SKRIPSI PENGARUH PEMASANGAN FAULT DETECTION …repository.um-palembang.ac.id/id/eprint/11173/1/132016060_BAB 1_… · PENGARUH PEMASANGAN FAULT DETECTION INSULATION RESTORATION (FDIR)

SKRIPSI

PENGARUH PEMASANGAN FAULT DETECTION

INSULATION RESTORATION (FDIR) PADA GARDU

HUBUNG SEKOJO TERHADAP NILAI INDEKS

KEANDALAN PENYULANG OGAN

GARDU INDUK SEI JUARO PT. PLN RIVAI

Merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana

Telah dipertahankan di depan dewan

14 Agustus 2020

Dipersiapkan dan Disusun Oleh

ELVIS VIKRAM NOVALDO

132016060

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG

2020

ii

iii

iv

MOTTO

“Setiap pemimpin harus menjadi panutan dan meninggalkan legacy yang

baik. Jangan kita duduk disuatu tempat, 1 – 2 tahun ada atau tidak ada kita

tidak ada pengaruhnya”.

“Jabatan bukan hanya untuk dinikmati, tetapi hutang yang setiap saat,

setiap waktu harus diselesaikan dengan PRESTASI”.

“You can’t climb the ladder of success with hands in your pockets”.

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat allah SWT, atas rahmat dan

karunia-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul

PENGARUH PEMASANGAN FAULT DETECTION INSULATION

RESTORATION (FDIR) PADA GARDU HUBUNG SEKOJO TERHADAP

NILAI INDEKS KEANDALAN PENYULANG OGAN GARDU INDUK SEI

JUARO PT. PLN RIVAI yang disusun guna untuk syarat mendapatkan gelar

sarjana pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Palembang.

Pada kesempatan ini penulis secara khusus mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada,

Bapak Taufik Barlian, S.T. M.Eng, selaku Pembimbing I

Ibu Wiwin A. Oktaviani, S.T., M.Sc, selaku Pembimbing II

dan tak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih kepada,

1. Bapak Dr. Abid Djazuli, S.E., M.M, selaku Rektor Universitas

Muhammadiyah Palembang

2. Bapak Dr. Ir. Kgs Ahmad Roni, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Palembang

3. Bapak Taufik Barlian, S.T., M.Eng, selaku Ketua Program Studi Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang

4. Bapak Feby Ardianto, S.T., M.Cs, selaku Sekretaris Program Studi Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang

5. Bapak dan Ibu Staf Dosen pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang

6. Bapak dan Ibu Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Palembang

7. Rekan-rekan Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Palembang

vi

8. Orang tua dan adik-adik saya yang selalu mensupport dan memotivasi saya

selama proses perkuliahan

9. Destari Wirandani dan keluarga

Yang telah banyak membantu penulis baik secara moril maupun material dalam

menyelesaikan skripsi ini, Semoga amal baik yang diberikan kepada penulis

mendapatkan imbalan yang sesuai dari Allah SWT. Penulis menyadari penulisan

skripsi ini jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca akan

penulis terima sangat senang hati. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat khususnya

bagi penulis sendiri dan umumnya bagi rekan-rekan pembaca di Program Studi

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang.

Palembang, Agustus 2020

Penulis,

Elvis Vikam Novaldo

vii

ABSTRAK

Dalam peningkatan keandalan sistem distribusi dan kontinuitas penyaluran

tenaga listrik, diperlukan cara penilaian terhadap mutu dan keandalan pelayanan.

Keandalan sistem distribusi dapat diperoleh dengan memakai bentuk jaringan

yang tepat, pemeliharaan rutin, serta mempersempit luas area gangguan yang

terjadi. Salah satu cara untuk mempersempit luas area gangguan yang terjadi

adalah dengan menggunakan sistem FDIR.

