66 6.1
Solusi dari permasalahan........................................................................................ 67
6.2
Simulasi menggunakan program............................................................................ 69
BAB 7. ANALISA KESTABILAN TEGANGAN ................................................. 71 BAB 8. PENGARUH PENGGUNAAN CAPACITOR BANK DAN FACTS SVC/ STATCOM PADA JARINGAN TRANSMISI DAN DISTRIBUSI DI PT CHEVRON PACIFIC INDONESIA…………………………………….. 73
6
8.1 Analisis Load Flow Menggunakan ETAP……………………………………………. 73 8.1.1 Simulasi Load Fow menggunakan FACTS SVC ……………………………….. 74 8.2 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software ETAP ………………………….. 84 8.2.1 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank……………..………………………..84 8.3 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software Matlab (MGL-STG Close)……...86 8.3.1 Simulasi Transien menggunakan STATCOM/SVC………………………………. 87 8.3.2 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank ………………………………. 94 8.4 Analisis Kondisi Short Circuit 3 Phase Menggunakan Software ETAP …………… 99 8.4.1 Simulasi Short Circuit dengan SVC …………………………………………… 99 8.4.2 Simulasi Short Circuit dengan Capacitor Bank ………………………………... 100 8.5 Analisis Kondisi Short Circuit 1 Phase Phase Menggunakan Software ETAP …….. 102
BAB 9. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 106 9.1 Kesimpulan …………………………..……………………………………………. 106 9.2 Saran…………………………..…………………………………………………….. 107
DAFTAR PUSTAKA…………………………..…………………………………..109
7
DAFTAR GAMBAR Gbr 1. Sistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific IndonesiaSistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific IndonesiaSistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific Indonesia………..…… 28
Gbr 2. Saluran transmisi pada PT. CPI ....................................................................... 28 Gbr 3. Sistem Ring Bus ............................................................................................... 29 Gbr 4. Sistem Satu Setengah Breaker ......................................................................... 29 Gbr 5.Komponen sistem SCADA ............................................................................... 32 Gbr 6. Sistem operasi recloser .................................................................................... 39 Gbr 7. Ilustrasi tegangan sistem dengan adanya VR .................................................. 41 Gbr 8. Ilustrasi tegangan sistem dengan penambahan capacitor bank ........................ 43 Gbr 9. Tiga Dimensi Pemasangan GFPC Sistem ........................................................ 43 Gbr 10. One line diagram pemasangan sistem GFPC ................................................. 44 Gbr 11. Relay Elektromekanik .................................................................................... 46 Gbr 12. Pembagian zona proteksi relay distance ........................................................ 48 Gbr 13. Faktor Daya .................................................................................................... 60 Gbr 14. Capacitor Bank dan kurva tegangan terhadap arus …………………………63
Gbr 15. Komponen penyusun dan karakterisik FACTS SVC..................................... 63 Gbr 16. Gambar kurva STATCOM ……………………………………………………………………………………. 65
Gbr 17. Kondisi jaringan radial saat MGL-STG open ................................................ 67 Gbr 18. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 80 km........................... 71 Gbr 19. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 90 km........................... 71 Gbr 20.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (tanpa HCTSVC)................................................................................................................ 74
8
Gbr 21.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan HCT-SVC) ...................................................................................................... 75 Gbr 22. Kondisi Tegangan sebelum dan setelah pemasangan SVC saluran MGL-STG Close................................................................................................................ 77 Gbr 23.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan HCT-SVC) ...................................................................................................... 78 Gbr 24.Kondisi Tegangan MGL-STG Open di lokasi Batang.................................... 80 Gbr 25.Kondisi Tegangan saat MGL-STG Open di lokasi Pematang Main .............. 81 Gbr 26.Kondisi Transien saat MGL-STG Open tanpa Capacitor Bank ..................... 84 Gbr 27.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank saat MGL-STG Open ....... 85 Gbr 28. Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap saat MGLSTG Open ....................................................................................................... 85 Gbr 29.Rangkaian jaringan listrik PT CPI Integrated System menggunakan Software Matlab ............................................................................................................. 86 Gbr 30.Kondisi Transien Pemasangan STATCOM secara bertahap pada bus NEL dan BKO ................................................................................................................ 87 Gbr 31.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI ..................................... 88 Gbr 32.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI ..................................... 89 Gbr 33 Gambar gelombang V dan Q pada STATCOM 1 berlokasi di STG. ............. 90 Gbr 34 Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGLSTG Close) ………………………………………………………..……… 92 Gbr 35.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGLSTG Open) ...................................................................................................... 92 Gbr 36.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MLGSTG Open) ...................................................................................................... 94 Gbr 37. Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Close) ………………………………………….96
9
Gbr 38.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Close) .......................................................................................... 95 Gbr 39.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open) .................................................................. 96 Gbr 40.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open) ......................................................................................... 97 Gbr 41.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open) .................................................................. 97 Gbr 42.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open) .......................................................................... 98 Gbr 43. Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan STATCOM pada bus STG (MGL-STG Close dan Open) ………………………………………………………………………………………………..101
Gbr 44. Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan Capacitor Bank pada bus...102 Gbr 45.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di bus STG ............................... 101 Gbr 46.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan SVC pada bus STG (MGLSTG Close dan Open) ................................................................................... 102 Gbr 47.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan Capacitor Bank pada bus STG (MGL-STG Close dan Open) ............................................................... 103 Gbr 48. Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus STG …………104 Gbr 49.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di BKO .................................... 104 Gbr 50.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus BKO ................ 105 Gbr 51.Perbandingan arus hub singkat 3 phase pada bus STG dan BKO ................ 105 Gbr 52.Perbandingan arus hub singkat 1PG pada bus STG dan BKO ..................... 105
10
DAFTAR TABEL Tabel 1. Perbandingan capacitor bank dan FACTS .................................................... 64 Tabel 2. Kondisi normal dan saat MGL-STG open .................................................... 75 Tabel 3. Kondisi normal dan saat setelah HCT SVC close......................................... 76 Tabel 4. Kondisi saat HCT SVC dipasang lalu MGL-STG di open ........................... 77 Tabel 5. kondisi saat MGL-STG open lalu HCT SVC di close ................................. 79 Tabel 6. Kondisi arus dan pf di bus BTG.................................................................... 80 Tabel 7. Kondisi arus dan pf di bus PMM .................................................................. 81 Tabel 8. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2013 .............................................................. 82 Tabel 9. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2014 .............................................................. 82 Tabel 10. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2015 ............................................................ 82 Tabel 11. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2016 ............................................................ 83
11
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Pengetahuan yang bersifat praktis menjadi suatu hal yang sangat penting bagi seorang
mahasiswa, terutama ketika terjun dalam dunia kerja yang sesungguhnya. Berbeda dengan pengetahuan teoritis yang sebagian besar diperoleh melalui bangku kuliah, pengetahuan yang bersifat praktis dan sesuai perkembangan zaman perlu diupayakan pula dari luar lingkungan kampus. Salah satu sarana yang sangat baik bagi mahasiswa adalah melalui kegiatan kerja praktek pada suatu instansi atau perusahaan. Melalui kegiatan tersebut, mahasiswa diharapkan dapat mengetahui kondisi nyata di lapangan dan berbekal pengetahuan dasar yang dimilikinya dapat segera menguasai kemampuan aplikatif guna membantu penanganan masalah tertentu pada instansi atau perusahaan tempat kegiatan kerja prakteknya. Mahasiswa juga diharapkan mendapat wawasan tentang etika dalam dunia kerja dan hal-hal penting lainnya yang belum banyak diperoleh dari bangku kuliah. Sistem kelistrikan merupakan elemen penting dalam menunjang proses produksi industri. PT. Chevron Pacific Indonesia yang merupakan salah satu perusahaan eksplorasi minyak besar di Indonesia, memiliki sistem kelistrikan sendiri untuk memenuhi kebutuhan listrik yang cukup besar.
Sistem kelistrikan yang dimiliki mulai dari pembangkitan,
transmisi, sampai distribusi. Keandalan dari sistem tenaga listrik sangat menentukan proses produksi yang dilakukan. Apabila gangguan terjadi pada sistem dan membuat sistem tidak berfungsi dengan baik atau berhenti total, akan dapat menimbulkan kerugian yang sangat besar. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu sistem tenaga listrik yang sangat handal dan bermutu yang mampu menunjang penyediaan tenaga listrik di seluruh wilayah operasi dan mencegah kerugian di atas. Sistem penunjang keandalan penyediaan tenaga listrik harus tersedia mulai dari pembangkitan, transmisi, hingga distribusi. Selain itu, dibutuhkan peralatan-peralatan sistem tenaga yang dapat bekerja dengan maksimal sesuai dengan setting peralatan tersebut,
12
Dalam mendapatkan tegangan yang stabil, dibutuhkan suatu alat tambahan yang bekerja apabila suatu saat terdapat gangguan yang tidak diinginkan. Alat yang bisa mengkompensasi dan menstabilkan tegangan jika suatu saat terdapat gangguan. Bertolak dari studi kehandalan listrik inilah, kami mencoba untuk mengambil tema tentang “Studi pengaruh penggunaan kompensator berupa Capacitor Bank, SVC, dan STATCOM pada jaringan transmisi dan distribusi di PT. Chevron Pacific Indonesia” Untuk
penjelasan
apa
itu
STATCOM,
SVC
dan
kemampuannya
dalam
mengkompensasi kekurangan tegangan saat terjadi ganguan, akan dibahas lebih lanjut dalam Laporan Kerja Praktik ini.
1.2
Tujuan Tujuan kerja praktek yang penulis laksanakan di PT. Chevron Pacific Indonesia (CPI)
adalah: 1.
Memenuhi salah satu persyaratan kurikulum serta syarat kelulusaan mahasiswa pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.
2.
Mengenal ruang lingkup PT. Chevron Pacific Indonesia secara umum.
3.
Mengenal ruang lingkup Departemen Power Generation & Transmission.
4.
Mempelajari sistem tenaga listrik di PT.Chevron Pacific Indonesia.
5.
Melihat dan membandingkan hal-hal yang telah diterima di bangku kuliah dengan aplikasi yang ada di lapangan.
6.
Mengenal lebih dekat dunia kerja di lingkungan perusahaan.
7.
Menambah wawasan dan pengetahuan teknologi secara umum dan teknik tenaga listrik serta penerapannya di industri.
8.
Mencoba mensimulasikan pengaruh pemasangan kompensator berupa Capacitor, SVC, STATCOM dengan program MATLAB dan ETAP
9.
Mencoba mengambil kesimpulan pemakaian kompensator mana yang lebih efektif untuk memperbaiki profile tegangan saat terjadi gangguan
13
1.3
Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek ini dilaksanakan di Departemen Power Generation & Transmission
(PGT), Head Office Duri – Riau, PT. Chevron Pacific Indonesia, pada tanggal 23 September sampai 23 Oktober 2013.
1.4
Batasan Masalah Masalah yang dibahas dalam laporan kerja praktek ini dibatasi pada studi pengaruh
penggunaan kompensator berupa Capacitor Bank, SVC an STATCOM di PT. Chevron Pacific Indonesia, Duri – Riau, yang terdapat dalam ruang lingkup Departemen Power Generation & Transmission (PGT).
1.5
Metode Pengumpulan Data Dalam Kerja Praktek ini digunakan beberapa metode untuk mendapatkan data-data
yang diperlukan sebagai pedoman dalam menulis laporan kerja praktek ini. Metode-metode tersebut adalah: 1. Studi Literatur Melakukan pencarian informasi melalui buku-buku bacaan, laporan-laporan, data-data perusahaan ataupun product manual yang diberikan oleh pembimbing serta staff PT. Chevron Pacific Indonesia. 2. Wawancara Wawancara dengan para staff karyawan Power Generation & Transmission dengan cara mengadakan tanya jawab secara langsung kepada pembimbing maupun karyawan lain PT. Chevron Pacific Indonesia. 3. Simulasi Simulasi dilakukan menggunakan bantuan aplikasi sistem tenaga listrik berupa ETAP dan MATLAB.
1.6
Sistematika Penulisan Adapun sistematika yang penulis gunakan dalam penulisan laporan kerja praktek ini
adalah sebagai berikut;
14
BAB I
PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang kerja praktek, tujuan melakukan kerja praktek, waktu pelaksanaan kerja praktek, batasan masalah, metode pengumpulan data, dan sistematika penulisan laporan.
BAB II
SEJARAH PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA Berisi tentang sejarah perkembangan PT. Chevron Pacific Indonesia dari tahun ke tahun beserta berbagai kendala dalam ketenagalistrikan di dalamnya.
BAB III
SISTEM KELISTRIKAN PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA Menjelaskan tentang hal yang berkaitan dengan departemen PGT, gambaran umum sistem tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia, mulai dari pembangkitan, transmisi, dan distribusi.
BAB IV
SISTEM PENUNJANG KEANDALAN PADA PENYEDIAAN TENAGA LISTRIK Berisi penjelasan mengenai beberapa sistem yang berperan untuk menjaga keandalan sistem kelistrikan di PT. Chevron Pacific Indonesia. Seperti sistem SCADA, peralatan sistem tenaga yang digunakan, serta hotline work.
BAB V
DASAR TEORI Berisi tentang dasar teori mengenai capacitor bank, SVC dan STATCOM mulai dari karakteristik, bentuk fisik, prinsip kerja serta kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh kompensator tersebut.
BAB VI
BATAS PERMASALAHAN Merupakan latar belakang kenapa kami mengambil tema ini. Dan mencoba mencari solusi atas permasalahan yang sedang dihadapi Chevron saat ini
BAB VII
ANALISA KESTABILAN TEGANGAN Berisi tentang analisa kestabilan tegangan yang dipengaruhi oleh faktor daya dan jarak saluran transmisi
BAB VIII PENGARUH
PENGGUNAAN
KOMPENSATOR
BERUPA
CAPACITOR BANK, SVC, DAN STATCOM PADA JARINGAN TRANSMISI DAN DISTRIBUSI DI PT. CHEVRON PACIFIC
15
INDONESIA Berisi tentang hasil simulasi dan analisis dari penggunaan kompensator berupa Capacitor Bank, SVC, STATCOM pada jaringan distribusi dan transmisi listrik. Pengaruh ada atau tidaknya kompensator saat terjadinya gangguan maupun dalam keadaan normal. BAB IX
KESIMPULAN Berisi tentang kesimpulan dan saran-saran penulis selama melakukan kerja praktek di PT. Chevron Pacific Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
16
BAB II SEJARAH PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
Pada tahun 1924, beberapa tim ahli geologi dari Amerika di bawah pimpinan Emerson M. Butterworth mendarat di Batavia. Mereka ditugaskan mengadakan survey eksplorasi minyak ke pulau-pulau Jawa, Sumatera, Kalimantan sekaligus mendapatkan izin dari pemerintahan Hindia Belanda untuk mengadakan pengeboran minyak di kawasan tersebut. Tim survey eksplorasi ini bernama Standard Oil Company of California (SOCAL) yang mempelopori berdirinya PT. Caltex Pacific Indonesia yang berlokasi di Sumatera Tengah, Kalimantan dan khususnya di daerah Aceh. Usaha yang dilakukan oleh tim eksplorasi SOCAL tersebut sempat terhenti karena Indonesia pada waktu itu masih berada di bawah penjajahan Hindia Belanda. Namun usaha eksplorasi tersebut tidak berhenti total karena pada bulan Juni 1930 pemerintah Hindia Belanda memberi izin pengeboran minyak kepada SOCAL dengan menunjuk SOCAL sebagai minority partner dari suatu perusahaan yang didirikan pemerintahan Hindia Belanda dengan nama N. V. Nederlandsche Pacific Petroleum Maatschappij (NPPM). Pada tahun 1935 SOCAL mendapat tawaran dari pemerintah Hindia Belanda untuk mengeksplorasi minyak di kawasan Sumatera Tengah dengan tanah seluas ±600.000 hektar. Tawaran pemerintah Hindia Belanda itu tetap diterima dan dilakukan oleh pihak SOCAL walaupun daerah tersebut tidak dikehendaki oleh SOCAL karena kandungan potensial minyak di Sumatera Tengah belum banyak dieksplorasi dan masih dianggap kurang memberikan
harapan bagi pemerintah Hindia Belanda. Pada tahun 1936 TEXACO Inc. (perusahaan yang berlokasi di Texas, USA) bersama dengan SOCAL sepakat untuk bergabung dan membentuk perusahaan California Texas Petroleum Corporation (Caltex). Hasil penelitian kegiatan geofisika yang dilakukan sekitar tahun 1936-1937 mengindikasikan bahwa prospek minyak yang lebih besar terletak di daerah selatan, sehingga atas permintaan Caltex daerah kerjanya diubah seperti sekarang yaitu berbentuk Kangguru menghadap ke barat.
