Studi Perubahan Tap Transformator (Tap Staggering) sebagai ...

Studi Perubahan Tap Transformator (Tap Staggering) sebagai Kompensator Daya Reaktif pada Jaringan Distribusi Sistem Jawa-Bali

Samsudiat, Rudy Setiabudy

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

Kampus UI Depok, 16424, Indonesia

e-mail : [email protected]

Abstrak

Operasi sistem tenaga listrik bertegangan tinggi menuntut kestabilan parameter-parameter kelistrikan, seperti parameter tegangan, agar kinerja dari peralatan-peralatan listrik yang digunakan oleh konsumen menjadi optimal. Tetapi, karakteristik beban dan saluran transmisi dapat mengakibatkan penyerapan tambahan daya reaktif pada sistem yang menyebabkan munculnya susut tegangan yang melebihi batas operasi yang diizinkan. Salah satu metode untuk memperbaiki tegangan dengan memanfaatkan peralatan listrik yang tersedia adalah metode perubahan tap transformator (tap staggering). Tap staggering adalah mengoperasikan transformator daya secara paralel dengan membedakan posisi tap yang relatif kecil. Perbedaan tap ini akan menimbulkan arus sirkulasi yang bersifat induktif dan digunakan sebagai kompensator daya reaktif untuk sistem. Sebuah jaringan distribusi dengan dua buah transformator yang beroperasi paralel dari Sistem Jawa-Bali dilakukan simulasi tap staggering dengan menggunakan analisis aliran daya pada ETAP 12.6.0. Simulasi tap staggering dilakukan dari subsistem yang memikul beban paling tinggi pada sistem. Dari hasil analisis aliran daya, diketahui bahwa tap staggering pada subsistem IBT 150/70 kV dapat melakukan perbaikan tegangan dari rata-rata tegangan 88,85% diperbaiki menjadi 93,5%. Pada subsistem trafo distribusi 70/20 kV yang memiliki perbaikan tegangan antara 88,12% sampai 92,40% meningkat menjadi 92,75% sampai 97,23% saat subsistem IBT 150/70 kV dilakukan tap staggering. Pada subsistem IBT 500/150 kV yang dilakukan tap staggering dapat meningkatkan perbaikan tegangan pada subsistem-subsistem yang dilayaninya dimana perbaikan tegangan terbaik diperoleh saat posisi tap IBT1 -8,75%, IBT3 -10%, IBT5 -10%, T1 -10% dan T3 -10% dengan rentang nilai tegangan masing-masing busnya adalah antara 97% sampai 102%.

Study of Tap Staggering Transformer as Reactive Power Compensator in Jawa-Bali Distribution Network

Abstract

Operating high voltage power systems requires stability of electrical parameters, such as voltage parameters, so the performance of electrical utilities used by consumers can be optimal. However, the characteristics of load and transmission line can absorb additional reactive power in the system that causes drop voltage that exceeds the limit of permitted operations. One method to improve the voltage by utilizing the existing electrical equipment is tap staggering method. Tap staggering is operating power transformer in parallel with small different tap positions. Differences tap positions can provide inductive currents circulation and it’s used as reactive power compensator for the system. A distribution network with two power transformer in parallel of Jawa-Bali system is simulated tap staggering by using the power flow analysis on ETAP 12.6.0. Tap staggering is simulated from subsystem that connects a highest load in the system. From power flow analysis, tap staggering at 150/70 kV IBT subsystem can improve voltage from an average of 88.85% to 93.5%. In the 70/20 kV distribution transformer subsystems that have improvements voltage between 88.12% to 92.40% can increase improvements voltage becomes between 92.75% to 97.23% when subsystem IBT 150/70 kV is taken by tap staggering. At subsystem IBT 500/150 kV, tap staggering can increase the voltage on the improvement subsystems where the best voltage improvement is obtained when the tap positions IBT1 -8.75%, IBT3 -10%, IBT5 -10%, T1 -10% and T3 -10% with a range of values of each bus voltage is between 97% to 102%. Keywords : Reactive Power; Drop Voltage; Tap Staggering

Studi Perubahan ..., Samsudiat, FT UI, 2016

I. Pendahuluan Sistem interkoneksi tenaga listrik merupakan keterpaduan antara beberapa pembangkit

dengan beberapa beban yang dioperasikan untuk menyalurkan energi listrik dari sistem

pembangkit menuju sistem beban melalui saluran transmisi. Salah satu sistem interkoneksi

terbesar di Indonesia adalah Sistem Jawa-Bali yang melayani beban mencapai lebih dari

20.000 MW [1]. Oleh karena beban yang tinggi dan untuk menjaga kualitas sistem tenaga

listrik, digunakan sistem transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV untuk menunjang Sistem

Jawa-Bali tersebut.