Fault, Detection, Insulation, and Restoration (FDIR) adalah sistem otomasi

jaringan distribusi yang secara otomatis akan melakukan fungsi buka tutup Circuit

Breaker (CB) ataupun Load Break Switch (LBS) saat terjadi gangguan dengan

mendeteksi secara cepat adanya gangguan sehingga dapat mengisolasi dan

mempecepat pemulihan titik aman dari gangguan. FDIR merupakan salah satu

metode pengontrolan alat switching pada jaringan distribusi untuk meningkatkan

keandalan penyaluran. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi bagaimana

pengaruh penerapan sistem FDIR pada Gardu Hubung (GH) Sekojo terhadap nilai

indeks keandalan Penyulang Ogan. Pada penelitian ini sistem distribusi yang

diamati adalah sistem distribusi 20 kV pada penyulang Ogan dan sistem distribusi

20 kV pada penyulang Kedondong Gardu Induk Boom Baru sebagai pengalihan

beban manuvernya.

Dari hasil analisa didapatkan perbandingan nilai indeks keandalan, dimana

sebelum dipasang sistem FDIR, Energy Not Sell (ENS) Penyulanag Ogan adalah

106 kWH/th dan System Average Interruption Duration Index (SAIDI) sebesar

0,11 jam/konsumen/th dan sesudah dipasang sistem FDIR didapatkan ENS

sebesar 91 kWH/th dan SAIDI sebesar 0,095 jam/konsumen/th. Sehingga

didapatlah kesimpulan terjadi penurunan ENS dan SAIDI yang signifikan ketika

jaringan distribusi dipasang dengan sistem FDIR, dan jika di rupiahkan maka PT.

PLN akan menyelamatkan keuntungan sebesar Rp.523.966.000,-.

Kata Kunci : FDIR, LBS, Manuver Beban, Indeks Keandalan, Penyaluran

viii

ABSTRACT

In improving the reliability of the distribution system and the continuity of

the distribution of electricity, it is necessary to assess the quality and reliability of

service. The reliability of the distribution system can be obtained by using the

right form of network, routine maintenance, and narrowing the area of the

disturbance that occurs. One way to narrow the area of disturbance that occurs is

to use the FDIR system.

Fault, Detection, Insulation, and Restoration (FDIR) is a distribution

network automation system that will automatically open and close Circuit Breaker

(CB) or Load Break Switch (LBS) functions when a disturbance occurs by

detecting quickly the disturbance so that it can isolate and speed up safe recovery

point from tampering. FDIR is a method of controlling switching devices in

distribution networks to improve distribution reliability. This study aims to

evaluate how the effect of the application of the FDIR system at Sekojo Substation

(GH) on the reliability index value of the Ogan Feeder. In this research, the

observed distribution system is the 20 kV distribution system in the Ogan feeder

and the 20 kV distribution system at the Kedondong Substation substation Boom

Baru as a load transfer maneuver.

From the results of the analysis, a comparison of the reliability index value

is obtained, where before the FDIR system is installed, Ogan's Energy Not Sell

(ENS) is 106 kWH / year and the System Average Interruption Duration Index

(SAIDI) is 0.11 hours / consumer / year and after the system is installed. FDIR

obtained ENS of 91 kWH / year and SAIDI of 0.095 hours / consumer / year. So it

can be concluded that there was a significant decrease in ENS and SAIDI when

the distribution network was installed with the FDIR system, and if it was broken,

PT. PLN will save a profit of IDR 523,966,000.

Keywords: FDIR, LBS, Load Maneuver, Reliability Index, Distribution

ix

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL i

LEMBAR PERSETUJUAN SKRIPSI

Error! Bookmark not defined.

PERNYATAAN . ii

MOTO iv

KATA PENGANTAR iv

ABSTRAK vii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR TABEL xiii

BAB 1 1

PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan Penelitian 2

1.3 Batasan Masalah 2

1.4 Sistematika Penulian 2

BAB 2 4

TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Sistem Konfigurasi Jaringan Distribusi 20 kV 4