17
Pekerjaan eksplorasi yang pertama mencakup penelitian geologis beserta pengeboran sumur dan penelitian seismik. Penelitian seismik dilakukan tahun 1937-1941 dengan melakukan pengeboran pada lokasi-lokasi yang terpencar pada kedalaman 26.208 ft (7.862,4 m). Kegiatan eksplorasi untuk pertama kali dilakukan pada bulan April 1939 di daerah lapangan Kubu I. Kemudian pada bulan Agustus 1940 ditemukan lapangan minyak bumi di Sebanga yang merupakan penemuan pertama di daerah Riau. Pada bulan November 1940 ditemukan lagi lapangan minyak baru di daerah Rantau Bais dan di daerah Duri pada bulan Maret 1941. Pada tahun 1942 Mercu Bor siap dipasang di lapangan minyak di Minas I, akan tetapi karena pecahnya Perang Dunia II (PD II) di Indonesia maka kegiatan pemasangan Mercu Bor tersebut terhenti. Kegiatan eksplorasi pada tahun-tahun selanjutnya dilakukan oleh Jepang. Setelah berakhirnya perang, kegiatan eksplorasi dipusatkan bagi pengembangan lapangan Minas. Pada tahun 1950, pemerintah Republik Indonesia mulai mempelajari dan menyusun suatu undang-undang yang berkaitan dengan pertambangan. Dari hasil undang-undang pertambangan yang telah dibentuk, maka pada bulan Januari 1951 pemerintah Republik Indonesia memberi izin atas berdirinya Caltex Pacific Oil Company (CPOC) untuk melanjutkan kegiatan SOCAL. Setelah setahun CPOC memproduksi minyak bumi di lapangan Minas maka pada tanggal 20 April 1952 diadakanlah pengapalan pertama Minas Crude dari Perawang menyusuri sungai Siak menuju Pakning di selat Malaka. Hasil dari ekspor tersebut antara lain adalah pengembangan lapangan Duri, pembangunan jalan dan pemasangan pipa saluran (shipping line) yang mempunyai diameter 60 cm dan 70 cm sepanjang 120 km dari Minas melintasi rawa sampai ke Dumai, mencakup pula pembangunan stasiun-stasiun pengumpul (gathering station) dan stasiun pompa pusat serta kompleks perumahan dan perbengkelan di Duri dan Dumai. Menjelang
tahun 1958, produksi minyak Caltex telah mencapai 200.000 BOPD.
Upaya menasionalisasikan perusahaan minyak asing di Indonesia diatur dalam undangundang No. 44 tahun 1960. Berdasarkan UU tersebut ditetapkan bahwa semua kegiatan penambangan minyak dan gas bumi di Indonesia hanya dilakukan oleh perusahaan tambang minyak nasional (Pertamina).
18
Pada tahun 1960, pemerintah Indonesia memberlakukan undang-undang No. 44 tahun 1960 mengenai pengaturan pembagian wilayah kerja CPOC, yaitu seluruh wilayah konsesi NPPM (Rokan I Block dan Rokan III Block) seluas 9.030 km2 dikembalikan oleh Caltex pada pemerintah Republik Indonesia, tetapi pelaksanaan operasi wilayah tetap dikerjakan oleh Caltex yang pada tahun 1963 menjadi badan hukum dengan nama PT. Caltex Pacific Indonesia (PT. CPI) dimana sahamnya tetap dimiliki secara patungan oleh TEXACO Inc. dan Chevron (nama baru dari SOCAL). Pada bulan September 1963, diadakanlah “Perjanjian Karya” yang ditanda tangani antar perusahaan negara dan perusahaan asing yang termasuk didalamnya PT. CPI dan Pertamina. Isi perjanjian tersebut menyatakan bahwa wilayah PT. CPI adalah wilayah Kangguru seluas 9.030 km2. Pada tahun 1963, Caltex menjadi badan hukum di Indonesia dengan kepemilikkan saham terdiri atas 50% TEXACO Inc. dan 50% SOCAL. Ladang minyak Duri memberikan sumbangan sebesar 8% total produksi minyak Indonesia dan 42% dari seluruh total produksi minyak PT. CPI mengalami penurunan produksi sejak tahun 1964. Penurunan produksi dari ladang minyak Duri sangat memprihatinkan, karena hal ini sangat berpengaruh pada economic life expectancy dari perusahaan. Untuk mengatasi masalah tersebut PT. CPI menciptakan proyek injeksi uap di ladang minyak Duri. Proyek ini diresmikan oleh Presiden Soeharto pada bulan Maret 1991. Injeksi uap ini merupakan teknologi perminyakan generasi ketiga dari PT. CPI yang mutakhir dan dapat mempermudah penyedotan minyak dari perut bumi. Dengan menerapkan teknologi baru tersebut, PT. CPI mengharapkan produksi minyak dari ladang minyak Duri dapat dilipatgandakan. Perjanjian yang diadakan pertama kali yaitu pada tahun 1963 untuk jangka waktu selama 30 tahun dengan menyatakan wilayah kerja PT. CPI meliputi wilayah blok A, B, C dan D seluas 12.328 km2. Setelah memperoleh tambahan daerah seluas 4.300 km2 maka pada tahun 1968 sebagian wilayah blok A dan D serta keseluruhan wilayah blok C (seluruhnya 32,6% dari daerah asal) diserahkan kembali ke
19
pemerintah Indonesia, sedangkan pengembalian daerah-daerah berikutnya dilakukan pada tahun 1973 dan 1978. Penandatanganan dua perjanjian C & T yang berdasarkan kontrak bagi hasil (CPS) dilakukan pada tanggal 7 Agustus 1971 yaitu Coastal Plain Pekanbaru Block seluas 21.975 km2 dan pada bulan Januari 1975 yaitu Mount Front Kuantan Block seluas 6.865 km2. Wilayah kerja sebelumnya yang dikenal dengan sebutan Kangguru Block seluas 9.030 km2 diperpanjang masa operasinya sampai 8 Agustus 2001. Rasio pembagian untuk kontrak bagi hasil yang disepakati sampai saat ini antara Pertamina dan PT. CPI adalah 88% dan 12% ditambah dengan ketentuan khusus berupa fleksibilitas bagi PT. CPI untuk hal-hal tertentu. Produksi minyak mentah PT. CPI mencapai 65,8% pada tahun 1974 dan menurun menjadi 46,5% pada tahun 1990. Meskipun terjadi penurunan produksi PT. CPI tetap menguasai pangsa produksi sebesar 75%, berbeda dengan Pertamina dan Unocal yang mengalami penurunan produksi besar-besaran. Setelah dilakukan pengembalian beberapa daerah dari wilayah kerja secara bertahap, sekarang Coastal Plain Pekanbaru Block hanya seluas 9.996 km2. Tahun 1979 hingga tahun 1991 dilakukan penambahan kontrak-kontrak baru oleh PT. CPI yaitu sebagai berikut: 1. Joint Venture dengan Pertamina pada tahun 1976 yaitu meliputi daerah Jambi Selatan Block D seluas 5.826 km2 dan dikembalikan keseluruhannya pada tahun 1988. 2. Kontrak bagi hasil (CPS) untuk wilayah Singkarak Block pada tahun 1981 seluas 7.163 km2 di daerah Sumatera Barat dan wilayah pantai Daerah Istimewa Aceh, yang kemudian dikembalikan pada bulan Mei 1986. 3. Kontrak bagi hasil Nias Block pada tahun 1981 seluas 16.166 km2. 4. Perpanjangan perjanjian karya menjadi bentuk kontrak bagi hasil (CPS) untuk wilayah Siak Block selama 20 tahun terhitung mulai tanggal 28 November 1993 dengan luas wilayah kerja 8.314 km2.
20
5. Kontrak bagi hasil (CPS) untuk wilayah Langsa Block pada tahun 1981 seluas 7.080 km2 di selat Malaka. Saat ini PT. CPI memiliki kawasan seluas 31.700 km2. Pada bulan Agustus 2005 Chevron membeli saham PT. Unocal Indonesia (akuisisi) sehingga pada 9 Oktober 2001, Texaco Inc. melakukan merger dengan Chevron Corp. yang kemudian membentuk ChevronTexaco Corp. Sejak saat itu manajemen Chevron juga ikut berubah menjadi IndoAsia Business Unit (IBU). Setelah mengakuisisi Unocal pada 10 Agustus 2004, pada tanggal 9 Mei 2005 nama ChevronTexaco Corp. berubah kembali menjadi Chevron Corp. Chevron memiliki unit bisnis di lebih dari 180 negara dan didukung oleh sekitar 47.000 karyawan di seluruh dunia. Pada 16 September 2005, PT. Caltex Pacific Indonesia pun mengubah namanya menjadi PT. Chevron Pacific Indonesia. Baik Chevron Pacific Indonesia maupun Caltex Pacific Indonesia memiliki singkatan yang sama, yaitu CPI.
21
BAB III SISTEM KELISTRIKAN PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
3.1
Departemen Power Generation & Transmission
3.1.1 Tinjauan Umum Untuk menjalankan semua mesin-mesin produksi di PT. CPI, baik di pompa angguk maupun ESP (Electrical Submersible Pump) serta peralatan listrik lainnya, diperlukan energi listrik dalam jumlah yang cukup besar. Untuk memenuhi kebutuhan ini, PT. CPI memiliki departemen khusus yang menangani sistem kelistrikan yang terdiri dari pembangkitan, transmisi dan distribusi. Melihat perkembangan sumur minyak yang menggunakan pompa semakin banyak dilokasi yang berjauhan, manajemen PT. CPI membuat sebuah sistem tenaga listrik yang lebih handal dibandingkan dengan hanya mengandalkan enginator. Pada tahun 1969 diresmikan pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Duri yang terdiri dari 2 unit generator turbin gas Sulzer buatan Swiss dengan kapasitas masing-masing 10 MW. Dengan beroperasinya PLTG Duri ini lahirlah sebuah departemen baru di PT. CPI, yang dikenal dengan nama Power Generation and Transmission (PGT) yaitu sebuah departemen bertugas menyediakan tenaga listrik dan menghasilkan uap melalui pemanfaatan panas dari gas buang turbin. Dari tahun ke tahun jumlah unit turbin gas ini semakin bertambah seiring dengan meningkatnya kebutuhan daya listrik diPT. CPI.
3.1.2 Struktur Organisasi PGT Sebagai departemen yang bertanggung jawab membangkitkan dan mencatu daya listrik di perusahaan ini, Departemen PGT yang bernaung di dalam Divisi Support Operation mengemban tugas sebagai berikut:
1.
Membangkitkan daya listrik yang cukup dan berkesinambungan secara efisien guna memenuhi pertumbuhan beban di PT. CPI.
2.
Mencatu daya listrik yang andal dan baku guna memenuhi kebutuhan operasi PT. CPI.
22
3.
Memanfaatkan gas buang panas dari turbin – turbin gas di Central Duri secara maksimal untuk menghasilkan uap guna kebutuhan operasi Duri Steam Flood.
4.
Mempertahankan keselamatan kerja yang tinggi.
Dalam menjalankan pengoperasian sehari – hari, PGT memiliki sub – sub bagian, yaitu:
Administrator
Business Engineering Support (BES)
Power System Generation (PSG)
Transmission Distribution and Operation (TDO)
3.1.2.1 Administrator Tim ini bertugas untuk menangani masalah administrasi departemen, hubungan interdepartemen, antar departemen dan dengan relasi lain. 3.1.2.2 Business Engineering Support (BES) Tim BES ini dikepalai oleh seorang Manager. BES itu sendiri terdiri dari beberapa unit kerja, yaitu Planning and Budget, Design and Construction, IT and Support System, Safety Health and Environment, dan Quality Improvement. Tim ini juga membawahi pengoperasian SCADA. Tanggung jawab dari BES antara lain: a. Bertanggung jawab atas semua perencanaan dan pengembangan dari PGT. b. Melakukan kegiatan penelitian untuk menghasilkan rancangan estimasi pertumbuhan beban dengan menggunakan parameter yang ada, misalnya pertumbuhan sumur minyak, bertambahnya mesin pompa produksi dan sebagainya. c. Bertanggung jawab atas pengembangan proyek untuk mengimbangi pertumbuhan
beban,
misalnya
perluasan
jaringan
transmisi
dan
pembangunan PLTG baru.
23
d. Penelitian dan perhitungan biaya yang dikeluarkan untuk membangkitkan listrik per kWH dan biaya operasional lainnya. 3.1.2.3 Power System Generation (PSG) Tugas dari PSG adalah menangani pembangkitan tenaga listrik untuk keperluan PT. CPI. PSG memiliki team-team yaitu: Team Power Plant, bertugas mengendalikan operasi power plant dan menjaga kelangsungan ketersediaan energi listrik dan mutu energi listrik yang dihasilkan. Team Power System Management, bertugas mengatur jadwal pembangkitan dan penyaluran energi listrik dan perencanaan ke depan serta koordinasi dengan bagian lain. Team Conditioning Monitoring, bertugas mengadakan inspeksi peralatan pembangkit dan mengajukan rekomendasi perbaikan ke Gas Turbine Maintenance. Team Gas Turbine Maintenance, terdiri dari beberapa bagian yaitu Technical Support Duri & Minas, Support Shop, Maintenance execution, dan Material and Spare Parts. Tugas tim tersebut adalah: Mengadakan pemeriksaan terhadap turbin gas Mengganti dan memperbaiki bagian turbin gas yang rusak Melakukan pengetesan sistem kontrol dan perbaikan seperlunya Menangani pembelian spare part yang dibutuhkan Melakukan perencanaan ke depan Menyusun jadwal perbaikan, modifikasi, dan pemecahan masalah rekayasa 3.1.2.4 Transmission Distribution and Operation (TDO) Transmission Distribution and Operation (TDO) merupakan tim di PGT yang bertanggung jawab dalam pengiriman dan pendistribusian tenaga listrik yang dihasilkan oleh unit pembangkit ke beban, seperti pompa – pompa di sumur minyak, mesin – mesin
24
industri penyangga, penerangan jalan, dan sebagainya. Selain itu, TDO juga mempunyai tugas lain, yaitu memelihara dan memperbaiki jaringan transmisi dan distribusi di PT. CPI. Dalam rangka menjalankan tugasnya, tim ini dibagi lagi menjadi beberapa unit, yaitu :
a.
Power Line Maintenance Bertugas memeriksa jaringan transmisi dan distribusi, mengirim informasi jika terjadi kerusakan pada jaringan yang dapat menimbulkan gangguan untuk diperbaiki dengan menggunakan patrol jaringan (line patrol), memelihara dan memperbaiki
jaringan
transmisi
dan
distribusi
serta
melaksanakan
commissioning untuk instalasi alat baru dan menghubungkannya dengan jaringan yang sudah beroperasi. b.
Substation and Control System Kegiatan yang dilakukan antara lain memasang, memelihara, dan memperbaiki seluruh peralatan yang terpasang pada substation seperti Circuit Breaker, Switchgear, Trafo, Relay, dan lain – lain.
c.
Power System Engineering (PSE) Secara keseluruhan, tugas PSE adalah: Bertanggung jawab terhadap kelancaran aliran energi listrik. Menentukan pengaturan relay suatu jaringan. Menganalisa gangguan dan memberikan solusi terbaik. Merancang suatu sistem tenaga listrik dengan tingkat kestabilan yang dapat diandalkan. Karena unit kerja yang harus ditangani TDO sangat luas, tim ini dibagi berdasarkan daerah operasinya. Tiap – tiap wilayah dipimpin oleh satu orang Team Manager. Ada 4 unit TDO dalam departemen, yaitu: TDO Bekasap: meliputi daerah Bekasap/Petani, Libo, Bangko/Balam, distrik Duri, dan sekitarnya. TDO Duri: meliputi Duri field, kulim, distrik Dumai, dan sekitarnya.
25
TDO Minas: meliputi distrik Minas, Minas field, dan sekitarnya. TDO Rumbai: meliputi distrik Rumbai, Pedada, Petapahan, dan sekitarnya. 3.2
Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik PT. Chevron Pacific Indonesia memiliki pembangkit sendiri sebagai sumber tenaga
listrik. Sistem pembangkitan listrik yang umum digunakan adalah generator yang digerakkan oleh turbin. Turbin ini digerakkan oleh energi dari luar, misalnya air, gas, uap, panas bumi, nuklir, dan lain-lain. Pemilihan sumber penggerak turbin ini mempertimbangkan banyak hal. Misalkan biaya operasi dan biaya investasi pembangkit, selain itu lokasi dan kondisi daerah pembangkit juga menjadi pertimbangan. PT. Chevron Pacific Indonesia memilih pembangkit gas turbin sebagai sistem pembangkitan tenaga listrik. Salah satu keunggulan dari turbin gas yang dapat segera dioperasikan dengan waktu start kurang dari 15 menit, yang jauh lebih cepat dibandingkan turbin uap yang membutuhkan waktu hingga berjam-jam. Beberapa turbin gas, yaitu pada Central Duri dan Cogen, berdampingan dengan WHRSG (Waste Heat Recovery Steam Generator) yang memanfaatkan gas buang turbin gas untuk membuat steam/uap yang nantinya dimanfaatkan untuk injeksi uap agar minyak mudah diangkat. Sistem kelistrikan di PT. Chevron Pacific Indonesia menggunakan frekuensi 60 Hertz, berbeda dengan frekuensi yang digunakan PT PLN yang nilainya 50 Hertz. Tegangan pembangkitan di PT. Chevron Pacific Indonesia adalah 13,8 kV, yang nantinya dinaikkan dengan step up tranformer menjadi 115 atau 230 kV. Unit Pembangkitan di PT. Chevron Pacific Indonesia terdiri dari:
3 unit pembangkit gas turbin yang dioperasikan oleh North Duri Cogen, dengan kapasitas pembangkitan total 300 MW.
17 unit pembangkit gas turbin dioperasikan oleh PGT, dengan kapasitas pembangkitan total ± 324 MW.