Pada operasi sistem interkoneksi dengan tegangan ekstra tinggi, dituntut suatu

kestabilan nilai parameter-parameter sistem tenaga listrik, khususnya parameter tegangan dan

frekuensi sistem. Hal ini dimaksudkan agar kinerja dari peralatan-peralatan listrik yang

digunakan oleh konsumen menjadi optimal. Untuk memenuhi tuntutan tersebut, terdapat

beberapa kendala yang dihadapi antara lain ketidakseimbangan daya antara pembangkit

dengan beban, sifat beban, panjang saluran transmisi, dan lain sebagainya yang dapat

mengakibatkan munculnya tambahan daya reaktif pada sistem. Tambahan daya reaktif ini

akan menyebabkan kenaikan atau penurunan tegangan yang melebihi batas operasi yang

diizinkan.

Usaha untuk menjaga kestabilan tegangan dan frekuensi sistem tersebut dicapai dengan

melakukan keseimbangan antara daya reaktif yang dibangkitkan oleh unit-unit pembangkit

dengan daya reaktif yang berada di jaringan dan yang diperlukan oleh beban. Salah satu

usaha yang sering dilakukan untuk pengaturan keseimbangan daya reaktif ini adalah dengan

menggunakan reaktor, baik induktif maupun kapasitif. Tetapi, penggunaan reaktor ini akan

memerlukan biaya yang mahal sedangkan penggunaannya tidak setiap saat, sehingga usaha

ini menjadi kurang ekonomis. Oleh karena itu, penelitian ini mengusulkan sebuah metode

untuk mengatur daya reaktif pada sistem dengan memanfaatkan peralatan listrik yang tersedia

pada jaringan transmisi dan distribusi, yaitu dengan metode perubahan tap transformator (tap

staggering) [2].

Tap staggering adalah meng-operasikan transformator daya secara paralel dengan

membedakan posisi tap yang relatif kecil. Proses tap staggering ini dilakukan dengan

menaikkan atau menurunkan posisi tap transformator. Perbedaan tap tersebut akan

menimbulkan arus sirkulasi yang bersifat induktif di sekitar pasangan transformator. Arus

sirkulasi ini akan mengalir dan digunakan sebagai beban reaktif pada sistem sehingga dapat

mengkompensasi daya reaktif [2].


Kasus yang akan dibahas pada penelitian ini adalah mendapatkan perbaikan tegangan

dengan menggunakan metode tap staggering sebagai kompen-sator daya reaktif pada

jaringan distribusi Jawa-Bali. Penelitian ini akan meng-gunakan salah satu jaringan distribusi

dari Sistem Jawa-Bali yang akan disimulasikan metode tap staggering. Besar tegangan dan

daya reaktif yang dihasilkan pada setiap perubahan posisi tap akan diamati dan dianalisis

sebagai alternatif metode untuk mengkompensasi daya reaktif.

II. Tinjauan Teoritis

A. Susut Tegangan (Drop Voltage)

Susut Tegangan atau voltage drop adalah peristiwa perbedaan tegangan antara sisi

pengirim dengan sisi penerima. Faktor-faktor penyebab terjadinya susut tegangan antara lain :

• Jaringan transmisi dan disribusi yang memiliki panjang lebih dari 80 km,

• Jenis penghantar yang digunakan,

• Arus yang dihasilkan terlalu besar, dan

• Sambungan penghantar atau konektor yang tidak baik.

Umumnya, beban-beban yang terdapat pada sistem tenaga listrik bersifat resistif-

induktif. Beban-beban tersebut akan menyerap daya aktif dan daya reaktif yang dihasilkan

oleh generator. Penyerapan daya reaktif oleh beban-beban induktif akan menyebabkan

terjadinya susut tegangan pada tegangan suplai generator. Penurunan persamaan susut

tegangan dapat dijelaskan berdasarkan gambar rangkaian sistem sederhana dan diagram fasor

transmisi daya berikut [3].