2.2 Load Break Switch (LBS) 4

2.3 Manuver Beban 5

2.4 Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) 5

2.4.1 Pengertian sistem SCADA 5

2.4.2 Fungsi dasar SCADA 6

2.4.2.1 Tele kontrol 6

2.4.2.2 Tele signal 6

2.4.2.3 Tele metering 6

2.5 Indeks-Indeks Keandalan 6

2.5.1 System Average Interruption Duration Index (SAIDI) 6

x

2.5.2 Energy Not Sell (ENS) 7

2.6 Keandalan Sistem Distribusi 7

2.7 Gangguan Pada Sistem Distribusi 20 kV 7

2.7.1 Jenis-jenis gangguan pada sistem distribusi 20 kV 8

2.7.1.1 Gangguan temporer 8

2.7.1.2 Gangguan permanen 8

BAB 3 9

METODE PENELITIAN 9

3.1 Diagram Penelitian 9

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian 12

3.3 Bahan dan Alat 12

BAB 4 13

HASIL PERHITUNGAN DAN ANALISIS 13

4.1 Kelistrikan Pada Gardu Induk Boom Baru 13

4.1.1 Data tranformator daya 30 MVA 1 di GI boom baru 13

4.1.2 Data penyulang dan Load Break Switch di gardu induk boom

baru 15

4.2 Kelistrikan Pada Gardu Induk Sei Juaro 17

4.2.1 Data tranformator daya 30 MVA 1 di GI sei juaro 17

4.2.2 Data penyulang, Load Break Switch (LBS) dan gardu hubung di

gardu induk sei juaro 19

4.3 Data Penyulang Ogan 21

4.3.1 Single Line Diagram penyulang ogan GI sei juaro 21

4.3.2 Single Line Diagram konfigurasi jaringan penyulang ogan –

kedondong 21

4.4. Metode Pemecahan Masalah Gangguan 24

4.5. Perhitungan Indeks Keandalan 29

BAB 5 30

KESIMPULAN DAN SARAN 30

5.1 Kesimpulan 30

5.2 Saran 30

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2. 1 Pola jaringan distribusi dasar 4

Gambar 4. 1 Gardu induk boom baru 13

Gambar 4. 2 Transformator daya 30 MVA gardu induk boom baru 14

Gambar 4. 3 Name plate transformator daya 30 MVA gardu induk boom

baru 14

Gambar 4. 4 Penyulang yang ada di gardu induk boom baru 15

Gambar 4. 5 KPL villa bari 16

Gambar 4. 6 KPL dexa 16

Gambar 4. 7 Gardu induk sei juaro 17

Gambar 4. 8 Transformator daya 30 MVA gardu induk sei juaro 18

Gambar 4. 9 Name plate transformator daya 30 MVA gardu induk sei

juaro 19

Gambar 4. 10 Penyulang yang ada di gardu induk sei juaro 19

Gambar 4. 11 GH sekojo 20

Gambar 4. 12 KPL ramakasih 20

Gambar 4. 13 SLD penyulang ogan sebelum dilakukan rekonfigurasi

jaringan 21

Gambar 4. 14 SLD penyulang ogan setelah dilakukan rekonfigurasi

jaringan dengan penyulang kedondong 22

Gambar 4. 15 Jaringan open loop penyulang ogan dan kedondong 23

Gambar 4. 16 Skema pemasangan titik remote pada penyulang ogan-

kedondong 24

Gambar 4. 17 Diagram titik penyebab lamanya mengisolasi gangguan

penyulang 25

Gambar 4. 18 Konfigurasi jaringan open loop pada tampilan HMI

SCADA. 26

xii

Gambar 4. 19 Penginputan line section pada conductor di master

survalent 27

Gambar 4. 20 Penginputan fault status point LBS di master survalent 27

Gambar 4. 21 Penginputan beban maksimal trafo di dalam satu section

jaringan 28

Gambar 4. 22 Formasi/skenario penyulang ogan-kedondong keadaan

gangguan 28

Gambar 4. 23 Formasi/skenario penyulang ogan-kedondong setelah

kondisi gangguan 29

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Data sistem penyulang ogan sebelum dipasang sistem

FDIR 30

Tabel 4.2 Data titik beban penyulang ogan 30

Tabel 4.3 Indikasi keandalan 30

Tabel 4.4 Data sistem penyulang ogan setelah dipasang sistem FDIR 31

Tabel 4.5 Data titik beban penyulang ogan setelah dipasang sistem FDIR 32

Tabel 4.6 Indikasi keandalan setelah dipasang sistem FDIR 30

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengaman atau sistem proteksi pada jaringan distribusi penyulang 20 kV

akan bekerja ketika terjadi gangguan pada sistem tersebut. Gangguan pada sistem

distribusi ini tidaklah dikehendaki, namun tidak pula dapat dihindarkan. Kondisi

tersebut tidaklah bisa dibiarkan dalam waktu yang lama karena akan membuat

kerusakan pada peralatan-peralatan listrik dan menimbulkan kerugian bagi

penyedia listrik khususnya dari segi penjualan energi listrik (Rochman et al.,

2017).