26
Gbr 1. Sistem tenaga listrik PT. Chevron Pacific Indonesia
3.3
Sistem Transmisi dan Distribusi
3.3.1 Sistem Transmisi Sistem transmisi digunakan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit ke pusat beban. Karena daya yang disalurkan besar, maka tegangan yang digunakan adalah tegangan tinggi untuk mengurangi rugi-rugi tegangan pada saluran. Dari pembangkit tegangan keluarannya adalah 13,8 kV. Kemudian masuk ke saluran transmisi setelah tegangan ditransformasikan dengan trafo step up menjadi 115 kV atau 230 kV. Tegangan transmisi tenaga listrik yang digunakan sistem tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia adalah 230 kV, 115 kV, dan 44 kV. Konfigurasi sistem transmisi terdiri dari radial transmission line (saluran transmisi radial) dan looping transmission lines (saluran transmisi looping), dengan konfigurasi 44 kV single, 115 kV single, 115 kV bundle (double), dan 230 kV bundle. Saluran transmisi yang dimiliki oleh PT. Chevron Pacific Indonesia adalah:
Saluran transmisi 230 kV sepanjang 128 km
27
Saluran transmisi 115 kV sepanjang 536 km
Saluran transmisi 44 kV sepanjang 105 km
Gbr 2. Saluran transmisi pada PT. CPI Dalam sistem transmisi PT. Chevron Pacific Indonesia menggunakan konfigurasi satu setengah breaker dan konfigurasi ring bus. Yang menggunakan konfigurasi satu setengah bus adalah North Duri, Central Duri, Kota Batak Junction (KBJ), dan Minas. Sedangkan yang menggunakan Ring Bus adalah Duri, 5B, dan pada ring bus 230 kV.
Sistem ring bus digunakan bila ada dua sumber mensuplai, kelebihan sistem ini adalah secara langsung mengisolir gangguan jika gangguan terjadi pada salah satu sumber. Pada keadaan normal semua breaker pada ring bus berada dalam keadaan tertutup, bila
terdapat gangguan pada sumber 1, breaker A dan D terbuka untuk mengisolir
gangguan,
sementara sumber 2 mensuplai beban. Gangguan dibagian manapun
dalam sistem akan menyebabkan dua breaker terbuka, untuk mengisolir gangguan.
28
SUMBER 1
SUMBER 2 A
B
D
C
SISTEM RING BUS
Gbr 3. Sistem Ring Bus Sistem satu setengah breaker memiliki satu setengah breaker untuk setiap sumber yang terhubung pada bus. Dalam keadaan normal semua breaker tertutup. Susunan ini mempunyai faktor pengamanan yang tinggi, karena bila suatu lokasi mengalami gangguan, tidak akan mempengaruhi bagian lain yang sedang beroperasi. LINE 1
G
G
LINE 2
G
G
G
SISTEM SATU SETENGAH BREAKER
Gbr 4. Sistem Satu Setengah Breaker 3.3.2
Sistem Distribusi Sistem distribusi menggunakan tegangan 13,8 kV dan 110 V. Dan beberapa lokasi ada
yang menggunakan 4,16 kV, seperti di Dumai dan Rumbai. Untuk beban kantor dan perumahan menggunakan tegangan 110 V fase to netral atau 208 V fase to fase. Sedangkan untuk memberikan suplai ke mesin-mesin industri menggunakan tegangan 13,8 kV yang akan diturunkan oleh trafo step down menjadi tegangan yang dibutuhkan mesin. Saluran distribusi yang dimiliki oleh PT. Chevron Pacific Indonesia adalah:
Saluran distribusi 13,8 kV sepanjang 1742 km
Saluran distribusi 4,16 kV sepanjang 50 km
29
Dan sistem distribusi tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia memiliki sekitar 8000 transformer. 3.3.3 Substation Dalam sistem transmisi dan distribusi terdapat substation yang berguna untuk mengubah tegangan yang ditransmisikan atau didistribusikan. Di dalam substation terdapat berbagai peralatan sistem tenaga, yaitu transformator, voltage regulator, perlengkapan proteksi, bus bar, switch, lightning arrester, dan lainnya. Secara singkat peralatan tersebut akan dijelaskan pada bab selanjutnya.
30
BAB IV PENUNJANG KEANDALAN TENAGA LISTRIK
4.1 Supervisory Control and Data Acquistion (SCADA) SCADA atau Supervisory Control and Data Acquisition adalah suatu sistem yang mengumpulkan data dan menganalisisnya secara real time. Sistem SCADA berfungsi sebagai pengontrol dan juga pengawasan atau monitoring. Sistem SCADA merupakan kombinasi antara telemetri dan akuisisi data. Telemetri merupakan suatu teknik yang digunakan dalam pengiriman dan penerimaan informasi atau data melalui suatu media. Sedangkan akuisisi data merupakan proses pengumpulan data. Data yang dikirimkan tersebut dapat berupa data analog dan data digital yang berasal dari sensor peralatan seperti CT, PT, kontaktor, switch, metering dan lain-lain. Data ini juga dapat berupa data pengontrolan seperti circuit breaker, tap changer, circiut switcher, motor dan lainlain. Jadi proses yang terjadi pada sistem SCADA ini adalah pengumpulan informasi berupa hasil pengukuran dan pengontrolan dari berbagai daerah dan hasilnya dapat ditampilkan di layar sehingga operator dapat melihat hasilnya secara bersamaan dengan yang didapat di daerah asal (real time data).
Komponen-komponen utama dari sistem SCADA terdiri atas: Instrumen lapangan (field instrument) Stasiun jarak jauh (remote terminal) Peralatan komunikasi (communication device) Stasiun master (master station) Keempat komponen tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
31
Gbr 5.Komponen sistem SCADA Instrumen lapangan adalah instrumen yang terdapat di lapangan dapat berupa sensor dan berhubungan lansung dengan peralatan. Sensor menghasilkan sinyal digital dan analog yang akan dimonitor oleh remote station. Sinyal juga dikondisikan agar kompatibel dengan masukan atau keluaran instrumen di remote station.
Remote station adalah instrumen yang akan mengumpulkan data-data yang dihasilkan oleh instrumen di lapangan. Peralatan ini dapat berupa RTU (Remote Terminal Unit) dan PLC (Programmable Logic Controller). Media komunikasi adalah suatu media yang dipakai untuk mengirimkan informasi dari satu daerah ke daerah yang lainnya. Media yang dipergunakan dapat berupa nirkabel maupun dengan kabel. Master Station adalah lokasi tempat master atau host computer berada. Untuk memonitor beberapa macam data digunakan program HMI (Human Machine Interface ) yang memudahkan operator untuk mengolah data dan menganalisanya.
4.1.1
Sistem SCADA PGT Awalnya, data-data yang berada di gardu distribusi, atau pusat-pusat pembangkitan
tenaga listrik akan diambil oleh sebuah instrumen yang dinamakan RTU (Remote Terminal
32
Unit). Data-data yang diperoleh tersebut dapat berupa besarnya tegangan, besarnya arus, ataupun status dari circuit breaker. Data tersebut merupakan hasil pengukuran dari sensor yang terpasang pada alat yang dipantau. Sebagai contoh, besarnya arus diperoleh dari CT (Current Transformer) yang akan menurunkan besarnya arus yang melewatinya sesuai dengan rasio yang dimilikinya. Atau besarnya tegangan yang diperoleh dari CCPD. Keduanya, baik besarnya tegangan maupun besarnya arus berupa nilai analog. Sedangkan status circuit breaker diperoleh dari circuit breaker itu sendiri yang berupa sinyal-sinyal digital <1> atau <0> yang menandakan bahwa breaker dalam kondisi open atau close. Setelah sampai di RTU, semua masukan-masukan tersebut akan dipisahkan. Masukan analog akan dihubungkan ke analog input card dan masukan digital akan dihubungkan ke digital input card. Kemudian, melalui media komunikasi yang digunakan, apakah berupa kabel telepon, microwave, power line carrier, ataukah fiber optic data-data tersebut dikirimkan dari RTU ke master station. RTU sendiri dapat melakukan komunikasi dengan master station karena adanya communication card pada RTU yang merupakan sarana komunikasi antar keduanya. Dari master station kemudian data dilanjutkan ke CLS (Communication Line Server) lalu ke FEP (Front End Processor). Di dalam FEP data akan disimpan sebagai database. Database
inilah
yang akan
digunakan
untuk kepentingan analisa, untuk lebih
mengoptimalkan sistem. Dan pada akhirnya dengan menggunakan HMI (Human Machine Interface) yang ada, data akan ditampilkan di komputer-komputer user. Ada dua jenis user yang menggunakan data tersebut, yaitu administrator dan operator. Administrator memiliki wewenang dalam maintenance HMI. Sedangkan operator tidak, operator hanya dapat melihat data yang ada dan kemudian bertugas untuk mengambil tidakan dalam rangka mempertahankan kondisi yang semestinya. Perintah yang dapat diberikan oleh operator adalah membuka dan menutup circuit breaker, merubah posisi blok dan selector switch serta menaikan dan menurunkan LTC pada transformator tertentu. Dengan demikian, akan diperlukan pula komunikasi antara master station dengan RTU untuk mengirimkan perintah dari operator.
33
Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa peran media komunikasi cukup besar dalam proses pengiriman data dari RTU ke master station ataupun sebaliknya. Apabila terjadi gangguan pada media komunikasi maka proses pengiriman data ataupun perintah antara RTU dan master station akan terganggu.
4.1.2
Master Station dan RTU
Master station Dalam menjalankan tugasnya master station dibagi menjadi empat unit, yaitu operator station, communication station, local I/O station, dan logging station. Master Station adalah berupa komputer server dengan kemampuan beroperasi yang sangat cepat. PGT memakai komputer berbasis UNIX sebagai master station.
Operator Station, adalah interface antara sistem SCADA itu sendiri dengan manusia. Dengan adanya operation station ini memungkinkan untuk ditampilkan semua data-data dari lapangan dalam bentuk tulisan, gambar, ataupun grafik. Data-data tersebut dapat dimodifikasi melalui operation station ini.
Communication Station, melayani semua kegiatan komunikasi dengan unit yang lain, seperti operator station, RTU atau local I/O station.
Local I/O Station, bertanggung jawab dalam pengaturan wall board (mimic board) seperti alarm, lampu, atau daftar peristiwa yang terjadi (event).
Logging Station, berperan untuk menyediakan ruang penyimpanan database data-data yang telah didapat dari lapangan melalui harddisk dan pita magnetik yang ada.
RTU (remote terminal unit) RTU adalah suatu perangkat dalam sistem pengendalian yang digunakan untuk mengakuisisi data-data di lapangan yang kemudian akan digunakan untuk proses pengendalian jarak jauh. RTU biasanya ditempatkan di gardu-gardu induk maupun pusat-pusat pembangkit. Secara umum, RTU memiliki beberapa fungsi dasar sebagai berikut:
Mengakuisisi data-data analog maupun sinyal-sinyal indikasi.
Melakukan kontrol buka tutup, naik turun setting, dan fungsi set point lainnya.
Meneruskan hasil-hasil pengukuran ke pusat pengendali.
Melakukan komunikasi dengan pusat pengendali.
34
Fungsi tersebut merupakan fungsi-fungsi yang sangat penting dalam sistem pengendalian, maka RTU harus memiliki tingkat keandalan dan presisi yang tinggi dalam arti tidak mudah terpengaruh oleh noise. Dalam melakukan operasi-operasi tersebut, RTU memiliki beberapa unit komponen di dalamnya. Komponen tersebut antara lain : 1. Relay, berfungsi untuk membuka dan menutup control circuit yang berhubungan dengan perangkat yang sedang beroperasi di lapangan. Selain itu relay juga berfungsi untuk mengidentifikasi RTU bahwa perintah dari pusat pengendali telah dijalankan. 2. Modem, digunakan agar RTU dapat mengadakan komunikasi dengan control center. Komunikasi tersebut misalnya dalam bentuk pengiriman data-data yang telah diakuisisi. 3. Transducer, berfungsi untuk mengubah suatu besaran ke besaran lain yang diperlukan untuk kepentingan transmisi data. 4. Cards. RTU tersusun atas berbagai jenis card. Setiap card memiliki fungsinya masing-masing. Card-card tersebut adalah sebagai berikut:
Power Supply Card Berfungsi memberikan catu daya ke sistem dengan besar tegangan +/- 5V, +/12V, dan +/- 24V
CPU and Memory Card Berfungsi untuk melakukan pemrosesan dan penyimpanan data sistem RTU serta mengatur hubungan antara card yang satu dengan card yang lain.
Communication Card Berfungsi untuk menghubungkan RTU dengan Master Station melalui media komunikasi.
Analog Input Card Berfungsi untuk menerima input analog dari transducer dan meneruskan data input tersebut ke I/O-bus.
Digital Input Card Berfungsi untuk menerima input digital dan meneruskannya ke I/O bus.
Digital Set Point Output Card Berfungsi untuk menghasilkan data digital sebagai acuan untuk mengatur parameter yang diukur.
35
Analog Set Point Output Card Berfungsi untuk menghasilkan data analog sebagai acuan untuk mengatur parameter yang diukur.
4.1.3
Media Komunikasi SCADA
Data yang dapat ditampilkan di komputer operator SCADA tidak terlepas dari peranan media komunikasi sebagai penghubung antara RTU dengan Master Station. Media komunikasi tersebut saat ini digunakan untuk menghubungkan RTU-RTU yang tersebar di berbagai wilayah antara lain di Duri, Minas, Rumbai, Dumai, Petapahan, Kotabatak, New Kotabatak, Bekasap, Bangko, Suram, Pungut, Libo, Menggala, Sintong, Batang, dan Pematang. Media komunikasi yang digunakan di PT. CPI ada dua macam: 1. Jalur komunikasi microwave Jalur komunikasi microwave disebut juga dengan saluran penghantar radio. Media transmisi dari jalur komunikasi ini adalah melalui udara bebas sehingga microwave memiliki sifat yang tergantung pada suhu dan kerapatan udara. Jalur komunikasi ini digunakan untuk menghubungkan daerah-daerah seperti: Duri IT Tower dengan substation Batang Minas IT Tower dengan substation 4D, 6D, 6DN dan 8D Substation Petapahan dengan substation Suram 2. Jalur komunikasi serat optik (fiber optic) Fiber optic sebagai media komunikasi menggunakan cahaya sebagai media transmisi dengan frekuensi pembawa (carrier frequency) sebesar 100THz dan dengan lebar pita (bandwidth) sebesar 1Tbit/s. Saat ini, fiber optic banyak digunakan karena fiber optic memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan media komunikasi yang lain. Beberapa kelebihannya antara lain:
Kapasitas besar, dengan hanya menggunakan dua buah fiber optic, dapat dilakukan lebih dari 100.000 percakapan secara simultan
Ringan, kecil, dan lebih murah jika dibandingkan dengan kawat tembaga
Tidak dipengaruhi oleh interferensi elektromagnetis dan aman dari noise
Memiliki bandwidth yang lebar
Saat ini, jalur komunikasi serat optik digunakan untuk menghubungkan:
36
Dumai dengan Duri
Duri dengan Minas
Minas dengan Rumbai
Central Duri dengan Duri
Kotabatak Junction dengan Minas
dll
4.2 Hotline Work Hotline work adalah metode kerja perbaikan atau penyambungan jaringan tegangan tinggi tanpa mematikan aliran listrik. Tujuan penggunaan metode ini adalah:
Untuk menghindari kehilangan produksi minyak mentah apabila diperlukan adanya perbaikan dan perawatan atau penyambungan sistem tenaga listrik.
Untuk menghindari terhentinya seluruh kegiatan di kantor-kantor, perumahan, dan semua fasilitas yang ada. Dengan dikeluarkannya izin melakukan hotline work oleh migas kepada PT. Chevron
Pacific Indonesia, maka pemutusan arus listrik untuk keperluan perawatan jaringan transmisi dan distribusi dapat dikurangi atau dihindari sama sekali. Ada tiga metode yang digunakan pada hot line work:
Metode hot stick (tongkat berisolasi tinggi)
Metode hand glove (dengan sarung tangan)
Metode hand bare (pegangan langsung) Yang digunakan PT. Chevron Pacific Indonesia adalah metode hot stick dan hand bare.
Metode hot stick digunakan pada tegangan 115 kV, 44kV, 13,8 kV, atau lebih kecil. Sedangkan metode hand bare dilakukan pada tegangan 230kV. Metode hand bare dipilih untuk jaringan 230 kV karena metode hand stick dirasa tidak efektif. Berikut alasan tidak digunakannya metode hot stick pada jaringan 230kV:
Jarak konduktor dengan pekerja yang berjauhan
Tongkat yang dibutuhkan semakin panjang dan berat
37
Jumlah isolator yang dibutuhkan semakin banyak sehingga semakin berat Pada metode hand bare petugas menggunakan pakaian khusus, yaitu Conduct suit
lengkap dengan baju, celana, kaus kaki, sepatu, sarung tangan, dan penutup kepala. Prinsip alamiah yang digunakan adalah memegang kawat satu fasa saja, seperti burung yang bertengger pada kawat tegangan tinggi.