(a)

(b)

Gambar 2.1. (a) Rangkaian Sistem Sederhana Trasmisi Daya dan (b) Diagram Fasor Transmisi Daya [3]


Berdasarkan rangkaian sistem sederhana tersebut, pada sisi beban dapat diperoleh

persamaan arus sebagai berikut.

SL = P + jQ

VL I* = P + jQ

I* = !!!"!!

I = !!!"!!∗ (2.1)

Sedangkan persamaan tegangan pada sumber dan beban yaitu :

VG = VL + (R+jX)I

= VL + (R+jX)[ !!!"!!∗ ] (2.2)

Anggap VL = V!∗, maka

VG = VL + (R+jX)[ !!!"!!

]

= [VL + !"!!"!!

] + j[!"!!"!!

] (2.3)

Berdasarkan diagram fasor tersebut, persamaan susut tegangan adalah sebagai berikut.

VG = (VL + ΔVp) + j(ΔVq)

Persamaan tersebut dapat dire-presentasikan dengan persamaan diagram fasor tersebut

sehingga diperoleh :

ΔVp = !"!!"!!

ΔVq = !"!!"!!

Nilai δ sangat kecil sehingga ΔVq << VL + ΔVp, maka persamaan tersebut berubah

menjadi

VG = VL + !"!!"!!

VG – VL = !"!!"!!

(2.4)

Pada rangkaian transmisi, R ≈ 0, maka

VG – VL = !"!!

(2.5)


Berdasarkan persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa besar susut tegangan

sebanding dengan besar daya reaktif. Oleh karena itu, pengaturan tegangan dapat dilakukan

dengan melakukan kompensasi daya reaktif agar dapat meminimalisasi susut tegangan yang

terjadi.

B. Metode Perubahan Tap Trans-formator (Tap Staggering)

Tap Staggering adalah meng-operasikan transformator daya secara paralel dengan

membedakan posisi tap yang relatif kecil. Operasi paralel dari dua buah transformator dengan

tap staggering ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 2.2. Skema Tap Staggering [2]

Gambar 2.3. Rangkaian Ekuivalen pada Sisi Sekunder [2]

Dengan asumsi kedua transformator memiliki parameter tap changer yang sama, nilai

tegangan sekunder pada masing-masing trafo adalah sebagai berikut.

V1 = Vp / [(1−k)n0]

V2 = Vp / [(1+k)n0]


dimana

n0 : rasio awal transformator

k : besar perpindahan tap dari posisi awal, dengan k adalah bilangan bulat

Besar arus sirkulasi (Ic) di antara kedua transformator tersebut adalah sebagai berikut

[4].

Ic = !!!!!!!!!!

Sedangkan nilai Z1 dan Z2 dapat diperoleh melalui persamaan berikut [4].

Z1 = !!%!""

.!!!!

Z2 = !!%!""

.!!!!

dimana

Z1%, Z2% : persen impedansi trafo T1 dan T2

I1, I2 : arus beban penuh (full load) dari trafo T1 dan T2

Nilai Z1% dan Z2% biasanya dicantumkan pada plat nama (name plate) dari masing-

masing trafo daya tersebut. Dengan mengeliminasi persamaan Z1 dan Z2 ke dalam persamaan

Ic, maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut [4].

Ic = !!!!!

!!%!"" .

!!!! ! !!%!"" .

!!!!

Jika kedua trafo T1 dan T2 memiliki rating yang sama sehingga I1 = I2 = Is (arus

sekunder trafo saat beban penuh), maka persamaan Ic menjadi [4] :

Ic = !!!!! .!""!!

!!%.!! ! !!%.!!

Gambar 2.4. Diagram Fasor Arus Trafo T1 dan Trafo T2


Perbedaan sudut fasa antara arus sirkulasi dengan beda tegangan karena posisi tap

dinyatakan sebagai berikut [4].

φ = arctan(!!!!!!!!!!

)

dimana

X1, X2 : reaktansi trafo T1 dan T2

R1, R2 : resistansi trafo T1 dan T2

Daya reaktif yang diserap pada proses tap staggering ini adalah sebagai berikut [4].

Qc = 3 . V . Ic . sin φ

III. Simulasi Perubahan Tap Transformator (Tap Staggering) Langkah-langkah penelitian ini dijelaskan menggunakan diagram alir sebagai berikut.