Gangguan hubung singkat merupakan permasalahan yang sering terjadi

pada saluran distribusi. Hal yang dapat memperlambat proses penanganan

gangguan salah satunya adalah lokasi gangguan tidak dapat segera diketahui

letaknya. Metode berbasis impedansi merupakan salah satu metode yang dapat

digunakan untuk mengetahui jarak lokasi gangguan (Al Qoyyimi, 2017). Namun

metode ini hanya menentukan jarak lokasi gangguannya saja.

Keandalan sistem distribusi 20 kV dapat diperoleh salah satunya dengan

mempersempit luas area gangguan yang terjadi. Sistem Supervisory Control And

Data Aqcuisiton (SCADA) saja juga rasanya tidak cukup digunakan, diperlukan

suatu percepatan dalam mengisolasi, serta pemulihan suatu gangguan. Salah satu

cara untuk mempersempit luas area gangguan yang terjadi adalah dengan

menggunakan sistem Fault Detection, Isolation and Restoration (FDIR). FDIR

adalah suatu sistem otomasi jaringan distribusi yang secara otomatis akan

melakukan fungsi buka tutup Circuit Breaker (CB) ataupun Load Break Switch

(LBS) pada saat terjadi gangguan dengan mendeteksi secara cepat adanya

gangguan sehingga dapat mengisolasi dan mempecepat pemulihan titik aman dari

gangguan (Previanto, 2015). Diharapkan dengan menerapkan sistem FDIR ini

akan menghasilkan nilai indeks keandalan yang baik pada suatu sistem distribusi.

2

Berdasarkan data gangguan penyulang 20 kV pada PT PLN (Persero) Area

Palembang, jumlah gangguan terbanyak pada kurun waktu 3 bulan terakhir

dimulai bulan Desember 2019 hingga Februari 2020 salah satunya adalah pada

Penyulang Ogan Gardu Induk Sei Juaro. Kondisi alam yang berubah-ubah dan

masih banyaknya tanam tumbuh masih menjadi penyebab utama gangguan pada

saluran distribusi 20 kV. Penelitian akan dilakukan pada sistem distribusi 20 kV

di penyulang Ogan Gardu Induk Sei Juaro dan penyulang Kedondong Gardu

Induk Boom Baru sebagai manuver bebannya.

1.2 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui bagaimana Pengaruh pemasangan sistem Fault Detection

Insulation Restoration (FDIR) pada gardu hubung sekojo terhadap nilai indeks

keandalan penyulang ogan Gardu Induk Sei Juaro

2. Hasil penelitian dapat dijadikan pertimbangan bagi PT. PLN (Persero) Area

Palembang untuk menerapkan sistem FDIR pada penyulang lain yang sering

mengalami gangguan.

1.3 Batasan Masalah

Menganalisa pengaruh sistem Fault Detection Insulation and Restoration

pada jaringan distribusi 20 kV penyulang ogan Gardu Induk Sei Juaro ketika

terjadi gangguan dan kecepatan sistem tersebut dalam mendeteksi serta

mengisolasi titik aman dari gangguan. Dan menghitung indeks-indeks keandalan

dari penerapan sistem tersebut.

1.4 Sistematika Penulisan

Disini dijelaskan sistem penulisan yang menguraikan secara singkat pokok-

pokok permasalahan yang akan dibahas pada masing-masing bab untuk

mempermudah dalam pembahasan masalah dan memahami isi skripsi ini secara

keseluruhan.

Adapun bab-bab yang dimaksud tersebut adalah :

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini menjelaskan apa yang menjadi latar belakang, tujuan

penelitian, batasan masalah dan bagaimana sistematika penulisannya.