Peralatan Sistem Tenaga 4.3.1 Recloser Recloser digunakan untuk membuka dan menghubungkan rangkaian listrik melalui sebuah pengendali, baik pada saat ada gangguan maupun dalam kondisi normal. Jika pada saat gangguan, recloser ini berfungsi untuk mengisolasi gangguan supaya tidak mempengaruhi sistem yang lebih besar. Sedangkan pada saat normal, recloser ini bisa dipakai untuk memindahkan beban dengan memutus atau menghubungkan beban tersebut dari satu feeder ke feeder yang lain. Unit recloser lengkap biasanya terdiri dari:
1. Unit Power Recloser yang di dalamnya terdapat: a. Switch dengan interupter dan mekanismenya. b. Closing dan tripping solenoid untuk menggerakkan switch serta current transformer (CT) sebagai sensing. 2.
Kontrol recloser yang di dalamnya terdapat metering, protection dan control yang memerintahkan unit power recloser bekerja
3.
Battery charger
4.
Baterai
5.
Fasilitas komunikasi ke SCADA
Sistem Operasi
Pada umumnya recloser diset 4 kali trip dan 3 kali reclose, setelah itu lock out dan pada umumnya kondisi di lapangan waktu reclosing diset 15 detik. Namun demikian setting reclosing time ini sangat tergantung dengan kebutuhan di lapangan.
38
Gbr 6. Sistem operasi recloser Proteksi utama pada recloser adalah:
Phase to phase overcurrent protection (proteksi arus lebih fasa-ke-fasa) Phase to ground overcurrent protection (proteksi arus lebih fasa-ke-ground) 4.3.2 Breaker Circuit Breaker (CB) adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memutus dan menghubungkan rangkaian listrik baik dalam kondisi tidak ada beban, terhubung ke beban ataupun dalam kondisi ada gangguan. Media peredam api pada Circuit Breaker antara lain: 1. Udara (Air Circuit Breaker/ACB) 2. Vakum (Vacuum Circuit Breaker/VCB) 3. Minyak (Oil Circuit Breaker/OCB) 4. Gas SF6 (Gas Circuit Breaker/GCB) Circuit Breaker yang ada di CPI adalah untuk level tegangan 4.16 KV, 13.8 KV, 44 KV, 115 KV dan 230 KV. Tenaga untuk menutup dan membuka Circuit Breaker bisa dari hidrolik atau pegas yang digerakkan oleh motor. Counter Circuit Breaker pada umumnya bekerja setelah breaker membuka. Ada 5 komponen utama yang ada pada Circuit Breaker, yaitu: 1. Switch dan interupter-nya Switch merupakan komponen utama dari breaker, di mana switch inilah yang sebenarnya memutus dan menghubungkan beban dari sumbernya sedangkan interupternya berfungsi untuk memadamkan api (arching) saat switch bekerja. 2. Sistem mekanik Sistem ini yang menggerakkan switch secara mekanik setelah mendapatkan perintah dari kontrol.
39
3. Electrical Control Sistem ini yang menggerakkan sistem mekanik untuk bekerja setelah ada
input
baik
manual (dari manusia) atau otomatis (dari relay). 4. Aksesoris Adalah komponen-komponen pendukung dari Circuit Breaker (misalnya gas/oil gauge, fuse, indikator dsb). 5. Cubicle Adalah tempat dimana semua komponen-komponen breaker berada.
Air Circuit Breaker (ACB) Biasanya dipakai untuk indoor (dalam switchgear) untuk level tegangan 4.16 KV dan 13.8 KV. Vacuum Circuit Breaker (VCB) Ada yang tipe indoor (dalam switchgear) dan ada yang tipe outdoor (dipasang di switchyard) untuk level tegangan 4.16KV dan 13.8 KV. Oil Circuit Breaker (OCB) Biasanya dipakai untuk tipe outdoor (di switchyard) dan merupakan tipe breaker yang paling tua. Biasa digunakan untuk level tegangan 4.16 KV, 13.8 KV, 44KV dan 115 KV. Gas Circuit Breaker (GCB) Adalah tipe breaker yang terbaru yang saat ini digunakan untuk level tegangan 13.8 KV, 44 KV,115 KV dan 230 KV baik untuk indoor (dalamswitchgear) maupun outdoor (di switchyard). Circuit Switcher (C/S) Adalah jenis breaker yang hanya mempunyai kemampuan untuk memutus arus baik dalam kondisi gangguan ataupun dalam kondisi normal, tapi tidak mempunyai kemampuan untuk menutup rangkaian listrik secara otomatis (reclosing). Sehingga circuit switcher hanya dipakai untuk proteksi peralatan yang tidak mengijinkan untuk reclose jika ada gangguan, misalnya untuk proteksi power transformer di substation.
4.3.3 Voltage Regulator Voltage Regulator (VR) adalah suatu transformator yang tergolong dalam autotransformator (memiliki satu belitan untuk primer dan sekundernya) yang digunakan
40
untuk mengatur (menaikkan dan menurunkan) tegangan sistem sesuai dengan yang diharapkan, yang bekerja secara langsung tanpa harus mematikan listrik. Standar pengaturan tegangan oleh VR untuk penerapan di CPI adalah dalam rentang ± 10%, yang bisa dilakukan dengan cara otomatis atau manual. Hal-hal yang perlu diketahui untuk setting VR adalah:
a. Voltage setting: pada level tegangan berapa output VR diharapkan. b. Bandwith (dV): untuk menentukan batas atas dan batas bawah tegangan yang akan diatur c. Time delay: waktu di mana VR mulai bekerja sejak VR merasakan tegangan tidak sesuai dengan yang diharapkan. VR pada umumnya memiliki 16 tap lower, 16 tap raise dan 1 posisi netral. Setiap tap akan mengubah tegangan sebesar 0.625 %, sehingga maksimum dan minimum tegangan yang dapat diatur adalah sebesar ± 10% dari posisi netral. Berbeda dengan kapasitor, maka peningkatan tegangan dengan menggunakan VR tidak akan menaikkan faktor daya. Jadi faktor dayanya masih tetap sama. Berikut ini adalah gambar yang menjelaskan bagaimana VR menaikkan tegangan hanya di downstream. Bandingkan dengan gambar kapasitor yang menaikkan tegangan di seluruh feeder.
Gbr 7. Ilustrasi tegangan sistem dengan adanya VR
41
Karena regulasi tegangan VR hanya ± 10% maka secara praktis penentuankapasitas VR yang akan dipasang adalah 10% dari total load. Jadi jika total maksimum load-nya sebesar 10 MVA, maka cukup menggunakan VR dengan kapasitas 1 MVA. Pada umumnya VR yang dipasang di lingkungan CPI (GE dan Siemens) menggunakan electronic control, jadi untuk mengubah setting cukup dengan memutar potensionya saja. Sedangkan VR tipe yang lebih baru (Unindo dengan kontrol KVGC) memilki cara setting yang lebih kompleks.
4.3.4 Capacitor Bank Capacitor bank berfungsi untuk menaikkan tegangan di sepanjang feeder sekaligus menaikkan faktor daya dari saluran tersebut. Tujuan pemasangan capacitor bank:
a. Di substation bertujuan untuk menaikkan level tegangan di bus substation dan membantu MVAR sistem b. Di feeder bertujuan untuk menaikkan level tegangan di beban sekaligus menaikkan faktor daya. Inilah bedanya capacitor bank dengan VR, jika VR hanya menaikkan tegangan di downstream saja sedangkan capacitor bank menaikkan tegangan baik downstream maupun upstream. Permasalahan dari capacitor bank adalah pada saat feeder kehilangan beban setelah trip dan reclose maka capacitor yang masih terhubung akan menaikkan tegangan sehingga kemungkinan bisa merusakkan peralatan instrumentasi dan kontrol. Untuk itulah diperlukan suatu kontrol kapasitor yang dapat bekerja secara otomatis untuk membuka kapasitor pada saat kehilangan tegangan sehingga ketika power masuk maka feeder tersebut sudah tidak terhubung dengan capacitor bank. Di bawah ini adalah gambar yang menjelaskan bagaimana capacitor bank menaikkan tegangan di sepanjang feeder. Bandingkan dengan gambar VR yang menaikkan tegangan hanya di downstream. Pemasangan capacitor bank di CPI pada umumnya menggunakan rangkaian Wye ungrounded, karena jika capacitor bank tersebut di-ground-kan maka akan menimbulkan referensi ground baru yang bisa mengakibatkan kerusakan pada capacitor bank itu sendiri, grounding resistor dan kesalahan koordinasi proteksi.
42
Gbr 8. Ilustrasi tegangan sistem dengan penambahan capacitor bank
4.3.5 Ground Fault Path Clearance (GFPC) Sistem Ground Fault Path Clearance (GFPC) adalah sebuah sistem yang dibuat untuk mengamankan jaringan listrik ketika terjadi gangguan 1 fasa ke tanah yang bersifat sementara (temporary). Prinsip kerja GFPC adalah dengan cara memutuskan aliran arus gangguan tanpa mematikan suplai daya ke beban, di mana aliran arus gangguan itu berawal dari fasa yang
terganggu lalu ke tanah (ground) dan kemudian kembali ke netral transformator daya.
Gbr 9. Tiga Dimensi Pemasangan GFPC Sistem
43
Gbr 10. One line diagram pemasangan sistem GFPC Ada 2 peralatan penting yang digunakan untuk sistem GFPC, yaitu:
1. Pemutus arus, contohnya: breaker atau recloser 2. Peralatan kontrol, contohnya: relay atau control recloser Untuk membedakan gangguan 1 fasa ke tanah itu sementara atau permanent, maka dalam prakteknya di lapangan GFPC di setting 2 kali trip dan 2 kali reclose. Jika dalam 2 kali trip dan 2 kali reclose gangguan masih ada maka gangguan tersebut adalah
gangguan
permanen, maka proteksi konvensional yang akan bekerja untuk mengisolasi gangguan. Jadi sistem GFPC ini didesain kondisi terakhirnya selalu dalam posisi close, hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya sistem floating (ungrounded) yang bisa mengakibatkan bertambahnya stress tegangan pada peralatan dan terjadinya touching serta stepping voltage pada manusia saat terjadi gangguan 1 fasa ke tanah. Dengan adanya sistem GFPC ini maka prosedur kerja juga berubah. Perubahan itu di antaranya adalah:
1. Jika
ada
permintaan
block
yang
pekerjaannya
tidak
langsung
berhubungan dengan power line yang hidup maka yang harus di block adalah: a. Proteksi konvensional, boleh dari SCADA maupun lokal b. Sistem GFPC, boleh dari SCADA maupun lokal (dengan cara meng-close bypass switch grounding recloser-nya)
44
2. Jika ada permintaan block yang pekerjaannya langsung berhubungan dengan power line yang hidup (HLW) maka yang harus di block adalah: a. Proteksi konvensional, hanya boleh dilakukan di lokal b. Sistem GFPC, hanya boleh dilakukan di lokal (dengan cara mengclose bypass-nya) 3. Jika ada breaker feeder atau recloser open (T/LO, T/O, T/SO) maka prosedur menghidupkan/meng-close-nya adalah: a. Block sistem GFPC dari SCADA. Jika gagal close, bypass GFPC dari lokal. b. Block breaker feeder atau recloser yang akan di hidupkan c. Close breaker feeder atau recloser untuk menghidupkannya d. Normalkan semua block Keuntungan dengan adanya sistem GFPC ini adalah listrik tidak akan mati pada saat gangguan sementara 1 fasa ke tanah diisolasi, sehingga jaringan listrik diharapkan tidak mati. Kerugian dengan adanya sistem GFPC ini adalah pada saat GFPC bekerja semua isolasi peralatan pada fasa yang tidak terganggu akan mendapatkan tegangan fasa ke fasa (√3 x tegangan fasa ke tanah), sehingga jika ada peralatan yang masih menggunakan kelas isolasi fasa ke tanah bisa berakibat isolasinya tembus. Untuk mengetahui feeder mana yang mendapatkan gangguan maka pada saat GFPC bekerja, feeder yang mendapatkan gangguan akan memberikan alarm yang settingnya sama dengan setting GFPC dan alarm ini akan dikirim ke SCADA. Untuk memastikan GFPC bekerja sesuai design maka syarat mutlak pemasangan GFPC ini adalah adanya fasilitas SCADA pada substation yang akan dipasang sistem GFPC. Jika terjadi SCADA failure (tidak bisa memonitor data) pada substation yang sudah memakai sistem GFPC, maka sistem GFPC tersebut harus di-bypass untuk mengembalikan ke sistem semula. Untuk mengantisipasi terjadinya N-1, gangguan 1 fasa ke tanah jika terjadi sistem GFPC gagal reclose, maka dibuat suatu sistem backup dengan membuka feeder yang mendapatkan gangguan 1 fasa ke tanah.
45
4.3.6 Relay Relay yang digunakan di PGT berdasarkan piranti yang digunakan dibedakan 3 yaitu relay elektromekanik, relay static, dan relay mikroprosesor. 1.
Relay Elektromekanik
Prinsip kerja relay ini berdasarkan hukum-hukum yang berlaku pada magnet dan mekanik. Bagian-bagian dari relay ini terdiri atas: a. Armature b. Moving coil c. Induction d. Thermal e. Motor-operated f. Mechanical g. Magnetic amplifier h. Thermionic i. Semiconductor j. Photo electric Relay flag pada relay elektromekanik biasanya berupa pita merah/kuning yang akan muncul jika relay bekerja.
Gbr 11. Relay Elektromekanik
46
2.
Relay Static
Relay static sudah menggunakan piranti elektronik dalam mengolah besaran arus dan tegangan yang masuk. Relay flag pada relay static biasanya berupa lampu indikator yang ada keterangan di sampingnya. 3.
Relay Mikroprosesor
Relay mikroprosesor menggunakan komponen IC yang sangat kompleks dalam mengolah dan mengontrol variabel atau perintah-perintah. Relay ini sangat fleksibel dan mampu menampung semua proteksi yang dibutuhkan hanya dalam satu relay. Semua besaran dan perintah diimplementasikan menggunakan gerbang logika yang kompleks. User juga diberi kebebasan dalan menyusun proteksi dan kontrol yang diperlukan sesuai kebutuhan. Di samping itu relay tersebut juga memberikan pengukuran terhadap besaran listrik seperti arus, tegangan, daya, frekuensi dan sebagainya serta ditampilkan dalam display. Relay flag pada relay mikroprosesor ditunjukkan oleh lampu led yang menyala atau bisa juga dilihat pada display yang akan muncul terus hingga di reset. Contoh dari relay mikroprosesor adalah UR relay, SR 745 dan SR 760 yang sekarang ini banyak digunakan di PGT.
Jenis-jenis relay menurut fungsinya yang biasa dipakai di sistem transmisi dan distribusi: a. Relay over current (50/51N, 50/51P, 67N, 50/51G, dsb) Relay ini mengukur besarnya arus yang lewat kemudian dibandingkan dengan setting-nya apakah sudah melewati setting-nya atau belum, kemudian akan bekerja sesuai dengan kurva yang digunakan. b. Relay Distance (21P, 21G) Relay distance atau biasa di sebut 21P dan 21G adalah relay yang digunakan pada saluran transmisi untuk membaca impedansi (resistansi dan reaktansi) saluran transmisi. Relay distance akan bekerja jika impedansi yang terbaca oleh relay lebih kecil dari nilai settingnya, artinya jika arus yang lewat sangat besar sedangkan tegangan yang terbaca relay mengecil akan menyebabkan impedansi yang terbaca relay mengecil sehingga relay akan bekerja jika di bawah settingnya. Pada kondisi
47
normal impedansi yang terbaca oleh relay sangat besar karena arus yang lewat kecil dan tegangan yang terbaca relay besar. Ada 3 zone pada relay distance: 1. Zone 1, memproteksi 90% panjang saluran transmisi, dengan time delay = 0 detik 2. Zone 2, memproteksi seluruh segmen saluran ditambah 80% saluran transmisi didepannya yang terpendek, waktu zone 2 ini sebesar 0.2 detik. 3. Zone 3, memproteksi segmen saluran ditambah segmen saluran di depannya dan ditambah 70 % saluran di depannya lagi yang terpendek, tunda waktu zone 3 ini sebesar 0.4 detik. Untuk memperjelas keterangan diatas dapat digambarkan sebagai berikut ini:
Gbr 12. Pembagian zona proteksi relay distance c. Relay Volt/Hertz Relay volt/hertz mendeteksi tegangan dan frekuensinya kemudian dibandingkan apakah perbandingannya melebihi setting-nya atau tidak. Hal ini karena kenaikan tegangan bisa menyebabkan kerusakan isolasi dari suatu peralatan, kecuali kenaikan tegangan tersebut diikuti dengan kenaikan frekuensi, maka hal ini tidak akan merusakkan peralatan sepanjang kenaikan tegangan sebanding dengan kenaikan frekuensi. d. Relay Under Frequency Relay under frequency mendeteksi frekuensi sistem kemudian membandingkan dengan setting-nya. Jika frekuensi sistem di bawah setting-nya, maka relay ini
48
akan bekerja. Relay ini digunakan untuk menerapkan load shedding. Load shedding adalah pelepasan beban karena kurangnya pembangkitan. Jika beban tidak segera dilepaskan, maka dikawatirkan frekuensi akan semakin turun yang bisa berakibat pada lepasnya semua generator dari sistem.