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Tap Staggering

Pengujian perubahan tap trans-formator (tap staggering) yang akan disimulasikan pada

penelitian ini adalah berupa diagram satu garis dari salah satu jaringan distribusi Sistem Jawa

Bali yang dibuat dengan menggunakan software ETAP 12.6.0 sebagai berikut [5].


Gambar 3.2. Diagram Satu Garis Sistem Tap Staggering

Sistem ketenagalistrikan yang akan disimulasikan tersebut adalah sistem pada jaringan

transmisi 500 kV, 150 kV, 70 kV, dan 20 kV dengan masing-masing jaringan terdapat

berbagai macam jenis beban. Jaringan-jaringan ini merupakan suatu model subsistem

jaringan transmisi dan distribusi yang memiliki dua buah IBT 500/150 kV sebagai sumber

daya utama untuk jaringan-jaringan yang lebih kecil. Standar kelistrikan yang digunakan

adalah perpaduan antara standar IEC (International Electrotechnical Commis-sion) yang

tersedia pada software ETAP 12.6.0 dan standar operasional PLN, yaitu frekuensi 50 Hz

dengan kondisi tegangan yang diizinkan yaitu +5% dan -10% [6].

Pada sistem perubahan tap trans-formator (tap staggering) tersebut, terdapat enam

pasangan transformator yang di-operasikan paralel, yaitu sepasang IBT 500/150 kV, dua

pasang IBT 150/70 kV, dua pasang trafo distribusi 150/20 kV, dan sepasang trafo distribusi

70/20 kV. Proses perubahan tap transformator (tap staggering) dilakukan pada pasangan


transformator tertentu sesuai dengan karakteristik pembebanan dimana masing-masing

pasangan transformator tersebut dibagi menjadi beberapa subsistem sebagai berikut.

1. Subsistem A merupakan pasangan operasi paralel IBT 500/150 kV yang memikul

beban-beban tinggi pada sistem tersebut. Pada subsistem ini, persentase beban motor

lebih besar daripada beban statis sehingga dapat menyerap daya reaktif yang

menyebabkan terjadinya susut tegangan. Pada saat kondisi normal, CB5, CB yang

menghubungkan kedua bus beban subsistem A, dioperasikan terbuka sehingga proses

tap staggering tidak dapat dilakukan. Hal ini dilakukan karena pada saat keadaan

normal, kedua IBT mampu berperan sebagai sumber daya utama bagi jaringan-jaringan

di bawahnya.

2. Subsistem B dan C merupakan pasangan operasi paralel IBT 150/70 kV yang memikul

beban-beban menengah pada sistem tersebut. Pada subsistem ini, persentase beban

motor mendekati beban statisnya sehingga dapat menyerap daya reaktif yang

menyebabkan terjadinya susut tegangan.

3. Subsistem D dan E merupakan pasangan operasi paralel trafo distribusi 70/20 kV yang

memikul beban-beban kecil pada sistem pengujian. Pada subsistem ini, persentase

beban motor lebih kecil daripada beban statisnya sehingga tetap dapat menyerap daya

reaktif yang menyebabkan terjadinya susut tegangan.

Proses tap staggering pada penelitian ini dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai

berikut.

1. Tap staggering pertama dilakukan pada subsistem yang memikul beban tinggi pada

jaringan distribusi. Hal ini dilakukan karena subsistem tersebut menyerap daya reaktif

paling tinggi pada sistem sehingga perlu dilakukan kompensasi daya reaktif untuk

menurunkan susut tegangan. Oleh karena subsistem 500/150 kV tidak beroperasi

paralel pada keadaan awal, maka tap staggering pertama dilakukan pada subsistem

150/70 kV.

2. Jika nilai tegangan bus masih lebih kecil dari tegangan standar, tap staggering

berikutnya dilakukan pada subsistem setelah subsistem 150/70 kV, yaitu subsistem

70/20 kV dengan keadaan subsistem 150/70 kV telah dilakukan tap staggering.

3. Jika nilai tegangan bus masih lebih kecil dari tegangan standar, tap staggering

berikutnya dilakukan pada subsistem utama, yaitu subsistem 500/150 kV dengan

keadaan subsistem-subsitem jaringan di bawahnya telah dilakukan tap staggering dan

keadaan CB5 dioperasikan tertutup.