3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini menjelaskan mengenai sistem FDIR, konfigurasi jaringan

distribusi tenaga listrik, Load Break Switch, sistem manuver beban, sistem

SCADA, jenis-jenis gangguan, konsep dasar keandalan dan indeks-indeks

keandalan dari suatu sistem jaringan distribusi 20 kV.

BAB 3 METODE PENELITIAN

Pada bab ini berisi diagram alir penelititan, tempat dan waktu penelitian,

serta bahan dan alat yang digunakan pada saat penelitian.

BAB 4 DATA, PERHITUNGAN DAN ANALISIS

Pada bab ini berisikan data-data jaringan distribusi dan perhitungan indeks

keandalan dari sistem jaringan distribusi 20 kV penyulang Ogan Gardu Induk Sei

Juaro, serta analisis hasil perhitungannya.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisikan kesimpulan dan saran yang disampaikan penulis

untuk selanjutnya menjadi pertimbangan dalam melakukan perbaikan.

31

DAFTAR PUSTAKA

Al Qoyyimi, T. A. (2017). Penentuan Lokasi Gangguan Hubung Singkat Pada

Jaringan Distribusi 20 Kv Penyulang Tegalsari Surabaya Dengan

Metode Impedansi Berbasis GIS (Geographic Information System)

[Undergraduate, Institut Teknologi Sepuluh Nopember].

Arka, I. G., & Mudiana, N. (2013). Studi Pengaruh Pemasangan Sistem Proteksi

Rele Terhadap Kemungkinan Gangguan Sympathetic Tripping Pada

Penyulang. Logic: Jurnal Rancang Bangun Dan Teknologi. 13, 142.

Firdaus, A. J. (2013). Analisa Beban Section Untuk Menentukan Alternatif

Manuver Jaringan Distribusi 20 Kv Penyulang BRG-3 PT PLN

(Persero) Unit Layanan Salatiga. JTET (Jurnal Teknik Elektro Terapan),

2(3), Article 3.

Hayatul, Illahi, & M, N. L. (2017). Analisa Dan Evaluasi Penggunaan SCADA

Pada Keandalan Sistem Distribusi PT. PLN (Persero) Area Pembagi

Distribusi Riau Dan Kepulauan Riau [Journal:Earticle, Riau University].

Julianto, K., Nugraha, D. W., & Dodu, A. Y. E. (2014). Evaluasi Penggunaan

Scada Pada Keandalan Sistem Distribusi Pt.Pln (Persero) Area Palu.

MEKTRIK, 1(1), Article 1.

Perdana, W. P., Hasanah, R. N., & Dachlan, H. S. (2012). Evaluasi Keandalan

Sistem Tenaga Listrik Pada Jaringan Distribusi Primer Tipe Radial

Gardu Induk Belimbing. Jurnal EECCIS, 3(1), 6–12.

Previanto, R. (2015). Studi Analisis Peningkatan Keandalan Distribusi 20 Kv

Menggunakan Sistem FDIR Pada Penyulang Berbek Gardu Induk

Rungkut Surabaya Jawa Timur [Sarjana, Universitas Brawijaya].

32

Rochman, C., Penangsang, O., & Aryani, N. K. (2017). Manajemen Gangguan

Jaringan Distribusi 20 Kv Kota Surabaya Berbasis Geographic

Information System (GIS) Menggunakan Metode Algoritma Genetika.

Jurnal Teknik ITS, 6(1), B51-B56–B56.

Sofwan, A., Kurniawati, Y., & Amoriza, R. (2005). Analisis Penyebab Out Of

Scanning Pada Scada Akibat Gangguan Rtu.

Soleh, M. (2014). Desain Sistem SCADA Untuk Peningkatan Pelayanan

Pelanggan Dan Efisiensi Operasional Sistem Tenaga Listrik Di APJ

Cirebon. Incomtech, 5(1), 25–44.

Tupan, H. K., Hasanah, R. N., & Wijono, W. (2018). Optimasi Penempatan Load

Break Switch (LBS) Pada Penyulang Karpan 2 Ambon Menggunakan

Metode Algoritma Genetika. Jurnal EECCIS, 11(1), 1–8.