4.3.7 Switch Untuk menjaga kontinuitas pelayanan dan penyediaan daya listrik, maka peralatan tegangan tinggi perlu untuk mendapatkan perawatan dan perbaikan secara teratur. Pada saat kegiatan perawatan tersebut maka bagian atau peralatan yang dirawat harus dipisahkan dari sistem (diisolasi), sehingga bebas dari peralatan yang masih bertegangan. Selain itu pada saat perawatan peralatan terkadang juga membutuhkan alat bypass supaya beban tidak mati, dan juga grounding supaya mendapatkan kepastian bahwa peralatan memang sudah pasti tidak bertegangan. Isolasi peralatan dari sistem yang masih bertegangan ini memerlukan sarana isolasi yang terlihat oleh petugas di lapangan, untuk mencegah bahaya-bahaya tegangan tinggi. Untuk mengisolasi/memisahkan peralatan dari sistem yang masih bertegangan, mem-bypass peralatan serta meng-ground-kan peralatan biasanya kita menggunakan alat yang disebut dengan switch. Di dalam aktivitas operasional sehari-hari, kita mengenal beberapa jenis switch. 1. Line Switch Line Switch adalah switch yang dipasang untuk mengisolasi gardu Induk dengan sistem transmisi atau untuk mengisolasi suatu cabang saluran transmisi atau aluran distribusi dari main feeder. Line switch tidak didesain untuk dioperasikan dalam keadaan berbeban. 2. By-Pass Switch Bypass switch adalah switch yang digunakan untuk mem-bypass sebuahperalatan tegangan tinggi seperti breaker, voltage regulator, circuit switcher dan lain-lainnya. Hal ini untuk menjaga kontinuitas pelayanan dan penyediaan daya listrik apabila kita sedang melakukan kegiatan perawatan atau perbaikan terhadap suatu peralatan tegangan tinggi, namun tidak memungkinkan untuk mematikan sistem transmisi atau distribusi yang memerlukan peralatan tegangan tinggi tersebut. Bypass switch dioperasikan pada saat breaker atau circuit switcher dalam keadaan tertutup, jadi
49
tidak diperbolehkan dioperasikan ketika beaker atau circuit switcher dalam keadaan terbuka. 3. Grounding Switch Grounding switch adalah switch yang digunakan untuk mentanahkan peralatan listrik dan saluran transmisi dengan tujuan untuk melakukan perbaikan pada peralatan tegangan tinggi. Selama proses perawatan dan perbaikan tersebut, grounding switch dioperasikan (dihubungkan ke tanah), untuk memastikan bahwa peralatan tegangan tinggi yang sedang diservis sudah diketanahkan secara baik. Grounding switch dioperasikan setelah peralatan tersebut tidak bertegangan lagi. 4. Isolation Switch Isolation switch biasanya dipasang untuk mengisolasi peralatan tegangan tinggi seperti circuit breaker, power transformer dsb. Isolation switch ini diperlukan untuk dibuka jika kita akan merawat atau memperbaiki peralatan tersebut. 5. MOD (Motor Operated Device) Switch MOD switch adalah line witch yang dibantu oleh motor untuk pengoperasiannya. Pada umumnya dipasang di bus sistem ring (ring bus) atau di bus satu-setengahbreaker dengan tujuan untuk mengisolasi gangguan permanen dan breaker yang bekerja akan ditutup kembali secara otomatis sehingga bus-nya kembali normal. 6. Regulator Bypass Switch Regulator bypass switch adalah bypass switch yang dipasang pada voltageregulator. Jenis bypass switch ini akan dioperasikan jika kita akan melakukan perawatan atau perbaikan terhadap voltage regulator, atau kita merasa perlu untuk tidak mengoperasikan voltage regulator karena tegangan sistem sudah sesuai dengan yang diharapkan. Regulator bypass switch selalu di lengkapi dengan isolation switch yang pada umumnya bekerja secara interlock dimana pada saat isolation switch kita buka, otomatis bypass-nya akan masuk lebih dahulu demikian sebaliknya. Namun demikian jika bypass switch-nya tidak interlock dengan isolation switch, maka prosedurnya harus memasukan bypass dahulu baru membuka isolation switch nya, demikian sebaliknya kalau kita ingin menghidupkan voltage regulator kembali maka dimasukkan isolation switch-nya terlebih dulu kemudian dibuka bypass switch-nya. 7. Load Management Switch atau Load Break Switch (LBS)
50
Load Break Switch ( LBS ) adalah switch yang dapat dioperasikan dalam kondisi berbeban dan bekerja secara serempak ketiga switch-nya. LBS digunakan untuk menghidupkan jaringan listrik dalam keadaan berbeban, untuk mempararel feeder dan untuk mematikan jaringan listrik dalam keadaan berbeban. Sesuai dengan kondisi kita di lapangan, dimana feeder-feeder saling berhubungan dan saling backup, maka Load Break Switch ini akan sangat berguna untuk memindahkan beban dari feeder yang mengalami gangguan permanen ke feeder yang sehat. 8. Disconnect Switch (D/S) Disconnect switch adalah switch yang biasa dipakai untuk mengisolasi underground kabel dari overhead konduktor. Hal ini bertujuan untuk memudahkan troubleshooting dan mengisolasi underground kabel jika terjadi gangguan. 9. High Speed Grounding Switch (HSGS) HSGS adalah grounding switch yang digerakkan oleh motor sehingga mempunyai kecepatan yang relatif tinggi. Fungsi HSGS adalah untuk memindahkan gangguan supaya lebih solid dan lebih dekat ke proteksi sehingga lebih cepat terbaca oleh proteksi yang bersangkutan. Pada saat ini ada 2 macam pemakaian HSGS di PGT yaitu:
i. HSGS yang dipasang di substation yang tidak ada breaker atau circuit switcher sebagai proteksinya. HSGS ini berfungsi sebagai pengganti breaker, sehingga semua proteksi transformator akan menggerakan HSGS supaya proteksi diatasnya cepat bekerja. ii. HSGS dipasang di substation yang mempunyai breaker atau circuit switcher sebagai proteksinya. HSGS ini berfungsi sebagai backup proteksi untuk breaker failure, jika breaker atau circuit switcher gagal trip maka HSGS akan beroperasi supaya proteksi diatasnya cepat bekerja. Namun demikian dengan adanya pilot relay (relay mikroprosesor dengan komunikasinya) fungsi HSGS sebagai backup proteksi dapat diambil alih sehingga tidak perlu lagi meng-ground-kan line ketika ada breaker failure.
51
4.3.8 CT & PT Semua proteksi sistem tidak akan bisa bekerja tanpa adanya peralatan sensing yang akan mengubah parameter arus dan tegangan tinggi menjadi arus dan tegangan rendah yang bisa dibaca dan diolah oleh kontrol dan relay proteksi. Peralatan-peralatan sensing itu di antaranya adalah: 1.
Current Transformer (CT) Peralatan ini digunakan untuk mengubah arus yang besar (pada tegangan tinggi/primer)
menjadi arus kecil (tegangan rendah/sekunder) sehingga bisa dibaca oleh peralatan proteksi dan metering. Perbandingan perubahan arus besar menjadi arus kecil biasanya disebut dengan CT rasio (CTR). Rating untuk arus sekunder biasanya hanya digunakan 1 A atau 5 A, sedangkan rating untuk arus primer biasanya bervariasi mulai dari 50 A sampai dengan 2000 A atau bahkan lebih. Kelas akurasi dan polaritas (sudut fasa) suatu current transformer sangatlah penting terutama jika dipakai untuk proteksi sistem. Namun demikian current transformer ini biasanya mempunyai kapasitas yang sangat kecil antara 5 VA sampai 150 VA (bandingkan dengan transformator biasa yang kapasitasnya dari beberapa KVA sampai ratusan MVA). Berdasarkan macam rasionya, current transformer dapat dibagi menjadi:
i. CT Single Ratio, dimana CT ini hanya memiliki satu rasio, misalnya: 100/5 ; 200/5 ; dsb ii. CT Dual Ratio, dimana CT ini memiliki dua rasio yang bisa kita gunakan sesuai dengan kebutuhan kita, misalnya: 100/5 dan 200/5 ; 750/5 dan 1500/5 ; dsb iii. CT Multi Ratio, dimana CT ini memiliki rasio lebih dari 2, biasanya 10 rasio, misalnya: 50/5, 75/5, 100/5, 200/5, 300/5, 400/5, 600/5, 800/5, 1000/5 dan 1200/5 Berdasarkan bentuknya, current transformator dapat dibagi menjadi:
i. CT Donat, biasanya berbentuk lingkaran menyerupai donat, yang umum dipakai/dipasang pada peralatan baik breaker maupun transformator terkadang juga untuk line CT ii. CT pelana kuda, biasanya berbentuk persegi yang menyerupai pelana kuda, umumnya dipakai untuk line CT
52
2.
Potential Transformer (CT) Peralatan ini digunakan untuk mengubah tegangan tinggi (pada sisi primer)
menjadi tegangan rendah (pada sisi sekunder) sehingga bisa dibaca oleh peralatan proteksi dan metering. Perbandingan perubahan tegangan tinggi menjadi menjadi tegangan rendah biasanya disebut dengan PT ratio (PTR). Rating untuk tegangan sekunder biasanya hanya digunakan 120V atau 115V, sedangkan rating untuk tegangan primer biasanya tergantung pada sistem tegangan tingginya (14.4 KV untuk sistem 13.8 KV). Kapasitas dari PT ini juga relatif sangat kecil karena hanya dipakai untuk metering dan proteksi saja, kecuali PT untuk recloser dan voltage regulator di feeder yang juga sekaligus dipakai untuk station service transformer untuk mensuplai semua kebutuhan kontrol dan proteksi sistem recloser dan voltage. Pada umumnya pemasangan PT di bus substation menggunakan sistem open delta, dimana hanya dua PT yang terpasang untuk 3 phase, hal ini untuk mengurangi biaya dengan hasil yang sama. Ada dua macam bentuk dari PT yang umum digunakan, yaitu: a. PT bentuk Pelana Kuda, biasa dipakai untuk 13.8 KV dan 44 KV di bus suatu substation. b. PT bentuk pole mounted transformator, biasa dipakai untuk recloser 3.
Coupling Capacitor Potential Device (CCPD) Peralatan ini pada dasarnya adalah Potential Transformer yang dipakai untuk tegangan
tinggi dan extra tinggi yang menggunakan sistem penurunan tegangan dengan kapasitor. Sebelum memasang dan melepaskan CCPD dari sistem, untuk keamanan, switch ground perlu ditutup sehingga memastikan bahwa semua muatan listrik di kapasitor sudah dilepaskan ke tanah.
4.3.9 AC & DC Power Supply Ada 2 macam power supply yang dibutuhkan baik untuk kontrol, proteksi maupun semua aksesoris yang ada di substation, yaitu AC dan DC power supply. AC Power Supply Pada umumnya digunakan sebagai power supply untuk:
53
1. Charger 2. Heater 3. Lighting/lampu di dalam maupun di luar ruangan 4. Fan dan motor (pendingin Transformator atau VR) 5. AC (pendingin ruangan) 6. Stop contact 7. dan sebagainya Sumber AC power supply didapatkan dari sebuah transformator station service single phase yang biasanya dipasang di bus. Pemasangan di bus ini bertujuan supaya jika ada gangguan di feeder AC power supply tersebut tidak ikut mati. Tapi ada kalanya transformator station service juga dipasang di feeder dengan alasan karena: 1. Transformator station service di bus sudah tidak bisa dipakai dan penggantiannya tidak bisa dilakukan dengan HLW, sedangkan bus tidak bisa dimatikan 2. Sebagai backup atau tambahan transformator station service yang ada di bus karena penambahan load yang signifikan atau karena load yang kritikal Ada 2 macam transformator yang biasa digunakan sebagai station service, yaitu: 1. Transformator Dry Type (jenis indoor), dipasang di dalam switchgear (cubicle panel) yang terhubung pada bus bar 2. Transformator Oil Type (jenis outdoor dan pole mounted), dipasang di bus structure yang terhubung pada bus duct (bus pipe) Distribusi AC power supply dilakukan di dalam AC panel yang biasa di pasang di dalam control room dimana tiap jenis beban biasanya di lengkapi dengan breaker. Fungsi breaker sebagai alat pengaman arus beban lebih dan untuk memudahkan mengisolasi beban jika akan dilakukan perbaikan. DC Power Supply Pada umumnya digunakan sebagai power supply untuk: 1. Relay proteksi 2. Kontrol 3. Lampu indikator 4. Motor kompresor (untuk 115 KV OCB) 5. Motor spring (untuk breaker)
54
6. RTU 7. Peralatan komunikasi 8. dan sebagainya Sumber DC power supply biasanya di dapatkan dari battery bank yang selalu diisi ulang oleh charger. Namun demikian untuk menambah life time/umur dari baterai, saat ini sumber DC power supply yang utama cenderung diambil dari charger, sementara battery bank hanya sebagai backup jika charger rusak atau AC power supply ke charger mati. Distribusi DC power supply juga dilakukan di dalam DC panel yang berada di dalam control room dimana tiap jenis bebannya juga dilengkapi dengan Breaker. 1.
Charger Charger sebenarnya adalah sumber utama dari DC power supply, karena charger adalah alat untuk merubah AC power menjadi DC power (rectifier). Ada 2 macam charger yang saat ini digunakan di PGT, yaitu: a. Charger Standar Mempunyai kapasitas kecil (5 – 10 Ampere) sehingga hanya bisa dipakai untuk mengisi battery bank b. Charger Heavy Duty / Power Charger Mempunyai kapasitas yang cukup besar (diatas 10 Ampere) sehingga dapat digunakan sebagai power supply ke beban disamping selagi mengisi battery bank. Ada 3 mode pengaturan output dari charger yang dipakai untuk pengisian baterai, yaitu: a. Floating Digunakan untuk mempertahankan level tegangan baterai sesuai dengan yang diinginkan b. Equalizing Digunakan untuk pengisian baterai setelah baterai terpakai oleh beban atau tegangan baterai jauh dibawah tegangan yang diinginkan c. Boosting Digunakan untuk pengisian awal baterai dari kondisi kosong atau tidak bertegangan (initial charging)
Namun demikian mode yang biasa dipakai oleh charger yang ada di CPI hanya floating dan equalizing, sedangkan initial charging biasa di lakukan di shop sebelum
55
dipasang di substation. DC Ampere charging DC Volt meter AC light indicator AC breaker DC breaker Float & Equalize 2.
Baterai Baterai adalah alat penyimpan tenaga listrik DC dengan prinsip mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan mengubah energi kimia menjadi energi listrik pada saat diperlukan. Ada 2 jenis baterai yang biasa digunakan, yaitu: a. Baterai kering
(+) Tidak menggunakan larutan kimia sehingga mengurangi biaya pemeliharaan (-) Harganya relatif lebih mahal b. Baterai basah
(-) Menggunakan larutan kimia sehingga memerlukan perawatan regular terutama menjaga jumlah / level larutan kimianya (+) Harganya relatif lebih murah
4.3.10 Metering Pada dasarnya ada 2 macam metering yang digunakan di PGT, yaitu: a.
Metering tipe Analog (Electromechanical)
b.
Metering tipe Digital (Microprocessor)
Metering Tipe Analog Metering ini tiap unitnya hanya digunakan untuk satu fungsi, misalnya: Tegangan, Arus, KWH, KVAR, KVA atau PF. Namun demikian untuk mempermudah dan menghemat biaya biasanya metering arus dan tegangan dilengkapi dengan selector switch untuk memilih atau memindahkan phase yang akan diukur. Karena rasio yang digunakan pada metering tipe analog sudah tetap, jika ada perubahan rasio baik pada CT maupun PT maka pembacaan metering akan berbeda dengan aktualnya. Untuk mengatasi hal ini biasanya diberikan catatan rasio pembacaan di dekat metering yang bersangkutan. Metering Tipe Digital
56
Metering jenis ini tiap unitnya sudah bisa dipakai untuk mengukur semua parameter metering baik fasa A, B maupun C. Pada umumnya metering jenis ini dilengkapi dengan tombol-tombol (keypad) untuk memilih parameter metering apa yang akan dibaca. Contoh metering digital yang biasa dipakai di PGT adalah: a. PQM (Power Quality Meter) b. DPMS (Digital Power Metering System)
4.3.11 Panel Kontrol Panel kontrol merupakan tempat untuk menempatkan relay, instrumen pengukuran, switch kontrol dan terdapat pula kontrol wiring dari substation tersebut. Dari panel kontrol inilah kita mengoperasikan semua peralatan listrik.
57
BAB V DASAR TEORI
5.1 Kestabilan Tegangan Dalam sistem ketenagalistrikan, keandalan dan kestabilan merupakan hal yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan konsumen. Dalam pekerjaannya, PT Chevron Pacific Indonesia memiliki beban-beban dinamik yang membutuhkan daya reaktif seperti motor listrik. Semakin besar beban maka kebutuhan var akan semakin besar dan arus akan naik. Hal ini menimbulkan drop tegangan yang besar. Peralatan listrik yang menerima tegangan dibawah kondisi nominal dapat mengakibatkan peralatan listrik bekerja tidak maksimal bahkan bisa tidak bekerja sama sekali. Hal ini juga dikenal dengan istilah voltage collapse dimana tegangan terhadap sistem telah melewati batas nominal sehingga tidak mampu lagi memberikan daya yang cukup. Besarnya kebutuhan daya reaktif dapat menyebabkan penurunan faktor daya yang menyebabkan kenaikan drop tegangan pada saluran. Kondisi ini membatasi pengiriman daya aktif ke beban.