IV. Analisis Jaringan terhadap Perubahan Tap Transformator (Tap Staggering)

A. Sistem dalam Keadaan Normal Tabel 4.1. Susut Tegangan Sistem dalam Keadaan Normal

Nama Bus

Tegangan Susut Tegangan (%) Kondisi

kV % Bus1 492,4 98,47 1,53 Normal Bus2 144,6 96,38 3,62 Normal

Bus3 144,4 96,26 3,74 Normal

Bus4 141,6 94,43 5,57 Normal

Bus5 140,9 93,96 6,04 Normal Bus6 65,2 93,19 6,81 Normal

Bus7 64,9 92,71 7,29 Normal

Bus8 62,7 89,58 10,42 Tidak Normal Bus9 62,4 89,14 10,86 Tidak Normal

Bus10 17,6 88,12 11,88 Tidak Normal

Bus11 17,5 87,56 12,44 Tidak Normal

Bus16 18,7 93,38 6,62 Normal

Pada Tabel 4.1., diketahui bahwa tegangan pada Bus1, Bus2, Bus3, Bus4, Bus5, Bus6,

Bus7, dan Bus16 yang terdapat pada subsistem A, B, dan C beroperasi dalam kondisi normal

karena nilai-nilai susut tegangannya tidak melebihi dari 10%. Sedangkan tegangan pada

Bus8, Bus9, Bus10, dan Bus11 yang terdapat pada subsistem D dan E beroperasi dalam

kondisi tidak normal karena nilai-nilai susut tegangannya melebihi dari 10%.

Pada subsistem A, nilai rata-rata susut tegangan Bus1, Bus2, dan Bus3 adalah 2,96%.

Sedangkan pada subsistem B dan C, nilai rata-rata susut tegangan Bus4, Bus5, Bus6, dan

Bus7 adalah 6,43%. Oleh karena nilai rata-rata susut tegangan subsistem B dan C mendekati

10%, maka subsistem ini perlu diberikan perhatian.

Dari analisis aliran daya tersebut, diketahui bahwa subsistem A, B, dan C beroperasi

pada keadaan normal sesuai dengan standar PLN, yaitu tegangan operasi tidak di bawah dari

-10% dengan nilai rata-rata susut tegangan bus-busnya adalah 4,7%. Sedangkan subsistem D

dan E beroperasi pada keadaan tidak normal, yaitu tegangan operasi di bawah dari -10%

dengan nilai rata-rata susut tegangan bus-busnya adalah 11,4%. Oleh karena itu, perlu

dilakukan tap staggering agar di-hasilkan daya reaktif kompensasi untuk mendapatkan

perbaikan tegangan.


B. Tap Staggering pada IBT 150/70 kV

Pada sistem pengujian, terdapat dua pasangan operasi paralel IBT 150/70 kV yang akan

dilakukan tap staggering dimana tujuan dari pengujian subsistem ini adalah untuk

mengetahui perbaikan tegangan dengan tap staggering dengan mengamati daya reaktif

kompensasi yang dihasilkan.

Tabel 4.2. Perbaikan Tegangan Subsistem 150/70 kV dengan Tap Staggering

Tap IBT3 (%)

Tegangan (%) QB (MVAr) QcB (MVAr) Bus4 Bus6 Bus8 Bus10

0 94,4 93,2 89,6 88,1 18,4 0 -1,25 94,4 93,8 90,6 88,7 18,6 0,2 -2,50 94,4 94,3 90,7 89,2 18,9 0,5 -3,75 94,3 95,0 91,3 89,8 19,3 0,9 -5,00 94,3 95,5 91,9 90,4 19,9 1,5 -6,25 94,2 96,1 92,5 90,1 20,5 2,1 -7,50 94,2 96,7 93,1 91,6 21,4 3,0 -8,75 94,1 97,3 93,7 92,6 22,4 4,0

-10,00 94,0 97,9 94,2 92,8 23,7 5.3

Tap IBT5 (%)

Tegangan (%) QC (MVAr) QcC (MVAr) Bus5 Bus7 Bus9 Bus11

0 94,0 92,7 89,1 87,6 18,6 0 -1,25 93,9 93,3 89,7 88,1 18,7 0,1 -2,50 93,9 93,8 90,3 88,7 19,0 0,4 -3,75 93,8 94,4 90,8 89,2 19,5 0,9 -5,00 93,8 95,0 91,4 89,8 20,1 1,5 -6,25 93,7 95,6 92,0 90,4 20,8 2,2 -7,50 93,6 96,2 92,5 90,9 21,7 3,1 -8,75 93,5 96,8 93,1 91,5 22,8 4,2

