B-468 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5 No. 2 (2016) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) Simulasi dan Analisis Stabilitas Transien dan Pelepasan Beban pada Sistem Kelistrikan PT. Semen Indonesia Pabrik Aceh David Firdaus, Ontoseno Penangsang, dan Ni Ketut Aryani Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: aing.davidfirdaus@gmail.com, zenno_379@yahoo.com, ketut.aryani@gmail.com Abstrak—PT. Semen Indonesia adalah perusahaan BUMN penghasil semen terbesar dimana akan melakukan perencanaan pembangunan pabrik Semen Aceh. Dalam perencanaannya, sistem kelistrikan pada pabrik Semen Aceh akan menggunakan dua sumber yakni PLN pada sistem kelistrikan alternatif 1 dan Generator 30 MW dan Generator 2x25 MW pada sistem kelistrikan alternatif 2 sehingga perlu dilakukan studi stabilitas transien untuk mengetahui kestabilan sistem saat terjadi gangguan transien. Pada tugas akhir ini difokuskan pada analisis kestabilan transien meliputi kestabilan tegangan, kestabilan frekuensi dan kestabilan sudut rotor saat terjadi generator outage, motor starting dan gangguan hubung singkat. Dari hasil simulasi sistem kelistrikan alternatif 2, menunjukkan bahwa pada kasus lepasnya generator mengakibatkan frekuensi sistem tidak stabil. Untuk mengembalikan kestabilan sistem, pada kasus lepasnya generator (841BG02) memerlukan pelepasan beban 2 tahap dengan melepas 25.02% dari total beban (9,97 MW). Saat kasus hubung singkat pada level tegangan 0,4 kV tidak terlalu berpengaruh pada kestabilan meskipun mengakibatkan tegangan turun sesaat dan dapat kembali pada keadaan semula. Selain itu pada kasus hubung singkat dilevel tegangan 6,3 kV, setiap nilai level tegangan akan turun setelah terjadi gangguan hubung singkat 3 fasa pada level tegangan 6,3 kV, namun setelah CB5-831MV081 open maka nilai tegangan sesaat menjadi 108,359% dan akan kembali steady state pada 97,09%. Pada kasus motor starting, penurunan tegangan terendah sempat mencapai titik terendah pada 65,79% dan stabil pada 91,456%. Kata Kunci—kestabilan transien, gangguan transien, pelepasan beban. I. PENDAHULUAN uatu sistem dikatakan stabil ketika terdapat keseimbangan antara daya mekanik pada penggerak utama generator dengan daya output listrik. Dalam keadaan setimbang maka generator berputar pada kecepatan sinktron. Daya output listrik sangat dipengaruhi oleh fluktuasi beban dimana ketika terjadi kenaikan atau penurunan beban maka harus diikuti oleh perubahan daya mekanik yang dihasilkan oleh prime mover. Apabila prime mover tidak mampu menyesuaikan dengan kondisi beban akan mengakibatkan kondisi sistem menjadi tidak stabil. Stabilitas transien berhubungan dengan gangguan besar secara tiba-tiba seperti gangguan hubung singkat, pemutusan saluran secara tiba-tiba melalui Circuit Breaker (CB), serta pemindahan beban secara tiba-tiba. Apabila gangguan besar terjadi dan tidak segera dihilangkan, maka percepatan atau perlambatan sudut rotor akan terjadi dan dapat mengakibatkan generator lossing synchronism. Gangguan transien sangat mempengaruhi stabilitas dari suatu sistem kelistrikan pada industri-industri besar seperti PT. Semen Indonesia Aceh sehingga pada sistem kelistrikan PT. Semen Indonesia Aceh perlu dilakukan studi analisis stabilitas transien untuk mengetahui kestabilan sistem saat terjadi gangguan transien. Pada tugas akhir ini difokuskan pada analisis kestabilan transien meliputi kestabilan tegangan dan kestabilan frekuensi untuk sistem kelistrikan alternatif 1 dan kestabilan tegangan, frekuensi serta kestabilan sudut rotor untuk sistem kelistrikan alternatif 2 saat terjadi generator outage, motor starting dan gangguan hubung singkat serta analisis mekanisme pelepasan beban yang handal untuk mengatasi gangguan jika diperlukan. II. KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV Kestabilan Sistem Tenaga Kestabilan sistem tenaga listrik secara luas dapat didefinisikan sebagai kemampuan dari satu sistem tenaga listrik untuk tetap berada dalam kondisi seimbang dalam operasi normal dan dapat memperoleh kembali kondisi seimbang setelah sistem mengalami gangguan. Berdasarkan Paper IEEE definition and classification of power system stability, kestabilan sistem tenaga listrik dibagi menjadi tiga kategori yaitu [2]: 1. Kestabilan sudut rotor [1] Kestabilan sudut rotor adalah kemampuan dari beberapa mesin sinkron yang saling terinterkoneksi pada suatu sistem tenaga untuk mempertahankan kondisi sinkron. 2. Kestabilan frekuensi [2] Kestabilan ini berkaitan dengan kemampuan dari sistem untuk mempertahankan kestabilan frekuensi akibat gangguan pada sistem yang mengakibatkan ketidakseimbangan antara pembangkitan dan beban. 3. Kestabilan tegangan [2] Kestabilan tegangan dapat diartikan sebagai kemampuan dari sistem tenaga listrik untuk mempertahankan kestabilan nilai tegangannnya di semua bus pada sistem dalam kondisi operasi normal maupun setelah terjadi gangguan. Kestabilan Transien Kestabilan transien merupakan kemampuan dari sistem tenaga listrik untuk mempertahankan kondisi sinkron ketika sistem mengalami gangguan transien [1]. S brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS): Publikasi Ilmiah Online Mahasiswa ITS...