5.2 Kualitas Daya (Power Quality) 5.2.1 Faktor Daya Faktor daya (Cos phi) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos φ . ( ) ( )
58
Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu. ( ) ( ) karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR berubah sesuai dengan faktor daya), maka dapat ditulis seperti berikut : Daya Reaktif :
( )
Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya : 1. Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat 2. Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem 3. Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.
Jika pf lebih kecil dari 0,85 maka kapasitas daya aktif (kW) yang digunakan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya pf sistem kelistrikan. Akibat menurunnya pf maka akan timbul beberapa persoalan diantaranya : 1. Besarnya rugi-rugi daya 2. Besarnya penggunaan daya listrik VAR 3. Mutu listrik menurun karena timbul jatuh tegangan (voltage drop)
Daya reaktif yang dibutuhkan oleh induktansi selalu mempunyai beda fasa 90° dengan daya aktif. Kapasitor menyuplai VAR dan melepaskan energi reaktif yang dibutuhkan oleh induktor. Ini menunjukan induktansi dan kapasitansi mempunyai beda fasa 180°. Beberapa strategi untuk koreksi faktor daya adalah :
1. Meminimalkan operasi dari beban motor yang ringan atau tidak bekerja
59
2. Menghindari operasi dari peralatan listrik diatas tegangan rata – ratanya 3. Mengganti motor – motor yang sudah tua dengan energi efisien motor. Meskipun dengan energi efisien motor, bagaimanapun faktor daya diperngaruhi oleh beban yang variasi. Motor ini harusdioperasikan sesuai dengan kapasitas rata– ratanya untuk memperoleh faktor daya tinggi. 4. Memasang kapasitor pada jaringan AC untuk menurunkan medan dari daya reaktif. Dari gambar berikut dapat dilihat penurunan daya VAR yang meningkatkan nilai faktor daya setelah tambahan kapasitansi :
Gbr 13. Faktor Daya
5.2.2 Kompensator dan FACTS 1. Capacitor Bank Kapasitor memiliki sifat alami untuk menyimpan muatan listrik ketika ia dialiri arus. Muatan yang terkumpul akan menimbulkan tegangan listrik. Muatan yang terkumpul memiliki cadangan daya reaktif yang sangat tinggi. Sehingga, jika suatu waktu jaringan membutuhkan pasokan daya reaktif, kapasitor bisa memberikan cadangan yang ia miliki pada jaringan yang membutuhkan.
60
Kelemahan dari kapasitor adalah ia tidak bisa menkompensasi kelebihan daya reaktif dari jaringan. Kapasitor hanya memilki kemampuan untuk memberikan pasokan daya reaktif pada jaringan tapi tidak bisa menangani kelebihan VAR dari jaringan. Kapasitor dapat menaikan tegangan jaringan dengan cara memberikan arus yang ia miliki tadi. Akan tetapi, kenaikan tegangan yang ia berikan sebanding dengan arus yang yang ia transfer. Artinya, tegangan yang dirasakan system adalah naik tidak tetap. Padahal, jaringan menuntut kestabilan. Kelebihan dari kapasitor adalah harganya yang sangat murah dibanding dua teknologi kompensator lainnya. Kekurangan yang dimiliki kapasitor diantaranya,
-
Proses
switching
yang
tidak
sinkron
dengan
gelombang
terkadang
menyebabkan aurs inrush dan ini akan menyebabkan transient. Transient ini akan menyebabkan stress pada jaringan. -
Dibatasi oleh waktu respon switchgear nya yang lebih dari 70 ms
-
Harus di discharge selama operasi berlangsung
-
Tidak cocok dengan beban yang selalu bervariasi. Sehingga dibutuhkan alat frequent switching agar steady state terjadi.
-
Kenaikan tegangan yang tiba-tiba menyebabkan gelombang harmonik sehingga dibutuhkan filter
Kapasitor memiliki karakteristik V2 yaitu kenaikan tegangan akan terus terjadi hingga batasnya tercapai dan akan mengecil ketika suatu saat dibutuhkan.
61
Gbr 14. Capacitor Bank dan kurva tegangan terhadap arus 2. Static Var Compensator SVC juga memiliki kemampuan untuk menaikan tegangan system, akan tetapi ada beberapa perbedaan mendasar dibanding capacitor bank. Kelebihan dari SVC adalah sebagai berikut,
- Respon yang cepat (20-30 ms) - System pengontrolan yang terus menerus - Bisa bersifat induktif (menerima daya VAR) dan kapasitif (memberikan daya reaktif pada jaringan) - Sangat ekonomis untuk system yang besar Kekurangan dari kompensator ini adalah - Menghasilkan gelombang harmonik
62
- Memiliki karakteristik V2 seperti yang dimilki oleh kapasitor.
Gbr 15. Komponen penyusun dan karakterisik FACTS SVC 3. STATCOM Kelebihan STATCOM dibanding capbank dan SVC adalah : - Respon yang sangat cepat (≤ 10 ms). Untuk daya yang sangat besar bisa mulai bekerja antara 20-50 ms - Tidak ada kenaikan tegangan yang mendadak - Kemampuan induktif dan kapasitif - Karakteristik arus konstan (nilai daya reaktif turun karena tegangan bukan fungsi kuadratis) - Tingkat harmoniknya kecil sehingga tidak butuh filter - Terintegrasi dengan AHF (Active Harmonic Filtering) - Harganya lebih murah dibanding SVC untuk kemampuan 50 MVAR - Bisa dipasangkan dengan kapasitor membentuk system hybrid
63
Gbr 16. Gambar kurva STATCOM
Perbandingan Capacitor Bank dan FACTS
Tabel 1. Perbandingan capacitor bank dan FACTS
5.3
Fenomena Transien atau Kondisi Peralihan Kondisi transient sering terjadi pada saat proses switching on atau off suatu
peralaatan listrik. Kondisi ini tidak terlalu berpengaruh untuk sistem bertegangan kecil. Tapi akan berbeda jika kita masuk pada ranah tegangan tinggi. Kondisi transient sangat berbahaya karena saat proses ini terjadi, tegangan yang sangat tinggi akan berosilasi dan terjadi dalam waktu yang sangat cepat. Kondisi yang sangat instan ini tidak baik untuk jaringan dan butuh
64
pengamanan khusus. Setiap penambahan suatu peralatan pada jaringan bertegangan tinggi, harus dipertimbangkan pula kondisi transiennya. Karena proses switching terjadi disini.
5.4
Hubung Singkat dalam Sistem Tenaga Listrik Hubung singkat adalah kondisi dimana rangkaian listrik melewatkan arus yang
sangat besar pada jalur yang tidak diinginkan dan biasanya jalur itu memiliki nilai hambatan yang sangat kecil dan nilai tegangannya hampir mendekati nilai 0. Saat tegangan bernilai 0, maka arus yang lewat sangatlah besar. Short circuit adalah kondisi dimana rangkaian listrik melewatkan arus yang sangat besar pada jalur yang tidak diinginkan dan biasanya jalur itu memiliki nilai hambatan yang sangat kecil dan nilai tegangannya hampir mendekati nilai 0. Saat tegangan bernilai 0, maka arus yang lewat sangatlah besar. Pada jalur transmisi, gangguan yang paling sering terjadi adalah antara fase ke ground (80%) dan fase ke fase (5%). Dan kondisi ini akan sangat berpengaruh pada sistem menyeluruh. Short circuit dari fase ke ground yang paling sering terjadi adalah akibat gangguan hewan seperti monyet yang menggantung di kabel listrik, ranting pohon yang patah dan mengenai kabel listrik dan lain sebagainya. Kondisi short circuit ini juga harus diperhitungkan sebelum pemasangan suatu alat tambahan. Dalam hal ini capacitor. Karena bisa saja alat yang kita tambahkan ke jaringan ini juga memberikan tambahan arus pada sistem sehingga akan menaikan total arus akibat short circuit tadi.
65
BAB VI Batas Permasalahan
Pertambahan jumlah beban setiap tahunnya selalu meningkat. Dan kondisi ini tidak seiring dengan penambahan generator. Sehingga terkadang terjadi ketidakseimbangan antara pasokan daya dan konsumsinya. Selama ini, chevron juga sering mengalami gangguan akibat jaringan antara bus Sintong (STG) dan Manggala (MGL) yang open. Akibat pemutusan tersebut, jaringan yang awalnya loop berubah menjadi radial. Perubahan jaringan ini akan mengakibatkan nilai impedansi jaringan menjadi naik karena jaringan yang awalnya paralel kini berubah menjadi seri. Kenaikan nilai impedansi akan berpengaruh pada drop tegangan yang semakin besar di jaringan. Drop tegangan itu akan menurunkan tegangan yang tiba di bus.
Gambar 17. Kondisi jaringan loop saat MGL-STG close
66
Gbr 17. Kondisi jaringan radial saat MGL-STG open
Pada dynamic load, kenaikan tegangan berbanding terbalik dengan arus. Saat tegangan naik maka arus turun. Dan ini terjadi pada sebagian besar beban di PT Chevron yang berupa dynamic load. Motor-motor untuk menggerakan pompa-pompa minyak di PT Chevron adalah salah satu contoh dynamic load. Motor-motor ini tidak dapat bekerja dengan arus yang melewati arus ratingnya. Jika motor ini digerakan dengan arus yang melewati ratingnya, maka sangat membahayakan motor. Untuk menghindari terjadinya arus yang sangat besar tersebut, tiap motor telah dilengkapi dengan undervoltage rele. Sehingga ketika tegangannya turun melewati batas ratingnya, motor akan berhenti bekerja. Akan tetapi, berhentinya motor bekerja akan memberi dampak pada pendapatan minyak Chevron. Hilangnya beberapa menit production time, akan sangat mempengaruhi pendapatan Chevron. Dan hal ini sangat tidak diinginkan. Beban-beban besar mengkonsumsi daya dalam jumlah besar dan menyebabkan drop tegangan yang sangat besar hingga jika drop itu terlalu besar, akan timbul suatu keadaan “collapse”.
6.1
Solusi dari permasalahan PT CPI membutuhkan kestabilan tegangan dan produksi minyak yang terus menerus.
Oleh sebab itu, kestabilan tegangan sangat diharapkan. Untuk mengatasi permasalahan
67
penurunan tegangan yang dihadapi Chevron, Chevron menggunakan kompensator. Kompensator akan menyuplai daya Reaktif untuk menaikan tegangan yang turun. Daya Reaktif disuplai dengan mengirimkan arus reaktif pada saluran.
Segitiga Daya
Arus yang dikirim oleh pembangkit adalah arus total yang terdiri dari arus real untuk membangkitkan Daya Aktif dan arus reaktif untuk kebutuhan Daya Reaktif. Karena kapasitor telah menyumbang arus reaktif, sehingga pembangkit tidak terlalu banyak menyuplai arus reaktif. Sehingga arus total yang dikirim menjadi kecil. Daya reaktif yang turun (awalnya Q 2) menjadi Q1, akan membuat nilai S (yang awalnya S1) menjadi S2. Sesuai dengan rumus factor daya dan rumus daya semu yaitu :
Dengan nilai S turun dan P yang tetap, nilai faktor daya akan menjadi naik. Itulah sebabnya factor daya dengan menggunakan kompensator akan menjadi naik. Arus total yang dikirim dari pembangkit sebagian di drop oleh nilai reaktansi di saluran. Dengan adanya kompensator, kebutuhan arus reaktif pada saluran telah dipenuhi sebagian sehingga drop tegangan di saluran mengecil akibat arus total yang ada bisa dikirim maksimal ke beban. Itulah sebabnya tegangan di beban menjadi naik.
68
Pada Kerja Praktek ini, kami menawarkan penggunaan SVC/STATCOM dibandingkan dengan penggunaan capacitor yang selama ini digunakan oleh Chevron. Ada beberapa sisi positif dan negatif yang akan kita bahas nantinya. Mulai dari pertimbangan harga, sisi ukuran dan kebutuhan daya yang harus dikompensasi. Salah satu cara yang digunakan untuk menstabilkan tegangan adalah dengan menyuplai daya reaktif pada grid.
-
Menaikan tegangan pada grid dengan menginjeksikan daya reaktif ke grid
(Over exited di kompensator dan grid dalam keadaan inductive)
-
Menurunkan tegangan pada grid dengan menyerap daya reaktif pada grid
(Under exited di kompensator dan grid dalam keadaan capacitive)
6.2
Simulasi menggunakan program Simulasi yang kami lakukan digunakan untuk menguji apakah penambahan kompensator
itu memiliki dampak yang baik bagi sistem atau malah sebaliknya. Simulasi dilakuan dengan menggunakan program ETAP dan MATLAB. Ada tiga simulasi yang dilakukan. Diantaranya,
69
1. Simulasi Loadflow dengan menggunakan software ETAP
Simulasi dilakukan untuk melihat pengaruh faktor daya dan jarak saluran terhadap kestabilan tegangan.
Simulasi dilakukan dalam untuk mengamati kelayakan tegangan sebelum dan setelah pemasangan FACTS SVC
2. Simulasi Short Circuit dengan menggunakan software ETAP Simulasi dilakukan untuk mengetahui apakah dengan pemasangan HCT SVC atau Capacitor Bank akan memberikan dampak buruk saat adanya gangguan short circuit baik gangguan 1 fase ke tanah atau gangguan 3 fase. 3. Simulasi Transient dengan menggunakan software Matlab dan ETAP Simulasi
dilakukan
untuk
mengetahui
pengaruh
transient
saat
SVC/STATCOM dan Capacitor Bank diswitch close. Keterangan penamaan bus dalam simulasi : -
Central Duri :
CD
-
Batang
:
BTG
-
Sintong
:
STG
-
Bangko
:
BKO
-
Rokan
:
RKN
-
Manggala :
MGL
-
Ketigul
:
KTG
-
Nela
:
NEL
-
Balam
:
BLM
70
BAB VII Analisa Kestabilan Tegangan
Berikut merupakan grafik pengukuran kestabilan tegangan pada tipe tegangan 115 kV dengan panjang saluran yang berbeda.
Vsender/Ereceiver vs Power (with Losses)
Vsender/Ereceiver
1.2 1
0
19
79
35
0.8
105
57 69 74 73 66 76
0.6 0.4 0.2
55 52
40
128 133 128 116 98
2127 0
0 0
20
40
60
80 100 Power (MW) 0.85 1
PF
120
140
160
Gbr 18. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 80 km
Vsender/Ereceiver vs Power (with Losses)
Vsender/Ereceiver
1.2 1
0
17
0.8
70
31
50
0.6 0.4 0.2 0
1924
0 0
20
49 47
36 40
PF
61 66 65 59 68
60 80 Power (MW) 0.85
93
103
87
100
114 119 114
120
140
1
Gbr 19. Grafik kestabilan tegangan dengan panjang saluran 90 km
71
Pengaruh faktor daya dan panjang saluran terhadap kestabilan tegangan
Dari hasil grafik diatas dapat dilihat pengaruh faktor daya dan panjang saluran transmisi terhadap kestabilan tegangan. Transfer daya pada sistem kelistrikan memiliki batas optimal jarak saluran yang bergantung terhadap kapasitas saluran. Berdasarkan grafik diatas, dengan kasus yang sama dapat dilihat bahwa saluran transmisi sepanjang 80 km memiliki batas optimal daya aktif yang lebih tinggi dibandingkan saluran transmisi dengan panjang 90 km. Saluran transmisi panjang 80 km dengan pf 0.85 mampu bekerja sampai pembebanan 74 MW. Sedangkan pada saluran dengan panjang 90 km dan pf yang sama hanya mampu bekerja optimal hingga pembebanan 66 MW. Batas pembebanan ini dipengaruhi oleh drop tegangan pada saluran. Saluran transmisi menggunakan kawat yang mengandung nilai impedans (R dan Xl). Semakin panjang saluran, maka semakin besar impedansnya. Faktor daya juga mempengaruhi batas kestabilan tegangan. Pada pf yang bernilai 1, kestabilan tegangan dapat terjaga dengan penggunaan daya aktif yang mencapai 119 MW. Sehingga sangat penting menjaga kestabilan tegangan agar penggunaan daya aktif dapat optimal. Beberapa solusi untuk menjaga dan meningkatkan kestabilan tegangan adalah sebagai berikut :
1. Menerapkan FACTS dengan penambahan kompensator (SVC, STATCOM, Capacitor Bank) 2. Menambah pembangkit baru (butuh biaya besar) 3. Membangun sistem loop pada jaringan untuk meningkatkan keandalan. Hal ini dapat memperkecil impedans Berdasarkan rumus :
Z adalah impedans yang menimbulkan drop tegangan karena mengandung resistans untuk beban statis dan reaktans untuk beban dinamis. Dampak dari voltage collapse sangat dirasakan oleh beban-beban dinamis seperti motor induksi. Rendahnya tegangan yang dirasakan motor menyebabkan penurunan torsi motor. Motor akan terus mengalami penurunan kinerja sampai titik operasi kembali dicapai
72
BAB VIII Pengaruh Penggunaan Capacitor Bank dan FACTS SVC/ STATCOM Pada Jaringan Transmisi dan Distribusi di PT Chevron Pacific Indonesia
8.1 Analisis Load Flow Menggunakan ETAP Simulasi loadflow ini digunakan untuk mendapatkan perbandingan dari tegangan, arus dan pf setiap kondisi. Hasil simulasi dikonversi kedalam kurva yang akan menampilkan perbandingan tegangan serta arus di masing-masing bus. Bentuk kurva yang fluktuatif disebabkan karena letak bus memiliki jarak yang berbeda-beda dari sumber. Semakin panjang jaraknya maka semakin besar jatuh tegangan yang dirasakan. Hal ini disebabkan karena setiap saluran mengandung R dan L yang juga menyerap arus sepanjang saluran dan dibuang dalam bentuk panas. Simulasi load flow menggunakan bantuan aplikasi ETAP 7.5.0. Pengamatan dilakukan pada jaringan transmisi 115 kV. Salah satu masalah yang menjadi perhatian dalam sistem kelistrikan adalah timbulnya jatuh tegangan yang besar (voltage drop). Penyebab jatuh tegangan adalah panjang jarak dan beban. Putusnya saluran MGL-STG menyebabkan beban yang harus disupply dari sisi Batang dan Pematang Main menjadi lebih besar sehingga arus yang mengalir semakin besar. Arus yang besar menyebabkan jatuh tegangan semakin besar. Salah satu solusi untuk mengurangi
jatuh
tegangan
adalah
dengan
penambahan
kompensator
dijaringan.