-10,00 93,4 97,3 93,7 92,1 23,9 5.3 a : kondisi tidak normal (<10%) Tap IBT : persentase pengurangan tegangan dari tegangan normal Q : daya reaktif QC : daya reaktif kompensasi

Pada Tabel 4.2., diketahui bahwa tap staggering menghasilkan daya reaktif yang dapat

mengkompensasi daya reaktif subsistem 150/70 kV sehingga terjadi per-baikan tegangan

pada bus-bus beban, yaitu:

• Bus6 yang memiliki tegangan awal 93,19% diperbaiki menjadi 97,94%;




• Bus10 yang memiliki tegangan awal 88,12% diperbaiki menjadi 92,75%; dan

• Bus11 yang memiliki tegangan awal 87,56% diperbaiki menjadi 92,09%.


Hubungan antara posisi tap terhadap daya reaktif kompensasi ini ditunjukkan oleh

grafik berikut ini.

Gambar 4.1. Grafik Perubahan Daya Reaktif Kompensasi terhadap Tap Staggering Subsistem 150/70 kV

Pada Gambar 4.1., diketahui bahwa pada saat tidak terjadi perubahan tap, daya reaktif

kompensasi bernilai 0 (nol) karena tidak terjadi perbedaan posisi tap antar pasangan

transformator sehingga tidak menghasilkan arus sirkulasi. Kemudian, peningkatan perubahan

tap dilakukan yang menyebabkan peningkatan daya reaktif kompensasi secara kuadratik.

C. Tap Staggering pada Trafo Distribusi 70/20 kV

Pada sistem pengujian, terdapat dua pasangan operasi paralel trafo distribusi 70/20 kV

yang akan dilakukan tap staggering dimana tujuan dari pengujian subsistem ini adalah untuk

mengetahui pengaruh tap staggering pada subsistem yang lebih besar, yaitu subsistem 150/70

kV, terhadap tap staggering pada subsistem yang lebih kecil, yaitu subsistem 70/20 kV.



Gambar 4.2. GrafikPerbaikan Tegangan Subsistem 70/20 kV tanpa dan dengan Tap Staggering Subsistem

150/70 kV

Pada Gambar 4.2., diketahui bahwa tap staggering subsistem 150/70 kV dapat

meningkatkan hasil perbaikan tegangan pada tap staggering subsistem 70/20 kV. Hal ini

ditunjukkan oleh :

• Tegangan Bus8 yang bernilai 89,58% sampai 88,95% pada setiap per-ubahan tap T1

tanpa dilakukan tap staggering subsistem B mengalami perbaikan tegangan menjadi

bernilai 94,25% sampai 93,57% pada setiap pengubahan tap T1 dengan dilakukan tap

staggering subsistem B.

• Tegangan Bus9 yang bernilai 89,14% sampai 88,51% pada setiap per-ubahan tap T3

tanpa dilakukan tap staggering subsistem C mengalami perbaikan tegangan menjadi

bernilai 93,70% sampai 93,01% pada setiap perubahan tap T3 dengan dilakukan tap

staggering subsistem C.

• Tegangan Bus10 yang bernilai 88,12% sampai 92,40% pada setiap perubahan tap T1

tanpa dilakukan tap staggering subsistem B mengalami perbaikan tegangan menjadi


staggering subsistem B.

• Tegangan Bus11 yang bernilai 87,56% sampai 91,81% pada setiap perubahan tap T3

tanpa dilakukan tap staggering subsistem C mengalami perbaikan tegangan menjadi


staggering subsistem C.

Oleh karena itu, tap staggering pada subsistem 150/70 kV dapat meningkatkan

perbaikan tegangan pada tap staggering subsistem 70/20 kV.


D. Tap Staggering pada IBT 500/150 kV

Pada sistem pengujian, terdapat satu pasangan operasi paralel IBT 500/150 kV yang

akan dilakukan tap staggering. Perubahan tap ini dapat dilakukan saat CB5 dioperasikan

tertutup dimana tujuan dari pengujian subsistem ini adalah untuk mengetahui pengaruh tap

staggering pada subsistem 500/150 kV terhadap perbaikan tegangan subsistem-subsistem

jaringan di bawahnya.