Kompensator yang biasa digunakan adalah Capacitor Bank, SVC dan STATCOM. Simulasi dilakukan pada wilayah yang tersebar dari Central Duri seperti pada gambar dibawah. Hal ini bertujuan untuk melihat dampak dari gangguan yang pernah terjadi di MGL – STG beberapa waktu lalu. Dari simulasi ini, dilakukan beberapa skenario yang membandingkan
pengaruh
penggunaan
kompensator
terhadap
tegangan
sistem.
Kompensator yang digunakan pada simulasi load flow kali ini adalah Static Var Compensator (SVC).
73
8.1.1 Simulasi Load Fow menggunakan FACTS SVC
Skenario 1 Membandingkan antara 2 keadaan : -
Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
-
Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
Jaringan listrik pada PT CPI menggunakan sistem radial dan sistem loop. Jaringan loop memungkinkan titik beban terlayani dari dua arah saluran, sehingga kontinuitas pelayanan lebih terjamin serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena drop tegangan dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil. Namun tidak semua saluran dibuat dalam rangkaian loop, karena pertimbangan biaya dan sebagainya. MGL – STG merupakan salah satu penghubung jaringan loop dari pusat Central Duri, jika jaringan ini terputus maka sambungan loop akan hilang.
Kondisi Tegangan Norm dan Norm (MGL-STG Open) 110 Tegangan (kV)
105 100 95 90
107.213 104.179 102.9 103.456 107.412 100.7 99.8698.206 103.3 103.2 102 97.508 100.4 96.931 95.24 93.424 92.054 92.664 Norm (MGL-STG open) Norm
85 80 CD
BTG
STG
BKO RKN MGL KTGL Lokasi BUS
NEL
BLM
Gbr 20.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (tanpa HCTSVC) Keterangan : - Norm : Jaringan tanpa SVC
- Norm HCT SVC : Jaringan dengan SVC Grafik diatas menggambarkan kondisi tegangan pada masing-masing bus pada saat keadaan normal MGL-STG Close dan MGL-STG open sebelum dipasangnya HCT SVC. Jika dibandingkan, terlihat jelas bahwa setelah saluran MGL-STG di open (mengalami gangguan), saluran mengalami perubahan jatuh tegangan. Pada saat STG-MGL Open, tegangan pada
74
saluran menurun yang disebabkan karena saluran yang awalnya berbentuk loop, berubah menjadi radial. Dengan perubahan ini, akan menyebabkan terjadinya kenaikan nilai hambatan (rangkaian yang awalnya paralel berubah menjadi seri). Nilai hambatan yang semakin besar menyebabkan drop yang terjadi di sepanjang saluran meningkat. Akibatnya tegangan yang dirasakan disisi beban lebih rendah dari nominalnya. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja peralatan-peralatan listrik yang tidak optimal.
Tabel 2. Kondisi normal dan saat MGL-STG open
Skenario 2 Membandingkan antara 2 keadaan : -
Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
-
Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Kondisi Tegangan Norm dan Norm HCT SVC (MGL-STG Open) 110 Tegangan (kV)
105 100
108.1 106.3 105.1 105.6 106.4 104.6 103.7 107.213 103 103.456 104.179 102.9 100.7
95
95.24
102.5
92.664
93.424
90
92.054
85
Norm (MGL-STG Open) Norm HCT SVC (MGL-STG open)
80 CD
BTG
STG
BKO
RKN MGL KTGL NEL
BLM
Lokasi BUS
Gbr 21.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan HCTSVC)
75
Dari grafik diatas dapat dilihat perbedaan profil tegangan pada setiap bus transmisi. Dengan kasus MGL-STG open, jaringan yang diberi tambahan SVC memperoleh nilai tegangan yang lebih tinggi dibandingkan tanpa SVC. Dengan menggunakan SVC, tegangan yang didapatkan akan dijaga untuk tetap stabil. Berdasarkan prinsip kerja kompensator SVC, semakin berkurang tegangan pada sistem maka SVC akan mengirimkan daya VAR untuk menaikan tegangan. SVC akan bekerja dan memastikan bahwa tegangan sistem tidak mengalami sag dan dalam keadaan berbeban besar sehingga sistem pada grid akan tetap berada dalam batas yang dapat diterima. Penggunaan kompensator SVC akan meningkatkan kapasitas saluran.
Tabel 3. Kondisi normal dan saat setelah HCT SVC close
Skenario 3 Membandingkan antara 2 keadaan : -
Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
-
Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan. Simulasi kali ini, kita akan membandingkan perubahan yang terjadi sebelum dan
setelah jaringan dipasangi SVC. Dalam keadaan ini, jaringan bus MGL-STG berada dalam kondisi close.
76
Kondisi Tegangan Norm dan Norm HCT SVC Tegangan (kV)
110 105
108
106.7 105 104 107.412 103.2
100
106.3
105 105.6 103.4 103.3 102 100.4
99.86
97.508
98.206
95
102.9 96.931 Norm
90 CD
BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM
Norm HCT SVC
Lokasi BUS
Gbr 22. Kondisi Tegangan sebelum dan setelah pemasangan SVC saluran MGLSTG Close Dari data simulasi yang kita dapatkan, terlihat jelas bahwa terdapat kenaikan tegangan setelah SVC dipasang. Ini terjadi karena daya reaktif yang dibutuhkan oleh konsumen telah disuplai oleh SVC. Sumbangan daya reaktif ini dari SVC mengkompensasi daya reaktif dari sumber. Penurunan daya var yang disuplai dari sumber meningkatkan faktor daya. Sehingga pemakaian kompensator SVC saat kondisi normal pada MGL-STG dapat menaikkan kapasitas saluran dan meningkatkan tegangan sistem.
Tabel 4. Kondisi saat HCT SVC dipasang lalu MGL-STG di open
77
Skenario 4 Membandingkan antara 2 keadaan : -
Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
-
Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Pada simulasi kali ini, kita akan membandingkan dua kondisi dimana kedua kondisi telah dipasangi SVC. Satu kondisi pada keadaan normal, dan kondisi lain saat jalur MGL-STG di open.
108.1 108 106.7 106.4
Tegangan (kV)
109 108 107 106 105 104 103 102 101 100 99
Kondisi Tegangan Norm HCT SVC dan Norm HCT SVC (MGL-STG open)
104.6 105 103.7 104
106.3 106.3 105.6 105.1 105.6 105 103.4 103 102.9 102.5 Norm HCT-SVC
CD
BTG
STG
BKO RKN MGL KTGL Lokasi BUS
NEL
BLM
Norm HCT-SVC (MGL-STG Open)
Gbr 23.Kondisi Tegangan sebelum dan setelah saluran MGL-STG Open (dengan HCT-SVC) Dari hasil yang kita dapatkan melalui simulasi, terlihat jelas bahwa dengan adanya SVC, tidak terjadi perubahan tegangan yang besar saat terjadi gangguan. Perubahan tegangan ketika MGL-STG open mampu dikompensasi oleh kompensator. Hal ini menunjukkan kelebihan dari sistem yang menggunakan kompensator. Ketika gangguan terjadi, jaringan tidak mengalami jatuh tegangan yang signifikan sehingga peralatan listrik akan terjaga dan aman.
78
Perubahan tegangan yang besar dalam waktu yang singkat akan memperngaruhi kinerja peralatan-peralatan listrik. PT Chevron Pacific Indonesia menggunakan banyak peralatan listrik seperti motor listrik yang digunakan untuk memompa minyak. Sifat motor adalah menarik arus yang sangat besar ketika tegangan yang ia terima di bawah dari tegangan operasi. Semakin naik arus pada motor maka semakin kecil tegangannya. Hal ini dapat berlangsung terus menerus dan menyebabkan stall pada motor. Sebagai pengaman, pada motor listrik telah dilengkapi oleh rele undervoltage yang akan melindungi motor jika terjadi penurunan tegangan. Akan tetapi, walaupun telah dilengkapi dengan rele ini, pengoperasian kembali mesin setelah kondisi undervoltage juga membutuhkan waktu. Waktu operasi yang terhenti lama ini sangat membahayakan perusahaan minyak seperti PT CPI. Oleh sebab itu, penurunan tegangan yang drastis sebaiknya dihindari. Dengan adanya kompensasi ini maka pekerjaan yang dilakukan tidak akan terganggu apabila terjadi gangguan ketika MGL-STG open. Perubahan tegangan setelah MGL-STG open hanya berubah 0.1 hingga 0.4 kV. Penurunan tegangan yang kecil ini tidak berdampak besar pada peralatan listrik.
Tabel 5. kondisi saat MGL-STG open lalu HCT SVC di close
Skenario 5 Membandingkan antara 4 keadaan : -
Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
-
Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
-
Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC belum dipasang pada jaringan.
79
-
Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
Pada simulasi kali ini akan dilakukan pengamatan dari sisi arus dan faktor daya dengan 4 kondisi. Kondisi-kondisi tersebut akan membandingkan keadaan pengaruh penggunaan kompensator SVC.
1. Pengamatan di BUS 115 kV Pematang Main
Gbr 24.Kondisi Tegangan MGL-STG Open di lokasi Batang
Tabel 6. Kondisi arus dan pf di bus BTG
80
2. Pengamatan di BUS 115 kV Batang
Gbr 25.Kondisi Tegangan saat MGL-STG Open di lokasi Pematang Main Tabel 7. Kondisi arus dan pf di bus PMM
Dari kedua data yang kita dapatkan, kita akan analisa arus dan pf di bus PMM dan BTG. Kita akan melihat perbandingan arus dan pf (power factor) yang kita dapatkan melalui simulasi. Dengan keadaan sama-sama normal (MGL-STG closed), terlihat bahwa dengan HCT SVC arus yang didapatkan lebih kecil. Sehingga tidak terjadi jatuh tegangan yang besar. Ketika keadaan MGL-STG terbuka, seharusnya yang terjadi adalah arus semakin besar dan tegangan sistem menurun. Akan tetapi, dengan adanya HCT-SVC, tegangan tetap stabil untuk memenuhi kebutuhan sistem. Dari kedua data yang kita dapatkan, kita akan analisa arus dan pf di bus PMM dan BTG. Kita akan melihat perbandingan arus dan pf (power factor) yang kita dapatkan melalui simulasi. Dengan keadaan sama-sama normal (MGL-STG closed), terlihat bahwa dengan HCT SVC arus yang didapatkan lebih kecil. Sehingga tegangannya juga tidak terlalu besar dan ini sangat baik untuk motor.
81
Tabel 8. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2013
Tabel 9. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2014
Tabel 10. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2015
82
Tabel 11. Hasil Loadflow PT CPI tahun 2016
Dari tahun ke tahun, terlihat bahwa terjadi kenaikan beban yang berdampak pada penurun tegangan. Beban yang terus bertambah akan menurunkan nilai impedansi totalnya. Sehingga makin banyak pula arus yang akan ditarik dari sumber. Arus yang ditarik oleh beban akan melewati saluran transmisi dan distribusi. Karena arus yang lewat sangat besar, sehingga drop tegangannya juga akan besar. Padahal tegangan sumber tetap. Sehingga tegangan yang tiba dikonsumen menjadi turun akibat drop tegangan yang besar tadi.
Gbr 26. Perbandingan drop tegangan antara tahun 2013 dan 2016
83
8.2 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software ETAP Digunakan aplikasi ETAP untuk melihat kondisi transien akibat capacitor bank switching. Simulasi transien pada ETAP tidak bisa dilakukan jika menggunakan SV sehingga simulasi pada FACTS tersebut dilakukan menggunakan program MATLAB.
8.2.1 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank
Skenario 1 -
Konfigurasi Normal tanpa Capacitor Bank 25 MVAR
-
Saluran MGL-STG open pada t = 0 s
Gbr 26.Kondisi Transien saat MGL-STG Open tanpa Capacitor Bank Dari grafik yang kita dapatkan, jaringan tanpa penambahan capacitor bank akan mengalami drop tegangan yang besar. Karena penurunan jaringan yang awalnya loop berubah menjadi radial. Sehingga jaringan menjadi seri dan nilai impedans menjadi besar sehingga drop tegangan pun besar. Inilah yang menyebabkan terjadinya penurunan tegangan tersebut.
Skenario 2 - Konfigurasi Normal dengan Capacitor Bank 25 MVAR - Saluran MGL-STG dalam keadaan Open
84
Gbr 27.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank saat MGL-STG Open Dengan adanya penambahan capacitor, tegangan yang akan drop, langsung dinaikan dengan penambahan MVAR. Capacitor akan menaikan nilai reaktif jaringan sehingga tegangan yang seharusnya turun akibat perubahan jaringan menjadi radial, menjadi naik karenanya. Terlihat dari grafik, pada detik ke 0.1, tegangan yang seharusnya turun malah menjadi naik sebesar 9% dari tegangan 115 kV. Naik sebesar 10.35 kV. Sehingga tegangan sekarang menjadi 125.35 kV.
Skenario 3 -
Keadaan saat MGL-STG di Open,
-
ke dua CB pada 2 Capacitor Bank awalnya Open lalu di Close dengan waktu kerja
Waktu kerja CB219 = 1 sc Waktu kerja CB218 = 15 sc
Gbr 28. Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap saat MGL-STG Open
85
Ketika jaringan open, jaringan yang awalnya loop menjadi radial sehingga terjadi drop tegangan yang sangat besar. Kedua kapasitor di close dalam rentang waktu 14 detik. Dan terjadi kenaikan tegangan total sebesar 32%. Artinya 32%*13.8 = 4.416 kV. Kenaikan ini akan menjadikan tegangan akhir sebesar 18.216 kV. Kenaikan yang sangat tinggi ini sangat berbahaya untuk alat-alat seperti motor, dan perangkat listrik lainnya.
8.3 Analisis Kondisi Transien Menggunakan Software Matlab (MGLSTG Close)
STATCOM 2
STATCOM 1
Gbr 29.Rangkaian jaringan listrik PT CPI Integrated System menggunakan Software Matlab Pada simulasi transien ini digunakan software bantu Matlab mengamati kondisi peralihan yang dialami oleh sistem akibat pemasangan Capacitor Bank atau FACTS STATCOM/SVC. Praktikan melakukan pengamatan pada 2 bus saluran yaitu bus NEL dan bus BKO yang telah diintegrasikan kedalam Data Acquisition. Pengamatan terhadap bus yang lain juga dapat dilakukan dengan memilik sink seperti gambar berikut :
86
8.3.1 Simulasi Transien menggunakan STATCOM/SVC
Skenario 1 MGL-STG Close CB Initial condition : Open STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc STATCOM BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Uabc_NEL
Iabc_NEL
Uabc_BKO
Iabc_BKO
Gbr 30.Kondisi Transien Pemasangan STATCOM secara bertahap pada bus NEL dan BKO
87
Gambar diatas merupakan kondisi transien yang terjadi ketika STATCOM terhubung ke jaringan pada detik ke 0.1 dan 0.2 s. Lama masa transien terjadi selama 0.05 s
Gbr 31.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI
Saat MGL-STG close, nilai impedansi tidak begitu besar. Sehingga arus dari sumber akan terbagi terbagi dua seperti yang terlihat pada gambar. Arus tidak mengalir ke bus BKO karena disana tidak ada beban kecuali STATCOM yang belum terhubung. Arus hanya akan mengalir jika terhubung dengan beban dan terjadi rangkaian loop. Pada detik ke 0.1 s bus BKO tidak dialiri arus. Ketika detik ke 0.2 s STATCOM pada bus BKO terhubung (CB STATCOM Close) maka akan muncul aliran arus dengan fenomena arus transien seperti pada gambar simulasi.
Dari grafik hasil simulasi yang kita dapatkan, saat t=0.1 sekon, nilai tegangan tidak jatuh/drop. Akan tetapi naik. Ini karena hambatan di saluran tidak terlalu mendrop tegangan (MGL-STG close sehingga total hambatan saluran kecil). Dan itulah sebabnya tegangan naik. Karena tegangan sumber masih bisa mengantisipasi drop dari STATCOM yang close di bus STG.
88
Gbr 32.Ilustrasi dari aliran arus pada jaringan listrik PT CPI
Saat t = 0.2 sekon, STATCOM di BKO di close, sehingga arus mengalir melalui bus BKO. Dari grafik kelihatan bahwa bus BKO kini telah mendapatkan arus listrik karena STATCOM sendiri menarik arus. Dari grafik yang kita dapatkan, saat t=0.2 sekon tegangan di bus BKO dan NEL drop/turun karena kedua kompensator telah di close. STATCOM akan menarik var yang cukup besar sehingga mendrop tegangan pada saat di close selama beberapa detik hingga akhirnya naik dan menyentuh keadaan steady.
89
Transien pada STATCOM 1 yang menyuplai VAR ke sistem sangat besar ketika dinyalakan (di STG)
Transien pada STATCOM 2 yang menyerap VAR dari sistem sangat besar ketika dinyalakan (di BKO)
Gbr 33.Gambar gelombang V dan Q pada STATCOM 1 berlokasi di STG Gambar diatas menunjukkan aliran tegangan dan daya reaktif (VAR) yang dialami oleh STATCOM 1 yang berlokasi di bus STG. Pada detik ke 0.1 s, STATCOM menginjeksikan daya VAR kepada sistem sebesar 2.1 pu selama 0.03 s lalu menyerap kembali secara perlahan. Ketika daya VAR dikirim dari STATCOM, maka tegangan pada sistem akan naik dan turun secara perlahan sesuai daya VAR yang diterima sistem. Namun pada detik ke 0.2 s, STATCOM 1 mengalami sedikit lonjakan daya VAR akibat STATCOM 2 (berlokasi di BKO) dinyalakan.
Skenario 2
-
-
MGL-STG Close
-
CB Initial condition : Open
-
STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc STATCOM BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
90
Gbr 34.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGL-STG Close)
Berbeda halnya jika ke dua STATCOM di close bersamaan, ke dua STATCOM bersamaan mendrop tegangan dari sumber. Saat jaringan MGL-STG close, nilai impedansi tidak terlalu besar sehingga drop tegangan dari saluran bisa dihiraukan. Akan tetapi ke dua STATCOM mendrop tegangan dalam jumlah besar saat t=0.1 sekon. Sehingga saat t=0.1 sekon, tegangan baik di bus BKO dan NEL sama-sama turun. Bus BKO dialiri arus saat t=0.1
91
sekon karena STATCOM sendiri menarik arus. Dan arus tersebut melalui bus BKO saat t=0.1 sekon.
Skenario 3 -
MGL-STG Open
-
CB Initial condition : Open
-
STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
-
STATCOM BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Gbr 35.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MGL-STG Open)
92
Simulasi pada scenario 3 dilakukan untuk mengamati kondisi transien akibat pemasangan Capacitor Bank ketika MGL-STG open. Saat kondisi ini terjadi, jaringan yang awalnya berbentuk loop kini berubah menjadi radial. Sehingga nilai impedansinya naik dan drop tegangan membesar di saluran. Pada skenario bus MGL-STG close, tegangan sistem saat t=0.1 sekon adalah naik. Berbeda halnya jika bus MGL-STG di open. Tegangan yang kita dapatkan di grafik malah menjadi turun. Ini karena tegangan yang dirasakan oleh bus STG adalah hasil dari tegangan sumber dikurangi tegangan dari saluran dan drop dari STATCOM di bus STG sendiri. Itulah sebabnya saat t=0.1 sekon, tegangan yang didapatkan menjadi turun. Arus belum mengalir di bus BKO karena tidak ada beban yang menarik arus dan STATCOM 2 masih dalam keadaan open sehingga tidak ada komponen yang menarik arus.
Saat t=0.2 sekon, ke dua kompensator di close sehingga drop tegangan menjadi lebih besar dari pada sebelumnya. Itulah sebabnya tegangan menjadi lebih turun ketimbang tegangan yang didapatkan pada saat t=0.1 sekon. Arus kini telah mengalir di bus BKO karena STATCOM telah di close disana dan arus ditarik olehnya.
Skenario 4 -
MGL-STG Open
-
CB Initial condition : Open
93
-
STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
-
STATCOM BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Gbr 36.Kondisi Transien Pemasangan 2 STATCOM pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open)
8.3.2 Simulasi Transien menggunakan Capacitor Bank
Skenario 1 (MGL-STG Close) -
MGL-STG Close
-
CB Initial condition : Open
-
Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
-
Capbank BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
94
Gbr 37.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Close)
Skenario 2 (MGL-STG Close) - MGL-STG Close - CB Initial condition : Open - Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc - Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Gbr 38.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Close)
95
Skenario 3 (MGL-STG Open) -
MGL-STG Open
-
CB Initial condition : Open
-
Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
-
Capbank BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Gbr 39.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open)
Skenario 4 (MGL-STG Open) -
MGL-STG Open
-
CB Initial condition : Open
-
Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
-
Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
96
Gbr 40.Kondisi Transien Pemasangan 2 Capacitor Bank pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open)
Gbr 41.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open) Lama masa transien pada arus bus BKO terjadi selama 0.1 s – 0.115 s
97
Skenario 5 (MGL-STG Close-Open) -
MGL-STG Open pada t = 0.1 s
-
Cap Bank STG Close pada t = 0.2 s
-
Cap Bank BKO Close pada t = 0.3 s
Gbr 42.Kondisi Transien Pemasangan Capacitor Bank secara bertahap pada bus NEL dan BKO (MLG-STG Open)
98
8.4 Analisis Kondisi Short Circuit 3 Phase Menggunakan Software ETAP
Lokasi BKO 8.4.1 Simulasi Short Circuit dengan SVC
Gbr 43.Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan STATCOM pada bus STG (MGL-STG Close dan Open)
99
Dari hasil pengamatan diatas, nilai arus gangguan pada bus STG saat MGL-STG Close memiliki besar arus gangguan lebih besar dibandingkan ketika MGL-STG Open. Hal ini disebabkan ketika MGL-STG Open, tidak ada arus yang mengalir dari arah MGL
Gbr 44.Simulasi gangguan hubung singkat 3P dengan Capacitor Bank pada bus
8.4.2 Simulasi Short Circuit dengan Capacitor Bank STG (MGL-STG Close dan Open) Arus (kA) MGL-STG
Kompensator
Kondisi kompensator
TOTAL
BTG-
MGL-
BKO-
STG
STG
STG
Open
3.94
1.44
1.54
0.813
Close
3.94
1.44
1.54
0.813
Open
3.94
1.44
1.54
0.813
Close
3.94
1.44
1.54
0.813
Open
2.58
1.61
0
0.813
SVC close CAPBANK open
SVC
100
Close
2.58
1.61
0
0.813
Open
2.58
1.61
0
0.813
Close
2.58
1.61
0
0.813
CAPBANK
Gbr 45.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di bus STG Hasil pengamatan diatas dapat dilihat nilai arus gangguan yang terjadi di Bus Transmisi STG. Pada saat MGL-STG Close, arus gangguan dengan jaringan normal tanpa SVC dan menggunakan SVC memiliki besar yang sama yaitu 3.94 kA. Hal ini menunjukkan bahwa dengan FACTS SVC pada sistem tidak memberikan arus gangguan tambahan kepada bus STG. Oleh karena itu pemakaian SVC tidak memberi dampak ketika terjadi gangguan. Nilai arus dari arah BKO bernilai sangat kecil sebesar 0.813 kA karena arus gangguan dari arah BKO hanya diberikan oleh beban-beban motor dan arus yang keluar dari beban-beban tersebut tidak sebesar arus dari sumber pembangkit. Penggunaan Capacitor Bank dan SVC ketika terjadi hubung singkat menghasilkan nilai arus gangguan yang sama dan tidak menyumbang arus gangguan. Ketika MGL-STG Open, maka arus gangguan yang dihasilkan lebih kecil dibanding saat Close karena tidak ada arus kiriman dari MGL. Namun besar arus gangguan di BTG bertambah karena adanya tambahan arus gangguan dari arah Pematang.
101
8.5 Analisis Kondisi Short Circuit 1 Phase Phase Menggunakan Software ETAP
8.5.1 Simulasi Short Circuit menggunakan SVC
Gbr 46.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan SVC pada bus STG (MGL-STG Close dan Open)
102
8.5.2 Simulasi Short Circuit menggunakan Capacitor Bank
Gbr 47.Simulasi gangguan hubung singkat 1P-G dengan Capacitor Bank pada bus STG (MGL-STG Close dan Open) Arus (kA) MGL-STG
Kompensator
Kondisi kompensator
TOTAL
BTG-
MGL-
STG
STG
BKO-STG
Open
2.06
1.06
1
0
Close
2.06
1.06
1
0
Open
2.06
1.06
1
0
Close
2.06
1.06
1
0
Open
1.18
1.18
0
0
Close
1.18
1.18
0
0
Open
1.18
1.18
0
0
Close
1.18
1.18
0
0
SVC close CAPBANK
SVC open CAPBANK
Gbr 48.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus STG
103
Dari hasil simulasi yang kita dapatkan, terlihat bahwa penambahan SVC atau Capacitor Bank tidak berpengaruh pada keadaan bus yang ada. SVC dan Capbank tidak menyumbang arus sama sekali pada bus yang mengalami short circuit. Saat jaringan antara bus MGL-STG open, tidak ada arus yang disumbang dari MGL menuju STG. Sehingga total arus yang didapatkan pada saat short circuit menjadi turun. Pada simulasi arus gangguan 1 fasa-ground, nilai arus gangguan saat MGL-STG open memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan saat close. Hal ini disebabkan karena ketika open, arus gangguan yang harusnya dikirim dari rangkaian
loop
MGL
tidak
ada
sehingga
total
arus
gangguan
lebih
kecil.
Gangguan 3 phase menghasilkan arus gangguan yang lebih besar daripada gangguan 1 phase. Untuk kasus gangguan 3 phase nilai arus gangguan merupakan arus fasanya IA/IB/IC sedangkan untuk gangguan 1 phase yang terukur adalah arus netralnya I0. Berdasarkan rumus
√
Lokasi BKO Pengamatan juga dilakukan di lokasi BKO untuk melihat berapa besarnya arus gangguan hubung singkat.
MGL-STG
Kompensator
Kondisi
Arus (kA)
kompensator
TOTAL
Open
3.22
Close
3.22
Open
3.22
Close
3.22
Open
2.37
Close
2.37
Open
2.37
Close
2.37
SVC close CAPBANK
SVC open CAPBANK
Gbr 49.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 3 Phase di BKO MGL-STG
Kompensator
Kondisi
Arus (kA)
kompensator
TOTAL
104
close
SVC
CAPBANK
open
SVC
CAPBANK
Open
1.58
Close
1.58
Open
1.58
Close
1.58
Open
1.02
Close
1.02
Open
1.02
Close
1.02
Gbr 50.Hasil Pengamatan Arus Gangguan 1 Phase-Ground di bus BKO Berikut adalah perbandingan nilai arus hubung singkat antara bus BKO dan STG : Arus (kA) MGL-STG
Substation Normal
Capbank
SVC
STG
3.94
3.94
3.94
BKO
3.22
3.22
3.22
STG
2.58
2.58
2.58
BKO
2.37
2.37
2.37
Close
Open
Gbr 51.Perbandingan arus gangguan hubung singkat 3 phase pada bus STG dan BKO MGL-STG
Substation
Normal
Capbank
SVC
STG
2.06
2.06
2.06
BKO
1.58
1.58
1.58
STG
1.18
1.18
1.18
BKO
1.02
1.02
1.02
Close
Open
Gbr 52.Perbandingan arus gangguan hubung singkat 1PG pada bus STG dan BKO
105
BAB IX Kesimpulan dan saran 9.1 Kesimpulan 1. Beban yang tiba-tiba berubah bisa menyebabkan voltage flickers. 2. Pada penggunaan capacitor, Load shedding memiliki tingkat kompensasi yang tinggi dan hal ini akan menyebabkan over voltage. 3. Switching pada capacitor dapat menyebabkan kenaikan tegangan yang mendadak dan ini bisa menyebabkan motor tiba-tiba mati. 4. Kawasan industri dengan banyak variasi beban punya nilai harmonik yang tinggi. 5. Jaringan yang berubah dari Loop menjadi radial akan membuat nilai impedansinya naik dan drop tegangan naik. Sehingga tegangan yang tiba di beban menjadi kecil/berkurang. 6. Capacitor Bank tidak memiliki pengaturan dalam suplai daya reaktif ke jaringan 7. SVC/STATCOM mampu mengkompensasi tegangan yang ada di jaringan tanpa menyebabkan overvoltage 8. Lama transient SVC/STATCOM lebih lama dibandingkan Capacitor Bank 9. Penggunaan Capasitor Bank maupun SVC/STATCOM tidak memberikan efek kenaikan arus saat gangguan short circuit terjadi 10. Penggunaan kapasitor dan SVC/STATCOM dapat meningkatkan factor daya sehingga pengiriman daya lebih optimal 11. Factor daya dan jarak saluran transmisi mempengaruhi kestabilan tegangan sistem 12. Semakin tinggi Factor daya sumber, semakin baik profile tegangan di saluran 13. Semakin tinggi factor daya sumber, semakin besar kapasitas saluran dalam pengiriman daya aktif
106
9.2 Saran Secara umum, PT. Chevron Pacific Indonesia merupakan salah satu contoh perusahaan yang sangat baik dalam memupuk semangat kerja, menerapkan disiplin tinggi, menciptakan proses kerja yang efektif, serta mengutamakan keselamatan kerja untuk mendapatkan hasil pekerjaan yang optimal. Kondisi lingkungan seperti ini menjadi sarana yang baik bagi mahasiswa kerja praktek untuk belajar mengenal dunia kerja yang profesional serta bagaimana menempatkan diri di dalamnya. Secara teknis, penulis mendapatkan banyak ilmu mengenai seluk beluk sistem tenaga listrik di PT. Chevron Pacific Indonesia, baik melalui bimbingan mentor, pengamatan di lapangan, maupun tanya jawab dengan karyawan-karyawan Departemen PGT. Kunjungan ke beberapa substation, menghadiri SMO FE Technical Sharing Forum 2013, berdiskusi dengan beberapa karyawan, melakukan studi literatur melalui buku-buku di library PGT, secara langsung telah meningkatkan pengalaman dan pengetahuan penulis. Jika mengamati seluruh sistem yang ada di Departemen PGT, baik sistem ketenagalistrikan maupun sistem kerjanya, akan menjadi hal yang luar biasa jika Departemen PGT dapat menjalin kerjasama dan berbagi pengalaman dengan mahasiswa ketenagalistrikan di universitas-universitas yang ada di Indonesia. Kemampuan PGT dalam memenuhi kebutuhan listrik di seluruh area PT. CPI secara maksimal dan berkualitas dapat menjadi contoh yang baik bagi terciptanya kondisi serupa di berbagai wilayah di Indonesia. Dalam simulasi yang kita lakukan, masih terdapat beberapa kekurangan yang bisa jadi bahan tambahan untuk adik-adik atau teman-teman yang ingin melanjutkan, diantaranya 1. Dalam simulasi yang kami lakukan, kami belum menentukan koordinasi rele dari capacitor bank atau SVC disclose di jaringan. Capacitor atau SVC/STATCOM saat diswitch pada jaringan pasti menarik arus yang sangat
107
besar dari sumber dalam waktu singkat. Perlu dilakukannya perhitungan proteksi dan keamanannya. 2. Saat Capacitor Bank atau SVC/STATCOM di close dalam jaringan saat terjadi short circuit, ada sumbangan arus dalam jumlah besar dan dalam hitungan mikrodetik. Simulasi yang kami lakukan menggunakan software ETAP tidak bisa menampilkan arus gangguan dari kompensator yang kita uji. Mungkin dibutuhkan software tertentu yang bisa menguji lebih detail. Terakhir, semoga hubungan yang telah terjalin antara pihak kampus Universitas Gadjah Mada dengan PT. Chevron Pacific Indonesia akan berkembang lebih baik dan lebih dalam di kemudian hari. Besar harapan penulis, semoga di waktu yang akan datang dapat bekerjasama kembali dan menjadi bagian dari PT. Chevron Pacific Indonesia.
108
DAFTAR PUSTAKA
http://ojandonk.com/2011/04/25/transformer-electrical-design/ (diakses pada tanggal 1 November 2012, pukul 10.42) N.G.Hingorani, High Power Elelctronics, Scientific American, Novembar 1993. Neutz, Michael.2013.Power Quality, Voltage Stabilisation for Industrial Grids and Wind Farms with STATCOM.USA:IMEX. R, Nelson.1994.Transmission Power Flow Control, IEEE Transactions on Power Delivery.San Francisco:TDWorld. Ray, Bhaskar. 2003.Facts Technology Application To Retire Aging Transmission Assets And Address Voltage Stability Related Reliability Challenges In San Francisco Bay Area.San Francisco:TDWorld. Rizal, Luthfi.2012. Studi Pengaruh Penurunan Tegangan Bus Terhadap Kemampuan Trafo Daya Di Pt. Chevron Pacific Indonesia (Laporan Kerja Praktek di PGT Duri, PT. Chevron Pacific Indonesia).Duri:Tidak Dipublikasikan. Smith, Ralph J.1992.Rangkaian Piranti dan Sistem.Jakarta:Erlangga Stevenson, William D.1984.Analisis Sistem Tenaga Listrik.North Carolina:Erlangga Tim O&TC PGT.2006.Operator & Technician Certification Modul-3. Departemen Power Generation & Transmission.Duri:PT. Chevron Pacific Indonesia. Tobing, Bonggas L.2003.Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi.Jakarta:Gramedia
109