Tabel 4.3. Perbaikan Tegangan Subsistem B, C, D, dan E

Tap IBT1 (%) Tegangan (%)

Bus1 Bus2 Bus3 Bus4 Bus5 Bus6 0 98,2 95,79 95,79 93,56 93,14 97,40

-1,25 98,2 96,40 96,40 94,17 93,74 98,04 -2,50 98,2 97,01 97,01 94,78 94,35 98,68

-3,75 98,1 97,62 97,62 95,39 94,96 99,33

-5,00 98,1 98,24 98,24 96,01 95,57 99,98 -6,25 98,0 98,86 98,86 96,62 96,18 100,63

-7,50 98,0 99,48 99,48 97,24 96,80 101,28

-8,75 97,9 100,10 100,10 97,86 97,41 101,93

-10,00 97,8 100,72 100,72 98,48 98,03 102,58

Tap IBT1 (%) Tegangan (%)

Bus7 Bus8 Bus8 Bus10 Bus11 Bus16 0 96,93 93,35 92,94 97,01 96,45 92,85

-1,25 97,56 93,97 93,56 97,66 97,11 93,45 -2,50 98,20 94,60 94,18 98,32 97,76 94,06

-3,75 98,84 95,23 94,81 98,98 98,42 94,67

-5,00 99,48 95,86 95,44 99,64 99,08 95,27 -6,25 100,13 96,50 96,07 100,31 99,74 95,89

-7,50 100,77 97,30 96,70 100,97 100,40 96,50

-8,75 101,42 97,77 97,33 101,64 101,06 97,11

-10,00 102,06 98,41 97,97 102,30 101,72 97,72 a : perbaikan tegangan terbaik

Pada Tabel 4.3., diketahui bahwa tap staggering subsistem 500/150 kV dapat

meningkatkan hasil perbaikan tegangan pada tap staggering subsistem-subsistem jaringan

yang di bawahnya. Hal ini ditunjukkan dengan perbaikan tegangan terbaik diperoleh saat

posisi tap IBT1 -8,75% dimana posisi tap IBT3 -10%, IBT5 -10%, T1 -10%, dan T3 -10%

karena pada posisi tap tersebut menghasilkan rentang deviasi tegangan terkecil di antara

posisi-posisi tap lainnya, yaitu sekitar 97% sampai 102%.


V. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

sebagai berikut.

1. Saluran transmisi dan beban pada sistem tenaga listrik dapat menyerap daya reaktif

yang mengakibatkan terjadinya susut tegangan.

2. Tap staggering dapat dilakukan untuk meningkatkan tegangan bus akibat munculnya

daya reaktif kompensasi pada sistem.

3. Tap staggering pada subsistem 150/70 kV dapat meningkatkan hasil perbaikan

tegangan pada tap staggering subsistem 70/20 kV dan tap staggering pada subsistem

500/150 kV dapat meningkatkan hasil perbaikan tegangan terhadap subsistem-

subsistem jaringan di bawahnya.

4. Tap staggering dilakukan pada subsistem yang lebih besar terlebih dahulu, kemudian

dilakukan pada subsistem-subsistem yang lebih kecil di bawahnya.

5. Perbaikan tegangan terbaik dengan metode tap staggering diperoleh pada saat posisi

tap IBT1 -8,75%, IBT3 -10%, IBT5 -10%, T1 -10%, dan T3 -10% dengan rentang nilai

tegangan masing-masing bus adalah antara 97% sampai 102%.

Daftar Referensi [1] Bidang Operasi Sistem PT PLN (PERSERO) P3B Jawa Bali. 2015. Evaluasi Operasi

Sistem Tenaga Listrik Jawa Bali 2014.

[2] Chen Linwei, Li Haiyu, Tumham Victoria, dan Brooke Simon. 2014. Distribution

Network Supports for Reactive Power Management in Transmission Systems. IEEE

Conference Publications.

[3] Weedy, B.M., Cory, B.J., Jenkins, N., Ekanayake, J.B., dan Strbac G. 2012. Electric

Power Systems, Fifth Edition. UK : John Wiley & Sons Ltd.

[4] Heatgcote, Martin J. 1998. The J & P Transformer Book, Twelfth Edition.

[5] Bidang Operasi Sistem P3B Jawa Bali. 2015. Topologi dan Konfigurasi Jaringan P3B

Jawa Bali.

[6] Peraturan Menteri ESDM Nomor 07 Tahun 2010 tentang Tarif Dasar Listrik PT PLN.


Studi Perubahan Tap Transformator (Tap Staggering) sebagai ...

Documents